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第5节 磁生电
考点一、电磁感应现象
（一）探究产生电磁感应现象的条件和规律
用灵敏电流表来检测电路中是否有电流，A当电路中产生电流时，灵敏电流表指针发生偏转，当电流方向改变时，指针会反向偏转。
实验结论：不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，导体中就会产生电流。
（二）电磁感应现象
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，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。
（三）产生感应电流的条件
(1)导体为闭合电路的一部分。(2)导体做切割磁感线运动。
（四）影响感应电流方向的因素
感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关。改变导体切割磁感线方向或磁场方向，感应电流的方向随之改变；若导体切割磁感线方向和磁场方向同时改变，则感应电流的方向不变。
（五）增大感应电流的方法
一般情况下,(1)增强磁场；(2)增大切割磁感线的导体的有效长度；(3)增加线圈的匝数；(4)增大导体切割磁感线的速度；(5)让导体切割磁感线运动的方向与磁感线方向垂直等，都会使感应电流增大。
（六）能量转化
在电磁感应现象中，用力移动导体，消耗了机械能，在闭合电路中产生了电能，这就实现了机械能向电能的转化。
典例1：（2022八下·新昌期末）如图所示是“探究感应电流产生的条件”的实验装置。
（1）实验中，ab棒的材料可能是 (填“塑料”或“铜”)。．
（2）闭合开关，实验探究过程记录如表所示：
次数 ab棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流
1 静止 无
2 沿磁场方向运动(不切割磁感线运动) 无
3 切割磁感线运动 有
根据实验现象，初步得出电路中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 运动时，导体中才会产生感应电流。
（3）保持ab棒方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与 的关系。
（4）若将此装置中灵敏电流计换成 ，可进一步探究电动机的工作原理。
【答案】（1）铜 （2）切割磁感线 （3）磁场方向 （4）电源
【解析】（1）产生感应电流的条件：①闭合电路；②部分导体；③在磁场中做切割磁感线运动；
（4）发电机的工作原理为电磁感应，它的实验原理的电路中没有电源，而有灵敏电流计。电动机的工作原理为通电导体在磁场中受力运动，它的实验原理的电路中有电源，而没有灵敏电流计。
【解答】（1）在实验中，ab棒的材料应为导体，故选铜。
（2）根据表格中第3组数据得到：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。
（3）保持ab棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，那么磁场方向发生改变，因此是为了探究感应电流方向与磁场方向的关系。
（4）将此装置中灵敏电流计换成电源，可进一步探究电动机的工作原理。
变式1：（2022八下·浦江月考）导线 a 是闭合电路的一部分， a 在磁场中按图中v 的方向运动时， 能产生感应电流的是（a 在 A 、B 选项中与磁感线平行， 在 C 、D 选项中垂直于纸面）（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】产生感应电流的条件：①闭合电路的部分导体；②在磁场中；③做切割磁感线运动，据此分析判断。
【解答】在A和B中，导体的摆放方向与磁感线方向相同，无论沿水平方向运动，还是沿竖直方向运动，都没有切割磁感线，不会产生感应电流，故A、B不合题意；
在C中，导线与磁感线垂直，但是运动方向与磁感线的方向一致，也没有切割磁感线，不会产生感应电流，故C不合题意；
在D中，导线与磁感线方向垂直，且运动方向也与磁感线方向垂直，此时切割磁感线，会产生感应电流，故D符合题意。
变式2：小华在探究怎样产生感应电流的实验中，设计了如图所示的实验装置。
（1）将磁体向右插入螺线管中时，观察到灵敏电流表的指针向右偏转，由此可知： 。
（2）将磁体从螺线管中向左拔出时，会观察到灵敏电流表的指针向 (填“左”或“右”)偏转。
