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第5节 磁生电
基础聚焦
1.电流的磁现象的发现，首次揭开了电与磁的联系，而电磁感应现象的发现则进一步揭示了电与磁的联系，开辟了人类的电气化时代。下列最先发现电磁感应现象的科学家是（ ）
A.法拉第 B.奥斯特 C.安培 D.沈括
2.如图所示是（科学）教材中的几个实验，其中图文描述不一致的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A.甲：磁极间相互作用 B.乙：铁棒被磁化
C.丙：通电导体周围存在磁场 D.丁：磁场对通电导线的作用
无线充电技术开始逐渐进入到人们的生活中，将手机等电子设备靠近或放置在像鼠标垫一样的充电板上时，手机内的线圈就产生电流，对电池进行充电。下列四幅图中能反映这种无线充电原理的是（ ）
A B C D
4.下列关于电动机和发电机的说法正确的是（ ）
A.电动机是根据电磁感应现象制成的，是将电能转化为机械能的装置
B.发电机是根据电流的磁效应制成的，是将机械能转化为电能的装置
C.电动机的转动方向只与磁场方向有关，与其他因素无关
D.发电机产生的感应电流的方向与线圈转动方向有关，与磁场方向也有关
5.下列关于交流发电机的说法正确的是（ ）
A.发电机工作时将电能转化为机械能
B.发电机工作时，线圈和外电路中通过的都是直流电
C.如果发电机线圈每秒转50圈，则感应电流的方向每秒改变100次
D.当线圈在磁场中转动时，不论外部电路是否闭合，线圈中都有感应电流产生
6.科学家经过长期研究，发现了电和磁有密切的联系，其中两项重要的科学探究如图甲、乙所示。下列关于这两项科学探究的说法正确的是（ ）
甲 乙
A.图甲闭合开关后，让导体棒ab沿水平方向快速运动时，灵敏电流表指针将会发生偏转
B.图甲实验中将电能转化为导体棒ab的机械能
C.图乙闭合开关后，仅将蹄形磁铁磁极上下对调，导体棒ab受力方向不变
D.图乙实验中将导体棒ab的机械能转化为电能
7.在如图所示的甲、乙两个电机模型中，属于直流电动机的是 ，属于交流发电机的是 。当它们工作时，甲电机的外电路中通过的是 电，乙电机线圈中通过的是 电；甲电机是利用 的原理工作的，主要由 和 组成，工作时把 能转化为 能。
思维拓展
8.有一种手摇式手电筒，主要部件由永磁体和线圈组成，摇动后使永磁体和线圈发生相对运动，便能发电，其原理与下列相对应的是（ ）
9.在某电视栏目中，一位网友演示了一把“铜丝琴”，其简化示意图如图所示。他将一根张紧的铜丝两端与扬声器接通，铜丝旁边放置一块磁铁，用手指拨动铜丝，就能使扬声器发声，演奏出优美的乐曲。这个声音是（ ）
A.振动的铜丝直接发出的
B.空气振动而发出的
C.通电铜丝在磁场中受力振动而发出的
D.振动的铜丝切割磁感线产生感应电流使扬声器发出的
10.如图所示是一款能发电的魔方充电器，转动魔方时，它根据 （选填“电流的磁效应”“电磁感应”或“通电导体在磁场中受力”）的原理发电，在这个过程中， 转化为电能，产生的电能储存于魔方内。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”）。
11.如图所示是某实验小组探究“怎样产生感应电流”的实验装置。ab是一根导体，通过导线、开关连接在灵敏电流计的两个接线柱上。
（1）实验中，若观察到 ，就可判断有感应电流产生。
（2）下列实验操作中，闭合开关后会产生感应电流的是 （填字母）。
A.导体在磁场中不动
B.导体在磁场中做垂直于磁场方向的运动
C.导体在磁场中做平行于磁场方向的运动
（3）闭合开关后，若导体ab不动，使磁体左右水平运动，则电路中 （选填“有”或“无”）感应电流。
（4）实验小组还进行了如下探究：闭合开关，保持其他条件不变，改变导体ab在磁场中的运动速度，并按（1）要求进行观察，他们的探究活动所依据的实验假设是 。
创新应用
12.图甲是法拉第发明的紫铜圆盘发电机。转动摇臂使圆盘旋转起来，电路中就会产生电流。圆盘相当于图乙中的 。如果要改变圆盘发电机产生的电流方向，可采用的方法是 。（写出一点即可）。
13.如图甲所示是兴趣小组同学自制的仪器，一根空心管内壁贴附有线圈和小彩灯，若将一块磁铁从空心管自由下落，连接在线圈上的小彩灯在某一瞬间会发光（如图乙所示），请解释其工作原理。
