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磁生电
一、知识速览：
1.知道电磁感应现象、定义及产生感应电流的条件。
2.知道影响感应电流的大小与方向的因素。
3.知道交流发电机的原理及其工作过程中的能贵转化。
4.理解直流电与交流电的区别，知道交流电周期、频率的含义。
知识点1、电磁感应现象
实验探究产生电磁感应现象的条件和规律
1.实验器材:线圈、开关、灵敏电流表、蹄形磁铁、导线等。
2.实验原理:用灵敏电流计来检测电路中是否有电流，当电路中产生感应电流时,灵敏电流计的指针会发生偏转现象，当电流方向发生改变时,灵敏电流计的指针会反向偏转。
3.实验过程(装置图如图所示)
序号 条件 实验过程 实验现象 实验结论
1 线圏的一边在磁场中静止 闭合开美 灵敏电流计的指针不偏转 当线圈的一边在磁场中静止时，不切割磁感线，闭合电路中不产生感应电流
2 换用磁性更强的蹄
3 换用匝数更多地线圈，闭合开关
4 线圈的一边在磁场中运动 闭合开关后,让线圈的一边在磁场中分别水平（还直于磁场方向）向左、向右运动 灵敏电流计的指针发生偏转，且向左和向右运动时指针偏转方向不同 当线圈的一边在磁场中水平向左、向右运动，或斜向上、斜向下运动时,切割磁感线,闭合电路中产生感应电流;当线圈的一边在磁场中竖直（平行于磁场方向）向上、向下运动时，不切割磁感线，闭合电路中不产生感应电流
5 闭合开关后,让线圏的一边在磁场中分别竖直（平行于磁场方向）向上、向下运动 灵敏电流计的指针不偏转
6 闭合开关后，让线圈的一边在磁场中分别斜向上和斜向下运动 灵敏电流计的指针发生偏转，且斜向上和斜向下运动时指针偏转方向不同
7 线圈的一边静止而磁体运动 闭合开关后，让磁体分别水平（垂直于线圈的一边方向）向左、向右运动 灵敏电流计的指针发生偏转，且向左和向右运动时指针偏转方向不同 当磁体水平向左、向右，或斜向上、斜向下运动时，导线切割磁感线，闭合电路中产生感应电流；当磁体竖直向上、向下运动时，导线不切割磁感线，闭合电路中不产生感应电流
8 闭合开关后，让磁体分别竖直向上、向下运动 灵敏电流计的指针不偏
9 闭合开关后，让磁体分别斜向上和斜向下运动 灵敏电流表的指针发生偏转，且斜向上和斜向下运动时指针偏转方向不同
（4）实验结论:无论是导线运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就会产生感应电流。2·1·c·n·j·y
2.感应电流及其产生条件
（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。【来源：21cnj*y.co*m】
（2）产生感应电流的条件有两个:做切割磁感线运动，导体为闭合电路的一部分。
①切割磁感线运动：当导体的运动方向与磁感线方向的夹角不为0°或180°时，导体做切割磁感线运动。当导体运动方向与磁感线方向垂直时，导体中产生的感应电流最大。
②闭合电路的部分导体:如果电路不闭合，则导体中只会产生感应电压，而不会产生感应电流；如果整个闭合电路都在磁场内做切割磁感线运动，则不会产生感应电流。
3.影响感应电流方向的因素
感应电流的方向跟导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。改变导体切割磁感线的运动方向或磁场的方向，感应电流的方向会发生相应的改变。若同时改变磁场方向和导体切割磁感线的方向，则感应电流的方向不变。【版权所有：21教育】
在探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动的速度的关系时,应保持磁场强度不变，让闭合电路的一部分导体（长度不变）在磁场中以不同的速度做切割磁感线运动;在探究感应电流的大小与磁场强弱的关系时，应保持导体切割磁感线的速度不变,让闭合电路的一部分导体（长度不变）在不同强度的磁场中做切割磁感线运动。21*cnjy*com
4.产生感应电流过程中的能量转化
电磁感应现象中，移动导体切割磁感线时消耗了机械能,却在闭合电路中产生了电能，即机械能转化为电能。
增大感应电流的方法：（1）增强磁场；（2）增大导体切割磁感线的速度；（3）増大切割磁感线的导体的有效长度或让导体切割磁感线的方向与磁感线方向垂直；（4）增加切割磁感线线圈的匝数等。
电磁感应与通电导体在磁场中受力的比较
电磁感应 通电导体在磁场中受力
定义 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电流，这种现象叫做电磁感应 当放在磁场中的导体有电流通过时，导体会受到磁场力的作用
原理图
影响因素 导体中感应电流的方向，跟导体运动的方向和磁场的方向有关 通电导体在磁场中受力的方向跟电流的方向和磁场的方向有关
（2022秋 高新区校级期末）电子车票，也称“无纸化”车票，乘客网上购票后，直接通过“刷身份证”或“扫手机”即可顺利进站。如图甲所示是乘客通过“刷身份证”进站时的情景，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份。如图中和这一原理相同的是（ ）21·世纪*教育网
ABCD
知识点2、交流发电机
1.原理：电磁感应。
2.主要结构
定子（磁体）、转子（线圈）、铜环和电刷。大型交流发电机常用线圈作为定子，电磁佚作为转子。
3.工作过程
开始时（图甲），线圈ab边和濕边不切割磁感线，线圈中不产生感应电流。
线圏转动的上半周（图乙），线圈湖边和招边切割磁感线，产生感应电流。电流方向为B→d→c→b→a→A→电流表→8。电流表指针右偏。21·cn·jy·com
