人教版物理九年级全一册同步提优训练：20.5　磁生电（含答案）

第5节　磁生电
题组1　电磁感应现象　　　　　　　
1.如图所示是研究产生感应电流的实验,下列说法正确的是 (　　)
A.只要导体AB在磁场中运动,电流表的指针就会发生偏转
B.仅对调磁体的磁极,电流表的指针偏转方向发生改变
C.改变导体AB切割磁感线的运动方向,电流表的指针偏转方向不发生改变
D.电磁感应是把电能转化成机械能
2.[2020·甘孜州] 如图所示为探究“感应电流产生条件”的实验装置示意图,将实验装置放在水平桌面上。在下列四种情形中,能使电流表的指针发生偏转的是 (　　)
A.蹄形磁体不动,导体棒沿竖直方向向下运动
B.蹄形磁体不动,导体棒沿竖直方向向上运动
C.导体棒不动,蹄形磁体沿水平方向左右运动
D.导体棒不动,蹄形磁体沿竖直方向上下运动
3.[2020·深圳] 中a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分。当导线a在磁场中按箭头方向运动时,不能产生感应电流的是 (　　)
4.[2021·连云港] 如图所示,闭合导线框abcd的一部分处于磁场中,将导线框沿图示方向拉出过程中,则 (　　)
A.在此过程中,电能转化为机械能
B.导线框中不会产生感应电流,因为回路中没有电源
C.导线框中会产生感应电流,整个导线框都是电源
D.导线框中会产生感应电流,导线ab段相当于电源
5.1831年,物理学家　　　　发现:闭合电路的一部分导体在磁场中做　　　　　　　　运动时,电路中会产生　　　　　　,这种现象叫做电磁感应。根据此原理发明的　　　　,为人类进入电气化时代做出了重大贡献。
6.如图所示,通电螺线管的上方有一个静止的小磁针,轴线上右边的圆圈表示闭合电路中一部分导体的横截面,由图可知通电螺线管的d端为　　极,导线的a端应接电源的　　　　极,闭合电路的一部分导体分别向“1”“2”“3”“4”四个方向运动时,沿　　　方向运动能产生感应电流。
7.如图甲所示的装置,当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。物理兴趣小组在老师的指导下做了一个有趣的“摇绳发电”实验。如图乙所示,他们用一根导线做成跳绳,将跳绳的两端与固定在地面上的电流表相连,摇动“跳绳”时,发现电流表的指针左右摆动,这说明导线中产生了　　　　　　,摇绳发电将　　　　能转化为电能。
8.[2020·东营] 如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,用棉线将一段导体AB悬挂起来,放置于蹄形磁体的磁场中,再用导线把导体AB和电流表连接起来,组成了闭合电路。
(1)该实验中,电流表的作用是　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　。
(2)确认电流表能正常工作后,某同学发现,无论导体AB在磁场中怎样运动,电流表的指针均不发生偏转,其主要原因可能是　　　　、　　　　 　　。
(3)在教师的指导下,兴趣小组对实验进行完善后,观察到的现象如图下表所示,由此可知闭合电路的一部分导体在磁场中做　　　　　　　　运动时,电路中会产生感应电流。
序号 磁体(磁极) 放置方式 导体AB运 动情况 电流表指针 偏转情况
1 上N下S 静止 不偏转
2 竖直向上运动 不偏转
3 竖直向下运动 不偏转
4 上N下S 向左运动 向右偏转
5 向右运动 向左偏转
6 上S下N 向左运动 向左偏转
7 向右运动 向右偏转
(4)比较第4、5(或6、7)次实验可以得出结论: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)在此实验过程中,能量转化情况是　　　　　　　　　　　。利用这一原理,人们在生产生活中制成了　　　　　。
题组2　发电机　　　　　　　
9.(多选)如图所示,将两个发光二极管极性相反地并联起来,并与手摇交流发电机串联。摇动转轮,使线圈在磁场中转动,则下列说法中正确的是 (　　)
A.发电机的工作原理是电流的磁效应
B.线圈转动时,两个发光二极管会交替发光
C.线圈转动加快,发光二极管会变得更亮
D.线圈转动过程中,将电能转化为机械能
10.为交流发电机的原理图,线圈在磁场中转动,则 (　　)
A.两磁极间的磁场方向向左 B.线圈在磁场中切割磁感线
C.通过灯泡的电流方向不变 D.线圈一定不受磁场力作用
11.如图所示是直流发电机的工作原理图,关于直流发电机,下列说法中正确的是 (　　)
A.直流发电机线圈内产生的是交流电,供给外部电路的是直流电
B.直流发电机线圈内产生的是直流电,供给外部电路的也是直流电
C.它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的
