浙教版科学八下第一章 第5节 磁生电(中等难度)
一、单选题
1.(2021八下·萧山期中)小明将微风电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验,用手快速拨动风扇叶片,这时发现小灯泡发光,微风电风扇居然变成了“发电机”。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.电风扇发电的原理是电磁感应
B.电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用
C.电风扇发电过程是把电能转化为机械能
D.小灯泡发光是把光能转化为电能
【答案】A
【知识点】发电机的构造和原理
【解析】【分析】根据发电机的工作原理和能量转化分析判断。
【解答】电风扇发电的原理是电磁感应,故A正确,B错误;
电风扇发电过程是把机械能转化为电能,故C错误;
小灯泡发光是把电能转化为光能,故D错误。
故选A。
2.(2021八下·萧山期中)科研人员研制的“发电鞋”,鞋的内部安装了磁铁和线圈,当人体带动磁铁运动时,磁铁产生的磁场通过线圈,从而产生感应电流。下列实验中与它工作原理一致的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】根据“当人体带动磁铁运动时,磁铁产生的磁场通过线圈,从而产生感应电流”可知,发电鞋相当于一个发电机,工作原理为电磁感应,据此分析判断。
【解答】A.闭合开关后,通电导体在磁场中受力运动,为电动机的工作原理,故A不合题意;
B.导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,说明有感应电流产生,为电磁感应现象,故B符合题意;
C.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明电流周围存在磁场,故C不合题意;
D.闭合开关,通过两个电磁铁的电流相等,线圈匝数多的吸引的铁屑多,说明电磁铁的磁场强弱与线圈匝数有关,故D不合题意。
故选B。
3.(2021九下·秀洲月考)如图所示电与磁的实验装置中,属于发电机原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】发电机的工作原理为电磁感应,据此分析判断。
【解答】A.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明电流周围存在磁场,故A不合题意;
B.闭合开关后,通过电流的导体AB在磁场中受力运动,这就是电动机的工作原理,故B不合题意;
C.闭合开关后,导体AB在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,说明有电流产生,故C符合题意;
D.闭合开关后,通过电流的线圈在磁场中受力运动,这就是电动机的工作原理,故D不合题意。
故选C。
4.(2021八下·余杭月考)无线充电技术开始逐渐进入到人们的生活中,如图所示,将手机等电子设备靠近或放置在像鼠标垫一样的充电板上时,手机内的线圈就产生电流,对电池进行充电。下列四幅图中能反映这种无线充电原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】根据题目描述可知,无线充电的原理就是电磁感应,据此分析判断。
【解答】A.闭合开关后,导体在磁场中切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,产生了感应电流,这就是电磁感应现象,故A符合题意;
B.奥斯特实验发现了电流周围存在磁场,故B不合题意;
C.闭合开关后,缠绕有线圈的铁钉能够吸引铁屑,利用了电流的磁效应,故C不合题意;
D.闭合开关后,通过电流的导体在磁场中受力运动,这是电动机的工作原理,故D不合题意。
故选A。
5.若地磁场在某区域的磁场强弱和方向处处相同,小明在该区域某处竖直拿着闭合的矩形导电线圈面向南方,则能使线圈中产生感应电流的操作是( )
A.南北移动线圈 B.将线圈移至水平
C.东西移动线圈 D.上下移动线圈
【答案】B
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】根据地磁场的分布特点和电磁感应的条件分析判断。
【解答】地磁的南极在地理北极附近,地磁的北极在地磁的南极附近,地磁场的分布与条形磁铁的磁场分布相似。当在地理南极附近时,只有一个方向北;在地理的北极附近,只有一个方向南,根本没有东和西两个方向,故C错误;
在两极附近,磁感线从空中垂直射入地面,无论是沿南北方向,还是上下方向,运动方向都与磁感线方向平行,没有切割磁感线,不会产生感应电流,故A、D错误;
将线圈移动到水平位置时,线圈切割磁感线,会产生感应电流,故B正确。
故选B。
6.下列现象中,属于电磁感应现象的是( )
A.变化的磁场使闭合电路产生感应电流
B.磁场对电流产生力的作用
C.插入通电螺线管中的软铁棒被磁化
D.电流周围产生磁场
【答案】A
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】根据电磁感应的定义分析判断。
【解答】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这就是电磁感应现象,故A符合题意,而A、B、D不合题意。
故选A。
7.现在兴起的智能手机无线充电主要是运用电磁感应技术,当电源的电流通过充电底座中的送电金属线圈产生磁场,带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能接受磁场,产生电流,实现充电。以下设备也是利用“磁生电”工作的是( )
A.电磁起重机 B.扬声器 C.电烙铁 D.动圈式话筒
【答案】D
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】“磁生电”的原理就是电磁感应现象,据此分析判断。
【解答】A.电磁起重机的工作原理是电流的磁效应,即“电生磁”,故A不合题意;
B.扬声器工作时,强弱不同的电流经过线圈时,会受到磁场大小不同的力,从而使纸盆振动发声,故B不合题意;
C.电烙铁工作原理是电流的热效应,故C不合题意;
D.动圈式话筒工作时,声音振动引起线圈振动,而线圈切割磁感线而产生感应电流,故D符合题意。
故选D。
8.在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾。例如1825年日内瓦年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时,其类似的实验装置如图甲所示,示意图如图乙。为避免磁铁的磁场对小磁针的作用,科拉顿把实验装置放在两个房间,在右边房间里把磁铁反复插入线圈,然后跑到左边房间里观察,结果没有看到小磁针偏转。下列说法中正确的是( )
A.该实验过程中没有发生电磁感应现象
B.通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象
C.科拉顿没看到小磁针偏转,是因为线圈中没有产生电流,所以看不到小磁针偏转
D.科拉顿没看到小磁针偏转,是因为当他切割完磁感线再跑到另一个房间时,线圈中产生的电流已经消失,所以小磁针也停止偏转
【答案】D
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】根据对电磁感应现象的认识和理解分析判断。
【解答】在实验过程中,磁铁反复插入线圈,那么相当于线圈反复做切割磁感线运动,肯定有感应电流产生,发生了电磁感应现象,故A错误;
闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这就是电磁感应现象,故B错误;
科拉顿没看到小磁针偏转,是因为当他切割完磁感线再跑到另一个房间时,线圈中产生的电流已经消失,所以小磁针也停止偏转,故C错误,D正确。
故选D。
9.如图所示是“磁生电”的探究过程,你认为以下说法正确的是( )
A.让导线在磁场中静止,蹄形磁铁的磁性越强,电流表指针偏转角度越大
B.用匝数较多的线圈代替单根导线,且使线圈在磁场中静止,这时电流表指针偏转角度大些
C.蹄形磁铁固定不动,使导线沿水平方向运动时,电流表指针会发生偏转
D.蹄形磁铁固定不动,使导线沿竖直方向运动时,电流表指针会发生偏转
【答案】C
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】根据探究电磁感应的实验过程、现象和结论分析判断。
【解答】AB.让导线在磁场中静止,没有做切割磁感线运动,无论是增大磁铁的磁性,还是增加线圈匝数,就不会产生感应电流,电流表指针偏转角度为零,故A、B错误;
C.蹄形磁铁固定不动,那么磁场沿竖直方向,使导线沿水平方向运动时,导线切割磁感线,会产生感应电流,则电流表指针会发生偏转,故C正确;
D.蹄形磁铁固定不动,使导线沿竖直方向运动时,导体的运动方向与磁场方向平行,没有切割磁感线,不会产生感应电流,则电流表指针不会发生偏转,故D错误。
故选C。
10.如图所示,在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中,保持磁体不动,下列现象描述正确的是( )
A.导线ab竖直向上运动时,电流表指针会偏转
B.导线ab竖直向下运动时,电流表指针会偏转
C.导线ab从图中所示位置斜向上运动时,电流表指针不会偏转
D.导线ab分别水平向右和水平向左运动时,电流表指针偏转的方向相反
【答案】D
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】(1)(2)(3)如果导体的运动方向与磁感线方向平行,那么没有切割磁感线,不会产生感应电流;如果导体的运动方向与磁感线方向不平行,那么切割磁感线,会产生感应电流;
(4)感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关,据此分析判断。
【解答】导线ab竖直向上或向下运动,即平行于磁感线运动,不能产生感应电流,电流表指针不会偏转,故A、B错误;
导线ab从图中所示位置斜向上运动,可以切割磁感线,所以在电路中会有感应电流,电流表指针会偏转,故C错误;
导线ab分别水平向右和水平向左运动时,磁场方向不变,改变导体的运动方向,感应电流的方向会改变,则电流表指针偏转的方向相反,故D正确。
故选D。
11.刷卡机广泛应用于银行、超市等。如图所示的POS刷卡机读出信息的原理是:当带有磁条的信用卡在刷卡机上刷过时,刷卡机的检测头就会产生感应电流,便可读出磁条上的信息。下列设备的工作原理与刷卡机读取信息原理相同的是( )
A.电磁铁 B.发电机 C.电动机 D.电磁继电器
【答案】B
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】根据“当带有磁条的信用卡在刷卡机上刷过时,刷卡机的检测头就会产生感应电流”可知,刷卡机的工作原理是电磁感应现象,据此分析判断。
【解答】A.电磁铁的工作原理是电流的磁效应,故A不合题意;
B.发电机的工作原理是电磁感应,故B符合题意;
C.电动机的工作原理是通电导体在磁场受力应运动,故C不合题意;
D.电磁继电器的工作原理是电磁铁,故D不合题意。
故选B。
12.(2021八下·柯桥月考)信用卡刷卡时,其表面的小磁体经过刷卡机的缝隙,线圈中会产生电流。如图所示,此过程主要涉及的知识是( )
A.电磁感应 B.磁极间的相互作用
C.通电导线周围存在磁场 D.通电导线在磁场中受力运动
【答案】A
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这就是电磁感应现象,为发电机的工作原理,据此分析判断。
