双减作业本20.5磁生电（有解析）

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20.5 磁生电
知识梳理
1、磁场对通电导线的作用
1、什么情况下磁能生电
(1).演示实验：演示课本图20.5-1的实验，让学生观察现象得出结论。
实验表明：导体在 可以产生 ，我们把这种现象称作 。
该现象中产生的电流叫 。
(2). 演示实验:① 保持磁场的方向不变，改变导体的运动方向，观察电流表指针偏转情况。
② 保持导体的运动方向不变，改变磁场的方向，观察电流表指针偏转情况
以上实验表明：产感应电流的方向与 的方向以及 的方向有关。
(3)由实验我们可归纳产生感应电流的条件：1、电路必须是 。2、导体
必须在 中做 。
(4).电磁感应现象中， 能转化为 能。根据这个现象的原理，人类发明了 。
2、发电机
（1）发电机由__________和____________两部分组成。
（2）该发电机发出来的电，电流的方向和强弱会发生周期性的变化，这样的电流叫做________流电。因此该发电机也叫做__________发电机。
（3）如果把交流发电机的两个铜环换成换向器，则输出的电流的方向_____________，这样的电流称为_________流电，这样的发电机称为_____________发电机。
（4）发电机在工作时，把____________能转化为_______能。
思考讨论
1、发电机的线圈平面和磁感线垂直时，线圈中有没有感应电流产生？为什么？
2、星期一升国旗后，校长通过话筒向全体同学讲话，同学们从高音喇叭聆听到了校长的讲话声音，请用学到的知识解释下面的问题：
（1）与电话相类比，这里的话筒相当于什么，为什么？简述话筒的工作原理；
（2）与电话相类比，喇叭相当于什么，为什么？简述它的工作原理。
难点剖析：
1、小明利用题图所示放置在水平桌面的实验装置做“探究什么情况下磁可以生电”的实验，下列选项中能产生感应电流的是（　　）
A．蹄形磁体不动，铜棒ab竖直向上运动
B．蹄形磁体不动，铜棒ab竖直向下运动
C．铜棒ab不动，蹄形磁体水平向右运动
D．将整个实验装置水平匀速移动
【解析】
AB、蹄形磁体不动，铜棒ab竖直向上或向下运动，没有切割磁感线，不会产生感应电流，故AB错误；
C、铜棒ab不动，蹄形磁体水平向右运动，导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，故C正确；
D、将整个实验装置水平匀速移动，没有切割磁感线，不会产生感应电流，故D错误。
故选：C。
2、如图所示，a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头所示的四种方向运动时，会产生感应电流的是（　　）
A．③④ B．①②③ C．①②④ D．①②③④
【解析】
磁极间的磁感线是从N极指向S极，导体做切割磁感线运动，才会产生感应电流，①②都没有切割磁感线，③④做的是切割磁感线运动，所以③④中会产生感应电流。
故选：A。
3、下列关于发电机的说法中，正确的是（　　）
A．发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用
B．发电机的基本原理是电磁感应
C．发电机工作时电能转化为机械能
D．线圈在转动过程中，感应电流的大小和方向不变
【解析】
A、电动机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用，故A错误；
B、发电机的基本原理是电磁感应，故B正确；
C、发电机工作时消耗机械能，产生电能，所以是将机械能转化为电能的过程，故C错误；
D、感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关，所以该发电机模型中，线圈在转动一圈时，其切割磁感线的方向会改变，故产生的感应电流方向会改变，故D错误；
故选：B。
对应训练：
1、如图所示，蹄形磁铁和铜棒均水平放置。闭合开关，水平向左移动铜棒，电流表G的指针发生偏转。则（　　）
A．此现象表明电能生磁
B．根据此现象的产生原理可制成电动机
C．若对调两个磁极，电流表的指针偏转方向发生改变
D．若将磁铁水平向右移动，电流表的指针不发生偏转