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第5节 磁生电
基础聚焦
1.电流的磁现象的发现，首次揭开了电与磁的联系，而电磁感应现象的发现则进一步揭示了电与磁的联系，开辟了人类的电气化时代。下列最先发现电磁感应现象的科学家是（▲）
A.法拉第 B.奥斯特 C.安培 D.沈括
【答案】A
【解析】闭合电路的一部分导体，在磁场中中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象。
【分析】多了解物理学史对培养我们学习物理的兴趣是有帮助的，同时考试中也时有涉及，在学习中应注意。
【详解】1820年奥斯特发现电流周围存在磁场后，很多科学家在思考：既然电能生磁，那么磁能否生电呢？1831年英国科学家法拉第首先利用磁场获得了电流，这种现象称为电磁感应现象。
故选：A。
2.如图所示是（科学）教材中的几个实验，其中图文描述不一致的是（▲）
甲 乙 丙 丁
A.甲：磁极间相互作用 B.乙：铁棒被磁化
C.丙：通电导体周围存在磁场 D.丁：磁场对通电导线的作用
【答案】D
【解析】（1）磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；（2）原来没有磁性的物体靠近磁体（或与磁体摩擦）后具有磁性的现象是磁化；（3）丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，即通电导线周围存在磁场；（4）电磁感应现象是闭合电路的部分导体切割磁感线运动时，产生电流。
【分析】本题考查了电和磁中几个重要的装置图，要求学生要明确课本上每个插图蕴含的物理意义，是中考的热点题型。
【详解】A、图文描述的是磁极间的相互作用规律，故A正确；B、图文描述的是铁棒被磁化，故B正确；C、图文描述的是电流的磁效应，即通电导线周围存在磁场，故C正确；D、图文描述的是电磁感应现象，图中没有电源，并不是描述磁场对通电导线的作用，故D错误。故选D。
无线充电技术开始逐渐进入到人们的生活中，将手机等电子设备靠近或放置在像鼠标垫一样的充电板上时，手机内的线圈就产生电流，对电池进行充电。下列四幅图中能反映这种无线充电原理的是（▲）
A B C D
【答案】A
【解析】【分析】【详解】略
4.下列关于电动机和发电机的说法正确的是（▲）
A.电动机是根据电磁感应现象制成的，是将电能转化为机械能的装置
B.发电机是根据电流的磁效应制成的，是将机械能转化为电能的装置
C.电动机的转动方向只与磁场方向有关，与其他因素无关
D.发电机产生的感应电流的方向与线圈转动方向有关，与磁场方向也有关
【答案】D
【解析】【分析】【详解】A、电动机是利用磁场对电流的作用的原理制成的，是将电能转化为机械能的装置，故A错误；B、发电机是根据电磁感应的原理制成的，是将机械能转化为电能的装置，故B错误；C、电动机的转动方向与磁场方向和电流方向都有关，故C错误；D、发电机产生的感应电流的方向跟线圈转动方向有关，跟磁场方向也有关，故D正确。故选D。
5.下列关于交流发电机的说法正确的是（▲）
A.发电机工作时将电能转化为机械能
B.发电机工作时，线圈和外电路中通过的都是直流电
C.如果发电机线圈每秒转50圈，则感应电流的方向每秒改变100次
D.当线圈在磁场中转动时，不论外部电路是否闭合，线圈中都有感应电流产生
【答案】C
【解析】【分析】【详解】A、发电机工作时将机械能能转化为电能，A错误；B、发电机工作时，线圈和外电路中通过的都是交变电流，B错误；C、如果发电机线圈每秒钟转50周，每周电流方向改变2次，则感应电流的方向每秒钟改变100次，C正确；D、当线圈在磁场中转动时，外部电路闭合时，线圈中有感应电流产生，断开外电路，没有感应电流，D错误；故本题选C。
6.科学家经过长期研究，发现了电和磁有密切的联系，其中两项重要的科学探究如图甲、乙所示。下列关于这两项科学探究的说法正确的是（▲）
甲 乙
A.图甲闭合开关后，让导体棒ab沿水平方向快速运动时，灵敏电流表指针将会发生偏转
B.图甲实验中将电能转化为导体棒ab的机械能
