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浙教版8年级下册 第一章 第5节 磁生电
【学习目标】
1.了解电磁感应现象,掌握电磁感应的条件、能量转化关系
2.掌握感应电流的大小和方向的影响因素
3.掌握交流发电机原理、能量的转化、发电过程的电流和力的方向关系
4.掌握交流电和直流电的异同点
5.掌握电动机和发电机之间的异同点
【培优训练】
一、单选题
1.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,如图,则能使线圈中产生感应电流的操作是( )
A. 南北移动线圈 B. 将线圈转至水平 C. 东西移动线圈 D. 上下移动线圈
2.如图,课外探究小组的同学,把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上,形成闭合回路.两个同学迅速摇动这条电线,可以发电使电流表发生偏转.你认为这两个同学朝哪个方向站立时,发电的可能性比较大?( )
A. 朝东西方向站立 B. 朝南略偏东方向站立 C. 朝南北方向站立 D. 朝北略偏东方向站立
3.如图所示,虚线区域内的“×”为垂直纸面的磁感线.当线框从位置A向右匀速移动到位置B时,线框内产生感应电流的情况,下列说法中正确的是( )
A. 无→有→无→有→无 B. 无→有→无 C. 没有感应电流 D. 一直有感应电流
4.关于产生感应电流的条件,下列说法中正确的是( )
A. 任何导体在磁场中运动,都能产生感应电流
B. 当闭合电路中的一部分导体在磁场中运动时,一定能产生感应电流
C. 当闭合电路中的一部分导体在磁场中沿磁感线运动时,就能产生感应电流
D. 当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,就能产生感应电流
5.(2021八下·仙居期末)无线充电是一种增加手机续航时间的方式(如图甲)。无线充电的技术原理是:电流流过送电线圈产生磁场,受电线圈靠近该磁场时,由于电磁感应就会产生电流,给智能手机充电(如图乙)。下列设备工作原理与受电线圈相同的是( )
A. 电磁铁 B. 电水壶 C. 直流电动机 D. 手摇发电机
6.(2021八下·杭州期末)商场和超市门口处的报警器由检测天线、检测门、检测器构成。营业员在结帐后,会将贴在商标上具有磁性的软标签消磁。若商品的软标签未经消磁,经过检测通道时,检测天线便检测到商品上标签的磁性,从而将机械运动转化为电流,显示在仪表上,达到防盗目的。由此可见,报警器的原理与下列图中原理相同的是( )
A. 电话机的话筒 B. 扬声器
C. 磁悬浮列车 D. 电流表
7.(2021八下·乐清期末)如下图所示,清清在转轴上绕细线,然后用力拉线使转轴带动线圈转动,在转动过程中小灯泡发光。下列选项中的工作原理与其一致的是( )
A. B. C. D.
8.(2021八下·绍兴期中)下列对电磁实验现象相应的解释不正确的是( )
A.甲图中,闭合开关,小磁针的N 极会发生偏转
B.乙图中,线圈匝数多的电磁铁,磁性强
C.丙图中,磁铁放在水平面上,导体ab竖直向上运动,电流表指针会偏转
D.丁图中,水平向右移动铁棒,弹簧测力计示数有变化,说明铁棒具有磁性
9.(2021八下·武义期中)对以下实验装置所研究物理问题的描述,正确的是( )
A.图a用来演示磁场对通电导线的作用
B.图b用来演示电磁感应现象
C.图c用来演示电磁铁的极性与电流方向的关系
D.图d用来演示电荷间的相互作用规律
10.(2020八下·拱墅期末)下列四幅图对应的说法正确的是( )
A. 如图①是探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
B. 如图②,通电导线周围存在着磁场,将小磁针移走,该磁场消失
C. 如图③,此实验装置原理与电动机原理相同
D. 如图④为扬声器的内部结构,此时发生的能量转换是电能转化为机械能
11.(2020八下·鄞州期末)如图所示是我国高新-6(代号:GX-6)反潜巡逻机。机尾的“棍子”叫做磁异探测器,它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为强弱变化的电流,从而发现潜艇的存在。下图能解释磁异探测器工作原理的是( )
