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沪科版九年级全一册物理
第十八章 电能从哪里来
一、填空题
1．小京用图甲所示的装置进行实验，其中灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。使金属棒ab向左做切割磁感线运动，灵敏电流计指针向右偏转，如图甲所示；保持磁场方向不变，使金属棒ab向右做切割磁感线运动，灵敏电流计指针向左偏转，如图乙所示。小京探究的问题是： 。
2．如图所示手摇发电机模型，快速摇动手柄，使线圈在磁场中做切割 运动，电路中就会产生电流，这种现象叫作 现象，这个过程中 能转化为电能。
3．《论衡》中记载：“司南之杓、投之于地，其柢指南”。如图甲所示，“柢”即握柄，是磁体的 （选填“N”或“S”）极。如图乙所示是一款“运动手环”，其主要部分是一段内有一小块磁铁的密闭的空心塑料管，管外缠绕着线圈，戴着这种手环走路时塑料管跟着手一起运动，磁铁在管内往返运动时线圈中会产生电流，液晶上就会显示出运动的步数，此过程利用了 原理。
4．在以下设备中，利用电磁感应原理工作的有 ；利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的有 ；利用电流磁效应的原理工作的有 。
①电风扇；②电熨斗；③电磁起重机；④动圈式扬声器；⑤动圈式话筒；⑥直流发电机；⑦直流电动机
5．如图所示，导体棒ab和cd分别置于左、右两个蹄形磁铁的磁场中，两导体棒和灵敏电流表通过导线串联，构成一个闭合回路。将导体棒cd快速在 （选填“东西”或“南北”）方向运动时；可观察到灵敏电流表发生了摆动，该现象蕴含的物理原理是 ；同时左侧蹄形磁铁的导体棒ab也发生了移动，该现象蕴含的物理原理可以制成 （选填“发电机”或“电动机”）。
6．今年3月份的“碳达峰、碳中和”议题引发热议，我国要在2060年前实现“碳中和”离不开大力开发新能源。新能源中无论是风力还是水力发电，其发电机在工作时都是将 能转化为电能，通过学习我们知道发电机的工作原理是物理学家法拉第于1831年发现的 现象。
7．如图甲所示是交流发电机的原理图。发电机工作时是将 能转化为电能。线圈在图中位置按箭头方向转动时，线圈中 （“有”、“无”）感应电流。图乙中跟发电机工作原理相同的有 （填序号）。
8．如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。实验时将开关、电流表与导线AB串联起来组成 回路。若磁体保持静止，导线AB做 运动时，电流表指针偏转。若将图中电流表换成 ，还可以探究电动机原理。
二、单选题
9．电磁学的发展为人类社会进步按下了快进键，下列关于电与磁的知识描述正确的是（ ）
A．甲图验电器是利用异种电荷相互吸引的原理制成的
B．乙图表示通电导体在磁场中受力的作用，是发电机的工作原理
C．丙图中的试电笔，在使用时手应该接触试电笔尾部的金属体
D．丁图中电阻器，当其两端的电压为零时，电阻也为零
10．如图所示的实验中，保持磁体不动，若导线ab水平向右运动，下列四副图中与之原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
11．1820年奥斯特发现电流磁效应。1831年法拉第发现磁可以生电，其原理如图，当导体棒切割磁感线时，可以看到电流计指针发生偏转，利用这一原理，可以制成（ ）
A．电热器 B．电磁起重机 C．发电机 D．电动机
12．科技强国是我国重大战略目标之一，电磁学在科技中的应用必不可少。下列关于电与磁的应用说法错误的是（ ）
A．电磁铁的磁性强弱只与电流大小有关
B．奥斯特发现通电导线周围存在磁场
C．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用
D．发电机是依据电磁感应来发电的
13．某兴趣小组在做“用手摇发电机发电让小灯泡发光”的探究实验时，发现：摇得越快，灯泡越亮。反之，灯泡就越暗。根据这一现象大家提出的下列科学问题中，你认为最有探究价值且易于探究的是（ ）
A．为什么这里的小灯泡有的时候亮有的时候暗
B．发电机产生感应电流大小跟转速有什么关系
C．发电机产生感应电流大小跟哪些因素有关
D．发电机产生感应电流大小跟转速是否有关
14．如图所示，电路中一部分导体，分别在1、2、3、4位置运动，下列说法正确的是（ ）
A．其中三个位置电路中肯定有电流
B．其中只有1处导体两端有电压
C．其中至少三处导体切割磁感线
D．该导体始终不会受磁场力作用
15．图示是一种手摇发电的手电筒，内有线圈、磁铁等，当沿图中箭头方向来回摇动时，灯泡就能发光，其发电的工作原理是（ ）
A．电磁感应 B．磁场对通电导体有力的作用
C．电流的热效应 D．电流的磁效应
16．如图所示为一把电吉他，它的琴身上装有两块或三块磁铁，被称做拾音器。当拨动吉他弦振动时，切割拾音器的磁感线，从而使琴身中的导线产生不同的电流，这些变化的电流通过电子音箱还原成电吉他的声音。下列能说明琴身中的导线能产生不同的电流的是（ ）
A． B．
C． D．
17．如图是甲、乙两个设备的工作原理，下列说法正确的是（ ）
A．乙是发电机的工作原理 B．甲的工作原理是电磁感应现象
C．甲工作时将电能转化为机械能 D．乙的工作原理与麦克风的工作原理相同
18．同学们利用如图所示的甲、乙两个装置进行实验探究，下列有关说法正确的是（ ）
A．图甲闭合开关导体ab运动，这一过程中将机械能转化为电能
