人教版物理九年级第二十章第5节磁生电同步练习
一、选择题
1．下列设备中利用电磁感应原理工作的是（ ）
A．电磁铁 B．电动机 C．扬声器 D．麦克风
2．首先发现电磁感应现象的科学家是（ ）
A．法拉第 B．奥斯特 C．赫兹 D．库仑
3．如图所示，在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中，保持磁体不动，闭合开关，导体ab水平向右运动，灵敏电流计指针向左偏转．下列说法正确的是（ ）
A．若导体ab水平向左运动，则灵敏电流计指针向右偏转
B．若导体ab竖直向上运动，则灵敏电流计指针向左偏转
C．若导体ab竖直向下运动，则灵敏电流计指针向左偏转
D．若导体ab向斜上方运动，则灵敏电流计指针不会偏转
4．关于产生感应电流的条件，下列说法中正确的是（ ）
A．任何导体在磁场中运动，都能产生感应电流
B．当闭合电路中的一部分导体在磁场中运动时，一定能产生感应电流
C．当闭合电路中的一部分导体在磁场中沿磁感线运动时，就能产生感应电流
D．当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就能产生感应电流
5．图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“○”表示图在磁场中分别转动到1-4位置时，运动方向已用箭头标出，图甲中的导线ab，当它下列说法正确的是（ ）
A．在位置1时，电路中不会产生感应电流
B．图甲的电路中没有电源
C．在位置3时，电路中不会产生感应电流
D．发电机产生的电流方向不变
6．如图所示，虚线区域内的“×”为垂直纸面的磁感线．当线框从位置A向右匀速移动到位置B时，线框内产生感应电流的情况，下列说法中正确的是（ ）
A．无→有→无→有→无 B．无→有→无
C．没有感应电流 D．一直有感应电流
7．如图，课外探究小组的同学，把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合回路．两个同学迅速摇动这条电线，可以发电使电流表发生偏转．你认为这两个同学朝哪个方向站立时，发电的可能性比较大？（ ）
A．朝东西方向站立 B．朝南略偏东方向站立
C．朝南北方向站立 D．朝北略偏东方向站立
8．如图表示闭合电路的部分导体在磁场中向左运动，产生的感应电流的方向垂直纸面向外，则在下列选项中，感应电流方向正确的是（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示的实验装置中，能反映发电机原理的是（ ）
A． B．
C． D．
10．下列叙述不正确的是（ ）
A．电风扇正常工作过程中，电能主要转化为机械能
B．电能表能计量出用电器在一段时间内消耗的电能
C．我国交流电的频率是50Hz
D．奥斯特最早发现了电磁感应现象
11．如图所示的装置中，所有部件都静止时，小磁针亦静止于如图所示的位置．在下述四种情况下，小磁针发生偏转的是（ ）
A．磁铁不动，导线ab向左运动
B．导线ab不动，换用磁性更强的永磁体
C．导线ab不动，让蹄形磁铁沿竖直方向上下运动
D．磁铁与导线以相同的速度同时上升或下降
12．若地磁场在某区域的磁场强弱和方向处处相同，小明在该区域某处竖直拿着闭合的矩形导电线圈面向南方，如图，则能使线圈中产生感应电流的操作是（ ）
A．南北移动线圈 B．将线圈转至水平
C．东西移动线圈 D．上下移动线圈
二、填空题
13．小明在探究磁生电的实验中，将导线、电流表串成闭合电路，让其中一部分导体在磁场中做 磁感线运动时，导体中就产生电流。这种由于电磁感应现象而产生的电流叫做
电流。
14．小明同学做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右运动，发现导体棒cd也随之运动起来，则实验装置中甲部分应用的物理原理是 ；其中 （选填“甲”或“乙”）部分产生的现象与电动机的工作原理相似．
15．利用如图所示装置探究这个现象，在这个现象中感应电流的方向与 的方向和磁感线方向有关．利用电磁感应现象可以制成 ，实现了机械能转化为电能。
16．一般发电机产生的交流电，即感应电流的大小和呈周期性 变化，这种电叫 。我国电网以供电，额定电压是 V，频率是 Hz，电流每秒改变 次方向。
17．如图所示的装置，当条形磁体插入线圈的过程中，灵敏电流计的指针 （填“会”或“不会”）发生偏转，在这个闭合电路中 相当于电源。
18．如图所示，质量和形状完全相同的金属线框A和塑料线框B，从同一高度同时自由落下，途中经过某一磁场区域（“×”表示磁场方向垂直纸面向里）．不计空气阻力，两线框
先落地，你的判断依据 。
19．如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根与电磁铁连接的导体棒ab，当ab棒水平向右运动时，小磁针N极顺时针转动．如果要小磁针N极逆时针转动，可行的操作是 。经过这个实验，某同学认为：电路中有电流不一定需要电源．你认为该同学的观点 （“是”或“不”）正确的。
