1.5磁生电 同步练习（含解析）

1.5 磁生电
一、选择题
1．为了环境保护，国家鼓励发展新能源汽车，电动机是电动汽车的核心部件。图中能说明电动机工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示的充电鞋垫，利用脚跟起落驱动磁性转子旋转，线中就会产生电流，从而能给鞋垫上的电池充电，下图中与充电鞋垫的工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
3．如图探究“导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验的装置示意图。关于这个实验，下列说法正确的是（　　）
A．当导体棒沿竖直方向上下运动时，灵敏电流计的指针发生偏转
B．当导体棒相对水平方向斜向上运动时，灵敏电流计的指针不发生偏转
C．当导体沿水平方向左右运动时，灵敏电流计的指针发生偏转
D．当导体沿水平方向向左和向右运动时，灵敏电流计的指针都向同一方向偏转
4．下列有关电和碰的判断正确的是（ ）
A．电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数、电流的大小都有关
B．磁场是由磁感线组成的
C．地球周围存在地磁场，地磁场两极与地理两极重合
D．导体棒在磁场中运动就一定会产生感应电流
5．如图所示为生活中常见的线圈式话筒，其内部结构为话筒与线圈固定在一起，且将线圈套在磁铁上，当 我们对着话筒讲话时，声音使话筒膜片振动，膜片带动线圈一起振动，于是线圈中产生了随声音变化的电流从而发声。则与线圈式话筒的原理相同的是（　　）
B．
C． D．
6．学校实验室开放时，小科与同学们对手摇发电机很感兴趣，他们想探究感应电流大小与哪些因素有关。以下关于该实验的说法错误的是（　　）
手摇发电机将机械能转化为电能
B．实验中根据小灯泡的亮度来判断感应电流的大小
C．改变线圈转速和转向，可以改变感应电流大小
D．手摇发电机产生的感应电流为交流电
7．在科学晚会上，小科所在的科技小组展示了一个“隔板推物”的节目，其原理如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。用手推动乙线圈摆动时，甲线圈会随之摆动。对于这个过程，下列说法正确的是
A．甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器
B．推动乙线圈摆动时电能转化为机械能
C．甲线圈随之摆动时机械能转化为电能
D．甲线圈摆动是因为通电导体在磁场中受力运动
8．利用如图所示的装置，可以进行的实验是（ ）
A．探究通电螺线管外部磁场的方向
B．探究通电导体在磁场中受力情况
C．探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关
D．探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
9．手机无线充电方便了人们的生活，如图所示，它的原理是送电线圈通过一定频率的交流电，线圈的周围形成交变的磁场，通过电磁感应在受电线圈中产生一定的感应电流，从而将能量从发射端转移到接收端．下列四幅图中和受电线圈工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，两根绝缘细线悬着的导体，放在形磁铁中央，两端连接着导线。在虚线框中接入某种实验器材可进行相应的实验探究。下列说法中正确的是（　　）
A．接入电流表可探究电磁感应现象，与发电机原理相同
B．接入电流表可探究通电导体在磁场中受力，与发电机原理相同
C．接入电源可探究电磁感应现象，与电动机原理相同
D．接入电源可探究通电导体在磁场中受力，与发电机原理相同
11．如图所示是一种固定在膝盖上的发电装置这种装置可通过收集人走路时损失的能量发电，其电量足够给10部手机充电。下列能反映其工作原理的实验是（　　）
A． B．
C． D．
12．如图所示为高压电工专用安全帽，帽内装有线圈和静电报警器。当高压电产生的磁场大于一定值时，线圈中产生的电流使报警器发生警报。下列与安全帽的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
二、填空题
13．做下图所示的小实验，用手快速拨动风扇叶片，带动转子转动，这时发现小灯泡发光，微风电扇居然变成了“发电机”！该发电机的原理是______，在此现象中，_______转化为电能。
14．如图所示，A、B两组线圈绕于一铁棒的两端，A组线圈与开关、电源相连，B组线圈接一灵敏电流表。当开关S闭合的瞬间，灵敏电流表指针发生偏转，与此现象原理相同的是___________（选填“电动机”或“发电机”）。开关S闭合后，A组线圈附近的小磁针N极指向如图所示，则电源的正极是___________端。（选填“a”或“b”）