C.图乙闭合开关后，仅将蹄形磁铁磁极上下对调，导体棒ab受力方向不变
D.图乙实验中将导体棒ab的机械能转化为电能
【答案】A
【解析】分析图示实验，确定实验原理或现象，然后结合相关知识分析答题。
【分析】根据图示确定两实验分别是什么实验是正确解题的关键。
【详解】（1）甲图实验是电磁感应实验，当导体棒沿水平方向移动时，电路中产生电流，灵敏电流表指针发生偏转，机械能转化为电能，故A正确，B错误；（2）图乙实验是通电导线在磁场中受到磁场力的实验，将磁场方向对调，导体棒所受力的方向发生变化，实验中电能转化为棒的动能，故CD错误；故选：A。
7.在如图所示的甲、乙两个电机模型中，属于直流电动机的是 ▲ ，属于交流发电机的是 ▲ 。当它们工作时，甲电机的外电路中通过的是 ▲ 电，乙电机线圈中通过的是 ▲ 电；甲电机是利用 ▲ 的原理工作的，主要由 ▲ 和 ▲ 组成，工作时把 ▲ 能转化为 ▲ 能。
【答案】乙 甲 交流 交流 电磁感应 转子（线圈） 定子（磁体） 机械 电
【解析】【分析】【详解】略
思维拓展
8.有一种手摇式手电筒，主要部件由永磁体和线圈组成，摇动后使永磁体和线圈发生相对运动，便能发电，其原理与下列相对应的是（▲）
【答案】D
【解析】根据题意可知，手摇式手电筒的发电原理为电磁感应现象，逐个对每个选项中装置的原理进行分析，找出符合题意的选项。
【分析】本题主要考查学生对课本一些实验装置原理的了解和掌握，同时注意与生活现象联系起来。
【详解】手摇式手电筒摇动后使永磁体和线圈发生相对运动，便能发电，这是利用电磁感应现象来发电的；A、该图是电磁铁，其工作原理是电流的磁效应，故A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，故B不符合题意；C、该图是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故C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，故D符合题意。故选：D。
9.在某电视栏目中，一位网友演示了一把“铜丝琴”，其简化示意图如图所示。他将一根张紧的铜丝两端与扬声器接通，铜丝旁边放置一块磁铁，用手指拨动铜丝，就能使扬声器发声，演奏出优美的乐曲。这个声音是（▲）
A.振动的铜丝直接发出的
B.空气振动而发出的
C.通电铜丝在磁场中受力振动而发出的
D.振动的铜丝切割磁感线产生感应电流使扬声器发出的
【答案】D
【解析】掌握电磁感应现象的原理是解答本题的关键。产生感应电流的关键是：闭合电路的部分导体，做切割磁感线运动。
【分析】本题考查电磁感应现象的应用，是一道基础题。
【详解】由题意可知，我们听到的声音是由扬声器发出的，不是振动的铜丝直接发出的。铜丝与扬声器接通，构成了一个闭合电路，将铜丝放在磁场中（即铜丝旁边放置一块磁铁），当用手指拨动铜丝时，实际上就是让铜丝在磁场中做切割磁感线运动，铜丝中就会产生感应电流，感应电流通过扬声器时，扬声器振动发出优美的乐曲，故D正确。故选：D。
10.如图所示是一款能发电的魔方充电器，转动魔方时，它根据 ▲ （选填“电流的磁效应”“电磁感应”或“通电导体在磁场中受力”）的原理发电，在这个过程中， ▲ 转化为电能，产生的电能储存于魔方内。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； 机械能； 电
【解析】利用电磁感应现象可以产生感应电流；在电磁感应现象中机械能转化为电能；在对外供电的过程中，电源会提供电能。
【分析】发电机的原理是利用电磁感应现象，而电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动，它们的能量转化分别是：机械能转化电能，电能转化为机械能。
【详解】转动魔方时，闭合电路的导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，利用的是电磁感应现象；在发电的过程中，机械能转化为电能；魔方给移动设备充电时，魔方提供电能，相当于电路中的电源。故答案为：电磁感应； 机械能； 电
11.如图所示是某实验小组探究“怎样产生感应电流”的实验装置。ab是一根导体，通过导线、开关连接在灵敏电流计的两个接线柱上。