B．图乙在探究导体在磁场中产生电流的条件，利用该实验的原理可以制成发电机
C．图甲实验中只改变ab中的电流方向，导体ab的运动方向不变
D．图乙实验中闭合开关只将磁体左右运动，灵敏电流表指针不会偏转
三、多选题
19．如图所示的自发电无线门铃省去了更换电池的麻烦。当按压门铃压板时，压板后面的弹簧会带动磁体运动，从而在线圈中产生电流，发声元件便可以发出声音。下列关于该门铃的说法正确的是（ ）
A．门铃的塑料压板属于导体
B．线圈中产生电流的原理是电磁感应
C．线圈中产生电流的过程中机械能转化为电能
D．无线门铃的发射器是利用超声波来传递信息的
20．如图所示，关于电与磁的说法正确的是（ ）
A．图甲：改变电路中电流的方向，小磁针偏转的方向也会改变
B．图乙：只对调磁体的两极，闭合开关S后导体棒ab的运动方向不变
C．图丙：电能转化为机械能
D．图丁：说明电流一定时，电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关
21．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，则（ ）
A．通电螺线管的d端为N极
B．导体沿“1”“3”往返运动，其中有感应电流
C．导线的a端应接电源的负极
D．导体沿“2”“4”往返运动，其中有感应电流
22．关于图所示的四个电磁实验，下列说法中正确的是（ ）
A．甲图所示的实验说明同名磁极相互排斥
B．乙图所示实验是研究通电导体是否在磁场中会受到力的作用
C．丙图所示的实验可以研究电动机的工作原理
D．丁图所示的实验中，只要开关S闭合，灵敏电流计指针就会发生偏转
23．2022年12月20日，世界技术难度最高、单机容量最大、装机规模第二大水电站金沙江白鹤滩水电站正式投产发电。下列四个装置中与发电机工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
24．如图所示是探究感应电流产生条件的实验装置。闭合开关，将金属杆拉至A点后释放，金属杆向左摆动至最高点B，此过程中灵敏电流计的指针发生了偏转。关于该实验下列说法中正确的是（ ）
A．这个装置是电动机的工作原理
B．金属杆向下摆动过程中，受到的是平衡力
C．金属杆减小的机械能最终都转化成了内能
D．断开开关，从A点释放金属杆，它会越过B点
四、作图题
25．如图，阴影区域有垂直于纸面的磁场，一封闭铜质圆形线框用细线悬挂，由左侧静止释放， 线框以 O 点为圆心向下做圆弧运动， 线框刚进入磁场时， 其产生的感应电流方向和受到磁场力的方向如图所示， 请画出线框离开磁场的过程中， 感应电流方向与受磁场力的方向。
26．图甲中的a表示垂直于纸面的一根导体，它是闭合电路的一部分，当导体以图甲所示方向运动时，电路中可产生感应电流。如果要改变电路感应电流的方向，请在图乙中画出导体的运动方向，并标出磁极的N、S极位置。
五、实验题
27．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棒的材料应该是 （填“塑料”、“铝”或“铁”）；
（2）我们可以通过小量程电流表指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断 ；
（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 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 切割次感谢运动 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，在该运动过程中，主要将机械能转化为 能；
（4）保持AB棒运动方向不变，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。
28．在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”的实验中，小明和小华发现小量程电流表指针摆动的角度有时会不同。于是，他们想探究产生感应电流的大小与哪些因素有关。经过讨论后，他们提出了以下几种猜想：
猜想1：与磁场的方向有关；
猜想2：与导体切割磁感线运动的速度大小有关；
猜想3：与磁场的强弱有关。
（1）如图甲，为了验证猜想1是否正确，小明将磁体A放在水平面上，驱动装置（由两根绝缘硬棒ab、cd组成）使导体PQ以3.0cm/s的速度水平匀速向右运动（导体运动区域的磁场强弱相同），读出小量程电流表的示数为6mA。然后，将磁体A上下颠倒，使导体PQ仍以3.0cm/s的速度水平匀速向右运动，发现小量程电流表的示数仍为6mA。这说明猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的；
（2）在验证猜想2时，如图在同一磁体A中驱动装置使导体PQ以不同的速度大小水平匀速向右运动，读出小量程电流表测出的数值，记录的部分数据如表：
实验序号 1 2 3 4 5
速度
感应电流 2 3 6 8
①请在图乙中描点作出感应电流I与速度v的关系图线 。表格中第4次感应电流 mA；
②进一步分析得出：在磁场强弱相同时，产生感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度大小成 ；
③为探究猜想3，他们换一个比磁体A磁性更强的磁体B进行多次实验：使导体PQ保持以的速度在磁体B中水平匀速向右运动，小量程电流表的示数均为。根据上述实验收集的数据，你认为他们的实验 （选填“能”或“不能”）验证猜想3是否正确，理由是 。