（3）通过前两步实验，可得出感应电流的方向与 方向有关。
【答案】（1）电路中产生了电流 （2）左 （3）导体的运动
【解析】（1）将磁体向右插入螺线管中时，观察到灵敏电流表的指针向右偏转，由此可知：电路中产生了电流。
（2）将磁体从螺线管中向左拔出时，线圈中产生感应电流的方向与原来相反，则电流表的指针受到磁力的方向也与原来相反，那么会观察到灵敏电流表的指针向左偏转。
（3）在相同的条件下，磁体向左运动时感应电流的方向与向右运动时感应电流的方向相反，因此感应电流的方向与导体的运动方向有关。
变式3：（2022八下·临海月考）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。（P线圈代表接收线圈，Q线圈代表发射线圈）
（1）闭合开关后灵敏电流计指针被没有发生偏转。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）他将滑片向左移后，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） 。
实验次数 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。请先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。
【答案】（1）磁场强度越强，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
【解析】（1）当滑片向左移动时，变阻器的阻值减小，而通过线圈的电流增大，那么发射线圈的磁场强度增大，据此推测小科的猜想。
（2）根据丙图可知，当导体ab上下运动时，它的运动方向与磁场方向平行，那么通过闭合电路内的磁感线数量保持不变，据此确定不产生感应电流的原因。
（3）比较表格中3、6或4、7，分析电流计指针的偏转方向与Q线圈中的电流方向的变化是否有关。
【解答】（1）合开关后灵敏电流计指针被没有发生偏转。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猜想：磁场强度越强，P线圈中的感应电流越大。
（2）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）：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：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。
考点二、交流发电机
（一）原理：电磁感应原理。
（二）工作过程
(1)如图1所示，ab向左运动，cd向右运动，运动方向与磁场方向平行(不切割磁感线),线圈中没有电流。
(2)如图2所示，ab向下运动，cd向上运动，运动方向与磁场方向垂直(切割磁感线)，线圈中有电流，线圈中的电流方向为d→c→b→a。外部电流方向从B电刷到A电刷。
(3)如图3所示，ab和cd边的运动方向与图甲中相反，与磁场方向平行(不切割磁感线),线圈中没有电流。
(4)如图4所示，ab和cd边的运动方向与图乙中相反，与磁场方向垂直(切割磁感线),线圈中有电流，线圈中的电流方向与图乙中的相反，为a→b→c→d。外部电流方向从A电刷到B电刷。
（三）能量转化：机械能转化为电能。
（四）线圈在磁场中转动一周，感应电流方向改变两次。
（五）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叫交流电。
(2)直流电：方向不变的电流叫直流电。
(3)我国生产和生活中使用的交流电的周期是0.02秒，频率是50赫兹。在1秒内电流方向改变100次。
(4)发电机线圈中产生的电流始终是交流电，如果外电路中使用的是两个铜质圆环，则外电路中的电流是交流电，如果是两个铜质的半环，则外电路中的电流是直流电(半环的作用相当于换向器)。
典例1：（2022八下·滨江期末）如图所示，两根绝缘细线悬挂着的导体ab，放在U形磁铁中央，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
【答案】A
【解析】在虚线框中接入电流表，电路中无电源，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，可以探究电磁感应现象，与发电机的原理相同；
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，与电动机的原理相同。故A正确。而B、C、D错误。