（3）线圈转到丙图所示位置时，线圈湖边和cd边不切割磁感线，线圈中不产生感应电流。
（4）线圈转动的下半周（图丁），线圈ab边和cd边切割磁感线，线圈中产生感应电流。电流方向为A→a→b→c→d→B→电流表→A。电流表指针左偏。21教育网
从以上过程可以看出，在线圈转动过程中，ab边和cd边做切割磁感线运动，线圈中产生了感应电流，电流表的指针周而复始地发生有规律的偏转，输出的电流为交流电。
4.线圈在磁场中转动一周，感应电流方向改变两次。
5.能量转化：机械能转化为电能。
6.交流电与直流电
(1)交流电:大小和方向都发生周期性变化的电流。
(2)直流电:方向不变的电流。
(3)我国交流电的周期和频率:我国电网供应的交流电的周期是0.02秒,频率是50赫，即1秒内有50个周期，交流电的方向在每个周期内改变两次。
用两个铜半环组成的换向器来代替交流发电机上的两个铜滑环，虽然线圈中产生的是交流电，但通过换向器的作用使输出的电流方向保持不变，这种方向不变的电流叫直流电。这样的发电机叫直流发电机。
直流电动机与交流电动机
项目 直流电动机 交流发电机
原理 通电导体在磁场中受到力的作用而转动 电磁感应现象(磁生电)
结构 定子、转子、换向器、电刷 定子、转子、圆环、电刷
能量转化 电能转化为机械能 机械能转化为电能
线圈外部电流 直流电 交流电
线圏内部电流 交流电 交流电
电路元件 用电器 电源
（2022 安徽模拟）如图所示，摇把L正在摇动，图中表示指针可左右来回摆动的电流表，线圈平面正好处于竖直位置，则（ ）【来源：21·世纪·教育·网】
A．线圈转动到图示位置时，ab 边和cd边切割磁感应线，产生感应电流
B．线圈转动到水平位置时，线圈中没有感应电流，电流表的指针指在中间0刻度
C．线圈从图示位置转动到水平位置的过程中，ab边与cd边在磁场中受到磁场力的作用
D．线圈从图示位置转动到水平位置的过程中，主要将电能转化为机械能
易错点1、将电磁感应和对通电导体的作用的实验装置混淆
如图是演示电与磁物理规律的三个实验装置，其中能反映制造发电机原理的是 ；制造电动机原理的是 ；研究电流磁效应的是 。（填字母）
易错点2、对产生感应电流的条件不理解
（2022秋 定南县月考）如图所示是“探究产生感应电流的条件”的装置，导体ab、开关、灵敏电流计用导线连接，组成电路。
（1）实验中，我们通过观察 来判断电路中是否有感应电流；通过指针偏转的方向判断感应电流的 。
（2）闭合开关，让导体ab在磁场中上下运动，发现灵敏电流计的指针 ；让导体ab静止，磁体水平向右运动，则灵敏电流计的指针 。（均选填“偏转”或“不偏转”）
（3）如果想进一步探究“感应电流的大小与导体运动的快慢是否有关”，则应闭合开关，保持其他条件不变，只改变 ，观察 得出结论。
（4）这次探究实验中用到的研究方法有 法和转换法。
易错点3、不能正确辨别有关电和磁的实验装置图
下列是有关电和磁的实验装置图，用来研究磁场对电流的作用的是（ ）
ABC D
1．（2022秋 高新区期末）如图所示是小宋同学新买的一款带滚轮的书包，其内部不含电池，但拖动书包轮子滚动时，嵌在轮子里的LED灯会发光。以下四幅图中能反映其工作原理的是（ ）
A．B．C．D．
2．（2022秋 天桥区期末）如图所示，是“探究产生感应电流的条件”的实验装置，要使灵敏电流计指针发生偏转，可以（ ）
A．断开开关，让导体ab向上运动
B．断开开关，让导体ab向左运动
C．闭合开关，让导体ab向右运动
D．闭合开关，让导体ab向下运动
3．（2022 大庆）某同学利用如图所示的实验装置探究电磁感应现象，实验时开关S始终闭合且磁体保持静止，下列探究过程及结论均合理的是（ ）
A．导线ab保持静止，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明磁不能生电
B．导线ab上下运动，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明导体在磁场中运动不会产生感应电流
C．导线ab分别向左、向右运动，观察到灵敏电流计指针偏转方向不同，说明感应电流的方向与导线运动方向有关
D．磁体的S极在上时，使导线ab向左运动；N极在上时，使导线ab向右运动。观察到两次灵敏电流计指针偏转方向相同，说明感应电流的方向与磁场方向无关
4．我国电网规定的交流电的几个数据是（ ）
A．频率50Hz、周期0.2秒 B．频率50Hz、周期0.02秒
C．频率50kHz、周期0.02秒 D．频率100Hz、周期0.01秒
5．（2022秋 九龙坡区校级期末）下列所示的四幅图中能说明发电机工作原理的是（ ）
A．B．C．D．
6．（2022 铁西区校级模拟）如图所示是探究通电导体在磁场中受力情况的实验情景（图中箭头表示导体的受力方向）．下列说法正确的是（ ）
A．动圈式话筒是利用该现象制成的
B．比较图甲和图丁，说明只有通电导体才会受到磁场力的作用
C．比较图甲和图丙，说明通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关
D．比较图乙和图丙，说明通电导体在磁场中受力方向与磁场方向无关
7．（2022 和县二模）在科技创新活动中，小明所在的科技小组示了一个“隔板推物”的节日，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，用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动，对于这个过程，下列说法正确的是（ ）
A．推动甲线圈摆动的过程与电动机原理相同
B．甲线圈不动，水平推动左边磁铁，乙线圈不可能摆动