A. B. C. D.
12.(2020八下·金华期中)文文在探究“什么条件下磁可以生电”时观察到如图所示的现象,下列关于这一现象说法正确的是( )
A. 丹麦物理学家奥斯特进行了多次实验,发现了磁可以生电
B. 若改变导体的运动方向,同时将磁体的N、S极对调,灵敏电流计指针的偏转方向与图中相反
C. 若导体AB沿磁感线方向向上运动,灵敏电流计指针也会发生偏转
D. 发电机是利用磁生电的原理工作的
13.(2019八下·慈溪期末)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,所以小磁针已停止偏转
14.(2019八下·余杭期末)小乐以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来,并安装如图所示的电路。开关S闭合后,灯泡发光,则下列说法错误的是( )
A. 甲、乙电机都转动 B. 甲电机相当于发电机
C. 乙电机相当于电动机 D. 将电源正、负极对调,灯泡亮度发生改变
15.(2019八下·滨江期末)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中 产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音,下列说法不正确的是( )
A. 选用铜质弦,电吉他仍能正常工作 B. 取走磁体,电吉他将不能正常工作
C. 增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电流 D. 弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化
二、填空题
16.(2021八上·温州期中)某同学自制了如图 所示的装置,在有机玻璃管上绕着带有绝方向缘层的导线,线圈两端连接着小功率灯泡,管内放人条形磁铁,用橡向皮塞堵住管口两端,当沿图中箭头方向来回摇动时,小灯泡就会发光。该装置发电的原理是 , 在此过程中将 能转化为 能。
17.(2021八下·丽水期末)2021年4月,“中国好声音”云和赛区的海选现场,吉他手用电话他弹奏乐曲。电吉他发音是通过拾音器( 如图所示)来实现的。磁体产生的磁场会使某些金属弦被磁化。当金属弦被拨动而产生振动时,相当于线圈相对金属弦作运动,使线圈产生电流,此电流通过放大器和扬声器发出声音。
(1)电吉他拾音器的工作原理是______ __;
(2)若选用________材质的金属弦(填“铜质弦”或“铁质弦”),无论如何拨动金属弦,扬声器都不能发音。
18.(2021八下·余姚竞赛)小科学习了“电现象”、“磁现象”知识之后,对生活中各种电、磁现象产生了浓厚的兴趣。
(1)小科发现爸爸的电脑使用的是无线鼠标,该鼠标竟然可以悬浮在鼠标垫上,如图甲所示。对于这一神奇的现象,可用________ (填“同名磁极相互排斥”或“异名磁极相互吸引”)来解释。
(2)小科同学将数枚一元硬币放在两根平行的条形磁铁上,搭成了一座漂亮的“硬币桥”.如图乙所示。小科的“硬币桥”是利用了硬币被________而搭成的。
(3)小科发现如图丙手机可以支持无线充电技术;在发送端和接收端各有一个线圈,在发送端线圈通上一定频率的交流电时,接收端线圈会产生一定的电流。接收端线圈中产生电流可能是利用________原理。
19.(2021八下·瓯海期中)同学们做实验的装置如图所示,闭合开关,先将导体ab水平向右移动,导体cd也随之向右运动起来。可知:实验装置左侧运用的原理是 ;实验装置右侧产生的现象在生活中的应用是 (举一个实例);若要使cd棒向左运动,请你写出一条可行的操作方法: 。
20.(2021八下·长兴月考)如图甲是广泛应用于银行、超市的POS刷卡机。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。它的原理是 , 这与 (选填“电动机”或“发电机”)的原理是一 样的;如图乙是生活中常用来固定房门的“门吸”,它由磁铁和金属两部分组成,该金属能被磁铁吸引,是因为可能含有以下材料的 。
A.银 B.铁 C.铝 D.锌
21.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。
22.(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”)。