29．如图所示，小明和小刚利用蹄形磁体、灵敏电流计、开关、导体AB和若干导线等器材来探究感应电流产生的条件。闭合开关，他们完成操作，将观察到的现象记入表格：
序号 导体AB的运动情况 有无感应电流
① 左右运动 有
② 上下运动 无
③ 前后运动 无
④ 斜向上、斜向下运动 有
（1）分析①、②两次实验现象，小明说：“闭合电路的一部分导体在磁场中的运动方向与磁场方向垂直时，电路中就会产生感应电流。”小刚认为不准确，因为导体AB 运动时，其运动方向也与磁场方向垂直，但无感应电流；
（2）采纳小刚意见后，小明又说：“闭合电路的一部分导体在磁场中垂直切割磁感线时，电路中才会产生感应电流”，小刚认为不全面，因为导体AB 运动时，也有感应电流；
（3）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是将 能转化为电能；如果将图中的灵敏电流计换成 ，可以探究磁场对电流的作用。
30．阅读短文，回答问题
风力发电
如图是我国某地区风力发电的外景。风力发电机组主要是由风机、转体、尾翼、发电机等部件组成，风机叶片在风力的推动下转动，通过传动系统带动发电机发电，叶片制造时要减小风阻，防止被风“撕裂”尾翼，控制系统能调整叶片旋转面（叶片旋转时所在的平面）的方向，通常情况下，叶片的旋转面与风速方向垂直；当风速较大时，叶片旋转面与风速方向不垂直。发电机输出的电功率与风速关系如乙图所示。风能密度是指单位时间内通过单位面积的风能，如图为某地空气密度为1.2kg/m3时的风能密度与风速的关系。
（1）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机是利用 原理，把机械能转化为电能；
（2）下列说法正确的是 ；
A．只要有风，发电机就会输出电能
B．发电时叶片的旋转面总是与风速方向垂直
C．风速在一定的范围内发电机输出的电功率可能不变
D．刮台风时发电机的输出电功率一定比正常时的电功率大
（3）根据表中的数据，在丙中画出风能密度与风速的图像。( )
风速v/（m/s） 1 2 3 4 5
风能密度w/[J/（m2 s）] 0.6 4.8 16.2 38.4 75
（4）分析表中数据和图像，当风速为8m/s时，该地的风能密度为 J/（m2 s）。
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第十八章 电能从哪里来
一、填空题
1．小京用图甲所示的装置进行实验，其中灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。使金属棒ab向左做切割磁感线运动，灵敏电流计指针向右偏转，如图甲所示；保持磁场方向不变，使金属棒ab向右做切割磁感线运动，灵敏电流计指针向左偏转，如图乙所示。小京探究的问题是： 。
【答案】感应电流的方向与金属棒切割磁感线运动的方向是否有关
【解析】保持磁场方向不变，改变导体切割磁感线的方向，灵敏电流计指针偏转方向也发生改变，说明感应电流方向发生改变，所以小京探究的问题是感应电流的方向与金属棒切割磁感线运动的方向是否有关。
2．如图所示手摇发电机模型，快速摇动手柄，使线圈在磁场中做切割 运动，电路中就会产生电流，这种现象叫作 现象，这个过程中 能转化为电能。
【答案】 磁感线 电磁感应 机械能
【解析】快速摇动手柄，使闭合电路中的线圈在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生电流，这种现象叫作电磁感应现象，这种电流叫感应电流，这个过程中线圈的机械能转化为电能。
3．《论衡》中记载：“司南之杓、投之于地，其柢指南”。如图甲所示，“柢”即握柄，是磁体的 （选填“N”或“S”）极。如图乙所示是一款“运动手环”，其主要部分是一段内有一小块磁铁的密闭的空心塑料管，管外缠绕着线圈，戴着这种手环走路时塑料管跟着手一起运动，磁铁在管内往返运动时线圈中会产生电流，液晶上就会显示出运动的步数，此过程利用了 原理。
【答案】 S 电磁感应
【解析】磁勺的勺柄指南，根据地理的南极正是地磁的N极，异名磁极相互吸引，因此勺柄为该磁体S极。
根据“运动手环”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反复运动，线圈切割磁感线而产生电流，因此，运动手环的基本原理是电磁感应。
4．在以下设备中，利用电磁感应原理工作的有 ；利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的有 ；利用电流磁效应的原理工作的有 。
①电风扇；②电熨斗；③电磁起重机；④动圈式扬声器；⑤动圈式话筒；⑥直流发电机；⑦直流电动机
【答案】 ⑤⑥ ①④⑦ ③
【解析】①电风扇的主要部件是电动机，原理是通电导体在磁场中受力运动；
②电熨斗是利用电流的热效应工作的；
③电磁起重机通电时有磁性，断电时无磁性，是利用电流的磁效应工作的；
④动圈式扬声器是将电信号转化成声信号，即其内部有磁铁和线圈，当线圈中通过变化的电流时，该线圈会在磁场中受力而有规律的振动，进而产生声音，故受利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的；
⑤动圈式话筒是声信号转化为电信号的机器，即是利用电磁感应现象的原理制成的；
⑥直流发电机是利用电磁感应现象的原理制成的；
⑦直流电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。