C．乙线圈随之摆动时是机械能转化电能
D．乙线圈摆动的方向与甲线圈摆动的方向有关
8．如图中所示甲、乙两图是演示电与磁物理规律的两个实验装置，其中能反映制造发电机原理的是 图；制造电动机原理的是 图。
9．（2022秋 沙坪坝区校级期末）1831年，英国物理学家 首次发现了电磁感应现象，根据这一发现，后来发明了 （填“发电机”或“电动机”）。
10．（2022秋 临湘市期末）如图所示，将较长软电线的两端与灵敏电流计的两接线柱连接起来，两位同学手持电线像摇跳绳一样在空中摇动电线，使电线切割地磁场的磁感线。若灵敏电流计的指针发生偏转，则可以断定两同学站立在地面上的 （选填“东西”或“南北”）方向，这个实验的原理是 。2-1-c-n-j-y
11．冰冰同学用图示装置进行了磁现象知识研究：（1）冰冰连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，导体ab仍静止不动，检查发现电路连接正确、各实验器材都完好，请你帮忙分析出现上述情况的原因是 （写出一点即可）。
（2）找出问题并正确处理后，将变阻器的滑片P移到图示位置，闭合开关S，导体ab向右摆动。此实验现象可以说明 （填“电热器”“发电机”或“电动机”）的工作原理，也说明通电电磁铁周围存在 。
（3）要使通电导体ab向右侧摆动的幅度增大，应将滑动变阻器的滑片P向 （填“左”或“右”）端移动；若仅将电源正负极对调接入电路，闭合开关S，导体ab向 （填“左”或“右”）侧摆动。
（4）利用本实验装置及实验现象可以探究或说明的磁现象有关知识的有
A．电流的磁效应
B．感应电流产生的条件
C．磁场对电流的作用
D．电磁铁的磁场强弱与电流大小的关系。
12.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，但再断开开关、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，解释在该实验中若导体ab上下运动时，则闭合电路中不产生感应电流的原因（图丙） 。
操作序号 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向
1 开关由断开变为闭合 向左
2 开关由闭合变为断开 向右
3 开关闭合时，滑片向左移动 向左
4 开关闭合时，滑片向右移动 向右
5 开关闭合后，滑片不移动 不偏转
6 改变电源正负极，闭合开关，滑片向左移动 向左
7 改变电源正负极，闭合开关，滑片向右移动 向右
（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，并合理选择上表格中的两次实验说明理由。 .21cnjy.com
13．（2022秋 碑林区校级期末）某学习兴趣小组同学在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，连接了如图﹣1所示的实验装置。闭合开关后，导体AB、灵敏电流表、开关、导线组成闭合回路。【出处：21教育名师】
（1）实验中，通过观察 来判断电路中是否有感应电流。
（2）实验中，该组同学发现每次电流计指针摆动的角度不同，提出了“感应电流的大小与哪些因素有关”的问题。有同学猜想可能与导体切割磁感线运动速度有关。为了验证猜想，同学们利用如图装置进行实验，使导体ab沿直线 （填“水平”或“竖直”）运动（导体运动区域的磁场强弱相同）。如表是实验测得的数据，分析数据可得出结论： 。
实验次数 1 2 3 4 5 6
速度/（cm s﹣1） 1 2 3 4 5 6
电流/mA 2.0 3.8 6.0 8.3 10.5 12.1
（3）如果将灵敏电流计换成直流电源，当闭合开关时，可以看到磁场中原来静止的导体ab将 。
（4）同学根据感应电流产生的条件，想利用摇绳发电，如图﹣2所示把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合导体回路，两个同学迅速摇动这条电线，则沿 （选填“东西”或“南北”）方向站立匀速摇绳灵敏电流计的示数较大。www.21-cn-jy.com
14．（2022秋 顺义区期末）实验课上某小组同学开展了一系列电磁方面的实验探究。
（1）用图甲所示装置验证电流可以产生磁场。开关闭合前，小磁针静止时指向与导线平行。闭合开关，观察到 的现象，说明电流可以产生磁场。
（2）如图乙所示，实验中将金属导体棒ab放在磁场中两根平行的金属导轨上，闭合开关，导体棒ab向右运动；将磁体的磁极对调，闭合开关，导体棒ab向左运动。该实验探究的问题是 。
（3）图丙是探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的装置，导体AB、开关、灵敏电流计用导线连接组成回路。闭合开关，让导体AB在磁场中 （选填“竖直上下”或“水平左右”）运动，发现电流计的指针偏转，这是电磁感应现象。 （选填“发电机”或“电动机”）就是利用该现象的装置。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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磁生电
一、知识速览：
1.知道电磁感应现象、定义及产生感应电流的条件。
2.知道影响感应电流的大小与方向的因素。
3.知道交流发电机的原理及其工作过程中的能贵转化。
4.理解直流电与交流电的区别，知道交流电周期、频率的含义。
知识点1、电磁感应现象
实验探究产生电磁感应现象的条件和规律
1.实验器材:线圈、开关、灵敏电流表、蹄形磁铁、导线等。
