20.5 磁生电 同步练习 2021－2022学年人教版物理 九年级全一册（有答案）

第五节 磁生电（1）
【巩固练习】
1.（1）电磁感应现象： 电路的 导体，在磁场里做 的运动时，导体中就产生 ，产生的电流叫 ，这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫 现象。
（2）感应电流产生的条件：a. 电路；
b.部分导体做 运动(切割时，可以垂直切割，也可以斜着切割)。
（3）感应电流的方向：与 和 有关。若其中一个改变，则感应电流的方向 ；若两者同时改变，则感应电流的方向 。
2．图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，不能产生感应电流的是（ 　）。
A B C D
3．我国是目前为数不多的可以生产无针注射器的国家，其中一种电动式无针注射器通电时永磁体的磁场与通电线圈相互作用，产生强大的助推力，使药液以接近声音的速度注入皮肤。下列关于该注射器说法错误的是（　 　）
A．它的工作原理与电动机相同
B．药液能注入皮肤是利用了药液的惯性
C．它是利用电磁感应工作的
D．它工作时将电能转化为机械能
4．我国已成为世界上高铁发展最快，技术最先进的国家之一、在节能技术上，高铁动车组采用了再生制动方式：动车到站前先停止供电，动车会继续向前运行一段距离后才停下来，在此过程中，电机线圈随车轮在磁场中做切割磁感线运动产生___________电流，将___________能转化为电能。
5．如图所示，在条形磁体插入线圈的过程中，电流表的指针 （选填“会”或“不会”）发生偏转，在这个闭合电路中 相当于电源。
【拓展提升】
1．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
2．如图所示，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__________方向站立时，发电的可能性比较大，原因是：______________________________________________。
3．如图所示为玩具小风扇里的小直流电动机。
（1）小明同学将电池接到该直流电动机两端，看到电动机转动起来，电动机的工作原理是：__________________________；小明将电池反向接到电动机两端，看到电动机______________（选填“原方向旋转” “不 转动”或“反向旋转”）。
（2）电动机是将_______能转化为___________能的装置。
（3）学习了电磁感应知识后，小明同学想到：“直流电动机线圈转动时也切割了磁感线，那么线圈中是否也会产生感应电流呢？”于是小明将一个小灯泡连在直流电动机两端，用手搓动转轴，发现小灯并未发光。小红同学认为，这说明直流电动机不会产生感应电流。你____________（选填“同意”或“不同意”）小红的看法；若小明要继续研究，应该使用_____________仪器比较妥当。
20.5 磁生电（2）
【巩固练习】
1．（1）如图所示的是为纪念发现“磁生电”现象的物理学家________而发行的一枚邮票，该发现导致了世界上第一台发电机的发明，从而把人类社会带进了电气化时代。发电机是根据____________原理制成的 ，它把______能转化为________能。
（2）从电池得到的电流方向__________， 通常叫直流电。
（3）发电机线圈中产生的感应电流的__________和__________随时间发生周期性变化，这种电流叫________电流，简称________。
（4）我国交流电的频率是_____Hz，其电流方向每秒改变_____次。
2．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，感应电流的大小不变
D．线圈在转动过程中，感应电流的方向不变
3. 在交流发电机中，当线圈平面
①转至与磁感线垂直位置时，感应电流为零；
②转过与磁感线平行时，感应电流改变方向；
③转至与磁感线平行时，感应电流为零；
④转过与磁感线方向垂直时，感应电流方向改变；
以上说法正确的是： 。
4．如图所示，一种环保型手电筒，筒内有一个能滑动的圆柱形永磁铁，外圈套着一个线圈．只要将手电筒沿图中箭头方向来回摇动，手电筒的小灯就能发光．下列与此手电筒工作原理相同的是(　 　)