变式1：（2022八下·金东期末）如图是一款能发电的魔方充电器。转动魔方时，它能发电，其原理是 (选填“电磁感应”或“磁场对电流的作用”)。魔方还能通过USB端口给移动设备充电，给移动设备充电时，魔方相当于电路中的 。(选填 “电源”或“用电器”)
【答案】电磁感应；电源
【解析】（1）根据发电机的工作原理解答；
（2）在基本电路中，电源提供电能，用电器消耗电能，开关控制电路通断，导线输送电能。
【解答】（1）如图是一款能发电的魔方充电器。转动魔方时，它能发电，其原理是电磁感应。
（2）魔方还能通过USB端口给移动设备充电，给移动设备充电时，魔方相当于电路中的电源 。
变式2：如图所示是小华同学用微型电扇研究“电磁转换”的实验。
（1）小华将微型电扇的插头接入家庭电路，电扇旋转，如图甲所示，使微型电扇转动的工作原理是 。工作过程中，电扇将电能主要转化为 能。
（2）小华在微型电扇的插头处接入一只小灯泡，用手旋转叶片，发现小灯泡发光，如图乙所示，此时微型电扇如同一台 (填“电动机”或“发电机”)，其工作原理是 。
【答案】（1）通电线圈在磁场中受力转动；机械（2）发电机；电磁感应现象
【解析】（1）根据电动机的工作原理和能量转化知识解答；
（2）根据发电机的工作原理和能量转化过程解答。
【解答】（1）小华将微型电扇的插头接入家庭电路，电扇旋转，如图甲所示，使微型电扇转动的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动。工作过程中，电扇将电能主要转化为机械能。
（2）小华在微型电扇的插头处接入一只小灯泡，用手旋转叶片，发现小灯泡发光，如图乙所示，此时微型电扇如同一台发电机，其工作原理是电磁感应现象。
变式3：（2022八下·兰溪月考）小敏了解到发光二二极管(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】（1）判断电流的方向
（2）感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关
（3）将条形强磁铁的S极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中，观察两灯的发光情况
（4）A
【解析】（3）探究感应电流的方向跟磁场方向之间的关系，需要保证导体运动方向不变，只改变磁场的方向；
（4）根据控制变量法的要求，将②与现在的实验进行比较，从而确定发光情况即可。
【解答】（1）LED灯具有单向导电性，实验中选用LED灯反向并联是为了便于判断电流的方向；
（2）条形强磁铁的N极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中，发现A灯发光，B灯不发光；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，这说明导体切割磁感线的运动方向不同，电流方向不同，故结论为：感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关；
（3）若要想证明“感应电流的方向与磁场方向有关”，应改变磁场的方向，而其他条件不变，即条形强磁铁的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）根据控制变量法可知，将S极朝下放置于线圈中的条形强磁铁快速向上拔出，与将N极朝下时条形磁铁向上拔出时的磁场方向不同，因此感应电流的方向相反。因为后者为B灯发光，A灯不发光，所以前者为B灯不发光，A灯发光，故选A。
1．（2021·湖州）如图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
【答案】A
【解析】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，这就是电磁感应现象，据此分析判断。
【解答】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，这里利用了电磁感应原理，故A正确，而B、C、D错误。
2．（2022八下·嘉兴月考）下列关于电磁的四幅图说法错误的是（ ）
A．甲图的实验说明通电导体在磁场中受到力的作用
B．乙图的温度报警器，若将温度计上端的金属丝向下调整，报警温度降低
C．丙图是电动机的主要结构示意图
D．丁图中麦克风的原理和发电机相同
【答案】A
【解析】A.图甲中，当电流从导线中经过时，下方的小磁针的指向发生偏转，则说明电流周围存在磁场，故A错误符合题意；