【解答】用卡刷卡时,其表面的小磁体经过刷卡机的缝隙,线圈在磁场中做切割磁感线与电脑时,会产生电流,即发生了电磁感应现象,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
13.(2021九下·绍兴月考)如图所示为发电机工作原理,下列有关说法正确的是( )
A.当发电机工作时,电流始终从电刷A流向电刷B
B.该过程中电能转化为机械能
C.当线圈不动,磁极转动时,也会有感应电流产生
D.发电机线圈每转过一圈,电流的方向改变一次
【答案】C
【知识点】发电机的构造和原理
【解析】【分析】根据发电机的工作过程和原理分析判断。
【解答】A.当发电机工作时,线圈内外都是交流电,电流的方向会发生周期性变化,故电流的方向不总是从电刷A流向电刷B,故A错误;
B.该过程中,将机械能转化为电能,故B错误;
C.当线圈不动而磁极转动时,线圈照样做切割磁感线运动,因此会有感应电流产生,故C正确;
D.发电机线圈每转过平衡位置就改变一次电流的方向,故每转过一圈,电流的方向改变两次,故D错误。
故选C。
14.(2020九上·鄞州期中)有一种手摇式手电筒,主要部件由永磁体和线圈组成,摇动后使永磁体和线圈发生相对运动,便能发电,其原理与下列相对应的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】根据题目描述可知,手摇发电机的工作原理是电磁感应现象,据此分析判断即可。
【解答】A.通电后,缠绕有线圈的铁钉可以吸引铁屑,这说明电流的磁效应,故A不合题意;
B.闭合开关后,通过电流的金属棒在磁场中受力运动,这是电动机的工作原理,故B不合题意;
C.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明电流周围存在磁场,故C不合题意;
D.当金属棒在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,说明有电流产生,故D符合题意。
故选D。
15.如图是机场的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情景,当探测线圈靠近金属物体时,在金属物体中就会产生电流,如果能检测出这种变化,就可以判定探测线圈下面有金属物体了。下列能反映出金属探测器工作原理的是 ( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】根据“当探测线圈靠近金属物体时,在金属物体中就会产生电流”可知,该金属探测器的原理是电磁感应现象。
【解答】A.当导线中有电流经过时,小磁针的直线发生偏转,说明电流周围存在磁场,故A不合题意;
B.闭合开关后,金属棒ab在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,这就是电磁感应现象,故B符合题意;
C.闭合开关后,小磁针的指向发生偏转,说明通电线圈产生磁场,故C不合题意;
D.闭合开关后,通过电流的金属棒在磁场中受力运动,故D不合题意。
故选B。
16.(2020九上·海曙开学考)现在兴起的智能手机无线充电主要是运用电磁感应技术,其原理是:电源的电流通过充电底座中的送电金属线圈产生磁场,带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能接受磁场,产生电流,实现充电过程。下列实验原理与无线充电的原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】根据题目的描述可知,无线充电的原理是电磁感应现象,据此分析判断。
【解答】A.闭合开关后,金属棒在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,说明有电流产生,这就是电磁感应现象,故A符合题意;
B.当导体中有电流经过时,导体可以吸引铁屑,这就是电流的磁效应,故B不合题意;
C.将条形磁铁的一端靠近小磁针时,小磁针的指向发生偏转,说明“异名磁极相互吸引”,故C不合题意;
D.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明电流周围存在磁场,故D不合题意。
故选A。
17.(2020九上·温州开学考)GPS电子锁是共享单车科技含量较高的部分(如图所示)。骑行时,后轮中一台微型发电机能为电子锁内的电池充电。下列示意图中能反映该工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】发电机的工作原理是电磁感应现象,据此分析判断。
【解答】A.闭合开关后,导线中有电流经过,下面的小磁针会发生偏转,这说明电流周围存在磁场,故A不合题意;
B.当磁场中的导线做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,说明有感应电流产生,这就是电磁感应现象,故B符合题意;
C.闭合开关后,磁场中的金属棒有电流经过,会受力而运动,这是电动机的工作原理,故C不合题意;
D.闭合开关后,通过电磁铁的电流相同,线圈匝数多的吸引的铁屑多,说明电磁铁的磁场强度与线圈匝数有关,故D不合题意。
故选B。
18.(2020八下·乐清期末)如图所示是一款名为nPower的充电器。它的内部主要由磁性物质以及线圈组成。消费者只需将它带在身上行走散步,或是用手摇方式让它震动即可产生电。此款充电器的发电原理是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】根据“用手摇方式让它震动即可产生电”可知,该充电器的工作原理是电磁感应现象,据此分析判断。
【解答】A.当导体中有电流经过时,小磁针的指向发生改变,说明电流周围存在磁场,故A不合题意;
B.闭合开关后,通电的导体会在磁场中受力而运动,这是电动机的工作原理,故B不合题意;
C.当金属棒ab在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,有感应电流产生,这就是电磁感应现象,故C符合题意;
D.闭合开关后,通过电流的线圈会在磁场中受力转动起来,这就是电动机的模型,故D不合题意。
故选C。
19.(2020八下·慈溪期末)市场上支持无线充电的智能手机和充电器(如图所示)大部分都符合“Qi”规格。Qi技术的原理是:在发射端和接收端各有一个线圈,电流流过发射线圈会产生变化的磁场,当接收线圈靠近该变化的磁场时就会产生电流,给智能手机充电。则下列选项与接收线圈工作原理相同的是( )
A.电铃 B.扬声器 C.电磁继电器 D.动圈式话筒
【答案】D
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】根据“当接收线圈靠近该变化的磁场时就会产生电流”可知,接收线圈的工作原理是电磁感应现象。
【解答】A.电铃的主要部分为电磁铁,通过电磁铁和弹簧的工作作用,实现整个电路的断开和闭合,故A不合题意;
B.扬声器的主要部分为磁铁和线圈,从功放机传输过来的强弱变化的电流通过线圈时,线圈受力大小不同会发生振动,从而带动纸盆发出声音,故B不合题意;
C.电磁继电器的主要结构为电磁铁,是一个通过电磁铁控制的开关,故C不合题意;
D.动圈式话筒的主要结构为磁场和线圈,声音振动因此线圈振动,线圈在磁场中切割磁感线运动,从而产生强弱变化的电流,将机械振动转换为电流,故D符合题意。
故选D。
20.(2020八下·仙居期末)如图甲所示,小柯用漆包线绕成矩形线圈,将线圈两端的导线拉直并用刀将漆刮掉,作为转动轴,将线圈放在金属支架上。在它下面放一块小磁体。用纸做一个小风车固定在转动轴上。将装置与小量程电流表相连。用力使小风车转动起来,可观察到电流表指针发生偏转。乙图中的四个实验与小柯的实验原理相同的是( )
A.通电导体使小磁针转动
B.通电导体在磁场中受力运动
C.导体切割磁感线产生电流
D.通电线圈能吸引大头针
【答案】C
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】根据“用力使小风车转动起来,可观察到电流表指针发生偏转”可知,小柯实验装置的原理就是电磁感应现象,据此分析判断。
【解答】A.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明电流周围存在磁场,故A不合题意;
B.闭合开关后,通过电流的金属棒在磁场中受力运动,故B不合题意;
C.金属棒在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,说明有感应电流产生,故C符合题意;
D.通电线圈能吸引大头针,利用的电流的磁效应,故D不合题意。
故选C。
二、填空题
21.(2021八下·秀洲月考)如图是一个简易的发电装置示意图,导体切割磁感线之后,导线中是否能产生感应电流 ,能否看到指针发生偏转 。那我们应该怎样操作才能使灵敏电流表的指针发生偏转 。
【答案】是;不能;将通电导体制成通电线圈
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】(1)产生感应电流的条件:①闭合电路的部分导体;②在磁场中;③做切割磁感线运动;
(2)根据图片可知,产生的感应电流及其微弱,不能使灵敏电流表的指针发生摆动;
(3)将通电导体制成通电线圈,每匝线圈相当于一个导体,若干个线圈同时切割磁感线产生感应电流,那么电流会增大,从而使灵敏电流计指针摆动,据此分析解答。
【解答】(1)如图是一个简易的发电装置示意图,导体切割磁感线之后,导线中是能产生感应电流;
(2)由于产生的感应电流很小,因此不能看到指针发生偏转;
(3)将通电导体制成通电线圈,从而增大感应电流,才能使灵敏电流表的指针发生偏转 。
22.(2021八下·秀洲月考)POS刷卡机的广泛应用给人们的生活带来了便利。POS机的刷卡位置有一个绕有线圈的小铁环制成的检测头(如图所示)。在使用时,将带有磁条的信用卡在POS机指定位置刷一下,检测头的线圈中就会产生变化的电流,POS机便可读出磁条上的信息。POS刷卡机读出信息原理是 。
【答案】电磁感应
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这就是电磁感应现象,据此分析解答。
【解答】银行卡上的磁条会产生磁场,刷卡时,POS机上的线圈做切割磁感线运动,从而产生感应电流,得到相关信息,则刷卡机读出信息的原理是电磁感应。
23.王建同学对微风电风扇产生了兴趣,将它与小灯泡按如图甲所示的电路连接并进行实验。用手快速拨动风扇叶片,这时发现小灯泡发光。此时它的工作原理是 ,电路可简化为图乙中的 图。
【答案】电磁感应;a
【知识点】发电机的构造和原理
【解析】【分析】发电机的工作原理是电磁感应,将机械能转化为电能,据此分析解答。
【解答】用手快速拨动风扇叶片,这时发现小灯泡发光,说明有感应电流产生,此时它的工作原理是电磁感应。此时的电动机就相当于发电机,也就是电源,所以电路里只有电动机和灯泡串联,即电路可简化为图乙中的a图。
24.如图是一种手摇发电的手电筒,当沿图中箭头方向来回摇动时,灯泡就能发光。这个手电筒壳体透明,可以清晰地看到里面有线圈,摇动时,可以感觉到有一个物块在来回运动。小明猜想这个物块是磁体,依据是:磁体运动时,闭合线圈切割磁感线产生 ,线圈相当于电路中的 。
【答案】感应电流;电源
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】①电源分为两种,即电池和发电机;
②发电机的工作原理就是电磁感应,将机械能转化为电能,据此分析解答。
【解答】小明猜想这个物块是磁体,依据是:磁体运动时,闭合线圈切割磁感线产生感应电流,线圈相当于电路中的电源。
25.在探究“产生感应电流的条件”实验中。
(1)观察 判断电路中是否有感应电流。
(2)闭合开关,若导体AB不动,左右移动磁体,电路中 (选填“有”或“无”)感应电流。
(3)如果将小量程电流表换成 ,可以探究磁场对通电导体的作用。
【答案】(1)灵敏电流计的指针是否偏转