2.实验原理:用灵敏电流计来检测电路中是否有电流，当电路中产生感应电流时,灵敏电流计的指针会发生偏转现象，当电流方向发生改变时,灵敏电流计的指针会反向偏转。
3.实验过程(装置图如图所示)
序号 条件 实验过程 实验现象 实验结论
1 线圏的一边在磁场中静止 闭合开美 灵敏电流计的指针不偏转 当线圈的一边在磁场中静止时，不切割磁感线，闭合电路中不产生感应电流
2 换用磁性更强的蹄
3 换用匝数更多地线圈，闭合开关
4 线圈的一边在磁场中运动 闭合开关后,让线圈的一边在磁场中分别水平（还直于磁场方向）向左、向右运动 灵敏电流计的指针发生偏转，且向左和向右运动时指针偏转方向不同 当线圈的一边在磁场中水平向左、向右运动，或斜向上、斜向下运动时,切割磁感线,闭合电路中产生感应电流;当线圈的一边在磁场中竖直（平行于磁场方向）向上、向下运动时，不切割磁感线，闭合电路中不产生感应电流
5 闭合开关后,让线圏的一边在磁场中分别竖直（平行于磁场方向）向上、向下运动 灵敏电流计的指针不偏转
6 闭合开关后，让线圈的一边在磁场中分别斜向上和斜向下运动 灵敏电流计的指针发生偏转，且斜向上和斜向下运动时指针偏转方向不同
7 线圈的一边静止而磁体运动 闭合开关后，让磁体分别水平（垂直于线圈的一边方向）向左、向右运动 灵敏电流计的指针发生偏转，且向左和向右运动时指针偏转方向不同 当磁体水平向左、向右，或斜向上、斜向下运动时，导线切割磁感线，闭合电路中产生感应电流；当磁体竖直向上、向下运动时，导线不切割磁感线，闭合电路中不产生感应电流
8 闭合开关后，让磁体分别竖直向上、向下运动 灵敏电流计的指针不偏
9 闭合开关后，让磁体分别斜向上和斜向下运动 灵敏电流表的指针发生偏转，且斜向上和斜向下运动时指针偏转方向不同
（4）实验结论:无论是导线运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就会产生感应电流。2·1·c·n·j·y
2.感应电流及其产生条件
（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。【来源：21cnj*y.co*m】
（2）产生感应电流的条件有两个:做切割磁感线运动，导体为闭合电路的一部分。
①切割磁感线运动：当导体的运动方向与磁感线方向的夹角不为0°或180°时，导体做切割磁感线运动。当导体运动方向与磁感线方向垂直时，导体中产生的感应电流最大。
②闭合电路的部分导体:如果电路不闭合，则导体中只会产生感应电压，而不会产生感应电流；如果整个闭合电路都在磁场内做切割磁感线运动，则不会产生感应电流。
3.影响感应电流方向的因素
感应电流的方向跟导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。改变导体切割磁感线的运动方向或磁场的方向，感应电流的方向会发生相应的改变。若同时改变磁场方向和导体切割磁感线的方向，则感应电流的方向不变。【版权所有：21教育】
在探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动的速度的关系时,应保持磁场强度不变，让闭合电路的一部分导体（长度不变）在磁场中以不同的速度做切割磁感线运动;在探究感应电流的大小与磁场强弱的关系时，应保持导体切割磁感线的速度不变,让闭合电路的一部分导体（长度不变）在不同强度的磁场中做切割磁感线运动。21*cnjy*com
4.产生感应电流过程中的能量转化
电磁感应现象中，移动导体切割磁感线时消耗了机械能,却在闭合电路中产生了电能，即机械能转化为电能。
增大感应电流的方法：（1）增强磁场；（2）增大导体切割磁感线的速度；（3）増大切割磁感线的导体的有效长度或让导体切割磁感线的方向与磁感线方向垂直；（4）增加切割磁感线线圈的匝数等。
电磁感应与通电导体在磁场中受力的比较
电磁感应 通电导体在磁场中受力
定义 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电流，这种现象叫做电磁感应 当放在磁场中的导体有电流通过时，导体会受到磁场力的作用
原理图
影响因素 导体中感应电流的方向，跟导体运动的方向和磁场的方向有关 通电导体在磁场中受力的方向跟电流的方向和磁场的方向有关
（2022秋 高新区校级期末）电子车票，也称“无纸化”车票，乘客网上购票后，直接通过“刷身份证”或“扫手机”即可顺利进站。如图甲所示是乘客通过“刷身份证”进站时的情景，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份。如图中和这一原理相同的是（ ）21·世纪*教育网
ABCD
【思路点拨】刷身份证是利用电磁感应原理，分析下面四个选项，找出符合题意的选项即可。
【尝试解答】：由题意可知，刷身份证时会产生感应电流，其工作原理为电磁感应现象；
A．图中上端的“+”“﹣”表示接入了电源，探究的是通电导体在磁场中受到力的作用，故A不符合题意；
B．电铃是利用电流的磁效应工作的，故B不符合题意；
C．扬声器是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故C不符合题意；
D．动圈式话筒是利用电磁感应的原理，故D符合题意。
故选：D。
【答案】D
知识点2、交流发电机
1.原理：电磁感应。
2.主要结构
定子（磁体）、转子（线圈）、铜环和电刷。大型交流发电机常用线圈作为定子，电磁佚作为转子。
3.工作过程
开始时（图甲），线圈ab边和濕边不切割磁感线，线圈中不产生感应电流。
线圏转动的上半周（图乙），线圈湖边和招边切割磁感线，产生感应电流。电流方向为B→d→c→b→a→A→电流表→8。电流表指针右偏。21·cn·jy·com