故利用电磁感应原理工作的有⑤⑥；利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的有①④⑦；利用电流磁效应的原理工作的有③。
5．如图所示，导体棒ab和cd分别置于左、右两个蹄形磁铁的磁场中，两导体棒和灵敏电流表通过导线串联，构成一个闭合回路。将导体棒cd快速在 （选填“东西”或“南北”）方向运动时；可观察到灵敏电流表发生了摆动，该现象蕴含的物理原理是 ；同时左侧蹄形磁铁的导体棒ab也发生了移动，该现象蕴含的物理原理可以制成 （选填“发电机”或“电动机”）。
【答案】 南北 电磁感应 电动机
【解析】当把导体棒cd沿南北方向快速运动时，此时导体棒cd做切割磁感线运动，导体中会产生感应电流，灵敏电流表发生了摆动，这是电磁感应现象。
由于两导体棒串联，则导体棒ab中有电流通过，此时通电的导体ab在磁场中受力运动，电动机就是利用该原理制成的。
6．今年3月份的“碳达峰、碳中和”议题引发热议，我国要在2060年前实现“碳中和”离不开大力开发新能源。新能源中无论是风力还是水力发电，其发电机在工作时都是将 能转化为电能，通过学习我们知道发电机的工作原理是物理学家法拉第于1831年发现的 现象。
【答案】 机械 电磁感应
【解析】发电机在工作时，闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动，导体中产生电流，所以是将机械能转化为电能。
由于发电机的工作原理是闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动，导体中产生电流，即电磁感应现象，所以是物理学家法拉第于1831年发现的电磁感应现象。
7．如图甲所示是交流发电机的原理图。发电机工作时是将 能转化为电能。线圈在图中位置按箭头方向转动时，线圈中 （“有”、“无”）感应电流。图乙中跟发电机工作原理相同的有 （填序号）。
【答案】 机械 有 ①③
【解析】闭合电路的部分导体，在磁场中切割磁感线运动产生电流的现象叫电磁感应。在电磁感应现象中，消耗机械能转化为电能；发电机的工作原理是电磁感应，工作时是将机械能转化为电能。
线圈在图甲中位置按箭头方向转动时，切割磁感线运动，在线圈中有感应电流。
发电机是根据电磁感应原理工作的。在图乙中：①图是探究电磁感应的原理图，其原理与发电机的原理相同；②图是电铃的原理图，利用的是电流的磁效应，与发电机的原理不同；③图为动圈式话筒，利用的是电磁感应，其原理与发电机的原理相同；④图扬声器，利用通电导体在磁场中受力运动，其原理与发电机的原理不同；因此①③工作原理与发电机相同。
8．如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。实验时将开关、电流表与导线AB串联起来组成 回路。若磁体保持静止，导线AB做 运动时，电流表指针偏转。若将图中电流表换成 ，还可以探究电动机原理。
【答案】 闭合 切割磁感线 电源（电池）
【解析】如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置，要想电路中有感应电流，电路必须闭合；实验时将开关、电流表与导线AB串联起来组成闭合回路。
若磁体保持静止，导线AB做切割磁感线运动时，电流表指针偏转，电路中有感应电流。
当电流表换成电源时，导体AB就成了通电导体，导体AB在磁场中会受到力的作用而运动，可以探究电动机的工作原理。
二、单选题
9．电磁学的发展为人类社会进步按下了快进键，下列关于电与磁的知识描述正确的是（ ）
A．甲图验电器是利用异种电荷相互吸引的原理制成的
B．乙图表示通电导体在磁场中受力的作用，是发电机的工作原理
C．丙图中的试电笔，在使用时手应该接触试电笔尾部的金属体
D．丁图中电阻器，当其两端的电压为零时，电阻也为零
【答案】C
【解析】A．验电器是利用同种电荷互相排斥的原理工作的，故A错误；
B．乙图表示通电导体在磁场中受力的作用，而发电机原理是电磁感应，故B错误；
C．使用测电笔辨别火线和零线时，手可以接触笔尾金属体，不允许接触笔尖金属体，故C正确；
D．电阻的大小与制作电阻器的材料、长度、横截面积有关，与两端电压无关，当其两端的电压为零时，电阻不为零，故D错误。
故选C。
10．如图所示的实验中，保持磁体不动，若导线ab水平向右运动，下列四副图中与之原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】保持磁体不动，若导线ab水平向右运动，闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，产生感应电流，是电磁感应的原理。
A．图是手摇发电机，利用电磁感应发电的，故A符合题意；
B．图是电铃，利用电流的磁效应工作的，故B不符合题意；
C．图是司南，利用地磁场工作的， 故C不符合题意；
D．图扬声器，利用磁场对电流的作用工作的， 故D不符合题意。
故选A。
11．1820年奥斯特发现电流磁效应。1831年法拉第发现磁可以生电，其原理如图，当导体棒切割磁感线时，可以看到电流计指针发生偏转，利用这一原理，可以制成（ ）
A．电热器 B．电磁起重机 C．发电机 D．电动机
【答案】C
【解析】当导体棒在闭合回路中做切割磁感线运动时，产生感应电流，可以看到电流计指针发生偏转，这就是电磁感应。
A．电热器利用的是电流的热效应原理，故A不符合题意；
B．电磁起重机利用的是电流的磁效应原理，故B不符合题意；