15．小亮自制了如图所示的装置，在有机玻璃管上饶着带有绝缘层的导线，线圈两端连接着小功率灯泡，管内放入条形磁铁，用橡皮塞堵住管口两端，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___________，线圈中的电流方向是___________（选填“变化”或“不变”）的。
16．在下列电器设备中：①电风扇；②电熨斗；③电磁起重机；④扬声器；⑤动圈式话筒；⑥发电机。利用电磁感应原理工作的有________；利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的有________（填序号）。
三、探究题
17．探究电磁感应现象中感应电流的方向与哪些因素有关时，小丽同学做了如下三组实验，如图所示,如图所示的是探究的实验示意图。
比较甲、乙两图可以得出：感应电流的方向与_______________________有关；
比较甲、丙两图可以得出：感应电流的方向与__________________________有关。
18．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。
（1）闭合开关后灵敏电流计指针并没有发生偏转。小科认为，可能是P线圈中的电流过小，于是他将滑片向左移。他的这一操作是基于什么猜想？______________________________
（2）滑片左移后，仍未观察到指针偏转，但在断开开关、闭合开关、移动滑片时灵敏电流计指针有明显偏转。请教老师后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，于是进行实验并记录现象。请判断小科的说法是否正确，并合理选择表格中的两次实验说明理由。
_____________________
19．小明在做“探讨什么情况下磁可以生电”实验时，连接了如图所示的实验装置，PQ，MN为两平行金属导线，水平放置，相距L，两导轨右侧连接定值电阻R，一金属棒垂直搁在两导轨上，与导轨接触良好，接触点分别为a、b。现把该装置放入一大小、方向均不变的磁场区域内、用力F拉动金属棒沿导轨匀速运动时，在闭合回路可产生感应电流，当向右拉动金属棒时，通过金属棒的电流方向为a→b，忽略所有摩擦阻力和除R外其他电阻，则：
（1）当向左拉动金属棒时，通过金属棒的电流方向为____；
（2）当向右拉动金属棒时，金属棒相当于电源给电阻R供电，则此时金属棒的____（选填“a”或“b”）端相当于电源的正极；
（3）小明在做实验时，发现F的大小与PQ、MN间距L、电阻R大小、金属棒运动速度和磁场大小等有关，在保持其它条件不变的情况下，分别改变L、R得到如表实验数据，请根据以下实验数据及你已有的数学、物理知识，写出F与L、R的关系式为：F＝_____。
F/N 0.1 0.4 0.9 F/N 0.8 0.4 0.2
L/m 0.2 0.4 0.6 R/Ω 0.1 0.2 0.4
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．D
【详解】
A．图中是奥斯特实验的装置图，说明了通电导体周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图中是研究电荷间的相互作用，故B不符合题意；
C．图中没有电源，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针会发生偏转，说明会产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故C不符合题意；
D．由图可知，电路中有电源，是研究通电导体受到磁场力的作用发生运动的，能说明电动机工作原理，故D符合题意。
故选D。
2．B
【分析】
通电导体周围存在磁场，这是电流的磁效应，如电磁铁、电磁继电器、电磁起重机等；通电导体在磁场中受力而运动，如电动机和扬声器等；闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，这是电磁感应，如发电机和动圈式话筒。
【详解】
利用脚跟起落驱动磁性转子旋转，线圈中就会产生电流，从而能给鞋垫上的电池充电，是根据电磁感应现象制成的；
A．如图是奥斯特实验，反映通电导体周围存在磁场，是电流的磁效应，故A错误；
B．如图是闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，这是电磁感应，就是发电机的原理，故B正确；
C．如图是电磁铁，电磁铁通电后具有磁性吸引曲别针，是电流的磁效应，故C错误；
D．如图是通电导线磁场中运动，是根据通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的原理，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．当导体棒沿竖直方向上下运动时，没有做切割磁感线运动，所以不会产生感应电流，灵敏电流计的指针不发生偏转，故A错误；