（3）线圈转到丙图所示位置时，线圈湖边和cd边不切割磁感线，线圈中不产生感应电流。
（4）线圈转动的下半周（图丁），线圈ab边和cd边切割磁感线，线圈中产生感应电流。电流方向为A→a→b→c→d→B→电流表→A。电流表指针左偏。21教育网
从以上过程可以看出，在线圈转动过程中，ab边和cd边做切割磁感线运动，线圈中产生了感应电流，电流表的指针周而复始地发生有规律的偏转，输出的电流为交流电。
4.线圈在磁场中转动一周，感应电流方向改变两次。
5.能量转化：机械能转化为电能。
6.交流电与直流电
(1)交流电:大小和方向都发生周期性变化的电流。
(2)直流电:方向不变的电流。
(3)我国交流电的周期和频率:我国电网供应的交流电的周期是0.02秒,频率是50赫，即1秒内有50个周期，交流电的方向在每个周期内改变两次。
用两个铜半环组成的换向器来代替交流发电机上的两个铜滑环，虽然线圈中产生的是交流电，但通过换向器的作用使输出的电流方向保持不变，这种方向不变的电流叫直流电。这样的发电机叫直流发电机。
直流电动机与交流电动机
项目 直流电动机 交流发电机
原理 通电导体在磁场中受到力的作用而转动 电磁感应现象(磁生电)
结构 定子、转子、换向器、电刷 定子、转子、圆环、电刷
能量转化 电能转化为机械能 机械能转化为电能
线圈外部电流 直流电 交流电
线圏内部电流 交流电 交流电
电路元件 用电器 电源
（2022 安徽模拟）如图所示，摇把L正在摇动，图中表示指针可左右来回摆动的电流表，线圈平面正好处于竖直位置，则（ ）【来源：21·世纪·教育·网】
A．线圈转动到图示位置时，ab 边和cd边切割磁感应线，产生感应电流
B．线圈转动到水平位置时，线圈中没有感应电流，电流表的指针指在中间0刻度
C．线圈从图示位置转动到水平位置的过程中，ab边与cd边在磁场中受到磁场力的作用
D．线圈从图示位置转动到水平位置的过程中，主要将电能转化为机械能
【思路点拨】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，在电路中会产生感应电流；
当线圈平面和磁感线垂直时，上下两边与磁场方向平行，不切割磁感线，线圈中无感应电流；
通电线圈在磁场中会受力的作用；
交流发电机原理是电磁感应，将机械能转化为电能。
【尝试解答】：A、线圈在图示位置时，ab 边和cd边没有做切制磁感应线运动，不会产生感应电流，故A错误；21世纪教育网版权所有
B、线圈转动到水平位置时，cd边和ab边做切割磁感线运动，线圈中有感应电流，电流表的指针发生偏转，故B错误；21教育名师原创作品
C、通电线圈在磁场中会受力的作用，线圈转动产生感应电流过程中线圈也会受到磁场的作用力，故C正确；
D、线圈从图示位置转动到水平位置的过程中，主要将机械能转化为电能，故D错误。
故选：C。
【答案】C
易错点1、将电磁感应和对通电导体的作用的实验装置混淆
如图是演示电与磁物理规律的三个实验装置，其中能反映制造发电机原理的是 ；制造电动机原理的是 ；研究电流磁效应的是 。（填字母）
【解答】解：A是电磁感应的实验，而根据电磁感应实验制成的是发电机；
B是通电导体周围存在磁场的实验，也就是电流的磁效应；
C是通电导体在磁场中受力的作用的实验，电动机是利用此原理制成的。
故答案为：A、C、B。
易错点2、对产生感应电流的条件不理解
（2022秋 定南县月考）如图所示是“探究产生感应电流的条件”的装置，导体ab、开关、灵敏电流计用导线连接，组成电路。
（1）实验中，我们通过观察 来判断电路中是否有感应电流；通过指针偏转的方向判断感应电流的 。
（2）闭合开关，让导体ab在磁场中上下运动，发现灵敏电流计的指针 ；让导体ab静止，磁体水平向右运动，则灵敏电流计的指针 。（均选填“偏转”或“不偏转”）
（3）如果想进一步探究“感应电流的大小与导体运动的快慢是否有关”，则应闭合开关，保持其他条件不变，只改变 ，观察 得出结论。
（4）这次探究实验中用到的研究方法有 法和转换法。
【答案】（1）灵敏电流计指针是否偏转；方向；（2）不偏转；偏转；（3）导体运动的速度；灵敏电流计指针偏转的幅度；（4）控制变量。www-2-1-cnjy-com
【解答】解：（1）实验中，我们通过观察灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流；通过指针偏转的方向判断感应电流的方向。
（2）闭合开关，让导体ab在磁场中上下运动，由于运动方向与磁感线方向平行，没有切割磁感线，所以灵敏电流计的指针不偏转；让导体ab静止，磁体水平向右运动，导体切割了磁感线，会产生感应电流，灵敏电流计的指针偏转。
（3）如果想进一步探究“感应电流的大小与导体运动的快慢是否有关”，根据控制变量法，应闭合开关，保持其他条件不变，只改变导体运动的速度，观察灵敏电流计指针偏转的幅度得出结论。
（4）这次探究实验中用到的研究方法有控制变量法和转换法。
答案：（1）灵敏电流计指针是否偏转；方向；（2）不偏转；偏转；（3）导体运动的速度；灵敏电流计指针偏转的幅度；（4）控制变量。
易错点3、不能正确辨别有关电和磁的实验装置图
下列是有关电和磁的实验装置图，用来研究磁场对电流的作用的是（ ）
ABC D
【答案】C
【解答】解：A、通电后螺线管可以吸引弹簧下的铁质物体，是利用电流的磁效应来工作，故A不符合题意；
B、当闭合电路的部分导体ab在磁场中水平前后运动时（做切割磁感线运动），电流表指针发生偏转，说明有感应电流产生，所以研究的是电磁感应现象，故B不符合题意；
C、放入磁场的导体通电后，在磁场的作用下发生运动，说明磁场对电流有力的作用，故C符合题意；