C．发电机利用的是电磁感应原理，故C符合题意；
D．电动机利用的是通电导线在磁场中受力的作用，故D不符合题意。
故选C。
12．科技强国是我国重大战略目标之一，电磁学在科技中的应用必不可少。下列关于电与磁的应用说法错误的是（ ）
A．电磁铁的磁性强弱只与电流大小有关
B．奥斯特发现通电导线周围存在磁场
C．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用
D．发电机是依据电磁感应来发电的
【答案】A
【解析】A．电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小有关，故A错误，符合题意；
B．根据物理学史知道，奥斯特发现了电流的磁效应即通电导线周围存在磁场，故B正确，不符合题意；
C．电动机是根据通电导体在磁场中受力运动制成的，故C正确，不符合题意；
D．发电机是利用电磁感应的原理制成的，故D正确，不符合题意。
故选A。
13．某兴趣小组在做“用手摇发电机发电让小灯泡发光”的探究实验时，发现：摇得越快，灯泡越亮。反之，灯泡就越暗。根据这一现象大家提出的下列科学问题中，你认为最有探究价值且易于探究的是（ ）
A．为什么这里的小灯泡有的时候亮有的时候暗
B．发电机产生感应电流大小跟转速有什么关系
C．发电机产生感应电流大小跟哪些因素有关
D．发电机产生感应电流大小跟转速是否有关
【答案】B
【解析】在这实验中，灯泡的亮度是不同的，通过灯泡的电流越大，则灯泡越亮，则表明实验中的电流是不同的；电流不同的原因是由于转速的不同，故值得探究的问题是发电机产生的电流大小跟转速有什么关系？故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
14．如图所示，电路中一部分导体，分别在1、2、3、4位置运动，下列说法正确的是（ ）
A．其中三个位置电路中肯定有电流
B．其中只有1处导体两端有电压
C．其中至少三处导体切割磁感线
D．该导体始终不会受磁场力作用
【答案】C
【解析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中有感应电流产生；
A．图中2、3、4三个位置，导体可以切割磁感线，但如果电路不闭合，就不会有感应电流产生，故A错误；
B．其中只有1处导体运动时不切割磁感线，导体两端不会有电压，故B错误；
C．其中2、3、4三处导体切割磁感线，导体两端有电压，如果电路闭合，电路中有感应电流，故C正确；
D．如果电路闭合，导体切割磁感线，电路中有感应电流，该导体中有电流，同样受磁场力作用，故D错误。
故选C。
15．图示是一种手摇发电的手电筒，内有线圈、磁铁等，当沿图中箭头方向来回摇动时，灯泡就能发光，其发电的工作原理是（ ）
A．电磁感应 B．磁场对通电导体有力的作用
C．电流的热效应 D．电流的磁效应
【答案】A
【解析】手摇发电机内的线圈在切割磁感线时，线圈中有电流产生，电流经过灯泡时，灯泡就能发光，所以其发电的工作原理是电磁感应现象，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
16．如图所示为一把电吉他，它的琴身上装有两块或三块磁铁，被称做拾音器。当拨动吉他弦振动时，切割拾音器的磁感线，从而使琴身中的导线产生不同的电流，这些变化的电流通过电子音箱还原成电吉他的声音。下列能说明琴身中的导线能产生不同的电流的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】吉它的弦振动时，切割磁感线，产生感应电流，是电磁感应现象。
A．磁体S极靠近小磁针的N极，小磁针被吸引过来，这是异名磁极相互吸引，磁极间的相互作用，故A不符合题意；
B．图示中，小磁针放在通电导体周围发生偏转，这是通电导体周围存在磁场，电流的磁现象，故B不符合题意；
C．图示中，通电导体在磁场中受到力的作用而运动，是电流磁现象，故C不符合题意；
D．图示中，导体在磁场中切割磁感线时，产生感应电流，发电机的工作原理，故D符合题意。
故选D。
17．如图是甲、乙两个设备的工作原理，下列说法正确的是（ ）
A．乙是发电机的工作原理 B．甲的工作原理是电磁感应现象
C．甲工作时将电能转化为机械能 D．乙的工作原理与麦克风的工作原理相同
【答案】B
【解析】A．乙是通电导体切割磁感线，是电动机的工作原理，故A错误；
B．甲的工作原理是闭合电路中的部分导体切割磁感线产生感应电流，是电磁感应现象，故B正确；
C．甲工作时将机械能转化为电能，故C错误；
D．麦克风的工作原理是电磁感应现象，与甲的工作原理相同，故D错误。
故选B。
18．同学们利用如图所示的甲、乙两个装置进行实验探究，下列有关说法正确的是（ ）
A．图甲闭合开关导体ab运动，这一过程中将机械能转化为电能
B．图乙在探究导体在磁场中产生电流的条件，利用该实验的原理可以制成发电机
C．图甲实验中只改变ab中的电流方向，导体ab的运动方向不变
D．图乙实验中闭合开关只将磁体左右运动，灵敏电流表指针不会偏转
【答案】B
【解析】A．图甲闭合开关导体ab运动，导体中有电流通过，磁场对电流有力的作用，这一过程中将电能转化为机械能，故A错误；
B．图乙在探究导体在磁场中产生电流的条件，是电磁感应现象，根据此原理可以制成发电机，故B正确；
C．通电导体在磁场中受力的作用，受力方向与电流方向和磁场方向有关；图甲实验中只改变ab中的电流方向，磁场方向不变，导体ab的运动方向改变，故C错误；