20．如图所示，AB和CD是两根固定且平行的水平金属导轨，符号×表示垂直于纸面指向纸面里的磁场的磁感线．现将铜棒EF和GH垂直放在滑轨上，当拉动GH使其向左移动时，发现EF也向左移动，说明铜棒里 （选填“有”或“无”）电流产生，EF受到的是磁场力的作用．当拉动GH使其向右移动时，EF应向 （选填“左”或“右”）移动，理由是： ；此过程中能量的转化是： 。
三、作图题
21．如丙图所示，a是垂直纸面放置的闭合电路的部分导体，请画出能产生感应电流的一种导体运动方向（用箭头表示）．
22．图中甲图的a是闭合电路的导体在磁场中的横截面，⊙表示导体按箭头运动时产生的感应电流方向．根据甲图的情况标出乙、丙中○内的感应电流方向。
四、实验探究题
23．在“探究感应电流的产生”的实验中，小颖同学的四次实验情况分别如图所示．
（1）实验中我们通过观察 来判断是否有感应电流产生；
（2）有同学说：“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，就会产生感应电流．”你认为他的说法正确吗？ ，图 可支持你的结论；
（3）为了探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系；
①根据图甲和图乙的实验现象可以得出结论： ；
②根据图乙和图丁的实验现象可以得出结论： 。
③在上述探究过程中，用到的物理研究方法是 法和 法；
（4）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是 能转化为 能。
24．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）小华将磁铁快速向下插入螺线管时，观察到电流表原来静止在中间的指针向左偏转，这个现象叫 现象，可以利用这种现象来制造： （选填“发电机”或“电动机”）
（2）当磁铁的N极分别向上运动和向下运动时，电流表指针偏转方向 （填“变化”或“不变”）。
（3）等电流表的指针恢复到中间位置静止后，要使电流表的指针向右偏转，可以采用的正确方法是_： 。
（4）学校的广播系统中，其中 是利用这个原理工作的。
五、综合应用题
25．如图所示是描述电磁炉原理的示意图．炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便能起到加热物体的作用．因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用．对于锅的选择，方法很简单，只要锅底能吸住磁铁的就能用．适合放在电磁炉上烹饪的器具有：不锈钢锅（壶）、平底铁锅；不适用的有：陶瓷锅（壶）、圆底铁锅、耐热玻璃锅、铝锅（壶）、铜锅（壶）等。现找到某一电磁炉的规格如表所示。
型号 JYC～15B
额定电压 220V
额定功率 1500W
温度调节范围 70℃～150℃
机体尺寸 340×310×65（mm）
净重 约3.5kg
（1）在电磁炉加热食物的过程中涉及到的物理原理有（回答2个即可）
a、 ；b、 。（其他合理即可）
（2）电磁炉的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是什么？电磁炉所用的锅不能铝锅、铜锅的原因是什么？
（3）1标准大气压下，锅内装有5kg、20℃的水，电磁炉通电把水加热到沸腾，水至少吸收多少热量？
（4）把上述水烧开，电磁炉正常工作需要20min．求此电磁炉烧水时的效率是多少？
（5）家中安装了标有“220V20A，3000R/kW h”的电能表，若仅有此电磁炉工作时，在3min内，电能表表盘要转动多少圈？
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】A、电磁铁是利用电流的磁效应的原理工作的，故A不符合题意；B、电动机的前提是供电，结果是产生运动，利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故B不符合题意；C、扬声器把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受力原理，故C不符合题意；D、麦克风（动圈式话筒）工作时，是人说话的声音使得线圈在磁场中运动，结果是产生电流，利用电磁感应现象原理，故D符合题意。故选D
【分析】闭合电路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；明确选择项中提到的这四个电学设备的制成原理，从而可以得到答案。
2．【答案】A
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】A、英国物理学家法拉第最早发现了电磁感应现象，故A符合题意；B、奥斯特首先发现电流的磁效应，故B不符合题意；C、库仑发现了电荷间的相互作用，故C不符合题意；D、赫兹证实了电磁波的存在，故D不符合题意。故选：A
【分析】根据我们对于法拉第、奥斯特、赫兹和安库仑对于我们物理学的贡献来作答。
3．【答案】A
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】解：A、由图知，当导线ab水平向右运动，则灵敏电流计指针向左偏转，若导线ab水平向左运动，切割磁感线的方向发生了变化，所以电流方向发生变化，则灵敏电流计指针应向右偏转，所以A正确；