D、该实验为奥斯特实验，说明了通电导体周围存在磁场，故D不符合题意。
故选：C。
1．（2022秋 高新区期末）如图所示是小宋同学新买的一款带滚轮的书包，其内部不含电池，但拖动书包轮子滚动时，嵌在轮子里的LED灯会发光。以下四幅图中能反映其工作原理的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【解答】解：由题意可知，拖动书包使轮子滚动时，其内部没装电池，但嵌在轮子里的LED灯会发光，说明该过程中有电流产生，所以其原理是电磁感应现象；
A、图中的实验是探究影响电磁铁磁性大小的因素，故A不符合题意；
B、图中是奥斯特实验，利用电流的磁效应，故B不符合题意；
C、图中给导体通电，导体会运动，说明通电导体受到磁场力的作用，这是电动机的原理图，故C不符合题意；
D、图中闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象，故D符合题意。
故选：D。
2．（2022秋 天桥区期末）如图所示，是“探究产生感应电流的条件”的实验装置，要使灵敏电流计指针发生偏转，可以（ ）
A．断开开关，让导体ab向上运动
B．断开开关，让导体ab向左运动
C．闭合开关，让导体ab向右运动
D．闭合开关，让导体ab向下运动
【解答】解：产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，故应闭合开关；
图中磁感线的方向是竖直方向，所以导体应在水平方向上移动，才能产生感应电流，故C正确。
故选：C。
3．（2022 大庆）某同学利用如图所示的实验装置探究电磁感应现象，实验时开关S始终闭合且磁体保持静止，下列探究过程及结论均合理的是（ ）
A．导线ab保持静止，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明磁不能生电
B．导线ab上下运动，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明导体在磁场中运动不会产生感应电流
C．导线ab分别向左、向右运动，观察到灵敏电流计指针偏转方向不同，说明感应电流的方向与导线运动方向有关
D．磁体的S极在上时，使导线ab向左运动；N极在上时，使导线ab向右运动。观察到两次灵敏电流计指针偏转方向相同，说明感应电流的方向与磁场方向无关
【解答】解：
A、导线ab保持静止，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，是因为导体没有做切割磁感线运动，不能说明磁不能生电，故A错误；
B、导线ab上下运动，导体没有做切割磁感线运动，并不会产生感应电流，未观察到灵敏电流计指针发生偏转；当导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，故B错误；
C、导线ab分别向左、向右运动，导体运动方向发生了变化，观察到灵敏电流计指针偏转方向不同，说明感应电流的方向与导线运动方向有关，故C正确；
D、磁体的S极在上时，使导线ab向左运动；N极在上时，使导线ab向右运动；导体运动方向和磁场方向同时发生了变化，观察到两次灵敏电流计指针偏转方向相同，不能说明感应电流的方向与磁场方向无关，故D错误。
故选：C。
4．我国电网规定的交流电的几个数据是（ ）
A．频率50Hz、周期0.2秒 B．频率50Hz、周期0.02秒
C．频率50kHz、周期0.02秒 D．频率100Hz、周期0.01秒
【解答】解：我国用的交流电的周期为0.02s，根据周期和频率互为倒数的关系可知，此时的频率为f＝＝50Hz。21*cnjy*com
故选：B。
5．（2022秋 九龙坡区校级期末）下列所示的四幅图中能说明发电机工作原理的是（ ）
A．B．C．D．
【解答】解：A、图是电磁感应实验，它是发电机原理，故A正确；
B、图是电动机原理图，故B错误；
C、图是奥斯特实验，说明通电导体能产生磁场，故C错误；
D、图是探究电磁铁磁性强弱的实验，故D错误。
故选：A。
6．（2022 铁西区校级模拟）如图所示是探究通电导体在磁场中受力情况的实验情景（图中箭头表示导体的受力方向）．下列说法正确的是（ ）
A．动圈式话筒是利用该现象制成的
B．比较图甲和图丁，说明只有通电导体才会受到磁场力的作用
C．比较图甲和图丙，说明通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关
D．比较图乙和图丙，说明通电导体在磁场中受力方向与磁场方向无关
【解答】解：A．动圈式话筒是将声音信号转化为电信号，利用的是电磁感应现象，与图中不同，故A错误；
B．甲图闭合开关，电路接通，导体ab受力运动，丁图断开开关，电流中没有电流，导体ab静止不动，比较图甲和图丁，说明只有通电导体才会受到磁场力的作用，故B正确；
C．甲和丙两图中，电流的方向相同，不能说明通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关，故C错误；
D．图乙和图丙中，电流方向和磁场方向都不相同，存在两个变量，不能说明通电导体在磁场中受力方向与磁场方向无关，故D错误。
故选：B。
7．（2022 和县二模）在科技创新活动中，小明所在的科技小组示了一个“隔板推物”的节日，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，用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动，对于这个过程，下列说法正确的是（ ）
A．推动甲线圈摆动的过程与电动机原理相同