三、实验探究题
23.(2021八下·滨江期中)信息:电磁炉是加热、烹调食物的家用电热炊具。它具有无明火加热,热效率高的特点。如图甲为一种常见的电磁炉,如图乙是原理示意图。它主要由线圈、铁芯、石英玻璃灶面、金属锅体、工作电路和控制电路等组成,线圈绕在铁芯上。电磁炉工作电路中的主要器件是变换器,它能变换交流电和直流电。
电磁炉工作时,变换器将家庭电路交流电变换成直流电,再逆变成高频交流电流过线圈,线圈产生变化的磁场,该变化的磁场在锅体的锅底形成感应电流而发热。锅底产生的感应电流具有邻近效应,即锅底靠近线圈时,锅底的感应电流最大,且感应电流随锅体离线圈距离增大而显著减小。
在电磁炉上使用的锅体担负着能量转化的任务,故对锅体的材料有一定的要求,一般采用磁性的金属材料制成。
(1)下列材料适宜制作电磁炉的烹饪锅的是_________
A.铝B.铜C.铁D.陶
(2)电磁炉的工作过程中没有运用的工作原理是___ _________;
A.电流的磁效应B.磁场对电流的作用C.电磁感应原理
(3)小明为防止石英玻璃灶面温度过高,将燃气灶的支架垫在电磁炉的灶面上,将锅放在支架上。你认为小明的做法是否合理,并简要说明理由__ ______。
24. 小勇利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”,他将实验中观察到的现象记录在下表中.
次数 开关 磁场方向 导体AB的 运动方向 电流表指针的偏转方向
1 断开 上N下S 向右运动 不偏转
2 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转
3 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转
4 闭合 上N下S 向上运动 不偏转
5 闭合 上S下N 向下运动 不偏转
6 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转
7 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转
(1)分析得出:________ 电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流
(2)比较实验2和3(或6和7)可知:在磁场方向一定时,感应电流的方向与________ 有关
(3)比较实验________ 可知:在导体切割磁感线运动方向不变时,感应电流的方向与磁场方向有关
(4)这个现象在生产和生活中的重要应用是___ _____
(5)针对这个实验,小勇进行了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想,于是他设计了如下的实验方案:①保持磁场强弱不变,让导体AB以________ (填“相同”或“不同”)的速度沿相同方向做切割磁感线运动,观察电流表指针偏转幅度大小.
②如果电流表指针偏转幅度不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度________ (填“有关”或“无关”)
25.(2021八下·上虞期末)阅读下述材料,回答问题。
电与磁的发展历程
电与磁现象是人类探索自然的一个重要方面,人类对电与磁现象的认识促进了科学技术的快速进步,改变了人们的生活方式和世界的面貌。
(1)公元1世纪初,东汉学者王充在《论衡》中写到“司南之杓,投之于地,其柢指南”。其原理是________。
(2)奥斯特实验中,当直导线通电时,你能观察到的现象是____ ____。
(3)下列有关法拉第发电机的说法正确的是 。
A.发电机实现了机械能向电能的转化
B.感应电流的方向跟导体的运动方向和磁场方向有关
C.感应电流的大小与导体切割磁感线的速度及磁场强弱有关
26.(2021八下·下城期末)小金用如图甲所示的装置,探究“磁场对通电导体的作用力”。小金将滑动变阻器的滑片移到合适位置,闭合开关,发现金属导体ab向左运动。
(1)为验证导体受力方向与磁场方向是否有关,小金将导体ab放回图甲所示位置,断开开关后,小金应进行的操作是________,再闭合开关观察现象。预期应该观察到的现象是________。
(2)上述现象都说明磁场对通电导体有力的作用,________(选填“发电机“电动机”或“电磁铁”)就是根据该原理制成的。