D.图中的E、F称为换向器,它的作用是改变线圈中的电流方向
　发电机的工作原理是电磁感应现象,线圈在磁场中转动时切割磁感线的方向来回变化,所以线圈中产生的是交流电。对外输出电流时,如图果是两个铜环加电刷的方式,则是交流电;如图果利用换向器,则为直流电。
题组3　电磁感应原理的应用　　　　　　　
12.[2020·沈阳] 如图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。逐渐加大滑行速度,LED灯的亮度会　　　　(选填“增强”“减弱”或“不变”)。
13.[2020·广西] 如图所示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　　　　。
14.[2021·湖州] 如图所示是动圈式话筒的部分结构。声波使振膜左右振动,连接在振膜上的线圈也随之一起振动,切割永磁体的磁感线产生电流,此过程中 (　　)
A.利用了电磁感应原理 B.利用了通电导体在磁场中受力的原理
C.利用了电流的磁效应 D.产生了直流电
题组4　电动机与发电机的区别与转换　　　　　　　
15.如图所示,两根绝缘细线悬挂着的导体ab放在蹄形磁体中央,ab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
16.[2020·成都] 小罗把两个玩具电机用导线连接在一起(如图所示),用力快速拨动甲电机的转叶,发现乙电机的转叶也缓慢转动起来,对这个现象分析正确的是 (　　)
A.“甲电机”将电能转化为机械能 B.“乙电机”将机械能转化为电能
C.“甲电机”依据电磁感应原理工作的 D.两电机的工作原理是相同的
17.[2021·兰州] 小亮在学习了“电和磁”的知识后,用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的装置,闭合开关S后甲开始转动,同时用皮带带动乙转动,小灯泡发光。在此过程中,将电能转化为机械能的装置是　　　　(选填“甲”或“乙”)。乙的工作原理是　　　　　　,生活中应用这一原理工作的还有　　　　　　(选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”),如图果要使甲的转动方向与原来相反,则应采取的措施是　。
　电动机与发电机的结构极为相似,都由磁体和线圈组成,电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用,而发电机的工作原理是电磁感应现象。因此外部电路有电源提供电流的一般是电动机,将电能转化为机械能;发电机的外部电路没有电源,是利用外力使线圈或磁体运动,将机械能转化为电能。
18.如图所示,质量、形状相同的铝线框A和塑料线框B从同一高度自由下落并经过某一磁场区(“×”代表磁感线垂直于纸面向里)。若不计空气阻力,两线框落地时具有的动能分别为EA和EB,则EA和EB的大小关系是　　　　　　。
如图所示,一轻杆左端挂一矩形塑料框A,右端挂一外形相同的金属框B,以O为支点在水平位置静止。现使此装置竖直匀速下降,其下方有一方向垂直纸面向里的磁场区域(用“×”表示),当A、B框下端一同进入磁场时,发现杆沿逆时针方向转动,请你分析并推测此现象产生的原因: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。
若将磁场方向改为垂直纸面向外,重复上述操作,杆将沿　　　　　(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动。
答案
第5节　磁生电
1.B　解： 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动才会产生感应电流,故A错;仅对调磁体的磁极,电流表的指针偏转方向会发生改变,故B正确;仅改变导体切割磁感线的运动方向,电流表的指针偏转方向会发生改变,故C错;电磁感应是把机械能转化为电能,故
D错。
2.C　解： 要使电路中产生感应电流,必须满足两个条件:一是要有闭合的回路;二是要有部分导体做切割磁感线运动。对照选项可知,A、B、D中导体或蹄形磁体运动方向与磁感线方向一致或相反,不做切割磁感线运动,不能产生感应电流,只有C符合要求。
3.B
4.D　解： 图示过程是电磁感应现象,电磁感应现象中的能量转化是将机械能转化为电能,故A错误;闭合导线框abcd的一部分处于磁场中,将导线框沿图示方向拉出过程中,是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,所以导线框中有感应电流产生,在磁场中的导线ab段相当于电源。
5.法拉第　切割磁感线　电流　发电机
6.S　负　“1”或“3”