B.图乙中，温度计内的金属丝向下调整，则水银柱与金属丝接触时的温度降低，即报警温度降低，故B正确不合题意；
C.丙图中，通电线圈在磁场中受力运动，这就是电动机的工作原理，故C正确不合题意；
D.声音引起膜片振动，膜片带动线圈振动，线圈在磁场中切割磁感线，从而产生强弱不同的电流，这和发电机的工作原理相同，即电磁感应现象，故D正确不合题意。
3．图中灵敏电流表的指针会发生偏转的装置是 ( )
A．铜棒以箭头方向快速靠近线圈 B．磁体以箭头力向快速靠近线圈
C．线圈和铜棒保持静止不动 D．电磁铁和磁体保持静止不动
【答案】B
【解析】产生感应电流的条件：①闭合电路的部分导体；②在磁场中；③做切割磁感线运动。
【解答】只有线圈中产生感应电流时，灵敏电流计的指针才会发生偏转。
A.线圈为导体，而铜棒不是磁体，因此铜棒运动时，线圈不能切割磁感线，不会生成感应电流，故A不合题意；
B.线圈为导体，条形磁体快速靠近线圈时，相当于线圈做切割磁感线运动，会产生感应电流，故B符合题意；
C.线圈为导体，而铜棒不是磁体，则铜棒静止时，线圈不能切割磁感线，不会生成感应电流，故C不合题意；
D.线圈为导体，条形磁体静止时，则线圈没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，故D不合题意。
4．（2022八下·南浔期末）如图所示的小制作中，装置A和装置B中都有磁铁和可转动的线圈。当开关闭合时，装置A扇叶转动，有风吹向装置B，引起装置B的扇叶转动，导致灯泡发光。
（1）装置A工作时将电能转换为 能；
（2）装置B的工作原理是 。
【答案】（1）机械（2）电磁感应
【解析】（1）根据图片，结合题目描述分析能量转化过程；
（2）首先确定B的机器种类，再确定它的工作原理。
【解答】（1）根据图片可知，笔画开关后，电流经过A，此时A的扇叶转动获得机械能，即装置A相当于电动机，将电能转化为机械能。
（2）装置B的扇叶受到风吹后开始转动，此时灯泡发光，说明有电能产生，即B相当于发电机，工作原理为电磁感应。
5．如图所示是1825年年轻的物理学家科拉顿做实验的装置图，为避免磁体对小磁针的作用，他把实验装置放在两个房间内，他在乙房间把磁体放入线圈的过程中，以磁体为参照物，线圈是 (填“运动”或“静止”)的，这时科拉顿跑到甲房间再观察小磁针，发现小磁针 (填“不动”或“转动”)，原因是 。乙房间出现的电磁现象在物理学上称为 现象。
【答案】运动；不动；此时线圈已经停止切割磁感线；电磁感应
【解析】（1）如果物体相对参照物的位置发生改变，那么它是运动的；否则，它是静止的；
（2）感应电流的产生就是一瞬间的事儿，这个时间远远小于科拉顿跑动的时间，则他跑到甲房间时线圈不再切割磁感线，电流不再生成；
【解答】（1）当磁体下落时，以磁体为参照物，线圈的位置发生改变，因此它是运动的；
（2）这时科拉顿跑到甲房间再观察小磁针，发现小磁针不动，原因是：此时线圈已经停止切割磁感线。
（3）乙房间出现的电磁现象在物理学上称为电磁感应现象。
6．（2022八下·临海月考）如图所示，用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的导线拉直并用刀将漆全部刮掉，作为转动轴，将线圈放在金属支架上，在它下面放一块小磁体，用纸做一个小风车固定在转动轴上，将装置与小量程电流表相连，使小风车转动，可观察到 的现象，说明电路中有电流产生，此过程中 能转化为电能。若将电流表换成干电池接入电路，线圈 (填“能”或“不能”)持续转动。
【答案】电流表指针发生偏转；机械；不能
【解析】（1）当风车带动线圈转动时，线圈在磁场中做切割磁感线运动，因此会产生感应电流，据此分析电流表的指针变化，确定能量转化过程。
【解答】（1）将线圈放在金属支架上，在它下面放一块小磁体，用纸做一个小风车固定在转动轴上，将装置与小量程电流表相连，使小风车转动，可观察到电流表指针发生偏转的现象，说明电路中有电流产生，此过程中机械能转化为电能。
（2）将电流表换成干电池后，会有电流经过线圈，而通过电流的线圈在磁场中受力而转动起来。由于不能改变通过线圈的电流方向，因此到达平衡位置负极时，线圈会左右摆动，最终静止下来，即线圈不能持续转动。
7．小金做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右移动，发现导体棒cd也随之运动起来，在此实验中：
（1）甲装置应用的原理是 。
（2）乙装置中导体棒cd运动过程中，电能转化成 能。
（3）图B是电吉他主要部件的基本结构图，当拨动金属吉他弦产生振动时，经一系列转化后将电信号转化为吉他的声音信号，其工作原理与 (填“甲”或“乙”)装置相同。