5．图中所示是一款儿童滑板车。当车轮转动时可自行发电，使车轮边缘的LED灯发光，其发电的原理与_______________（选填“动圈式话筒”或“电磁起重机”）相同。逐渐加快滑行速度，LED灯的亮度会___________（选填“增强”“减弱”或“不变”）。
【拓展提升】
1．波士顿大学的科学家设计了一种“波浪能量采集船”，如图所示，在船的两侧装有可触及水面的“工作臂”，“工作臂”的底端装有手掌状的、紧贴水面的浮标．当波浪使浮标上下浮动时，工作臂就前后移动，完成能量的采集，并把它们储存到船上的大容量电池中．图中能反映“波浪能量采集船”能量采集原理的是（ ）
A． B． C． D．
2．如图所示是小明设计的手摇电筒，其内部除灯泡、导线外只有固定的线圈和可来回运动的条形磁铁，当他沿图中箭头方向来回摇动手电筒时，灯泡发光，手摇电筒中______相当于电源，线圈中电流的方向是________（填“变化”或“不变”）的，在此过程中将________能转化成电能。
3．如图是科技小组的同学利用电磁转换的知识制作的“电能无线传输”装置的示意图。图中送电线圈利用电流线圈产生磁场，受电线圈利用磁场产生电流。受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流，使灯泡发光，实现电能的无线传输。
（1）送电线圈是利用电流的________效应工作的，这个现象是由丹麦物理学家__________最先发现的；
（2）受电线圈产生电流的原理是______________，与之原理相同的是__________（选填“电动机”或“发电机”）；
（3）受电线圈中电流大小可以通过灯泡___________来反映；
（4）在图中的电源、调节装置和送电线圈不改变的情况下，该小组同学想探究影响受电线圈两端电压大小的因素，猜想它可能与受电线圈的匝数、直径及两线圈之间的距离有关。通过查阅资料，他们了解到受电线圈两端电压与线圈匝数的关系。接着，他们用相同材质的漆包线绕制了多个匝数相同直径不同的受电线圈，对其余两个猜想进行探究（送电线圈直径为70.0mm）。实验数据如下表：
次数 受电线圈的直径D/mm 两线圈之间的距离d/mm 受电线圈两端的电压U/V
1 70.0 22.0 8.6
2 70.0 11.0 14.1
3 70.0 5.5 20.5
4 145.0 5.5 10.3
5 105.0 5.5 16.9
分析___________三次实验数据可初步得出结论：在受电线圈的直径和匝数相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压越大；
（5）通过实验，小组同学发现电能无线传输存在传输距离___________的缺点。尽管如此，电能无线传输技术仍然有着广阔的应用前景，如部分手机和电动牙刷的无线充电装置已经采用了该技术。
学生实验：探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【巩固练习】
1．学生实验：探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
（1）实验器材：灵敏电流计（1mA）1只、U型磁铁1个、方型线圈1个、铁架台1个、开关1个、导线6根
（2）操作程序：
①按照如图所示连接电路；
②让线圈静止，闭合开关，观察灵敏电流计指针的偏转情况，计入表格中；
③向左、右摆动线圈，观察灵敏电流计指针的偏转情况，计入表格中；
④对调N、S极，向左、右摆动线圈，观察灵敏电流计指针的偏转情况，计入表格中；
（3）实验记录：
实验次数 线圈摆动情况 灵敏电流就指针偏转情况 （选填“有”或“无”）
1 线圈静止
2 N极在上，线圈向左、右摆动
3 N极在下，线圈向左、右摆动
（4）实验结论：当闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，导体中能产生感应电流。
2．小亮探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，如图所示，实验时控制磁场方向相同，改变导体ab的运动方向，请你帮他解决实验中遇到的问题：
（1）导体水平左右运动，如图甲所示，灵敏电流计指针 （选填“偏转”或“不偏转”）；