D．图乙实验中闭合开关，只将磁体左右运动，根据运动的相对性，此时导体切割了磁感线，产生了电流，灵敏电流表指针会偏转，故D错误。
故选B。
三、多选题
19．如图所示的自发电无线门铃省去了更换电池的麻烦。当按压门铃压板时，压板后面的弹簧会带动磁体运动，从而在线圈中产生电流，发声元件便可以发出声音。下列关于该门铃的说法正确的是（ ）
A．门铃的塑料压板属于导体
B．线圈中产生电流的原理是电磁感应
C．线圈中产生电流的过程中机械能转化为电能
D．无线门铃的发射器是利用超声波来传递信息的
【答案】BC
【解析】A．门铃的塑料压板属于绝缘体，不是导体，故A错误；
B．当按压门铃压板时，压板后面的弹簧会带动磁体运动，从而在线圈中产生电流，线圈中产生电流的原理是电磁感应，故B正确；
C．在电磁感应现象中，机械能转化为电能，线圈中产生电流的过程中机械能转化为电能，故C正确；
D．无线门铃的发射器是利用电磁波来传递信息的，故D错误。
故选BC。
20．如图所示，关于电与磁的说法正确的是（ ）
A．图甲：改变电路中电流的方向，小磁针偏转的方向也会改变
B．图乙：只对调磁体的两极，闭合开关S后导体棒ab的运动方向不变
C．图丙：电能转化为机械能
D．图丁：说明电流一定时，电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关
【答案】AD
【解析】A．该图是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场；磁场的方向与电流的方向有关，改变电路中电流的方向，小磁针偏转的方向也会改变，故A正确；
B．通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，图中只将磁体的两极对调时，电流方向不变，而磁场方向改变，所以开关S闭合后导体棒ab的运动方向会改变，故B错误；
C．图中闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，该实验说明机械能可以转化为电能，故C错误；
D．图中两个电磁铁串联，通过的电流相同，线圈匝数不同，吸起大头针的数目不同，说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关，故D正确。
故选AD。
21．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，则（ ）
A．通电螺线管的d端为N极
B．导体沿“1”“3”往返运动，其中有感应电流
C．导线的a端应接电源的负极
D．导体沿“2”“4”往返运动，其中有感应电流
【答案】BC
【解析】A．由于小磁针静止时，其左端为S极，右端为N极，根据磁极间的作用规律可知，螺线管的d端为S极，c端为N极，故A不符合题意；
BCD．根据螺线管的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。由于电流是从电源的正极流出，经过外电路回到电源负极。所以可以确定b为电源的正极，a为负极；由图可知，导体向“1”、“3”的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”的方向运动与磁感线方向一致，没有切割磁感线，所以不会产生感应电流，综上分析知，故BC正确，D错误。
故选BC。
22．关于图所示的四个电磁实验，下列说法中正确的是（ ）
A．甲图所示的实验说明同名磁极相互排斥
B．乙图所示实验是研究通电导体是否在磁场中会受到力的作用
C．丙图所示的实验可以研究电动机的工作原理
D．丁图所示的实验中，只要开关S闭合，灵敏电流计指针就会发生偏转
【答案】AC
【解析】A．甲图中，条形磁体的N极靠近小磁针的N极时，小磁针的N极远离条形磁体，说明同名磁极相互排斥，故A正确；
B．图乙演示的是奥斯特实验，该实验说明通电导体周围存在磁场，故B错误；
C．丙图所示实验是研究通电导体是否在磁场中会受到力的作用，电动机是利用此原理制成的，故C正确；
D．丁图所示的实验中，开关S闭合，并且导体AB做切割磁感线的运动时，灵敏电流计指针才会发生偏转，故D错误。
故选AC。
23．2022年12月20日，世界技术难度最高、单机容量最大、装机规模第二大水电站金沙江白鹤滩水电站正式投产发电。下列四个装置中与发电机工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】BC
【解析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，叫电磁感应现象，发电机的工作原理是电磁感应现象。
A．闭合开关，电磁铁有磁性，利用了电流的磁效应，故A不符合题意；
B．当线圈在磁场中转动时，一部分导体磁场中做切割磁感线运动而产生感应电流，灯泡发光，故B符合题意；
C．闭合电路的一部分导体磁场中做切割磁感线运动产生感应电流，灵感电流计指针偏转，故C符合题意；
D．图中给导线通电，小磁针发生转动，是奥斯特实验，表明了电流的磁效应，故D不符合题意。
故选BC。
24．如图所示是探究感应电流产生条件的实验装置。闭合开关，将金属杆拉至A点后释放，金属杆向左摆动至最高点B，此过程中灵敏电流计的指针发生了偏转。关于该实验下列说法中正确的是（ ）
A．这个装置是电动机的工作原理
B．金属杆向下摆动过程中，受到的是平衡力
C．金属杆减小的机械能最终都转化成了内能
D．断开开关，从A点释放金属杆，它会越过B点
【答案】CD