【答案】（1）电磁感应（2）机械（3）甲
【解析】（1）闭合电路的部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，会产生感应电流，这就是电磁感应现象。
【解答】（1）根据图A可知，在甲装置中，导体棒ab水平向右移动时，它在磁场中做切割磁感线运动，此时会产生感应电流，则它的工作原理为电磁感应。
（2）乙装置中的导体中有电流经过时，cd在磁场中受力运动，将电能转化为机械能；
（3）根据图B可知，当拨动吉他琴弦时，琴弦振动，即在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，这和甲装置的原理相同。
8．（2022八下·绍兴期中）在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，如图所示，小明将蹄形磁体放在水平桌面上，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线AB，导线AB的两端跟灵敏电流计连接，导线AB和灵敏电流计组成闭合回路。
（1）如图所示，使导线AB竖直上下运动，观察发现灵敏电流计的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）；
（2）如图所示，使导线AB以速度v1水平向右运动，发现灵敏电流计指针向右偏转，观察灵敏电流计指针偏转的角度，接着使导线AB以速度v2（v2＞v1）水平向右运动，则观察到灵敏电流计指针向右偏转角度与前一次相比 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）小明将灵敏电流计更换成电池组，观察到导线AB向左侧运动，若想改变导线AB的运动方向应 。
A．增大电源电压 B．改变电路中电流方向
C．对调导线AB两端 D．换用磁性更强的蹄形磁体
【答案】（1）不偏转 （2）变大 （3）B
【解析】（1）产生感应电流的条件：①闭合电路的部分导体；②在磁场中；③做切割磁感线运动。
（2）感应电流的大小与磁场强度和切割磁感线的速度有关，即速度越大，电流越大，自然灵敏电流计的指针偏转角度越大。
（3）根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素判断。
【解答】（1）如图所示，磁场沿竖直方向，如果导体AB竖直上下运动，那么运动方向与磁场方向平行，导体没有做切割磁感线运动，因此不会产生感应电流，即灵敏电流计的指针不偏转。
（2）导体AB切割磁感线的速度越大，产生的感应电流越大，即观察到灵敏电流计的指针向右偏转的角度与前一次相比变大。
（3）通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，即若改变导线AB的运动方向应该改变电路中的电流方向或对调磁极，故B正确，而A、C、D错误。故选B。
9．（2022八下·杭州月考）在探究利用磁场产生电流的实验中，连接了如图所示的实验装置。
（1）将磁铁向下插入螺线管时，观察到灵敏电流计的指针向右偏转，这表明 。在这个过程中以磁铁为参照物，螺线管是 （填“静止”“向上运动”或“向下运动”）
（2）将磁铁从螺线管中向上拔出，你会观察到灵敏电流计的指针 （填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。
（3）通过（1）（2）两步实验，可以得出感应电流的方向与 有关。 （4）要探究感应电流方向与磁场方向的关系，写出你设计的实验做法 。
【答案】（1）电路中产生了电流；向上运动
（2）向左偏转
（3）导体切割磁感线的运动方向
（4）保持线圈的位置不动，先将磁铁的一端（N 极）向下插入线圈，观察指针的偏转方向；然后对调磁极，用另一端（S 极）向下插入线圈，观察指针的偏转方向，比较两次电流表的偏转方向是否相同得出结论
【解析】（1）灵敏电流计中有电流经过时，它的指针才会摆动。根据参照物的知识分析解答。
（2）感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关；
（3）根据实验现象分析得出结论；
（4）根据控制变量法的要求可知，探究感应电流方向与磁场方向的关系时，必须控制电流方向相同，而改变磁场方向，据此设计实验。
【解答】（1）将磁铁向下插入螺线管时，观察到灵敏电流计的指针向右偏转，这表明电路中产生了电流。在这个过程中以磁铁为参照物，螺线管在向上的方向上位置发生改变，则螺线管向上运动。