（2）导体竖直上下运动，如图乙所示，灵敏电流计指针 （选填“偏转”或“不偏转”）；
（3）导体水平左右运动，如图丙所示，灵敏电流计指针 （ 选填“向一边偏转”或“左右偏转”），说明电路中有电流产生；
（4）如果想把该实验装置改装成探究磁场对电流作用的装置，需对器材做的改进是将灵敏电流计换作 。
3．将导体ab、开关和灵敏电流表用导线连接，导体ab放置在磁极间，如图所示。下列说法正确的是（ 　）
A．开关闭合，磁铁不动，ab水平向左快速移动，指针不偏转
B．磁极对调后，开关闭合，ab水平向右快速运动，指针要偏转
C．开关闭合，ab竖直上下运动，指针要偏转
D．开关断开，ab快速运动，指针可能偏转
【拓展提升】
如图，在探究“产生感应电流的条件”的实验中：
（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
（填“有”或“无”）感应电流。
（3）该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做
运动时，导体中就会产生感应电流。
（4）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。
2．如图所示是某科技实验小组的同学通过实验探究发电机与电动机原理时设计的装置图，闭合开关S，先将导体ab水平向右移动，导体cd也随之运动起来，可知：
（1）实验装置左侧导体ab运动时电路中产生的现象是 ，据此现象的原理可制成 机。导体ab水平向右移动时将 能转化为 能。
（2）实验装置右侧导体cd产生的现象是 导体在磁场中 而运动，利用此原理可制成 机。
3．自从发现了电流周围存在磁场，许多科学家都在逆向思考：既然电能生磁，那么磁也能生电。1825年，科学家科拉顿也用实验探索如何磁生电。科拉顿用条形磁铁在线圈中插入和拔出进行实验时，为了排除磁铁对“电流表”的影响，把“电流表”和线圈分别放在两个房间里。实验时，他在两个房间之间跑来跑去，没有观察到电流表偏转，实验失败。某同学利用一根条形磁铁、一个电流表、一个线圈来通过条形磁铁插入和拔出线圈来改变穿过线圈的磁场从而探究磁生电需要满足的条件，其实验过程如图所示。
（1）电流周围存在磁场，为了形象直观地描述磁场，物理学中引入了“磁感线”的概念，其实磁感线在磁场中的是 （选填“存在”或“不存在”）的；
（2）如图（A）中的条形磁铁，在条形磁铁外部，磁感线总是从磁铁的某极出来，由 （选填“N”或“S”）极进入磁铁；
（3）比较图中A与B或C与D可知，要使线圈中产生（感应）电流需要满足的条件是 。
A． B．
C． D．
（4）根据以上实验，判断科学家科拉顿实验失败的原因是 。
A．在线圈的电路在缺少电源（如干电池）
B．电表发生了故障
C．看电表时线圈中的磁场没有变化
D．看电表时线圈中一定没有磁场
第五节 磁生电（1）
【巩固练习】
（1）闭合 一部分 切割磁感线 电流 感应电流 电磁感应
（2）闭合 切割磁感线
（3）导体切割磁感线方向 磁场方向 改变 不变
B
C
感应 机械能
会 线圈
【拓展提升】
A
东西
地球的周围存在磁场,且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极,所以当两个同学朝东西方向站立,并迅速摇动电线时,导线就会做切割磁感线运动,则电路中就产生了感应电流,同时电流表的指针发生偏转。
通电导体在磁场中受力 反向旋转 电 机械 不同意 灵敏电流表
第五节 磁生电（2）
【巩固练习】
（1）法拉第 电磁感应 机械 电 （2）保持不变
（3）大小 方向 交变 交流电 （4）50 100
B
①④
C
动圈式话筒 增强
【拓展提升】
A
线圈 变化 机械
(1) 磁 奥斯特 （2）电磁感应 发电机 （3）亮度 （4）1、2、3
（5）小
学生实验：探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【巩固练习】
略
（1）不偏转 （2）不偏转 （3）左右偏转 （4）电源
B
【拓展提升】
（1）电流表的指针是否偏转 （2）有 （3）切割磁感线 （4）电源
（1）电磁感应 发电 机械 电 （2）通电 受力 电动
（1）不存在 （2）S
（3）穿过线圈的磁场（或磁感线多少）发生变化 （4）C