(2)有
(3)电源
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】(1)当导体AB中产生感应电流时,灵敏电流计的指针会发生偏转;
(2)分析导体AB是否做切割磁感线运动即可;
(3)探究磁场对通电导体的作用时,必须有电流通过磁场中的导体AB。因为电压是产生电流的原因,而电源是提供电压的装置,所以可以将电流表换成电源。
【解答】(1)观察灵敏电流计的指针是否偏转判断电路中是否有感应电流。
(2)根据图片可知,磁感线方向从下到上沿竖直方向。如果导体AB不动,左右移动磁体,相当于磁体不动,而左右移动导体AB。因为AB的运动方向与磁感线方向相切,所以电路中会产生感应电流。
(3)如果将小量程电流表换成电源,可以探究磁场对通电导体的作用。
26.如图,当条形磁铁从相同高度自由下落分别穿过闭合的塑料环和铜环,发现穿过铜环后的磁铁机械能较小。原因是磁铁在穿过铜环时发生了 现象,有部分的机械能转化为 能。
【答案】电磁感应;电
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,这就是电磁感应现象,这个过程将机械能转化为电能,据此分析解答。
【解答】因为铜环是导体,所以条形磁铁自由下落穿过闭合的铜环时,能够产生感应电流,机械能转化为电能,磁铁的机械能减小;而塑料环是绝缘体,所以条形磁铁自由下落穿过闭合的塑料环时,不会产生感应电流。不计空气的阻力,磁铁的机械能守恒,其机械能不减小。
27.如图甲所示,a表示垂直于纸面的一根导体(相当于图乙中的导体AB)。它在磁场中按箭头方向运动时,在 和 两种情况下会产生感应电流。
【答案】B;C
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】电磁感应现象的条件:①闭合电路的部分导体;②在磁场中;③做切割磁感线运动,据此分析判断。
【解答】根据图片可知,上面为N极,下面为S极,那么磁感线的方向从上到下沿竖直方向。A和D中,导线AB都沿竖直方向运动,因此金属棒没有切割磁感线,不会产生感应电流;B和C中,导线AB的运动方向都与磁感线相切,会产生感应电流。
28.(2021八下·柯桥月考)如图所示,将甲、乙两个微型电动机的转轴对接并固定在一起,闭合开关后两电动机一起转动,小灯泡发光。此处产生电磁感应现象的是 (填“甲”或“乙”)电动机。该过程中能量转化是将电能→ 能→电能,最终转化为内能和光能。
【答案】甲;机械
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】(1)发电机的工作原理是电磁感应,电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动;
(2)电动机将电能转化为机械能,发电机将机械能转化为电能,据此分析解答。
【解答】(1)根据图片可知,甲靠近小灯泡,为小灯泡提供电能,为发电机,应用了电磁感应现象;
(2)乙为电动机,将电能转化为机械能;甲为发电机,将机械能转化为电能,最终通过灯泡转化为内能和光能。
29.(2020八下·新昌期末)用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。
(1)实验中,若观察到 (选填“电流表指针偏转”或“导体棒ab移动”),则电路中产生了感应电流。
(2)某同学按图完整地连接好各元件后,分别向水平方向和竖直方向移动导体棒,能够产生感应电流的是 (选填“甲”或“乙”)。
【答案】(1)电流表指针偏转
(2)甲
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】(1)微小电流计可以测量很小的电流,一旦线路中有电流产生,那么它的指针就会偏转;
(2)如果导体在磁场中做切割磁感线运动,那么就会产生感应电流。
【解答】(1)实验中,若观察到电流表指针偏转,则电路中产生了感应电流。
(2)根据图片可知,U型磁铁内两极之间的磁感线竖直向下,甲中金属棒水平方向移动,会切割磁感线,而乙图中金属棒竖直向下移动,运动方向与磁感线方向相同,没有切割磁感线,因此能够产生感应电流的是甲。
30.(2020八下·吴兴期末)如图所示,足够长的光滑金属导轨与导线CD相连,金属导轨与蹄形磁体固定在木板上,木板倾斜放置。质量、大小均相等的金属铝棒和绝缘棒分别垂直于导轨放置(与导轨接触良好),在相同的位置静止释放。两根棒在下滑过程中,能使线圈中产生感应电流的是 (“铝棒”或“橡胶棒”)若要增大感应电流大小,在不改变实验器材情况下,可以进行怎样的操作 。
【答案】铝棒;增大木板与地面的夹角/将木块向左移动
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】(1)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这就是电磁感应现象;
(2)感应电流的大小与磁场强度和导体的运动速度有关。
【解答】(1)根据电磁感应的定义可知,要发生电磁感应的首要条件是导体,因此能使线圈中产生感应电流的是铝棒;
(2)磁场的强度不能改变,只能改变导体的运动速度,进而增大感应电流的大小。由于物体在斜面上的运动速度与斜面的倾角大小有关,所以在不改变实验器材的情况下,可以这样操作:增大木板与地面的夹角/将木块向左移动。
三、解答题
31.(2021八下·长兴月考)小科在学习了电磁感应现象后,总想知道“感应电流的大小与导体切割磁感线运动的速度有何关系”。他用同一根导体在一个大的U形磁体内,沿垂直于磁感线的方向以不同速度切割磁感线,得出下表数据。请你回答下列问题:
速度(m·s-1) 0.08 0.16 0.24 0.32
电流I/A 0.2 0.4 0.6 0.8
(1)根据以上实验数据。你能得出什么结论?
(2)小科在实验中采用了哪些科学研究方法?
【答案】(1)导体长度和磁场强弱一定时,感应电流跟导体切割磁感线速度成正比
(2)控制变量法(转换法)
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】(1)如果两个物理量的乘积相等,那么它们成反比例关系;如果两个物理量的比值相等,那么它们成正比例关系。
(2)探究一个因素对物理量的影响时,控制其它因素相同,只改变这个因素,这种方法叫控制变量法。
【解答】(1)将每组数据中的电流与速度作比,比值都是2.5,因此得到结论:导体长度和磁场强弱一定时,感应电流跟导体切割磁感线速度成正比。
(2)小科在实验中,探究速度对感应电流大小的影响时,控制导体的长度和磁场强弱相同,因此使用了控制变量法。
32.(2020八下·青田期末)发光二极管简称LED,是一种高效节能光源(用 符号表示),具有单向导电性,在电路中电流只能从正极流入,负极流出,反之就不会发光。如图是小明设计的一个研究电与磁的实验电路图,当金属棒PQ做垂直于纸面做内外运动时,发现A、B交替闪亮。
(1)当PQ垂直纸面向外运动时,观察到的现象是 。
(2)请应用所学知识分析其交替闪亮的原因。
【答案】(1)A灯发光,B灯不发光。
(2)因为让PQ快速向内外做切割磁感线运动,产生的感应电流方向不同。又因为二极管具有单向导电性,所以两个二极管会轮流发光。
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】(1)右手定则:让磁感线垂直穿过手心,大拇指指向导体的运动方向,那么伸直的四指方向就是感应电流的方向;
(2)感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关;电流正向通过二极管会发光,反向通过时不会发光,据此分析即可。
【解答】(1)根据图片可知,磁场方向水平向右,那么将右手掌心向左,大拇指指向垂直纸面向外,此时四个手指指尖向上,即产生感应电流的方向向上,那么此时A灯发光,B灯不发光;
(2)两个二极管交替发光的原因:因为让PQ快速向内外做切割磁感线运动,产生的感应电流方向不同。又因为二极管具有单向导电性,所以两个二极管会轮流发光。
33.(2019八下·嵊州期末)如图所示的装置可以探究磁生电的实验。当磁铁快速向下插入螺线管时,观察到电流表原来静止在中间的指针向左偏转。
(1)上述过程中的能量转化情况是 。
(2)磁铁插入螺线管后,用一只手拿着磁铁和螺线管一起向上运动,电流表指针 。
A.不偏转 B.向左偏转 C.向右偏转
(3)为进一步探究感应电流方向与磁场方向的关系,接下去的操作是 ,同时观察电流表指针的偏转情况。
【答案】(1)机械能转化为电能
(2)A
(3)将条形磁铁的N和S极位置对调后,快速向下插入螺线管
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】(1)在电磁感应现象中,将机械能转化为电能;
(2)只有当线圈和磁铁做相对运动时,且切割磁感线,才会产生感生电流;
(3)探究感应电流的方向与磁场的方向的关系,必须保证其它因素相同改变磁场的方向。
【解答】(1)上述过程中的能量转化情况是机械能转化为电能;
(2)磁铁插入螺线管后,用一只手拿着磁铁和螺线管一起向上运动,二者保持相对静止,不能切割磁感线,因此不合产生感应电流,故选A;
(3)为进一步探究感应电流方向与磁场方向的关系,接下去的操作是:将条形磁铁的N和S极位置对调后,快速向下插入螺线管,同时观察电流表指针的偏转情况。
34.(2018八下·嘉兴月考)如图所示,某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件,实验时保持磁体位置不变。
(1)如图甲所示,电流计指针不偏转,这是因为导体 ab 。
(2)如图乙所示,电流计指针也不偏转,这是因为 。
(3)如图丙所示,电流计指针仍不偏转,这是因为导体 ab 虽有运动,但没有 。
(4)分析比较图中四个实验现象,可以初步得出产生感应电流的条件: 的部分导体,在磁场中做 运动。
【答案】(1)静止未做切割磁感线运动
(2)电路未闭合
(3)竖直运动未做切割磁感线运动
(4)闭合电路;切割磁感线
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律;探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象。
【解答】(1)由甲图可知,导体的运动速度为零,没有运动,不会切割磁感线,所以没有电流;故答案为:静止未做切割磁感线运动;
(2)由乙图可知,电路的开关没有闭合,所以电流表指针不可能偏转;故答案为:电路未闭合;
(3)由丙图可知,导体是竖直方向运动与磁场方向相同,不可能切割磁感线,所以没有电流产生;故答案为:竖直运动未做切割磁感线运动;
(4)由上述的三个实验可知,第一要形成闭合回路,第二要切割磁感线;故答案为:闭合电路;切割磁感线;
故答案为:(1)静止未做切割磁感线运动;(2)电路未闭合;(3)竖直运动未做切割磁感线运动;(4)切割磁感线。
35.(2017·浙江模拟)如图所示,倾斜固定在水平面上的MN、PQ,是两根足够长的光滑平行金属导轨(不计电阻),M、P端接有一个电阻R,均匀磁场B垂直于导轨所在平面.将金属棒ab垂直于导轨放置后,由静止释放。
(1)在下滑过程中金属棒会受到磁场对它的作用力,请分析此力产生的原因。
(2)已知金属棒速度越大,磁场对它的力就越大,且该力方向与它的运动方向相反,请说明释放后金属棒速度大小的变化情况及其原因。
【答案】(1)金属棒与导轨构成闭合回路,棒在下滑的过程中由于切割磁感线产生感应电流,磁场对有感应电流通过的金属棒产生力的作用。
(2)金属棒先加速运动,后保持匀速直线运动。释放后,金属棒由于重力的作用而加速下滑;随着金属棒的速度逐渐增大,金属棒受到沿导轨平面向上的磁场力增大,直至金属棒受力平衡,最终将做匀速直线运动。