（2）将磁铁从螺线管中向上拨出时，导体切割磁感线的方向与原来相反，则感应电流的方向与原来相反，灵敏电流计的指针偏转与原来相反，即向左偏转。
（3）通过（1）（2）两步实验，可以得出感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关。
（4）要探究感应电流方向与磁场方向的关系，实验做法：保持线圈的位置不动，先将磁铁的一端（N 极）向下插入线圈，观察指针的偏转方向；然后对调磁极，用另一端（S 极）向下插入线圈，观察指针的偏转方向，比较两次电流表的偏转方向是否相同得出结论。
10．（2022八下·诸暨期末）实验一：小敏多次拨动司南勺柄，每次静止后，发现勺柄(S极)始终指向南方(如图甲)。
实验二：小敏将小磁针放置在水平桌面上(如图乙)，附近没有其他磁体，待小磁针静止后，将连接在电路中的一段直导线放置在小磁针的正上方后不动，然后接通电路并改变电流方向，观察小磁针的偏转情况。
实验三：小敏把线圈B用一根长导线连接形成一个闭合回路，长导线附近放一枚小磁针，待小磁针静止时，将磁铁A迅速插入线圈B中(如图丙)，此时小磁针发生偏转；而将磁铁A放在线圈B中不动时，小磁针恢复到原来指向且静止不动。
（1）实验一中勺柄静止时始终指南是受地磁场作用，你觉得制作司南方形底盘的材料可以是 (选填“铁"、“钴”或“铜")。
（2）实验二中若想观察到小磁针偏转方向随电流方向的改变而改变，直导线应该沿 (选填“东西”或“南北”)方向放置在小磁针正上方。
（3）请分析实验三中磁铁A插入线圈B时，小磁针发生偏转的原因：
【答案】（1）铜
（2）南北
（3）由于磁铁A插入线圈B，使得在闭合回路中线圈B切割磁感线，形成感应电流； 长导线上有电流通过，由于通电导线周围存在磁场，使得小磁针发生偏转。
【解析】（1）铁磁性材料包括铁、钴、镍等金属，分析底盘是否能够为铁磁性材料即可；
（2）当导线的方向与原来小磁针的方向平行时，小磁针处在电流产生的磁场中受到的磁力最大，偏转最明显；
（3）根据电磁感应发生的条件分析线圈中产生感应电流的原因，再根据通电导体周围磁场的知识分析小磁针受力偏转的原因。
【解答】（1）为了保证司南的勺柄能够在底盘上自由转动，那么底片不能为铁磁性材料，因此制作司南底盘的材料可以是铜。
（2）在正常情况下，小磁针静止时沿南北方向，因此直导线应该沿南北方向放在小磁针的正上方。
（3）实验三中磁铁A插入线圈B时，小磁针发生偏转的原因：由于磁铁A插入线圈B，使得在闭合回路中线圈B切割磁感线，形成感应电流； 长导线上有电流通过，由于通电导线周围存在磁场，使得小磁针发生偏转。
11．（2022八下·嘉兴期末）早在1825年法拉第发现磁生电条件之前，瑞士科学家科拉顿也曾探究过磁生电的条件。如图，当科拉顿在B房间把磁铁插入线圈后，急忙跑到A房间观察，但他没有观察到小磁针出现偏转。哪怕他换上磁性更强的磁铁进行相同的操作，还是没有观察到小磁针偏转。
（1）科拉顿试图通过 判断感应电流的产生。
（2）科拉顿没有把小磁针与磁铁放在同一个房间，这样做的目的是 。（3）当科拉顿在B房间把磁性很强的磁铁插入线圈时，闭合电路中已产生较强的电流，但科拉顿依然没有观察到小磁针出现偏转，其原因是 。
【答案】（1）小磁针是否发生偏转
（2）避免磁铁的磁场对小磁针偏转的影响
（3）因为感应电流只是在线圈切割磁感线时产生（或感应电流只在电磁铁插入线圈的瞬间产生)，当科拉顿跑回到另一房间时，小磁针偏转后又回到了原位置，所以他没有看到小磁针偏转。
【解析】（1）当导线中有电流经过时，导线周围会产生磁场，从而使小磁针的指向发生改变。
（2）如果小磁针和条形磁铁离的太近，那么小磁针的偏转会受到条形磁铁的作用，从而对实验产生影响；
（3）条形磁铁进入螺线管时，它切割磁感线的时间很短，因此产生的电流的时间也很短，而法拉第从一个房间跑到另一个房间时间较长，据此分析看不到磁针偏转的原因。
【解答】（1）科拉顿试图通过小磁针是否发生偏转判断感应电流的产生。
（2）科拉顿没有把小磁针与磁铁放在同一个房间，这样做的目的是：避免磁铁的磁场对小磁针偏转的（3）当科拉顿在B房间把磁性很强的磁铁插入线圈时，闭合电路中已产生较强的电流，但科拉顿依然没有观察到小磁针出现偏转，其原因是：因为感应电流只是在线圈切割磁感线时产生（或感应电流只在电磁铁插入线圈的瞬间产生)，当科拉顿跑回到另一房间时，小磁针偏转后又回到了原位置，所以他没有看到小磁针偏转。
12．为了探究导体在磁场中怎样运动才能产生电流，某同学采用了如图所示的实验装置，并将用细线悬挂的导体ab放入蹄形磁体的磁场中。