（1）实验中，若观察到 ▲ ，就可判断有感应电流产生。
（2）下列实验操作中，闭合开关后会产生感应电流的是 ▲ （填字母）。
A.导体在磁场中不动
B.导体在磁场中做垂直于磁场方向的运动
C.导体在磁场中做平行于磁场方向的运动
（3）闭合开关后，若导体ab不动，使磁体左右水平运动，则电路中 ▲ （选填“有”或“无”）感应电流。
（4）实验小组还进行了如下探究：闭合开关，保持其他条件不变，改变导体ab在磁场中的运动速度，并按（1）要求进行观察，他们的探究活动所依据的实验假设是 ▲ 。
【答案】（1）灵敏电流计的指针发生偏转； （2）B； （3）有； （4）感应电流的大小与导体运动的快慢有关
【解析】（1）在探究感应电流的实验中，是通过灵敏电流计指针的偏转来确定感应电流的产生的；（2）产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动；（3）对比产生感应电流和不产生感应电流时的情况，可以得出结论。（4）闭合开关，保持其他条件不变，改变导体ab在磁场中的运动速度是要验证感应电流的大小和导体切割磁感线运动快慢的关系。
【分析】此题考查了探究电磁感应现象的实验，而且做了延伸，让我们自己设计实验验证感应电流的大小和导体运动快慢的关系；实验方案的设计是我们近几年中考的热点，需要引起注意。本题考查了产生感应电流的条件、电磁感应现象中能量的转化、感应电流的大小和什么因素有关的了解和掌握等。
【详解】（1）在探究感应电流的实验中，感应电流的有无是通过灵敏电流计的指针是否偏转来体现的，若灵敏电流计的指针发生偏转，就说明产生了感应电流。（2）A、导体在磁场中不动，不切割磁感线，不会产生感应电流，故A错误；B、导体在磁场中做垂直于磁场方向运动，此时导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，故B正确；C、导体在磁场中做平行于磁场方向运动，不切割磁感线，不会产生感应电流，故C错误；故选B。（3）图中磁体的上端是N极，下端是S极，则磁感线方向是沿竖直方向的，当闭合开关，让ab不动，使磁体左右水平运动时，切割了磁感线，所以能产生感应电流；（4）闭合开关，保持其他条件不变，改变导体ab在磁场中的运动速度，通过观察电流表的指针偏转情况，得出感应电流的大小和导体运动速度的关系；所以，他们的探究活动所依据的实验假设是感应电流的大小与导体运动的快慢有关。
故答案为：（1）灵敏电流计的指针发生偏转； （2）B； （3）有； （4）感应电流的大小与导体运动的快慢有关
创新应用
12.图甲是法拉第发明的紫铜圆盘发电机。转动摇臂使圆盘旋转起来，电路中就会产生电流。圆盘相当于图乙中的 ▲ 。如果要改变圆盘发电机产生的电流方向，可采用的方法是 ▲ 。（写出一点即可）。
【答案】导体ab； 改变圆盘的转动方向（或改变磁场的反向）
【解析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应现象。感应电流的方向与磁场方向和导体运动的方向有关。
【分析】产生感应电流必备的三个条件：闭合电路，一部分导体，做切割磁感线运动，三个条件缺一不可。
【详解】闭合电路的圆盘转动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，则圆盘相当于乙图中的导体ab；如果要改变圆盘发电机产生的电流方向，需要改变圆盘的转动方向或磁场的方向。
故答案为：导体ab； 改变圆盘的转动方向（或改变磁场的方向）。
13.如图甲所示是兴趣小组同学自制的仪器，一根空心管内壁贴附有线圈和小彩灯，若将一块磁铁从空心管自由下落，连接在线圈上的小彩灯在某一瞬间会发光（如图乙所示），请解释其工作原理。
【答案】小彩灯发光是利用电磁感应现象制成的，磁铁在线圈中向下运动，使线圈切割磁感线，从而产生了感应电流，使小灯泡发光
【解析】将一块磁铁从空心管自由下落，连接在线圈上的小彩灯在某一瞬间会发光，是将机械能转化为电能，是电磁感应现象。
【分析】本题应能根据题中的实验装置得出实验的原理及揭示的现象，同时还要把握该现象在生活中的应用。
【详解】略
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