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】本题考查了电磁感应现象和通电导体在磁场中受力作用,二者综合在一起,利用下列知识分析回答:(1)闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时,将产生感应电流,这种现象叫电磁感应,感应电流的大小与磁场强弱和导体运动快慢有关;(2)通电导体在磁场中受到力的作用;受力大小与磁场强弱和电流大小有关。
【解答】答:(1)金属棒与导轨构成闭合回路,棒在下滑的过程中由于切割磁感线产生感应电流,磁场对有感应电流通过的金属棒产生力的作用;
(2)金属棒先加速运动,后保持匀速直线运动。释放后,金属棒由于重力的作用而加速下滑;随着金属棒的速度逐渐增大,金属棒受到沿导轨平面向上的磁场力增大,直至金属棒受力平衡,最终将做匀速直线运动。
四、实验探究题
36.(2021八下·余杭月考)如图所示为探究“什么情况下磁能生电”现象的实验装置。
(1)闭合开关,让悬着的导体AB (选填“左右”、“上下”、“沿A向B”或“沿B向A”)运动时,电流表会发生偏转。
(2)如果要使电流表指针偏转方向发生改变,可以采取的方法有 。(写出一条即可)
(3)实验中发现电流表指针偏转不明显,产生这种现象的原因 , 。(至少写出两条)
(4)实验表明当闭合电路的一部分导线在磁场中做 运动时,导线中会产生电流。
(5)若要利用上述装置“探究磁场对通电导体的作用”,可以将图中的灵敏电流计更换为 ,通过实验发现,通电导体在磁场中受力的方向与 、 有关。
【答案】(1)左右
(2)改变导体切割磁感线方向(调换磁极)
(3)磁铁磁性太弱;导体切割磁感线速度太小
(4)切割磁感线
(5)电源;电流方向;磁场方向
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】(1)当导体的运动方向与磁感线方向平行时,导体不做切割磁感线运动;反之,导体将做切割磁感线运动;
(2)感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关;
(3)电流表的指针偏转不明显,说明产生的感应电流太小,而感应电流的大小与磁场强弱和导体切割磁感线运动的速度有关;
(4)根据电磁感应的定义解答;
(5)探究磁场对通电导体的作用时,需要有电流通过导体AB,然后观察AB的运动情况,因此将电流表换成电源即可。根据通电导体在磁场中的受力方向的影响因素解答。
【解答】(1)根据图片可知,U形磁铁的磁感线沿竖直方向,无论导体沿A向B、还是沿B向A,导体相对磁感线都没有运动,当导体上下运动时与磁感线平行,只有导体沿左右运动时切割磁感线,会产生感应电流,电流表会发生偏转。
(2)如果要使电流表指针偏转方向发生改变,可以采取的方法有:改变导体切割磁感线方向(调换磁极);
(3)实验中发现电流表指针偏转不明显,产生这种现象的原因磁铁磁性太弱,导体切割磁感线速度太小。
(4)实验表明当闭合电路的一部分导线在磁场中做切割磁感线运动时,导线中会产生电流。
(5)若要利用上述装置“探究磁场对通电导体的作用”,可以将图中的灵敏电流计更换为电源,通过实验发现,通电导体在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向有关。
37.科学研究需要“大胆猜测,小心求证”,下面是对“感应电流的大小跟哪些因素有关”所作的猜想与求证:
猜想1:可能与导线切割磁感线的速度有关。
猜想2:可能与导线切割磁感线的方向有关。
猜想3:可能与切割磁感线的导线条数有关。
(1)为了验证以上猜想,某同学先后用图甲和图乙的装置进行实验,你认为他的实验是为了验证上述哪个猜想? 。
(2)要利用图甲的装置来验证猜想1,在进行对照实验时,其操作上的区别是 。
【答案】(1)猜想3
(2)磁铁运动的速度不同
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】(1)比较甲和乙两个实验中,哪个因素不同即可;
(2)要探究哪个猜想,就要保证其他条件不变,只改变探究的这个因素即可。
【解答】(1)在甲和乙两个实验中,其它条件相同,只有线圈的匝数不同,其实就是切割磁感线的导线条数不同,因此验证的猜想3;
(2)要验证猜想1,其实就是探究感应电流大小与导体切割磁感线的速度的关系,那么在进行对照实验中,应该保持其它因素相同,而让改变磁铁运动的速度不同。
38.(2020八下·台州月考)如图所示为科学兴趣小组用来探究“影响感应电流大小的因素”的实验装置,金属圆盘在磁极间不断转动,相当于每根导线都在做切割磁感线运动,从而产生持续的电流。
【提出问题】影响感应电流大小的因素有哪些?
【建立猜想】
猜想1:切割磁感线的速度大小会影响感应电流的大小。
猜想2:磁场强弱会影响感应电流的大小。
猜想3:……
【实验研究】
⑴验证猜想1:当圆盘转速增大时,电流表指针偏转角度增大。
⑵验证猜想2:保持圆盘转速不变,换用 发现电流表指针偏转角度更大。
⑶验证猜想3:保持圆盘转速不变,换用一个半径更大的金属圆盘,发现电流表指针偏转角度更大。
【实验结论】影响感应电流大小的因素有:切割磁感线的速度、磁场强弱、 。
【评价交流】上述实验中金属圆盘均逆时针转动,某同学发现电流表指针在实验中都向一个方向偏转。若想让电流表指针向另一个方向偏转,则需要 。
【答案】磁性更强的磁铁;导线的长度;将金属圆盘顺时针转动(或将磁铁的两极对调)
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】【实验研究】(2)猜想2是探究磁场的强弱会影响感应电流的大小,根据控制变量法的要求,要控制转速相同而改变磁场强弱,即换用磁性更强的磁铁;
【实验结论】根据【实验研究】中每个猜想中的变化因素确定实验结论。
【评价交流】感应电流的方向与两个因素有关:①磁场方向;②导体的运动方向。
【解答】【实验研究】(2)保持圆盘转速不变,换用磁性更强的电磁铁发现电流表指针偏转角度更大。
【实验结论】根据猜想3可知,变化的因素是圆盘的半径,即导线的长度,因此得到结论:影响感应电流大小的因素有:切割磁感线的速度、磁场强弱、导线的长度;
【评价交流】若想让电流表指针向另一个方向偏转,则需要:将金属圆盘顺时针转动(或将磁铁的两极对调)。
39.(2020八下·吴兴期中)小科对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料后得知:充电时充电器内的发射线圈产生磁场,手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电,结构如图甲。学过电磁感应原理的小科提出质疑:手机和充电器在充电过程中都不动,并没有做切割磁感线运动,为何会产生感应电流?对此,他设计了图乙实验进行验证。
操作序号 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向
1 开关由断开变为闭合 向左
2 开关由闭合变为断开 向右
3 开关闭合时,滑片向左移动 向左
4 开关闭合时,滑片向右移动 向右
5 开关闭合后,滑片不移动 不偏转
6 改变电源正负极,闭合开关,滑片向左移动 向左
7 改变电源正负极,闭合开关,滑片向右移动 向右
(1)通过实验小科发现当Q线圈有变化的 时,P线圈中就会产生感应电流。
(2)小科向老师请教,得知当闭合电路围成的平面内,磁感线数量发生改变时,电路中就能产生感应电流。请根据上述事实,解释课本实验中导体ab上下运动时不产生感应电流的原因(图丙) 。
(3)小科发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。他猜测与Q线圈中的电流方向改变有关于是进行实验并记现象。请判断小科的说法是否正确,并合理选择上表格中的两次实验说明理由 。
【答案】(1)电流
(2)该闭合电路内磁感线数量未发生改变
(3)不正确,比较3、6或4、7,电流方向改变,其他条件不变,灵敏电流计指针偏转方向不改变,说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关,故小科的论证不正确。
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】(1)开关由断开变为闭合时,电流变大;开关由闭合变为断开时,电流变小;开关闭合时,滑片向左移动,电流变大;开关闭合时,滑片向右移动,电流变小……,这些都是线圈中的电流有变化时,就会产生感应电流。
(2)根据丙图可知,当导体ab上下运动时,它始终没有切割磁感线,即通过闭合电路的磁感线数量不变,因此不会产生感应电流;
(3)要探究线圈中的电流方向是否会影响电流计指针偏转方向时,必须控制其它因素相同,而改变电流方向。
【解答】(1)通过实验小科发现当Q线圈有变化的电流时,P线圈中就会产生感应电流。
(2)小科向老师请教,得知当闭合电路围成的平面内,磁感线数量发生改变时,电路中就能产生感应电流。请根据上述事实,解释课本实验中导体ab上下运动时不产生感应电流的原因(图丙)该闭合电路内磁感线数量未发生改变。
(3)小科的说法不正确,理由是:比较3、6或4、7,电流方向改变,其他条件不变,灵敏电流计指针偏转方向不改变,说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关。
40.(2020八下·温州期中)小明发现电吉他的发音是通过电磁拾音装置连接扬声器而实现的。拾音器的基本结构如图1所示,由铜线绕成线圈,金属吉他弦被磁化成一个磁体,拨动吉他弦的时候就相当于铜线圈在切割弦的磁场,从而产生感应电流,电流越大声音越响。小明想探究吉他的响度与什么有关。用电流检测仪器测得某一次拨弦的电流情况,如图2所示。小明得出吉他的响度与弦的振动的幅度有关,越用力拨弦(使弦拉伸幅度变大,振动变快),声音越响的结论。
(1)小刚同学觉得小明同学的实验结论不够科学,你觉得实验存在哪些问题 。
(2)观察图2可知电流方向在不断变化,引起电流方向变化的原因是 。
(3)在不改变拾音装置的前提下,想让同样弹奏情况下的响度更大,可对图中装置进行改良的地方是 。
【答案】(1)实验存在两个变量,振动幅度和振动速度
(2)切割磁感应线方向在改变
(3)增强磁体的磁性或增加线圈的匝数
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】(1)根据控制变量法的要求,探究一个因素对物理量的影响时,必须控制其它因素相同,注意实验中存在两个变量;
(2)在电磁感应现象中,电流方向与导体的运动方向和磁场方向有关;
(3)扬声器的响度与电流的大小有关,而感应电流的大小与磁场的强度和线圈的匝数多少有关。
【解答】(1)刚同学觉得小明同学的实验结论不够科学,实验中存在的问题是:实验存在两个变量,振动幅度和振动速度;
(2)观察图2可知电流方向在不断变化,引起电流方向变化的原因是切割磁感应线方向在改变。
(3) 在不改变拾音装置的前提下,想让同样弹奏情况下的响度更大,可对图中装置进行改良的地方:增强磁体的磁性或增加线圈的匝数 。
1 / 1浙教版科学八下第一章 第5节 磁生电(中等难度)
一、单选题
1.(2021八下·萧山期中)小明将微风电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验,用手快速拨动风扇叶片,这时发现小灯泡发光,微风电风扇居然变成了“发电机”。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.电风扇发电的原理是电磁感应
B.电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用
C.电风扇发电过程是把电能转化为机械能
D.小灯泡发光是把光能转化为电能
2.(2021八下·萧山期中)科研人员研制的“发电鞋”,鞋的内部安装了磁铁和线圈,当人体带动磁铁运动时,磁铁产生的磁场通过线圈,从而产生感应电流。下列实验中与它工作原理一致的是( )