2、导线a是闭合电路的一部分，下面四幅图中a在磁场中按v的方向运动时，能产生感应电流的是（　　）（a在A选项中与磁感线平行，在B、C、D选项中垂直于纸面）
3、如图所示为发电机的工作原理图，下列说法中正确的是（　　）
A．发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用
B．发电机的基本原理是电磁感应
C．线圈在转动过程中，感应电流的大小与磁场无关
D．线圈在转动过程中，感应电流的方向不变
练习题：
一、选择题（共4题）
1. 在机场、火车站、博物馆等一些需要进行安全检查的场所，安检人员利用手持式金属探测器对旅客或观众进行检查（如图所示）。当探测器靠近金属物品时，在金属物品中就会产生感应电流，由此导致探测器发出警报，以提示要做进一步的检查。在我们学习过的下列装置中，与上述探测器能使金属物品中产生感应电流的原理最为相似的是
A．电动机 B．动圈式扬声器 C．发电机 D．电磁铁
2. 如图所示，金属棒 向右运动时，灵敏电流计的指针会向右摆动，如图所示四种情况而产生的电流方向与如图相同的是
A． B． C． D．
3. 图所示四个装置中工作原理与发电机相同的是　　
A. 电磁起重机 B. 司南
C. 话筒 D. 扬声器
4. 图中的 表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。当它在磁场中按箭头方向运动时，能产生感应电流的是
A． B．
C． D．
二、填空题（共5题）
5. 如图所示是探究电磁感应现象的实验装置。闭合开关。导线 、 竖直向上运动。这时导线中 电流（选填“有”或“没有”）；当导线 、 左右运动时，电流计的指针会左右偏转，表明导线中的感应电流方向与 方向有关（选填“导体切割磁感线运动”或“磁场”）。
6. 如图所示的闭合电路中，铜棒 静止。当蹄形磁铁竖直向上运动时，灵敏电流表的指针 （选填“会”或“不会”）偏转；让铜棒 水平向右缓慢运动时，灵敏电流表的指针偏转的角度较小；快速运动时，指针偏转的角度较大。这说明感应电流的大小与 有关。 （选填“动圈式话筒”或“动圈式扬声器”）是应用电磁感应原理制成的。
7. 如图为电动机和发电机模型，其中图 （填“甲’’或‘‘乙”）为电动机模型，其工作原理是 ；电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠 实现的。
8. 发电机的原理是 原理，它工作时，把 能转化为 能。
9. 发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化，这种电流叫做 ，在 我国这种电流的频率为 。
三、实验题（共1题）
10. 发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究。
(1) 当导体 静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计 指针不偏转，说明电路中 （选填“有”或“无”）电流产生.
(2) 小芳无意间碰到导体 ，导体 晃动起来，小明发现电流表指针发生了偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可以产生电流”但小芳说：“不一定，还要看导体是怎样运动”为验证猜想，他们继续研究，并把观察到的现象记录如表：
分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是 （选填“正确”或“错误”）的，比较低 2，3 次实验现象发现，产生的电流的方向跟 有关；比较第3，6 次实验现象发现，产生的电流方向还跟 有关。
(3) 经过实验，同学们在老师的推导下得知，只要闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做 ，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家法拉第发现。
选做题：
一、实验题（共2题）
11. 如图所示是学习电磁现象过程中做过的几个实验。
(1) 如图所示的四个电磁实验中，能够说明“发电机工作原理”的实验是 。