B．甲线圈不动，水平推动左边磁铁，乙线圈不可能摆动
C．乙线圈随之摆动时是机械能转化电能
D．乙线圈摆动的方向与甲线圈摆动的方向有关
【解答】解：A．推动甲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，所以甲线圈相当于电源，工作时将机械能转化为电能，故A错误；
B．推动左侧磁铁时，同甲线圈摆动一样，相当于甲线圈会在磁场中作切割磁感线运动，所在的闭合回路中依然会产生的感应电流，所以乙线圈中有电流通过，在磁场中受到力的作用，也可能摆动，故B错误；
C．电流流经乙线圈时，乙线圈就会受到磁场力的作用而开始摆动，此过程中电能转化为机械能，故C错误；
D．甲线圈中产生了感应电流，则甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器；若改变甲线圈摆动的方向，感应电流的方向发生变化，则乙线圈受力的方向也会改变，即乙线圈摆助的方向跟着改变，故D正确。
故选：D。
8．如图中所示甲、乙两图是演示电与磁物理规律的两个实验装置，其中能反映制造发电机原理的是 图；制造电动机原理的是 图。
【解答】解：甲图是通电导体在磁场中受力的作用实验。闭合开关，导体中有电流通过，将受力运动，在此过程中，将电能转化为机械能，根据这个原理制成了电动机；
乙图是电磁感应实验，闭合开关，当导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会有感应电流产生，电流表指针偏转，将机械能转化为电能，根据这个现象制成了发电机。
故答案为：乙；甲。
9．（2022秋 沙坪坝区校级期末）1831年，英国物理学家 首次发现了电磁感应现象，根据这一发现，后来发明了 （填“发电机”或“电动机”）。
【解答】解：根据法拉第发现的电磁感应现象，人们发明了发电机，为人类大规模获得电能提供了可能。
故答案为：法拉第；发电机。
10．（2022秋 临湘市期末）如图所示，将较长软电线的两端与灵敏电流计的两接线柱连接起来，两位同学手持电线像摇跳绳一样在空中摇动电线，使电线切割地磁场的磁感线。若灵敏电流计的指针发生偏转，则可以断定两同学站立在地面上的 （选填“东西”或“南北”）方向，这个实验的原理是 。2-1-c-n-j-y
【解答】解：因为地球是一个巨大的磁体，在地球周围存在着磁场，且地球外部的磁感线是沿南北方向的，所以两同学手持电线分别站在地面上的东西方向，像摇动跳绳一样在空中不停地摇动电线，此时电线做切割磁感线运动，故会产生感应电流，能使灵敏电流计的指针发生偏转，这是电磁感应现象。
故答案为：东西；电磁感应现象。
11．冰冰同学用图示装置进行了磁现象知识研究：（1）冰冰连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，导体ab仍静止不动，检查发现电路连接正确、各实验器材都完好，请你帮忙分析出现上述情况的原因是 （写出一点即可）。
（2）找出问题并正确处理后，将变阻器的滑片P移到图示位置，闭合开关S，导体ab向右摆动。此实验现象可以说明 （填“电热器”“发电机”或“电动机”）的工作原理，也说明通电电磁铁周围存在 。
（3）要使通电导体ab向右侧摆动的幅度增大，应将滑动变阻器的滑片P向 （填“左”或“右”）端移动；若仅将电源正负极对调接入电路，闭合开关S，导体ab向 （填“左”或“右”）侧摆动。
（4）利用本实验装置及实验现象可以探究或说明的磁现象有关知识的有
A．电流的磁效应
B．感应电流产生的条件
C．磁场对电流的作用
D．电磁铁的磁场强弱与电流大小的关系。
【解答】解：（1）电路连接正确、各实验器材都完好，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，导体ab仍静止不动，可能是电源电压低，造成电路中的电流过小，导体周围产生的磁场弱；
（2）闭合开关S，导体ab向右摆动，说明导体通电后周围产生磁场，与电磁铁周围的磁场相互作用产生力磁力；此过程中消耗了电能，获得了机械能，是电动机的工作原理；
（3）要使通电导体ab向右侧摆动的幅度增大，需要使导体受力变大，应增大电路中的电流，使电磁铁和导体ab周围的磁场增强，应将滑动变阻器的滑片P向右移动；
仅将电源正负极对调接入电路，闭合开关S后，电磁铁和导体ab中的电流方向都发生变化，导体ab受力方向不变，仍向右摆动；
（4）该装置通电后导体ab受力摆动，是因为通电后电磁铁和导体ab周围产生了磁场，通电导体在磁场中受到磁力的作用，故可探究AC；利用滑动变阻器改变电路中电流大小时，导体ab的摆动幅度可反映出电磁铁磁性的强弱，故可探究D；导体切割磁感线运动时，电路中有无感应电流无法判断，故不能探究B．故选ACD
故答案为：（1）电源电压太低；（2）电动机；磁场；（3）右；右；（4）ACD。
12.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，但再断开开关、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，解释在该实验中若导体ab上下运动时，则闭合电路中不产生感应电流的原因（图丙） 。
操作序号 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向
1 开关由断开变为闭合 向左
2 开关由闭合变为断开 向右
3 开关闭合时，滑片向左移动 向左
4 开关闭合时，滑片向右移动 向右
5 开关闭合后，滑片不移动 不偏转
6 改变电源正负极，闭合开关，滑片向左移动 向左
7 改变电源正负极，闭合开关，滑片向右移动 向右