A. B.
C. D.
3.(2021九下·秀洲月考)如图所示电与磁的实验装置中,属于发电机原理的是( )
A. B.
C. D.
4.(2021八下·余杭月考)无线充电技术开始逐渐进入到人们的生活中,如图所示,将手机等电子设备靠近或放置在像鼠标垫一样的充电板上时,手机内的线圈就产生电流,对电池进行充电。下列四幅图中能反映这种无线充电原理的是( )
A. B.
C. D.
5.若地磁场在某区域的磁场强弱和方向处处相同,小明在该区域某处竖直拿着闭合的矩形导电线圈面向南方,则能使线圈中产生感应电流的操作是( )
A.南北移动线圈 B.将线圈移至水平
C.东西移动线圈 D.上下移动线圈
6.下列现象中,属于电磁感应现象的是( )
A.变化的磁场使闭合电路产生感应电流
B.磁场对电流产生力的作用
C.插入通电螺线管中的软铁棒被磁化
D.电流周围产生磁场
7.现在兴起的智能手机无线充电主要是运用电磁感应技术,当电源的电流通过充电底座中的送电金属线圈产生磁场,带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能接受磁场,产生电流,实现充电。以下设备也是利用“磁生电”工作的是( )
A.电磁起重机 B.扬声器 C.电烙铁 D.动圈式话筒
8.在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾。例如1825年日内瓦年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时,其类似的实验装置如图甲所示,示意图如图乙。为避免磁铁的磁场对小磁针的作用,科拉顿把实验装置放在两个房间,在右边房间里把磁铁反复插入线圈,然后跑到左边房间里观察,结果没有看到小磁针偏转。下列说法中正确的是( )
A.该实验过程中没有发生电磁感应现象
B.通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象
C.科拉顿没看到小磁针偏转,是因为线圈中没有产生电流,所以看不到小磁针偏转
D.科拉顿没看到小磁针偏转,是因为当他切割完磁感线再跑到另一个房间时,线圈中产生的电流已经消失,所以小磁针也停止偏转
9.如图所示是“磁生电”的探究过程,你认为以下说法正确的是( )
A.让导线在磁场中静止,蹄形磁铁的磁性越强,电流表指针偏转角度越大
B.用匝数较多的线圈代替单根导线,且使线圈在磁场中静止,这时电流表指针偏转角度大些
C.蹄形磁铁固定不动,使导线沿水平方向运动时,电流表指针会发生偏转
D.蹄形磁铁固定不动,使导线沿竖直方向运动时,电流表指针会发生偏转
10.如图所示,在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中,保持磁体不动,下列现象描述正确的是( )
A.导线ab竖直向上运动时,电流表指针会偏转
B.导线ab竖直向下运动时,电流表指针会偏转
C.导线ab从图中所示位置斜向上运动时,电流表指针不会偏转
D.导线ab分别水平向右和水平向左运动时,电流表指针偏转的方向相反
11.刷卡机广泛应用于银行、超市等。如图所示的POS刷卡机读出信息的原理是:当带有磁条的信用卡在刷卡机上刷过时,刷卡机的检测头就会产生感应电流,便可读出磁条上的信息。下列设备的工作原理与刷卡机读取信息原理相同的是( )
A.电磁铁 B.发电机 C.电动机 D.电磁继电器
12.(2021八下·柯桥月考)信用卡刷卡时,其表面的小磁体经过刷卡机的缝隙,线圈中会产生电流。如图所示,此过程主要涉及的知识是( )
A.电磁感应 B.磁极间的相互作用
C.通电导线周围存在磁场 D.通电导线在磁场中受力运动
13.(2021九下·绍兴月考)如图所示为发电机工作原理,下列有关说法正确的是( )
A.当发电机工作时,电流始终从电刷A流向电刷B
B.该过程中电能转化为机械能
C.当线圈不动,磁极转动时,也会有感应电流产生
D.发电机线圈每转过一圈,电流的方向改变一次
14.(2020九上·鄞州期中)有一种手摇式手电筒,主要部件由永磁体和线圈组成,摇动后使永磁体和线圈发生相对运动,便能发电,其原理与下列相对应的是( )
A. B.
C. D.
15.如图是机场的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情景,当探测线圈靠近金属物体时,在金属物体中就会产生电流,如果能检测出这种变化,就可以判定探测线圈下面有金属物体了。下列能反映出金属探测器工作原理的是 ( )
A. B.
C. D.
16.(2020九上·海曙开学考)现在兴起的智能手机无线充电主要是运用电磁感应技术,其原理是:电源的电流通过充电底座中的送电金属线圈产生磁场,带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能接受磁场,产生电流,实现充电过程。下列实验原理与无线充电的原理相同的是( )
A. B.
C. D.
17.(2020九上·温州开学考)GPS电子锁是共享单车科技含量较高的部分(如图所示)。骑行时,后轮中一台微型发电机能为电子锁内的电池充电。下列示意图中能反映该工作原理的是( )
A. B.
C. D.
18.(2020八下·乐清期末)如图所示是一款名为nPower的充电器。它的内部主要由磁性物质以及线圈组成。消费者只需将它带在身上行走散步,或是用手摇方式让它震动即可产生电。此款充电器的发电原理是( )
A. B.
C. D.
19.(2020八下·慈溪期末)市场上支持无线充电的智能手机和充电器(如图所示)大部分都符合“Qi”规格。Qi技术的原理是:在发射端和接收端各有一个线圈,电流流过发射线圈会产生变化的磁场,当接收线圈靠近该变化的磁场时就会产生电流,给智能手机充电。则下列选项与接收线圈工作原理相同的是( )
A.电铃 B.扬声器 C.电磁继电器 D.动圈式话筒
20.(2020八下·仙居期末)如图甲所示,小柯用漆包线绕成矩形线圈,将线圈两端的导线拉直并用刀将漆刮掉,作为转动轴,将线圈放在金属支架上。在它下面放一块小磁体。用纸做一个小风车固定在转动轴上。将装置与小量程电流表相连。用力使小风车转动起来,可观察到电流表指针发生偏转。乙图中的四个实验与小柯的实验原理相同的是( )
A.通电导体使小磁针转动
B.通电导体在磁场中受力运动
C.导体切割磁感线产生电流
D.通电线圈能吸引大头针
二、填空题
21.(2021八下·秀洲月考)如图是一个简易的发电装置示意图,导体切割磁感线之后,导线中是否能产生感应电流 ,能否看到指针发生偏转 。那我们应该怎样操作才能使灵敏电流表的指针发生偏转 。
22.(2021八下·秀洲月考)POS刷卡机的广泛应用给人们的生活带来了便利。POS机的刷卡位置有一个绕有线圈的小铁环制成的检测头(如图所示)。在使用时,将带有磁条的信用卡在POS机指定位置刷一下,检测头的线圈中就会产生变化的电流,POS机便可读出磁条上的信息。POS刷卡机读出信息原理是 。
23.王建同学对微风电风扇产生了兴趣,将它与小灯泡按如图甲所示的电路连接并进行实验。用手快速拨动风扇叶片,这时发现小灯泡发光。此时它的工作原理是 ,电路可简化为图乙中的 图。
24.如图是一种手摇发电的手电筒,当沿图中箭头方向来回摇动时,灯泡就能发光。这个手电筒壳体透明,可以清晰地看到里面有线圈,摇动时,可以感觉到有一个物块在来回运动。小明猜想这个物块是磁体,依据是:磁体运动时,闭合线圈切割磁感线产生 ,线圈相当于电路中的 。
25.在探究“产生感应电流的条件”实验中。
(1)观察 判断电路中是否有感应电流。
(2)闭合开关,若导体AB不动,左右移动磁体,电路中 (选填“有”或“无”)感应电流。
(3)如果将小量程电流表换成 ,可以探究磁场对通电导体的作用。
26.如图,当条形磁铁从相同高度自由下落分别穿过闭合的塑料环和铜环,发现穿过铜环后的磁铁机械能较小。原因是磁铁在穿过铜环时发生了 现象,有部分的机械能转化为 能。
27.如图甲所示,a表示垂直于纸面的一根导体(相当于图乙中的导体AB)。它在磁场中按箭头方向运动时,在 和 两种情况下会产生感应电流。
28.(2021八下·柯桥月考)如图所示,将甲、乙两个微型电动机的转轴对接并固定在一起,闭合开关后两电动机一起转动,小灯泡发光。此处产生电磁感应现象的是 (填“甲”或“乙”)电动机。该过程中能量转化是将电能→ 能→电能,最终转化为内能和光能。
29.(2020八下·新昌期末)用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。
(1)实验中,若观察到 (选填“电流表指针偏转”或“导体棒ab移动”),则电路中产生了感应电流。
(2)某同学按图完整地连接好各元件后,分别向水平方向和竖直方向移动导体棒,能够产生感应电流的是 (选填“甲”或“乙”)。
30.(2020八下·吴兴期末)如图所示,足够长的光滑金属导轨与导线CD相连,金属导轨与蹄形磁体固定在木板上,木板倾斜放置。质量、大小均相等的金属铝棒和绝缘棒分别垂直于导轨放置(与导轨接触良好),在相同的位置静止释放。两根棒在下滑过程中,能使线圈中产生感应电流的是 (“铝棒”或“橡胶棒”)若要增大感应电流大小,在不改变实验器材情况下,可以进行怎样的操作 。
三、解答题
31.(2021八下·长兴月考)小科在学习了电磁感应现象后,总想知道“感应电流的大小与导体切割磁感线运动的速度有何关系”。他用同一根导体在一个大的U形磁体内,沿垂直于磁感线的方向以不同速度切割磁感线,得出下表数据。请你回答下列问题:
速度(m·s-1) 0.08 0.16 0.24 0.32
电流I/A 0.2 0.4 0.6 0.8
(1)根据以上实验数据。你能得出什么结论?
(2)小科在实验中采用了哪些科学研究方法?