(2) 发电机工作过程中，可以将机械能转化为 能。
(3) 如图 所示的实验中，如果导体 左右摆动，电流表指针不发生偏转的原因可能是 。
(4) 如图 所示的实验中，如果闭合开关，导体 没有运动起来的原因可能是 。
12. 电与磁的联系可以由三个重要实验所证实，这三个实验分别如图 、如图 、如图 所示。
(1) 如图 实验：①该实验证实了 ；②应用举例： 。
(2) 如图 实验：①该实验证实了 ；②应用举例： 。
(3) 如图 实验：①该实验证实了 ；②应用举例： 。
答案部分
知识梳理
1、（1）做切割磁感线运动时；电流；电磁感应；感应电流；（2）磁场；导体运动；（3）闭合；磁场；切割磁感线运动；（4）机械；电；发电机。
2、（1）定子；转子；（2）交；交流；（3）不变；直；直流；（4）机械；电。
思考讨论
1、当线圈平面和磁感线垂直时不能切割磁感线，所以线圈中没有感应电流。
2、（1）话筒相当于电话中的话筒，它们都是把声音信号转化为电流信号的装置，话筒内部都有永磁铁、膜片和线圈；说话时，声音使膜片振动，带动连在膜片上的线圈振动，切割磁感线产生变化的感应电流。
（2）喇叭相当于电话听筒，它们都是把电流信号转化为声音信号的装置，喇叭又叫扬声器，主要由锥形纸盒、线圈和永磁铁组成，线圈套在永磁铁的磁极上，纸盒和线圈相连，来自话筒的信号电流，流过线圈，产生大小变化的磁场，线圈与永磁铁相互作用而发生振动，从而带动锥形盒振动，发出声音。
对应训练：
1、C；2、D；3、B。
练习题
一、选择题（共4题）
1. 【答案】C
【解析】电动机和扬声器都是利用通电导体在磁场中受力作用制成的，工作时需要有电源有磁场。电磁铁是利用通电导体周围有磁场制成的，工作时也需要有电源。本题中提到“在探测器靠近金属物品时，就会在金属物品中产生感应电流”说明此现象中的在金属中无电源时可以产生感应电流，即该装置应该是发电机。
2. 【答案】C
【解析】金属棒 向右运动时，在磁场中做切割磁感线运动，灵敏电流计的指针会向右摆动说明电路中有电流产生，这种现象就叫电磁感应，产生的电流叫感应电流；图中磁感线的方向是由上向下，导体向右运动，感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关，当其中一个因素改变时，电流的方向改变，两个因素都改变时，电流的方向不变。A．磁感线的方向改变，但是导体切割磁感线运动方向没有改变，产生的电流方向与题中电流方向相反，不符合题意；B．磁感线的方向没有改变，导体切割磁感线运动方向改变，产生的电流方向与题中电流方向相反，不符合题意；C．磁感线的方向和导体切割磁感线运动方向都改变，产生的电流方向不变，符合题意；D．没有做切割磁感线运动，不能产生感应电流，不符合题意。
故选：C。
3. 【答案】C
【解析】解：发电机的工作原理是电磁感应现象。
、电磁起重机是利用电磁铁工作的，其原理是电流的磁效应，故不符合题意；
、司南是天然的磁体，由于受地磁场的影响，磁体具有指南北的性质，故不符合题意；
、话筒是利用在闭合电路的一部分导体磁场中做切割磁感线运动而产生交变电流的原理即电磁感应现象制成的，故符合题意；
、扬声器把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理，故不符合题意。
故选：。
4. 【答案】C
【解析】磁极间的磁感线是从 极指向 极，由图可知，C中导体做切割磁感线运动，所以会产生感应电流，故C正确；ABD中的导体运动时，导体运动方向与磁感线方向平行，都不会切割磁感线，所以不会产生感应电流，故ABD错误。
二、填空题（共5题）
5. 【答案】没有；导体切割磁感线运动
【解析】产生感应电流的条件为：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动；闭合开关，导线 、 竖直向上运动，导体没有切割磁感线，这时导线中没有电流；当导线 、 左右运动时，导体做切割磁感线运动，电路中有电流，表明导线中的感应电流方向与导体切割磁感线运动方向有关。
6. 【答案】不会；导体运动速度；动圈式话筒
【解析】让导体棒 沿竖直方向上下运动时，导体的运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，所以电路中没有感应电流产生；