B．当导体棒相对水平方向斜向上运动时，导体做切割磁感线运动，所以会产生感应电流，灵敏电流计的指针发生偏转，故B错误；
C．当导体沿水平方向左右运动时，导体做切割磁感线运动，所以会产生感应电流，灵敏电流计的指针发生偏转，故C正确；
D．感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关，所以磁场方向不变的情况下，导体沿水平方向向左和向右运动时，灵敏电流计的指针偏转方向不同，故D错误；
故选C。
【点睛】
知道产生感应电流的条件，并知道感应电流的方向与什么有关是解决该题的关键。
4．A
【详解】
A．电磁铁的磁性强弱跟线圈匝数、电流大小和有无铁芯插入都有关系，故A正确；
B．磁感线是理想化的物理模型，实际上并不存在，故B错误；
C．地球是一个大磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，两者是一定不重合的，两者之间存在一个磁偏角，故C错误；
D．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流，这个导体没有说明是否是闭合电路的一部分，也没有说明是否是切割磁感线运动，所以导体中可能有感应电流，也可能没有感应电流，故D错误。
故选A。
5．D
【详解】
动圈式话筒工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器。由此可知其工作原理是电磁感应现象。
A．该图是奥斯特实验，即通电导体周围存在磁场；不符合题意；
B．该图是电动机的原理图，即通电导体在磁场中受力运动；不符合题意；
C．该图是线圈中通过电流，线圈会发生偏转，说明通电导体在磁场中受力运动，不符合题意；
D．该图是电磁感应原理，即闭合回路中的一部分导体做切割磁感线运动，产生电流的现象；符合题意。
故选D。
6．C
【详解】
A．手摇发电机是将机械能转化为电能，故A正确，不合题意。
B．实验中根据小灯泡的亮度来判断感应电流的大小，故B正确，不合题意。
C．改变线圈转速，可以改变感应电流大小，故C错误，符合题意。
D．手摇发电机的线圈转动时，每旋转180°，线圈切割磁感线的方向会发生改变，则产生电流的方向改变，因此为交流电，故D正确，不合题意。
故选C。
7．D
【详解】
推动乙线圈摆动的过程做切割磁感线运动，闭合的回路中有感应电流产生，是发电机的工作原理，工作时将机械能转化为电能；
甲线圈随之摆动，甲线圈摆动的原理是通电导体在磁场中受力的作用，是电动机的工作原理，所以乙线圈相当于电源，甲线圈相当于用电器，工作时将电能转化为机械能，故D正确，ABC错误。
故选D。
8．D
【详解】
图中导体棒处在U型磁铁形成的磁场中，可能探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”也可能探究“通电导体在磁场中受力情况”，导体棒只与电流计连接，没有电源，故只能探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
故选D。
9．A
【详解】
根据题意可知，受电线圈属于磁生电，工作原理是电磁感应现象。
A．由图可知，闭合开关，导体在磁场当中做切割磁感线运动会产生感应电流，是电磁感应现象，故A符合题意；
B．由图可知，此实验装置是探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系，故B不符合题意；
C．由图可知，此实验装置是探究通电导体在磁场当中的受力情况，故C不符合题意；
D．图中所示的是奥斯特的实验，验证通电导体周围存在磁场，故D不符合题意。
故选A。
10．A
【详解】
AB．在虚线框中接入电流表，当闭合电路中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，所以可以探究电磁感应现象，与发电机的原理相同，故A正确、B错误；
CD．在虚线框中接入电源，通电导体在磁场中会受到力的作用，可以探究磁场对电流的作用，与电动机的原理相同，故C、D错误。
故选A。
11．B
【详解】
膝盖上的发电装置是利用电磁感应现象制成的。
A．奥斯特实验证明通电导体周围存在磁场。与膝盖上的发电装置的制成原理无关。故A不符合题意；
B．图中导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生了感应电流（可以从电流表指针发生偏转来体现），这是电磁感应现象，与膝盖上的发电装置的制成原理相符合。故B符合题意；
C．此图反映了通电导体在磁场中受到力的作用，与膝盖上的发电装置的制成原理无关，故C不符合题意；
D．此图探究的是电磁铁磁性强弱的影响因素，与膝盖上的发电装置的制成原理无关。故D不符合题意。
故选B。
12．C
【详解】
根据题意知道，当高压电产生的磁场大于一定值时，线圈中产生的感应电流使报警器发生警报。
A．图中是奥斯特实验，说明通电导线周围存在着磁场，是电生磁现象，故A不符合题意；
B．图中电磁铁是利用电流的磁效应工作的，故B不符合题意；