32.(2020八下·青田期末)发光二极管简称LED,是一种高效节能光源(用 符号表示),具有单向导电性,在电路中电流只能从正极流入,负极流出,反之就不会发光。如图是小明设计的一个研究电与磁的实验电路图,当金属棒PQ做垂直于纸面做内外运动时,发现A、B交替闪亮。
(1)当PQ垂直纸面向外运动时,观察到的现象是 。
(2)请应用所学知识分析其交替闪亮的原因。
33.(2019八下·嵊州期末)如图所示的装置可以探究磁生电的实验。当磁铁快速向下插入螺线管时,观察到电流表原来静止在中间的指针向左偏转。
(1)上述过程中的能量转化情况是 。
(2)磁铁插入螺线管后,用一只手拿着磁铁和螺线管一起向上运动,电流表指针 。
A.不偏转 B.向左偏转 C.向右偏转
(3)为进一步探究感应电流方向与磁场方向的关系,接下去的操作是 ,同时观察电流表指针的偏转情况。
34.(2018八下·嘉兴月考)如图所示,某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件,实验时保持磁体位置不变。
(1)如图甲所示,电流计指针不偏转,这是因为导体 ab 。
(2)如图乙所示,电流计指针也不偏转,这是因为 。
(3)如图丙所示,电流计指针仍不偏转,这是因为导体 ab 虽有运动,但没有 。
(4)分析比较图中四个实验现象,可以初步得出产生感应电流的条件: 的部分导体,在磁场中做 运动。
35.(2017·浙江模拟)如图所示,倾斜固定在水平面上的MN、PQ,是两根足够长的光滑平行金属导轨(不计电阻),M、P端接有一个电阻R,均匀磁场B垂直于导轨所在平面.将金属棒ab垂直于导轨放置后,由静止释放。
(1)在下滑过程中金属棒会受到磁场对它的作用力,请分析此力产生的原因。
(2)已知金属棒速度越大,磁场对它的力就越大,且该力方向与它的运动方向相反,请说明释放后金属棒速度大小的变化情况及其原因。
四、实验探究题
36.(2021八下·余杭月考)如图所示为探究“什么情况下磁能生电”现象的实验装置。
(1)闭合开关,让悬着的导体AB (选填“左右”、“上下”、“沿A向B”或“沿B向A”)运动时,电流表会发生偏转。
(2)如果要使电流表指针偏转方向发生改变,可以采取的方法有 。(写出一条即可)
(3)实验中发现电流表指针偏转不明显,产生这种现象的原因 , 。(至少写出两条)
(4)实验表明当闭合电路的一部分导线在磁场中做 运动时,导线中会产生电流。
(5)若要利用上述装置“探究磁场对通电导体的作用”,可以将图中的灵敏电流计更换为 ,通过实验发现,通电导体在磁场中受力的方向与 、 有关。
37.科学研究需要“大胆猜测,小心求证”,下面是对“感应电流的大小跟哪些因素有关”所作的猜想与求证:
猜想1:可能与导线切割磁感线的速度有关。
猜想2:可能与导线切割磁感线的方向有关。
猜想3:可能与切割磁感线的导线条数有关。
(1)为了验证以上猜想,某同学先后用图甲和图乙的装置进行实验,你认为他的实验是为了验证上述哪个猜想? 。
(2)要利用图甲的装置来验证猜想1,在进行对照实验时,其操作上的区别是 。
38.(2020八下·台州月考)如图所示为科学兴趣小组用来探究“影响感应电流大小的因素”的实验装置,金属圆盘在磁极间不断转动,相当于每根导线都在做切割磁感线运动,从而产生持续的电流。
【提出问题】影响感应电流大小的因素有哪些?
【建立猜想】
猜想1:切割磁感线的速度大小会影响感应电流的大小。
猜想2:磁场强弱会影响感应电流的大小。
猜想3:……
【实验研究】
⑴验证猜想1:当圆盘转速增大时,电流表指针偏转角度增大。
⑵验证猜想2:保持圆盘转速不变,换用 发现电流表指针偏转角度更大。
⑶验证猜想3:保持圆盘转速不变,换用一个半径更大的金属圆盘,发现电流表指针偏转角度更大。
【实验结论】影响感应电流大小的因素有:切割磁感线的速度、磁场强弱、 。
【评价交流】上述实验中金属圆盘均逆时针转动,某同学发现电流表指针在实验中都向一个方向偏转。若想让电流表指针向另一个方向偏转,则需要 。
39.(2020八下·吴兴期中)小科对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料后得知:充电时充电器内的发射线圈产生磁场,手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电,结构如图甲。学过电磁感应原理的小科提出质疑:手机和充电器在充电过程中都不动,并没有做切割磁感线运动,为何会产生感应电流?对此,他设计了图乙实验进行验证。
操作序号 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向
1 开关由断开变为闭合 向左
2 开关由闭合变为断开 向右
3 开关闭合时,滑片向左移动 向左
4 开关闭合时,滑片向右移动 向右
5 开关闭合后,滑片不移动 不偏转
6 改变电源正负极,闭合开关,滑片向左移动 向左
7 改变电源正负极,闭合开关,滑片向右移动 向右
(1)通过实验小科发现当Q线圈有变化的 时,P线圈中就会产生感应电流。
(2)小科向老师请教,得知当闭合电路围成的平面内,磁感线数量发生改变时,电路中就能产生感应电流。请根据上述事实,解释课本实验中导体ab上下运动时不产生感应电流的原因(图丙) 。
(3)小科发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。他猜测与Q线圈中的电流方向改变有关于是进行实验并记现象。请判断小科的说法是否正确,并合理选择上表格中的两次实验说明理由 。
40.(2020八下·温州期中)小明发现电吉他的发音是通过电磁拾音装置连接扬声器而实现的。拾音器的基本结构如图1所示,由铜线绕成线圈,金属吉他弦被磁化成一个磁体,拨动吉他弦的时候就相当于铜线圈在切割弦的磁场,从而产生感应电流,电流越大声音越响。小明想探究吉他的响度与什么有关。用电流检测仪器测得某一次拨弦的电流情况,如图2所示。小明得出吉他的响度与弦的振动的幅度有关,越用力拨弦(使弦拉伸幅度变大,振动变快),声音越响的结论。
(1)小刚同学觉得小明同学的实验结论不够科学,你觉得实验存在哪些问题 。
(2)观察图2可知电流方向在不断变化,引起电流方向变化的原因是 。
(3)在不改变拾音装置的前提下,想让同样弹奏情况下的响度更大,可对图中装置进行改良的地方是 。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】发电机的构造和原理
【解析】【分析】根据发电机的工作原理和能量转化分析判断。
【解答】电风扇发电的原理是电磁感应,故A正确,B错误;
电风扇发电过程是把机械能转化为电能,故C错误;
小灯泡发光是把电能转化为光能,故D错误。
故选A。
2.【答案】B
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】根据“当人体带动磁铁运动时,磁铁产生的磁场通过线圈,从而产生感应电流”可知,发电鞋相当于一个发电机,工作原理为电磁感应,据此分析判断。
【解答】A.闭合开关后,通电导体在磁场中受力运动,为电动机的工作原理,故A不合题意;
B.导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,说明有感应电流产生,为电磁感应现象,故B符合题意;
C.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明电流周围存在磁场,故C不合题意;
D.闭合开关,通过两个电磁铁的电流相等,线圈匝数多的吸引的铁屑多,说明电磁铁的磁场强弱与线圈匝数有关,故D不合题意。
故选B。
3.【答案】C
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】发电机的工作原理为电磁感应,据此分析判断。
【解答】A.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明电流周围存在磁场,故A不合题意;
B.闭合开关后,通过电流的导体AB在磁场中受力运动,这就是电动机的工作原理,故B不合题意;
C.闭合开关后,导体AB在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,说明有电流产生,故C符合题意;
D.闭合开关后,通过电流的线圈在磁场中受力运动,这就是电动机的工作原理,故D不合题意。
故选C。
4.【答案】A
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】根据题目描述可知,无线充电的原理就是电磁感应,据此分析判断。
【解答】A.闭合开关后,导体在磁场中切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,产生了感应电流,这就是电磁感应现象,故A符合题意;
B.奥斯特实验发现了电流周围存在磁场,故B不合题意;
C.闭合开关后,缠绕有线圈的铁钉能够吸引铁屑,利用了电流的磁效应,故C不合题意;
D.闭合开关后,通过电流的导体在磁场中受力运动,这是电动机的工作原理,故D不合题意。
故选A。
5.【答案】B
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】根据地磁场的分布特点和电磁感应的条件分析判断。
【解答】地磁的南极在地理北极附近,地磁的北极在地磁的南极附近,地磁场的分布与条形磁铁的磁场分布相似。当在地理南极附近时,只有一个方向北;在地理的北极附近,只有一个方向南,根本没有东和西两个方向,故C错误;
在两极附近,磁感线从空中垂直射入地面,无论是沿南北方向,还是上下方向,运动方向都与磁感线方向平行,没有切割磁感线,不会产生感应电流,故A、D错误;
将线圈移动到水平位置时,线圈切割磁感线,会产生感应电流,故B正确。
故选B。
6.【答案】A
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】根据电磁感应的定义分析判断。
【解答】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这就是电磁感应现象,故A符合题意,而A、B、D不合题意。
故选A。
7.【答案】D
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】“磁生电”的原理就是电磁感应现象,据此分析判断。
【解答】A.电磁起重机的工作原理是电流的磁效应,即“电生磁”,故A不合题意;
B.扬声器工作时,强弱不同的电流经过线圈时,会受到磁场大小不同的力,从而使纸盆振动发声,故B不合题意;
C.电烙铁工作原理是电流的热效应,故C不合题意;
D.动圈式话筒工作时,声音振动引起线圈振动,而线圈切割磁感线而产生感应电流,故D符合题意。
故选D。
8.【答案】D
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】根据对电磁感应现象的认识和理解分析判断。
【解答】在实验过程中,磁铁反复插入线圈,那么相当于线圈反复做切割磁感线运动,肯定有感应电流产生,发生了电磁感应现象,故A错误;
闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这就是电磁感应现象,故B错误;
科拉顿没看到小磁针偏转,是因为当他切割完磁感线再跑到另一个房间时,线圈中产生的电流已经消失,所以小磁针也停止偏转,故C错误,D正确。
故选D。
9.【答案】C
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】根据探究电磁感应的实验过程、现象和结论分析判断。
【解答】AB.让导线在磁场中静止,没有做切割磁感线运动,无论是增大磁铁的磁性,还是增加线圈匝数,就不会产生感应电流,电流表指针偏转角度为零,故A、B错误;
C.蹄形磁铁固定不动,那么磁场沿竖直方向,使导线沿水平方向运动时,导线切割磁感线,会产生感应电流,则电流表指针会发生偏转,故C正确;
D.蹄形磁铁固定不动,使导线沿竖直方向运动时,导体的运动方向与磁场方向平行,没有切割磁感线,不会产生感应电流,则电流表指针不会发生偏转,故D错误。
故选C。
10.【答案】D
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】(1)(2)(3)如果导体的运动方向与磁感线方向平行,那么没有切割磁感线,不会产生感应电流;如果导体的运动方向与磁感线方向不平行,那么切割磁感线,会产生感应电流;