（1）闭合开关，灵敏电流表指针不会偏转；让导体ab在磁场中左右运动，电流表指针 偏转；断开开关，让导体ab在磁场中左右运动，电流表指针 偏转。(均填“会”或“不会”)
（2）闭合开关，让导体ab在磁场中竖直上下运动，电流表指针 偏转；让导体ab在磁场中斜向上或斜向下运动，电流表指针 偏转。(均填“会”或“不会”)
（3）综合(1)(2)可知，导体ab在磁场中运动产生感应电流的条件：导体ab必须是 电路的一部分，且一定要做 运动。
（4）在探究过程中：a.闭合开关，让导体ab在磁场中向左运动，电流表指针向右偏转；b.闭合开关，让导体ab在磁场中向右运动，电流表指针向左偏转；c.断开开关，将图中蹄形磁体的N、S极对调，再闭合开关，让导体ab在磁场中向左运动，电流表指针向左偏转。
①通过a、b操作，说明感应电流的方向与 方向有关。
②通过a、c操作，说明感应电流的方向与 方向有关。
【答案】（1）会；不会 （2）不会；会 （3）闭合；切割磁感线 （4）导体的运动；磁场
【解析】（1）（2）（3）产生感应电流的条件：①闭合电路的部分导体；②在磁场中做切割磁感线运动；
【解答】（1）①闭合开关，灵敏电流表指针不会偏转。让导体ab在磁场中左右运动，磁场沿竖直方向，则导体做切割磁感线运动，会产生感应电路，则电流表指针会偏转；
②断开开关，让导体ab在磁场中左右运动，虽然此时导体做切割磁感线运动，但是电路不是闭合的，因此不会产生感应电流，即电流表指针不会偏转。
（2）①闭合开关，让导体ab在磁场中竖直上下运动，则导体的运动方向与磁场方向平行，此时不做切割磁感线运动，不产生感应电流，则电流表指针不会偏转；
②让导体ab在磁场中斜向上或斜向下运动，此时导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，则电流表指针会偏转。
（3）综合(1)(2)可知，导体ab在磁场中运动产生感应电流的条件：导体ab必须是闭合电路的一部分，且一定要做切割磁感线运动。
（4）①分析a、b操作可知，磁场方向相同，只有导体运动方向不同，那么说明：感应电流的方向与导体的运动方向有关。
②分析a、c操作可知，导体的运动方向相同，而磁场方向不同，那么说明：感应电流的方向与磁场方向有关。
13．（2022八下·余姚期末）如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。
（1）实验中，AB棒的材料可能是 ；
①铜 ②银 ③塑料 ④木棒 ⑤石墨
（2）本实验中，灵敏电流计的作用是 ；
（3）闭合开关，实验探究过程记录如表所示：
次数 AB棒在磁场中的运动情况 灵敏电流计指针
1 静止 不偏转
2 沿磁场方向运动 不偏转
3 向右切割磁感线运动 向右偏转
4 向左切割磁感线运动 向左偏转
根据实验现象，初步得出电路中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 运动；
若使AB棒保持静止，将磁铁水平向右运动，且将磁体N、S极对调，重复上述实验，灵敏电流计的指针 。(填“不偏转”、“向左偏转” 或“向右偏转”)
【答案】（1）①②⑤
（2）判断是否有感应电流及感应电流的方向
（3）切割磁感线；向右偏转
【解析】（1）电磁感应发生的条件：①闭合电路；②部分导体；③在磁场中做切割磁感线运动；
（2）当有电流经过灵敏电流计时，它的指针会发生偏转。当电流方向发生改变时，指针偏转的方向也会发生改变。
（3）根据表格分析产生感应电流的条件。感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线的运动方向有关，据此与表格数据比较即可。
【解答】（1）根据电磁感应发生的条件可知，AB必须为导体，因此可能是铜、银和石墨，故选①②⑤。
（2）本实验中，灵敏电流计的作用是判断是否有感应电流及感应电流的方向；
（3）根据表格可知，只有当导体AB向左或向右切割磁感线时，电流计的指针摆动，因此得到：路中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；
若使AB棒保持静止，将磁铁水平向右运动，相当于磁铁不动，而导体AB水平向左运动，那么此时电流计的指针应该向左偏转。由于同时将磁铁的磁极调转，那么磁场方向与原来相反，因此感应电流方向相反，那么灵敏电流计的指针偏转相反，即向右偏转。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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