C．图中闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流，电流表指针发生偏转，是电磁感应现象，故C符合题意；
D．图中有电源，通电导体在磁场中受到力的作用而运动，是电动机的原理，与安全帽的工作原理不相同，故D不符合题意。
故选C。
13．电磁感应现象 机械
【详解】
[1][2]发电机的原理是电磁感应现象，在此现象中，机械能转化为电能。
14．发电机 b
【详解】
[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，属于电磁感应现象，这是发电机的工作原理，因此当开关S闭合的瞬间，灵敏电流表指针发生偏转，与此现象原理相同的是发电机；
[2]根据“异名磁极相互吸引”可知，A的左端为N极，右手握住螺线管，大拇指指向左端，此时弯曲的四指指尖向上，即线圈上的电流方向，电流从b端流入，即电源的正极是b端。
15．电磁感应 变化
【详解】
[1][2]手电筒中没有电源，而要使手电筒发光，必须有提供电能的装置，该手电筒通过晃动消耗机械能提供了电能，由此可知，这是利用电磁感应现象制成的一种手电筒；因为导体运动方向随着手电筒摇动方向不断的变化，线圈中产生感应电流的方向也在不断的变化。
16．⑤⑥ ①④
【详解】
(1)电风扇里主要部件是电动机，它是通电能转动的机器，即利用通电导线在磁场中受力的作用；(2)电熨斗是利用电流的热效应的原理工作的；(3)电磁起重机是利用电流的磁效应的原理工作的；(4)扬声器是将电信号转化成声信号，即其内部有磁铁和线圈，当线圈中通过变化的电流时，该线圈会在磁场中受力而有规律的振动，进而产生声音，故受利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的；(5)动圈式话筒是声信号转化为电信号的机器，即是利用电磁感应现象的原理制成的；(6)发电机是利用电磁感应现象的原理制成的。
点睛：首先要清楚两个原理的内容：电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在切割磁感线运动时，产生感应电流；磁场对通电导体力的作用是通电的导体在磁场中受到力的作用。
17．导体切割磁感线方向（导体运动方向） 磁场方向
【详解】
[1]比较甲乙两图：磁感线的方向相同，且均为从上向下，导体做切割磁感线运动的方向不同，甲向右运动，乙向左运动，而产生的感应电流方向也不相同。利用控制变量法即可判定，即在磁场线方向相同的情况下，感应电流的方向与导体做切割磁感线运动的方向有关。
[2]比较甲、丙两图可知：导体做切割磁感线运动的方向相同，都向右运动，而磁感线的方向不同，甲从上向下，乙是从下向上，而产生的感应电流方向也不相同。由此即可判定：在导体运动方向相同时，感应电流的方向与磁感线方向有关。
18．Q 线圈中的电流越大，P 线圈中的感应电流越大。或：磁场强度越强，P 线圈中的感应电流越大。 该闭合电路内磁感线数量未发生改变。 见解析
【解析】
【详解】
（1）[1]由题意知，小科认为，闭合开关后灵敏电流计指针并没有发生偏转，可能是P线圈中的电流过小，于是他将滑片向左移动，减小滑动变阻器连入电路中的阻值，增大Q线圈中的电流，从而增强磁场强度，磁场强度越强，P线圈中的感应电流越大。
（2）[2]由题意知，当闭合电路围成的平面内，磁感线数量发生改变时，电路中能产生感应电流，在图丙中实验中，导体ab上下运动时，该闭合电路内磁感线数量未发生改变，所以电路中不能产生感应电流。
（3）[3]比较③⑤/④⑥，电流方向改变，其它条件不变时，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，故小科的说法不正确。
19．b→a b F=×L2N、F=N
【详解】
(1)[1]由题意知，当向右拉动金属棒时，通过金属棒的电流方向为a→b，当向左拉动金属棒时，金属棒运动的方向改变，通过金属棒的电流方向为b→a；
(2)[2]当向右拉动金属棒时，通过金属棒的电流方向为a→b，在金属棒的外部电流的方向是从b a，因为在电源外部，电流的方向从电源的正极流向负极，所以b端相当于电源的正极；
(3)[3]①分析F、 L之间关系的数据如下：
当L1=0.2时，F1=0.1N，F1和L1的关系式：0.1N=×0.22N；
当L2=0.4时，F2=0.1N，F2和L2的关系式：0.4N=×0.42N；
当L3=0.6时,F3=0.1N，F3和L3的关系式：0.9N=×0.62N；
所以，F、L之间关系式为：F=×L2N；
②分析F、R之间关系的数据如下：
当R1=0.1时，F1=0.8N，F1和R1的关系式：0.8N=N；
当R2=0.2时，F2=0.4N，F2和R2的关系式：0.4N= N；
当R3=0.4时，F3=0.2N，F3和R3的关系式：0.2N=N；
所以，分析F、R之间关系式为：F=N。答案第1页，共2页
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