(4)感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关,据此分析判断。
【解答】导线ab竖直向上或向下运动,即平行于磁感线运动,不能产生感应电流,电流表指针不会偏转,故A、B错误;
导线ab从图中所示位置斜向上运动,可以切割磁感线,所以在电路中会有感应电流,电流表指针会偏转,故C错误;
导线ab分别水平向右和水平向左运动时,磁场方向不变,改变导体的运动方向,感应电流的方向会改变,则电流表指针偏转的方向相反,故D正确。
故选D。
11.【答案】B
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】根据“当带有磁条的信用卡在刷卡机上刷过时,刷卡机的检测头就会产生感应电流”可知,刷卡机的工作原理是电磁感应现象,据此分析判断。
【解答】A.电磁铁的工作原理是电流的磁效应,故A不合题意;
B.发电机的工作原理是电磁感应,故B符合题意;
C.电动机的工作原理是通电导体在磁场受力应运动,故C不合题意;
D.电磁继电器的工作原理是电磁铁,故D不合题意。
故选B。
12.【答案】A
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这就是电磁感应现象,为发电机的工作原理,据此分析判断。
【解答】用卡刷卡时,其表面的小磁体经过刷卡机的缝隙,线圈在磁场中做切割磁感线与电脑时,会产生电流,即发生了电磁感应现象,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
13.【答案】C
【知识点】发电机的构造和原理
【解析】【分析】根据发电机的工作过程和原理分析判断。
【解答】A.当发电机工作时,线圈内外都是交流电,电流的方向会发生周期性变化,故电流的方向不总是从电刷A流向电刷B,故A错误;
B.该过程中,将机械能转化为电能,故B错误;
C.当线圈不动而磁极转动时,线圈照样做切割磁感线运动,因此会有感应电流产生,故C正确;
D.发电机线圈每转过平衡位置就改变一次电流的方向,故每转过一圈,电流的方向改变两次,故D错误。
故选C。
14.【答案】D
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】根据题目描述可知,手摇发电机的工作原理是电磁感应现象,据此分析判断即可。
【解答】A.通电后,缠绕有线圈的铁钉可以吸引铁屑,这说明电流的磁效应,故A不合题意;
B.闭合开关后,通过电流的金属棒在磁场中受力运动,这是电动机的工作原理,故B不合题意;
C.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明电流周围存在磁场,故C不合题意;
D.当金属棒在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,说明有电流产生,故D符合题意。
故选D。
15.【答案】B
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】根据“当探测线圈靠近金属物体时,在金属物体中就会产生电流”可知,该金属探测器的原理是电磁感应现象。
【解答】A.当导线中有电流经过时,小磁针的直线发生偏转,说明电流周围存在磁场,故A不合题意;
B.闭合开关后,金属棒ab在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,这就是电磁感应现象,故B符合题意;
C.闭合开关后,小磁针的指向发生偏转,说明通电线圈产生磁场,故C不合题意;
D.闭合开关后,通过电流的金属棒在磁场中受力运动,故D不合题意。
故选B。
16.【答案】A
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】根据题目的描述可知,无线充电的原理是电磁感应现象,据此分析判断。
【解答】A.闭合开关后,金属棒在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,说明有电流产生,这就是电磁感应现象,故A符合题意;
B.当导体中有电流经过时,导体可以吸引铁屑,这就是电流的磁效应,故B不合题意;
C.将条形磁铁的一端靠近小磁针时,小磁针的指向发生偏转,说明“异名磁极相互吸引”,故C不合题意;
D.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明电流周围存在磁场,故D不合题意。
故选A。
17.【答案】B
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】发电机的工作原理是电磁感应现象,据此分析判断。
【解答】A.闭合开关后,导线中有电流经过,下面的小磁针会发生偏转,这说明电流周围存在磁场,故A不合题意;
B.当磁场中的导线做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,说明有感应电流产生,这就是电磁感应现象,故B符合题意;
C.闭合开关后,磁场中的金属棒有电流经过,会受力而运动,这是电动机的工作原理,故C不合题意;
D.闭合开关后,通过电磁铁的电流相同,线圈匝数多的吸引的铁屑多,说明电磁铁的磁场强度与线圈匝数有关,故D不合题意。
故选B。
18.【答案】C
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】根据“用手摇方式让它震动即可产生电”可知,该充电器的工作原理是电磁感应现象,据此分析判断。
【解答】A.当导体中有电流经过时,小磁针的指向发生改变,说明电流周围存在磁场,故A不合题意;
B.闭合开关后,通电的导体会在磁场中受力而运动,这是电动机的工作原理,故B不合题意;
C.当金属棒ab在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,有感应电流产生,这就是电磁感应现象,故C符合题意;
D.闭合开关后,通过电流的线圈会在磁场中受力转动起来,这就是电动机的模型,故D不合题意。
故选C。
19.【答案】D
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】根据“当接收线圈靠近该变化的磁场时就会产生电流”可知,接收线圈的工作原理是电磁感应现象。
【解答】A.电铃的主要部分为电磁铁,通过电磁铁和弹簧的工作作用,实现整个电路的断开和闭合,故A不合题意;
B.扬声器的主要部分为磁铁和线圈,从功放机传输过来的强弱变化的电流通过线圈时,线圈受力大小不同会发生振动,从而带动纸盆发出声音,故B不合题意;
C.电磁继电器的主要结构为电磁铁,是一个通过电磁铁控制的开关,故C不合题意;
D.动圈式话筒的主要结构为磁场和线圈,声音振动因此线圈振动,线圈在磁场中切割磁感线运动,从而产生强弱变化的电流,将机械振动转换为电流,故D符合题意。
故选D。
20.【答案】C
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】根据“用力使小风车转动起来,可观察到电流表指针发生偏转”可知,小柯实验装置的原理就是电磁感应现象,据此分析判断。
【解答】A.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明电流周围存在磁场,故A不合题意;
B.闭合开关后,通过电流的金属棒在磁场中受力运动,故B不合题意;
C.金属棒在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,说明有感应电流产生,故C符合题意;
D.通电线圈能吸引大头针,利用的电流的磁效应,故D不合题意。
故选C。
21.【答案】是;不能;将通电导体制成通电线圈
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】(1)产生感应电流的条件:①闭合电路的部分导体;②在磁场中;③做切割磁感线运动;
(2)根据图片可知,产生的感应电流及其微弱,不能使灵敏电流表的指针发生摆动;
(3)将通电导体制成通电线圈,每匝线圈相当于一个导体,若干个线圈同时切割磁感线产生感应电流,那么电流会增大,从而使灵敏电流计指针摆动,据此分析解答。
【解答】(1)如图是一个简易的发电装置示意图,导体切割磁感线之后,导线中是能产生感应电流;
(2)由于产生的感应电流很小,因此不能看到指针发生偏转;
(3)将通电导体制成通电线圈,从而增大感应电流,才能使灵敏电流表的指针发生偏转 。
22.【答案】电磁感应
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这就是电磁感应现象,据此分析解答。
【解答】银行卡上的磁条会产生磁场,刷卡时,POS机上的线圈做切割磁感线运动,从而产生感应电流,得到相关信息,则刷卡机读出信息的原理是电磁感应。
23.【答案】电磁感应;a
【知识点】发电机的构造和原理
【解析】【分析】发电机的工作原理是电磁感应,将机械能转化为电能,据此分析解答。
【解答】用手快速拨动风扇叶片,这时发现小灯泡发光,说明有感应电流产生,此时它的工作原理是电磁感应。此时的电动机就相当于发电机,也就是电源,所以电路里只有电动机和灯泡串联,即电路可简化为图乙中的a图。
24.【答案】感应电流;电源
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】①电源分为两种,即电池和发电机;
②发电机的工作原理就是电磁感应,将机械能转化为电能,据此分析解答。
【解答】小明猜想这个物块是磁体,依据是:磁体运动时,闭合线圈切割磁感线产生感应电流,线圈相当于电路中的电源。
25.【答案】(1)灵敏电流计的指针是否偏转
(2)有
(3)电源
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】(1)当导体AB中产生感应电流时,灵敏电流计的指针会发生偏转;
(2)分析导体AB是否做切割磁感线运动即可;
(3)探究磁场对通电导体的作用时,必须有电流通过磁场中的导体AB。因为电压是产生电流的原因,而电源是提供电压的装置,所以可以将电流表换成电源。
【解答】(1)观察灵敏电流计的指针是否偏转判断电路中是否有感应电流。
(2)根据图片可知,磁感线方向从下到上沿竖直方向。如果导体AB不动,左右移动磁体,相当于磁体不动,而左右移动导体AB。因为AB的运动方向与磁感线方向相切,所以电路中会产生感应电流。
(3)如果将小量程电流表换成电源,可以探究磁场对通电导体的作用。
26.【答案】电磁感应;电
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,这就是电磁感应现象,这个过程将机械能转化为电能,据此分析解答。
【解答】因为铜环是导体,所以条形磁铁自由下落穿过闭合的铜环时,能够产生感应电流,机械能转化为电能,磁铁的机械能减小;而塑料环是绝缘体,所以条形磁铁自由下落穿过闭合的塑料环时,不会产生感应电流。不计空气的阻力,磁铁的机械能守恒,其机械能不减小。
27.【答案】B;C
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】电磁感应现象的条件:①闭合电路的部分导体;②在磁场中;③做切割磁感线运动,据此分析判断。
【解答】根据图片可知,上面为N极,下面为S极,那么磁感线的方向从上到下沿竖直方向。A和D中,导线AB都沿竖直方向运动,因此金属棒没有切割磁感线,不会产生感应电流;B和C中,导线AB的运动方向都与磁感线相切,会产生感应电流。
28.【答案】甲;机械
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】(1)发电机的工作原理是电磁感应,电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动;
(2)电动机将电能转化为机械能,发电机将机械能转化为电能,据此分析解答。
【解答】(1)根据图片可知,甲靠近小灯泡,为小灯泡提供电能,为发电机,应用了电磁感应现象;
(2)乙为电动机,将电能转化为机械能;甲为发电机,将机械能转化为电能,最终通过灯泡转化为内能和光能。