【解析】A．实验中，闭合开关，将金属杆拉至A点后释放，金属杆向左摆动至最高点B。金属杆在磁场中做切割磁感线运动，电流计指针偏转，说明电路中产生了电流，应用于发电机，故A错误；
B．金属杆向下摆动过程中，不是做的匀速直线运动，不是平衡状态，因此，受到的是非平衡力，故B错误；
C．金属杆摆动过程中，切割磁感线运动，会产生感应电流，而这些电能最终在电路中都转化为了内能，故C正确；
D．由图知，A点的高度明显高于B点，断开开关，金属杆的机械能不再转化为电能，则从A点释放金属杆，它会越过B点，故D正确。
故选CD。
四、作图题
25．如图，阴影区域有垂直于纸面的磁场，一封闭铜质圆形线框用细线悬挂，由左侧静止释放， 线框以 O 点为圆心向下做圆弧运动， 线框刚进入磁场时， 其产生的感应电流方向和受到磁场力的方向如图所示， 请画出线框离开磁场的过程中， 感应电流方向与受磁场力的方向。
【答案】
【解析】线框以 O 点为圆心向下做圆弧运动， 线框刚进入磁场时， 铜质圆形线框右侧部分产生的感应电流方向为沿线框向上，受到磁场力的方向水平向左；线框离开磁场的过程中，铜质圆形线框左侧部分切割磁感线的方向不变，因磁场方向不变，故铜质圆形线框左侧部分中的感应电流也是沿线圈向上；因电流方向不变及磁场方向不变，故铜质圆形线框左侧部分受到的磁场力的方向保持不变，即线框离开磁场的过程中受磁场力的方向水平向左，如下所示：
26．图甲中的a表示垂直于纸面的一根导体，它是闭合电路的一部分，当导体以图甲所示方向运动时，电路中可产生感应电流。如果要改变电路感应电流的方向，请在图乙中画出导体的运动方向，并标出磁极的N、S极位置。
【答案】
【解析】如图甲a表示垂直于纸面的一根导体，它是闭合电路的一部分，若导体a向下做切割磁感线运动，会产生感应电流；若改变导体a中的感应电流方向，可以改变磁场方向即在保持导体切割磁感线方向不变，对调N、S极或保持磁场方向不变，改变导体a切割磁感线方向，如图
五、实验题
27．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棒的材料应该是 （填“塑料”、“铝”或“铁”）；
（2）我们可以通过小量程电流表指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断 ；
（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 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 切割次感谢运动 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，在该运动过程中，主要将机械能转化为 能；
（4）保持AB棒运动方向不变，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。
【答案】 铝 电流方向 切割磁感线 电 磁场方向
【解析】（1）在探究电磁感应现象的实验中，必须让处于磁场中切割磁感线的这根硬棒是导体。三种物质中，塑料是绝缘体，铝是导体，铁是导体也是磁性材料，在磁场中容易被磁化。因此，使用铁棒会造成实验中有其他干扰因素，例如被磁场吸引而受到磁力的影响，从而干扰实验的准确性。所以实验中应选择铝棒。
（2）图中灵敏电流计的指针，在电路中没有电流时，指在表盘中央；当有电流时，指针的偏转方向与电流方向一致。由此可知，我们可以根据指针的偏转方向判断电流的方向。
（3）三次实验中，只有AB棒在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流，则可得结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。在此过程中，主要是将机械能转化为电能。
（4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验时，只有磁场的方向发生了改变，则这次实验主要是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系。
28．在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”的实验中，小明和小华发现小量程电流表指针摆动的角度有时会不同。于是，他们想探究产生感应电流的大小与哪些因素有关。经过讨论后，他们提出了以下几种猜想：
猜想1：与磁场的方向有关；
猜想2：与导体切割磁感线运动的速度大小有关；
猜想3：与磁场的强弱有关。
（1）如图甲，为了验证猜想1是否正确，小明将磁体A放在水平面上，驱动装置（由两根绝缘硬棒ab、cd组成）使导体PQ以3.0cm/s的速度水平匀速向右运动（导体运动区域的磁场强弱相同），读出小量程电流表的示数为6mA。然后，将磁体A上下颠倒，使导体PQ仍以3.0cm/s的速度水平匀速向右运动，发现小量程电流表的示数仍为6mA。这说明猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的；
（2）在验证猜想2时，如图在同一磁体A中驱动装置使导体PQ以不同的速度大小水平匀速向右运动，读出小量程电流表测出的数值，记录的部分数据如表：
实验序号 1 2 3 4 5
速度
感应电流 2 3 6 8
①请在图乙中描点作出感应电流I与速度v的关系图线 。表格中第4次感应电流 mA；
②进一步分析得出：在磁场强弱相同时，产生感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度大小成 ；