切割磁感线的速度慢时，电流计的指针偏转角度较小；当 快速运动时，电流计的偏转角度变大，这说明电路中的电流变大，所以可以看出感应电流的大小与导体的运动速度有关。
动圈式话筒就是因为声音的振动使话筒的膜片振动，带动线圈运动而切割磁感线，产生与振动相应的电流，然后再通过扬声器还原成声音，是根据电磁感应原理工作的。
动圈式扬声器是因为线圈中通过变化的电流，从而使它受磁场的力忽大忽小，所以引起膜片的振动，而产生声音，它是利用电流在磁场中受力的原理工作的。
7. 【答案】甲；通电线圈在磁场中受力转动；换向器
【解析】发电机的原理是电磁感应现象，电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，应对比记忆。
8. 【答案】电磁感应；机械；电
【解析】发电机是利用电磁感应原理工作的，在工作过程中，线圈在外力的作用下在磁场中转动，将机械能转化成电能。
9. 【答案】交流电；
【解析】发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化，这种电流叫做交流电。我国交流电的频率为 。
三、实验题（共1题）
10. 【答案】
(1) 无
(2) 正确；导体的运动方向；磁场方向
(3) 切割磁感线；电磁感应
【解析】
(1) 当导体 静止悬挂起来后，闭合开关，此时导体没有做切割磁感线运动，灵敏电流计 指针不偏转，说明电路中无电流产生。
(2) 根据表格中的信息可知，当导体在磁场中运动时，电流计指针不一定偏转，说明不一定产生电流，故小芳的观点是正确的；
比较第 2 、3次实验现象发现，磁场方向相同，导体运动的方向不同，电流计指针的偏转方向不同，说明产生电流的方向不同，即产生的电流的方向跟导体运动方向有关；
比较第3 、6次实验现象发现，导体运动的方向相同，磁场方向不同，电流计指针的偏转方向不同，说明产生电流的方向不同，即产生的电流的方向还跟磁场方向有关。
(3) 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，这种现象叫做电磁感应。
选做题：
一、实验题（共2题）
1. 【答案】
(1)
(2) 电
(3) 电路断路
(4) 摩擦力过大
【解析】
(1) 装置中没有电源，即线圈转动时，电路中就会产生感应电流，即电磁感应现象，该过程是将机械能转化为电能的过程，是发电机的工作原理，故A正确；
装置中，在外力作用下使导体 左右运动，切割磁感应线，电流表指针发生偏转，说明此时有感应电流产生，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故B正确；
装置是一个电磁铁，通电后有磁性，吸住铁块，是电流的磁效应，不能说明发动机的原理，故C错误；
装置中，让通电导体放在磁场中，它会受到力的作用，这是用来研究磁场对电流的作用（或通电导体在磁场中受力）是电动机的工作原理，故D错误。
(3) 闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，回路中才会产生电流，如图 所示的实验中，如果导体 左右摆动，电路中没有电流通过，电流表指针不发生偏转，原因可能是电路断路。
(4) 通电导体在磁场中受力而运动，闭合开关，导体 没有运动起来的原因可能是摩擦力过大。
2. 【答案】
(1) 通电导线周围产生磁场；电磁铁
(2) 通电导线在磁场中产生力的作用；电动机
(3) 闭合电路中的一部分在磁场做切割磁感线运动时产生感应电流；发电机
【解析】
(1) 图 实验中通电后小磁针发生偏转，能证明通电导体在其周围产生磁场，利用这个原理造出了电磁铁。
(2) 图 实验将导线放在磁铁中，观察通电后导体发生了运动，即通电导体在磁场中受到力的作用；利用这个原理造出了电动机。
(3) 图 实验将导线和电流表相连，发现导体运动时电流表内部产生电流，即闭合电路中的一部分导体在磁场做切割磁感线运动时产生感应电流；这是发电机的原理图。
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课堂学习单
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