(3)微型电扇通电工作时,它是电动机。如图乙所示,小金在微型电扇的插头处连接小灯泡,用手快速拨动风扇叶片时,小灯泡发光。微型电扇能产生电流是利用了________的原理。
27.(2021八下·嘉兴期末)如图甲所示,ab是一根导体,通过导线、开关连接在灵敏电流计上。某同学想利用该装置探究“感应电流的大小与哪些因素有关”,提出了以下猜想:
①可能与磁场的强弱有关;
②可能与切割磁感线的速度有关;
③可能与切割磁感线的方向有关。
(1)在实验过程中,判断有感应电流产生的依据是_____ ___。
(2)该同学在实验中,只改变导体ab在磁场中运动的速度,实验结果记录如下:
实验次数 1 2 3 4 5 6
速度/(厘米/秒) 2 4 6 8 10 12
电流/(微安) 2.0 4.0 5.9 8.1 10.2 11.8
分析表中数据,可得出的结论是:__ ______。
(3)图乙是灵敏电流计的结构示意图,它的工作原理与________(选填“发电机”或“电动机”)相同。
28.(2021八下·台州月考)小敏了解到发光二极管(LED)具有单向导电性,如图甲,当电流从“+”极流入时,LED灯会发光,当电流从“﹣”极流入时,LED灯则不发光。小敏设想用LED灯来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”,于是将两个相同的LED灯反向并联后接到线路中,与线圈构成闭合电路,并进行了如下实验操作:
①条形强磁铁(钕铁硼强磁铁)的N极朝下放置,将条形强磁铁快速向下插入线圈中(如图乙),发现A灯发光,B灯不发光;
②再将插入线圈中的条形强磁铁快速向上拔出,发现B灯发光,A灯不发光。
(1)实验中,将两个相同的LED灯反向并联的目的是___ _____。
(2)通过上述实验可以获得的结论是____ ____。
(3)在图乙中,若要想证明“感应电流的方向与磁场方向有关”,在做了上述步骤①后,还应该补做的实验是__ ______。
(4)结合上述已获得的结论,小明按图丙实验:将S极朝下放置于线圈中的条形强磁铁快速向上拔出,可以观察到灯A、B的发光情况是__ _______。
A.A灯发光,B灯不发光 B.B灯发光,A灯不发光 C.A和B灯均不发光 D.A和B灯均发光
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 B 2.【答案】 A 3.【答案】 A 4.【答案】 D 5.【答案】 D 6.【答案】 A
7.【答案】 B 8.【答案】 C 9.【答案】 D 10.【答案】 D 11.【答案】 C 12.【答案】 D
13.【答案】 D 14.【答案】 D 15.【答案】 A
二、填空题
16.【答案】 电磁感应;机械;电
17.【答案】 (1)电磁感应(2)铜质弦
18.【答案】 (1)同名磁极相互排斥(2)磁化(3)电磁感应
19.【答案】 电磁感应现象;电动机;将右边的磁体磁极对调或将左边的磁体磁极对调或导体ab水平向左运动
20.【答案】 电磁感应;发电机;B
21.【答案】 (1)灵敏电流计的指针是否偏转(2)有(3)电源
22.【答案】 (1)电流表指针偏转(2)甲
三、实验探究题
23.【答案】 (1)C(2)B(3)不合理。当锅底离开灶面后,与线圈的距离变大,感应电流极小,产生热量减小
24.【答案】 (1)闭合(2)导体切割磁感线运动方向(导体运动方向)(3)2、6或3、7(4)发电机(5)不同;有关
25.【答案】 (1)司南勺子是磁石琢磨而成的,它受地球磁场作用,静止时它的勺柄指向南方(2)小磁针发生偏转(3)A,B,C
26.【答案】 (1)将磁铁N、S极互换;导体ab向左运动(2)电动机(3)电磁感应
27.【答案】 (1)灵敏电流计的指针发生偏转
(2)在磁场强弱、切割磁感线方向等条件相同时,切割磁感线的速度越快,产生感应电流 越大。(3)电动机
28.【答案】 (1)便于判断电流的方向
(2)感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关
(3)条形强磁铁的S极朝下放置,将条形强磁铁快速向下插入线圈中,观察两灯泡的发光情况
(4)A
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