③为探究猜想3，他们换一个比磁体A磁性更强的磁体B进行多次实验：使导体PQ保持以的速度在磁体B中水平匀速向右运动，小量程电流表的示数均为。根据上述实验收集的数据，你认为他们的实验 （选填“能”或“不能”）验证猜想3是否正确，理由是 。
【答案】 错误 7 正比 不能 虽然从描述的图像中可以得到3.5cm/s的速度时的电流，但实验次数太少无法得到普遍规律。
【解析】（1）实验中，导体切割磁感线运动的速度大小没有改变，磁场的强弱没有改变，但磁体上下颠倒，磁场的方向发生了变化，发现小量程电流表的示数没有变化，说明产生感应电流的大小与磁场的方向无关，猜想1是错误的。
（2）①②在乙图中，把表中各数据描点，再连接，如下图：
根据表中的实验数据可知，导体运动的速度变为原来的几倍，感应电流的大小就变为原来的几倍，由此可得出：在磁场强弱相同时，产生感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度大小成正比。因此表格中第4次感应电流为
③要验证猜想3是否正确，根据控制变量法，应控制磁场的方向与导体切割磁感线运动的速度大小不变，多次改变磁场的强弱，根据题意，只改变了一次，是不能验证正确性的，因此虽然题中从描述的图像中可以得到的速度时的电流，但不能验证猜想3是否正确。
29．如图所示，小明和小刚利用蹄形磁体、灵敏电流计、开关、导体AB和若干导线等器材来探究感应电流产生的条件。闭合开关，他们完成操作，将观察到的现象记入表格：
序号 导体AB的运动情况 有无感应电流
① 左右运动 有
② 上下运动 无
③ 前后运动 无
④ 斜向上、斜向下运动 有
（1）分析①、②两次实验现象，小明说：“闭合电路的一部分导体在磁场中的运动方向与磁场方向垂直时，电路中就会产生感应电流。”小刚认为不准确，因为导体AB 运动时，其运动方向也与磁场方向垂直，但无感应电流；
（2）采纳小刚意见后，小明又说：“闭合电路的一部分导体在磁场中垂直切割磁感线时，电路中才会产生感应电流”，小刚认为不全面，因为导体AB 运动时，也有感应电流；
（3）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是将 能转化为电能；如果将图中的灵敏电流计换成 ，可以探究磁场对电流的作用。
【答案】 前后 斜向上/斜向下 机械 电源
【解析】（1）根据表格中收集现象可以发现，导体AB在蹄形磁体中前后运动时，在磁场中的运动方向与磁场方向垂直时，但这个时候没有感应电流产生，所以小明的说法不正确。
（2）根据表格中收集现象可以发现，导体AB在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动时，此时虽然在切割磁感线，但不是垂直切割，也有感应电流产生，所以小明说：“闭合电路的一部分导体在磁场中垂直切割磁感线时，电路中才会产生感应电流”是不全面的。
（3）闭合电路的一部分导体在磁场切割磁感线运动时，从而产生感应电流，从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是将机械能转化为电能。
要探究磁场对电流的作用，电流中需要有电源，所以可将图中的灵敏电流计换成电源。
30．阅读短文，回答问题
风力发电
如图是我国某地区风力发电的外景。风力发电机组主要是由风机、转体、尾翼、发电机等部件组成，风机叶片在风力的推动下转动，通过传动系统带动发电机发电，叶片制造时要减小风阻，防止被风“撕裂”尾翼，控制系统能调整叶片旋转面（叶片旋转时所在的平面）的方向，通常情况下，叶片的旋转面与风速方向垂直；当风速较大时，叶片旋转面与风速方向不垂直。发电机输出的电功率与风速关系如乙图所示。风能密度是指单位时间内通过单位面积的风能，如图为某地空气密度为1.2kg/m3时的风能密度与风速的关系。
（1）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机是利用 原理，把机械能转化为电能；
（2）下列说法正确的是 ；
A．只要有风，发电机就会输出电能
B．发电时叶片的旋转面总是与风速方向垂直
C．风速在一定的范围内发电机输出的电功率可能不变
D．刮台风时发电机的输出电功率一定比正常时的电功率大
（3）根据表中的数据，在丙中画出风能密度与风速的图像。( )
风速v/（m/s） 1 2 3 4 5
风能密度w/[J/（m2 s）] 0.6 4.8 16.2 38.4 75
（4）分析表中数据和图像，当风速为8m/s时，该地的风能密度为 J/（m2 s）。
【答案】 电磁感应 C 307.2
【解析】（1）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机是利用电磁感应原理，把机械能转化为电能。
（2）A、根据图像可知，当风速低于v1时，发电机没有输出电能，故A错误；
B、通常情况下，叶片的旋转面与风速方向垂直；当风速较大时，叶片旋转面与风速方向不垂直，故B错误；
C、风速在一定的范围内，根据图像可知：v2﹣v3时，发电机输出的电功率可能不变，故C正确；
D、刮台风时发电机的输出电功率不一定比正常时的电功率大，故D错误。
故选C。
（3）根据表中的数据，作图如下：
（4）分析表中数据和图像，风能密度与风速的三次方成正比，即
W=0.6v3
所以当风速为8m/s时，该地的风能密度为
W'=0.6×83J/（m2 s）=307.2J/（m2 s）
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