（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，并合理选择上表格中的两次实验说明理由。 .21cnjy.com
【答案】（1）Q线圈周围的磁场越强，P线圈中的感应电流越大；
（2）该闭合电路内磁感线数量未发生改变；
（3）不正确，比较3、6或4、7可知，Q线圈中的电流方向改变，其他条件不变，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
【解答】解：
（1）闭合开关后灵敏电流计指针并没有发生偏转，可能是P线圈周围的磁场不够强，也就是Q线圈产生的磁场太弱，而电流周围磁场的强弱与电流大小有关，因而他将滑片向左移以增大通过Q线圈的电流，使Q线圈周围的磁场更强，则他基于的猜想是：Q线圈周围的磁场越强，P线圈中的感应电流越大；
（2）小科向老师请教，得知当闭合电路围成的平面内，磁感线数量发生改变时，电路中就能产生感应电流。根据上述事实，实验中导体ab上下运动时不产生感应电流的原因（图丙）是该闭合电路内磁感线数量未发生改变；
（3）小科的说法不正确，理由是：比较3、6或4、7可知，Q线圈中的电流方向改变，其他条件不变，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。
故答案为：（1）Q线圈周围的磁场越强，P线圈中的感应电流越大；
（2）该闭合电路内磁感线数量未发生改变；
（3）不正确，比较3、6或4、7可知，Q线圈中的电流方向改变，其他条件不变，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。
13．（2022秋 碑林区校级期末）某学习兴趣小组同学在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，连接了如图﹣1所示的实验装置。闭合开关后，导体AB、灵敏电流表、开关、导线组成闭合回路。【出处：21教育名师】
（1）实验中，通过观察 来判断电路中是否有感应电流。
（2）实验中，该组同学发现每次电流计指针摆动的角度不同，提出了“感应电流的大小与哪些因素有关”的问题。有同学猜想可能与导体切割磁感线运动速度有关。为了验证猜想，同学们利用如图装置进行实验，使导体ab沿直线 （填“水平”或“竖直”）运动（导体运动区域的磁场强弱相同）。如表是实验测得的数据，分析数据可得出结论： 。
实验次数 1 2 3 4 5 6
速度/（cm s﹣1） 1 2 3 4 5 6
电流/mA 2.0 3.8 6.0 8.3 10.5 12.1
（3）如果将灵敏电流计换成直流电源，当闭合开关时，可以看到磁场中原来静止的导体ab将 。
（4）同学根据感应电流产生的条件，想利用摇绳发电，如图﹣2所示把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合导体回路，两个同学迅速摇动这条电线，则沿 （选填“东西”或“南北”）方向站立匀速摇绳灵敏电流计的示数较大。www.21-cn-jy.com
【解答】解：（1）实验中，通过观察灵敏电流表指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流；
（2）根据图片可知，磁感线沿竖直方向分布，只有导体ab沿水平方向运动时才切割磁感线，才会产生感应电流；
根据表格数据得到：感应电流大小与导体切割磁感线运动速度有关，当其他条件相同时，导体切割磁感线运动速度越大，感应电流越大；
（3）如果将灵敏电流表换成直流电源，当闭合开关时，通过电流的导体ab会在磁场中受力，则可以看到磁场中原来静止的导体 ab将运动起来；
（4）由于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。
故答案为：（1）灵敏电流表指针是否偏转；
（2）水平；感应电流大小与导体切割磁感线运动速度有关，当其他条件相同时，导体切割磁感线运动速度越大，感应电流越大；
（3）运动；
（4）东西。
14．（2022秋 顺义区期末）实验课上某小组同学开展了一系列电磁方面的实验探究。
（1）用图甲所示装置验证电流可以产生磁场。开关闭合前，小磁针静止时指向与导线平行。闭合开关，观察到 的现象，说明电流可以产生磁场。
（2）如图乙所示，实验中将金属导体棒ab放在磁场中两根平行的金属导轨上，闭合开关，导体棒ab向右运动；将磁体的磁极对调，闭合开关，导体棒ab向左运动。该实验探究的问题是 。
（3）图丙是探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的装置，导体AB、开关、灵敏电流计用导线连接组成回路。闭合开关，让导体AB在磁场中 （选填“竖直上下”或“水平左右”）运动，发现电流计的指针偏转，这是电磁感应现象。 （选填“发电机”或“电动机”）就是利用该现象的装置。
【解答】解：（1）开关闭合前，小磁针静止时指向与导线平行。闭合开关，观察到小磁针偏转的现象，说明电流可以产生磁场；
（2）只将磁体的磁极对调，闭合开关，导体棒ab向左运动，运动方向发生了变化，说明受力方向与磁极的方向有关，所以探究的是通电导体在磁场中受力方向与磁场方向是否有关；
（3）闭合开关S，让导体AB在磁场中水平左右运动时，AB做切割磁感线运动，会产生感应电流，电流表的指针会偏转，这是电磁感应现象，根据电磁感应现象制成了发电机。
故答案为：（1）小磁针发生偏转；（2）通电导体在磁场中受力方向与磁场方向是否有关；（3）水平左右；发电机。
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