解： 由于小磁针静止时,其左端为S极,右端为N极,根据磁极间的相互作用规律可知,通电螺线管的d端为S极,c端为N极;根据通电螺线管的N、S极和螺线管的线圈绕向,利用安培定则可以确定电流是从螺线管的右端流入,左端流出,所以可以确定导线的b端接电源的正极,a端接电源的负极;由图分析可知,导体向“1”“3”方向运动时都会切割磁感线,所以会产生感应电流,导体向“2”“4”方向运动时与磁感线方向一致,没有切割磁感线,所以不会产生感应电流。
7.会　线圈　感应电流　机械　解： 当条形磁体插入线圈的过程中,相当于导线做切割磁感线运动,会产生感应电流,因此电流表的指针发生偏转,此时的线圈相当于电源。用一根导线做成跳绳,将跳绳的两端与固定在地面上的电流表相连,摇动“跳绳”时,导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流,摇绳发电将机械能转化为电能。
8.(1)判断产生感应电流的大小　判断产生感应电流的方向
(2)电流太小　电路不是闭合电路
(3)切割磁感线
(4)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中感应电流的方向与导体的运动方向有关
(5)机械能转化为电能　发电机
9.BC　解： 发电机是利用电磁感应原理工作的,故A错误;由于发光二极管具有单向导电性,所以把两个发光二极管极性相反地并联起来,并与发电机串联,线圈转动,由于发电机发出的是交流电,所以两个发光二极管交替发光,故B正确;线圈转动变快,产生的感应电流会变大,二极管变亮,故C正确;线圈转动过程中,将机械能转化为电能,故D错误。
10.B　解： 在磁体的外部磁感线都是从N极出发回到S极,故图中两磁极间的磁场方向向右,故A错误;发电机的原理是电磁感应,感应电流的方向和磁场方向、导体切割磁感线的运动方向都有关,磁场方向不变,导体切割磁感线的运动方向在改变,所产生的电流方向也会变化,故B正确,C错误;根据通电导线在磁场中受力的作用可知,线圈一定会受到力的作用,故D
错误。
11.A　解： 发电机是利用电磁感应原理制成的,线圈中产生的一定是交流电。若是直流发电机,则对外输出的是直流电;若是交流发电机,则对外输出的是交流电。
12.动圈式话筒　增强
13.感应电流　电源
14.A　解： 声波使振膜左右振动,连接在振膜上的线圈也随之一起振动,线圈做切割永久磁体的磁感线运动,会产生感应电流,这是电磁感应现象;线圈来回振动时,切割磁感线的方向会发生变化,产生的感应电流的方向也会发生改变,产生的是交流电。
15.A　解： 在虚线框中接入电流表,电路中无电源,闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,可以探究电磁感应现象,与发电机原理相同;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,与电动机原理相同。
16.C　解： 用力快速拨动甲电机的转叶,发现乙电机的转叶也缓慢转动起来,则甲电机相当于发电机,其工作原理是电磁感应现象,将机械能转化为电能,乙电机相当于电动机,将电能转化为机械能;由以上分析可知,甲电机和乙电机的工作原理不同。
17.甲　电磁感应现象　动圈式话筒
将电源正负极对调
解： 闭合开关S后,电源与甲电动机接通,电流通过甲电动机的线圈,线圈在磁场中受力而转动,将电能转化为机械能;甲电动机带动乙电动机一起转动,乙电动机内部的线圈在磁场中切割磁感线,产生感应电流,小灯泡发光,此时乙电动机相当于发电机,将机械能转化为电能,其工作原理是电磁感应现象;“动圈式话筒”的原理是电磁感应现象,“动圈式扬声器”的原理是通电导体在磁场中受力而运动;通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关,如图果将电源正负极对调,电流方向改变,则甲电动机转动方向改变。
18.EA解： 金属框由静止自由下落到地面的过程中,通过磁场会产生感应电流,有一部分能量转化为电能,所以在此过程中金属框的重力势能转化为动能和电能,电能又发热转化为内能;塑料框由静止自由下落到地面的过程中,通过磁场不会产生感应电流,所以重力势能全部转化为动能。又因为金属框和塑料框的质量相等,在最高点时,重力势能相等,故EA19.金属框B由于切割磁感线会产生感应电流,产生的感应电流周围存在磁场,产生的磁场与原本的磁场相互排斥,金属框B受到向上的力,从而使杆逆时针转动　逆时针
解： 由于金属框B下降时,线圈切割磁感线会产生感应电流,产生的感应电流周围存在磁场,产生的磁场与原来的磁场相互排斥,使金属框B受到向上的力;若将磁场方向改为垂直纸面向外,重复上述操作, 产生的感应电流周围存在磁场,产生的磁场还是与原来的磁场相互排斥,使金属框B仍受到向上的力,所以杆还是沿逆时针方向转动。