29.【答案】(1)电流表指针偏转
(2)甲
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】(1)微小电流计可以测量很小的电流,一旦线路中有电流产生,那么它的指针就会偏转;
(2)如果导体在磁场中做切割磁感线运动,那么就会产生感应电流。
【解答】(1)实验中,若观察到电流表指针偏转,则电路中产生了感应电流。
(2)根据图片可知,U型磁铁内两极之间的磁感线竖直向下,甲中金属棒水平方向移动,会切割磁感线,而乙图中金属棒竖直向下移动,运动方向与磁感线方向相同,没有切割磁感线,因此能够产生感应电流的是甲。
30.【答案】铝棒;增大木板与地面的夹角/将木块向左移动
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】(1)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这就是电磁感应现象;
(2)感应电流的大小与磁场强度和导体的运动速度有关。
【解答】(1)根据电磁感应的定义可知,要发生电磁感应的首要条件是导体,因此能使线圈中产生感应电流的是铝棒;
(2)磁场的强度不能改变,只能改变导体的运动速度,进而增大感应电流的大小。由于物体在斜面上的运动速度与斜面的倾角大小有关,所以在不改变实验器材的情况下,可以这样操作:增大木板与地面的夹角/将木块向左移动。
31.【答案】(1)导体长度和磁场强弱一定时,感应电流跟导体切割磁感线速度成正比
(2)控制变量法(转换法)
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】(1)如果两个物理量的乘积相等,那么它们成反比例关系;如果两个物理量的比值相等,那么它们成正比例关系。
(2)探究一个因素对物理量的影响时,控制其它因素相同,只改变这个因素,这种方法叫控制变量法。
【解答】(1)将每组数据中的电流与速度作比,比值都是2.5,因此得到结论:导体长度和磁场强弱一定时,感应电流跟导体切割磁感线速度成正比。
(2)小科在实验中,探究速度对感应电流大小的影响时,控制导体的长度和磁场强弱相同,因此使用了控制变量法。
32.【答案】(1)A灯发光,B灯不发光。
(2)因为让PQ快速向内外做切割磁感线运动,产生的感应电流方向不同。又因为二极管具有单向导电性,所以两个二极管会轮流发光。
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】(1)右手定则:让磁感线垂直穿过手心,大拇指指向导体的运动方向,那么伸直的四指方向就是感应电流的方向;
(2)感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关;电流正向通过二极管会发光,反向通过时不会发光,据此分析即可。
【解答】(1)根据图片可知,磁场方向水平向右,那么将右手掌心向左,大拇指指向垂直纸面向外,此时四个手指指尖向上,即产生感应电流的方向向上,那么此时A灯发光,B灯不发光;
(2)两个二极管交替发光的原因:因为让PQ快速向内外做切割磁感线运动,产生的感应电流方向不同。又因为二极管具有单向导电性,所以两个二极管会轮流发光。
33.【答案】(1)机械能转化为电能
(2)A
(3)将条形磁铁的N和S极位置对调后,快速向下插入螺线管
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】(1)在电磁感应现象中,将机械能转化为电能;
(2)只有当线圈和磁铁做相对运动时,且切割磁感线,才会产生感生电流;
(3)探究感应电流的方向与磁场的方向的关系,必须保证其它因素相同改变磁场的方向。
【解答】(1)上述过程中的能量转化情况是机械能转化为电能;
(2)磁铁插入螺线管后,用一只手拿着磁铁和螺线管一起向上运动,二者保持相对静止,不能切割磁感线,因此不合产生感应电流,故选A;
(3)为进一步探究感应电流方向与磁场方向的关系,接下去的操作是:将条形磁铁的N和S极位置对调后,快速向下插入螺线管,同时观察电流表指针的偏转情况。
34.【答案】(1)静止未做切割磁感线运动
(2)电路未闭合
(3)竖直运动未做切割磁感线运动
(4)闭合电路;切割磁感线
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律;探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象。
【解答】(1)由甲图可知,导体的运动速度为零,没有运动,不会切割磁感线,所以没有电流;故答案为:静止未做切割磁感线运动;
(2)由乙图可知,电路的开关没有闭合,所以电流表指针不可能偏转;故答案为:电路未闭合;
(3)由丙图可知,导体是竖直方向运动与磁场方向相同,不可能切割磁感线,所以没有电流产生;故答案为:竖直运动未做切割磁感线运动;
(4)由上述的三个实验可知,第一要形成闭合回路,第二要切割磁感线;故答案为:闭合电路;切割磁感线;
故答案为:(1)静止未做切割磁感线运动;(2)电路未闭合;(3)竖直运动未做切割磁感线运动;(4)切割磁感线。
35.【答案】(1)金属棒与导轨构成闭合回路,棒在下滑的过程中由于切割磁感线产生感应电流,磁场对有感应电流通过的金属棒产生力的作用。
(2)金属棒先加速运动,后保持匀速直线运动。释放后,金属棒由于重力的作用而加速下滑;随着金属棒的速度逐渐增大,金属棒受到沿导轨平面向上的磁场力增大,直至金属棒受力平衡,最终将做匀速直线运动。
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】本题考查了电磁感应现象和通电导体在磁场中受力作用,二者综合在一起,利用下列知识分析回答:(1)闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时,将产生感应电流,这种现象叫电磁感应,感应电流的大小与磁场强弱和导体运动快慢有关;(2)通电导体在磁场中受到力的作用;受力大小与磁场强弱和电流大小有关。
【解答】答:(1)金属棒与导轨构成闭合回路,棒在下滑的过程中由于切割磁感线产生感应电流,磁场对有感应电流通过的金属棒产生力的作用;
(2)金属棒先加速运动,后保持匀速直线运动。释放后,金属棒由于重力的作用而加速下滑;随着金属棒的速度逐渐增大,金属棒受到沿导轨平面向上的磁场力增大,直至金属棒受力平衡,最终将做匀速直线运动。
36.【答案】(1)左右
(2)改变导体切割磁感线方向(调换磁极)
(3)磁铁磁性太弱;导体切割磁感线速度太小
(4)切割磁感线
(5)电源;电流方向;磁场方向
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】(1)当导体的运动方向与磁感线方向平行时,导体不做切割磁感线运动;反之,导体将做切割磁感线运动;
(2)感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关;
(3)电流表的指针偏转不明显,说明产生的感应电流太小,而感应电流的大小与磁场强弱和导体切割磁感线运动的速度有关;
(4)根据电磁感应的定义解答;
(5)探究磁场对通电导体的作用时,需要有电流通过导体AB,然后观察AB的运动情况,因此将电流表换成电源即可。根据通电导体在磁场中的受力方向的影响因素解答。
【解答】(1)根据图片可知,U形磁铁的磁感线沿竖直方向,无论导体沿A向B、还是沿B向A,导体相对磁感线都没有运动,当导体上下运动时与磁感线平行,只有导体沿左右运动时切割磁感线,会产生感应电流,电流表会发生偏转。
(2)如果要使电流表指针偏转方向发生改变,可以采取的方法有:改变导体切割磁感线方向(调换磁极);
(3)实验中发现电流表指针偏转不明显,产生这种现象的原因磁铁磁性太弱,导体切割磁感线速度太小。
(4)实验表明当闭合电路的一部分导线在磁场中做切割磁感线运动时,导线中会产生电流。
(5)若要利用上述装置“探究磁场对通电导体的作用”,可以将图中的灵敏电流计更换为电源,通过实验发现,通电导体在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向有关。
37.【答案】(1)猜想3
(2)磁铁运动的速度不同
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】(1)比较甲和乙两个实验中,哪个因素不同即可;
(2)要探究哪个猜想,就要保证其他条件不变,只改变探究的这个因素即可。
【解答】(1)在甲和乙两个实验中,其它条件相同,只有线圈的匝数不同,其实就是切割磁感线的导线条数不同,因此验证的猜想3;
(2)要验证猜想1,其实就是探究感应电流大小与导体切割磁感线的速度的关系,那么在进行对照实验中,应该保持其它因素相同,而让改变磁铁运动的速度不同。
38.【答案】磁性更强的磁铁;导线的长度;将金属圆盘顺时针转动(或将磁铁的两极对调)
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】【实验研究】(2)猜想2是探究磁场的强弱会影响感应电流的大小,根据控制变量法的要求,要控制转速相同而改变磁场强弱,即换用磁性更强的磁铁;
【实验结论】根据【实验研究】中每个猜想中的变化因素确定实验结论。
【评价交流】感应电流的方向与两个因素有关:①磁场方向;②导体的运动方向。
【解答】【实验研究】(2)保持圆盘转速不变,换用磁性更强的电磁铁发现电流表指针偏转角度更大。
【实验结论】根据猜想3可知,变化的因素是圆盘的半径,即导线的长度,因此得到结论:影响感应电流大小的因素有:切割磁感线的速度、磁场强弱、导线的长度;
【评价交流】若想让电流表指针向另一个方向偏转,则需要:将金属圆盘顺时针转动(或将磁铁的两极对调)。
39.【答案】(1)电流
(2)该闭合电路内磁感线数量未发生改变
(3)不正确,比较3、6或4、7,电流方向改变,其他条件不变,灵敏电流计指针偏转方向不改变,说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关,故小科的论证不正确。
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】(1)开关由断开变为闭合时,电流变大;开关由闭合变为断开时,电流变小;开关闭合时,滑片向左移动,电流变大;开关闭合时,滑片向右移动,电流变小……,这些都是线圈中的电流有变化时,就会产生感应电流。
(2)根据丙图可知,当导体ab上下运动时,它始终没有切割磁感线,即通过闭合电路的磁感线数量不变,因此不会产生感应电流;
(3)要探究线圈中的电流方向是否会影响电流计指针偏转方向时,必须控制其它因素相同,而改变电流方向。
【解答】(1)通过实验小科发现当Q线圈有变化的电流时,P线圈中就会产生感应电流。
(2)小科向老师请教,得知当闭合电路围成的平面内,磁感线数量发生改变时,电路中就能产生感应电流。请根据上述事实,解释课本实验中导体ab上下运动时不产生感应电流的原因(图丙)该闭合电路内磁感线数量未发生改变。
(3)小科的说法不正确,理由是:比较3、6或4、7,电流方向改变,其他条件不变,灵敏电流计指针偏转方向不改变,说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关。
40.【答案】(1)实验存在两个变量,振动幅度和振动速度
(2)切割磁感应线方向在改变
(3)增强磁体的磁性或增加线圈的匝数
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】(1)根据控制变量法的要求,探究一个因素对物理量的影响时,必须控制其它因素相同,注意实验中存在两个变量;
(2)在电磁感应现象中,电流方向与导体的运动方向和磁场方向有关;
(3)扬声器的响度与电流的大小有关,而感应电流的大小与磁场的强度和线圈的匝数多少有关。
【解答】(1)刚同学觉得小明同学的实验结论不够科学,实验中存在的问题是:实验存在两个变量,振动幅度和振动速度;
(2)观察图2可知电流方向在不断变化,引起电流方向变化的原因是切割磁感应线方向在改变。
(3) 在不改变拾音装置的前提下,想让同样弹奏情况下的响度更大,可对图中装置进行改良的地方:增强磁体的磁性或增加线圈的匝数 。
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