B、若导线ab竖直向上运动，与磁感线方向平行，不切割磁感线，所以电流指针不偏转，所以B错误；
C、若导线ab竖直向下运动，与磁感线方向平行，不切割磁感线，所以电流指针不偏转，所以C错误；
D、若导线ab斜向上运动，此时切割磁感线，电路中会产生感应电流，所以电流表指针偏转，所以D错误．
故选A．
【分析】（1）产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体做切割磁感线运动．
（2）电流方向与物体切割磁感线方向或磁场方向有关．
4．【答案】D
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、导体在磁场中运动，若没有闭合回路是不会产生感应电流的；即使是闭合的回路，导体的运动既可以是沿磁感线运动，也可是切割磁感线，只有切割才会产生感应电流，故A错误；B、只有闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动才能产生感应电流，如果不切割磁感线，就不会产生感应电流，故B错误；C、当闭合电路中的一部分导体在磁场中沿磁感应线运动时，不切割磁感线，即穿过闭合电路的磁通量不发生变化，则闭合电路中没有感应电流，故C错误；D、当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感应线运动时，磁通量发生变化，才一定会产生感应电流，故D正确。故选：D
【分析】产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，或只有闭合回路中的部分导体切割磁感线才能在回路中产生感应电流。
5．【答案】A
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】AC、小圆圈“○”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线，它是闭合电路的一部分。由图磁感线方向水平向右，1的运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，不能产生感应电流；2、3、4的运动方向切割磁感线，能产生感应电流，故A正确，C错误；
B、发电机的原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能，发电机线圈就是电源，故B错误；
D、发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化，这种电流叫交流电，故D错误。故选A
【分析】产生感应电路的条件：①闭合电路的一部分导体；②导体切割磁感线运动。根据图示判断1、2、3、4位置按箭头方向运动时，是否切割磁感线即可判断出能否产生感应电流。产生感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关。
6．【答案】A
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】感应感应电流的条件可知，线框A进入磁场前，不能切割磁感线，因此无感应电流产生；当线框A从刚进入到全部进入前，上下两边没有切割磁感线，左右两边切割磁感线。当线框向右运动时，右边的导线做切割磁感线运动，其左边处于磁场外，符合产生感应电流的条件，此时有感应电流产生；当线框A全部进入磁场后，整个闭合电路都在磁场中，不是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，不符合产生感应电流的条件，因此无感应电流产生；当线框A刚从磁场中出来到全部出来前，线框左边做切割磁感线运动，符合产生感应电流的条件，此时有感应电流产生；当线框A全部出来后，不能切割磁感线，因此无感应电流产生，故A选择正确。故选A
【分析】产生感应电流的条件是：闭合电路的部分导体需要在磁场中切割磁感线。
7．【答案】A
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】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，所以当两个同学在迅速摇动电线时，总有一部分导线做切割磁感线运动，因此电路中就产生了感应电流，导致了电流表的指针偏转。要使感应电流变大，就要使导线尽可能地切割更多的磁感线，由于磁感线是南北方向的，所以两个同学东西方向站立，切割的磁感线最大，即产生的感应电流最大。故选A
【分析】电流表指针偏转，可以确定这是电磁感应现象。因此要使产生的感应电流变大，就要使导体切割更多的磁感线，结合地磁场的方向即可确定这两个同学的站立方向。
8．【答案】B
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】解：（1）和题图相比，磁场方向不变，改变了导体切割磁感线的运动方向，感应电流的方向将发生变化，变为垂直纸面向里，故A错，B正确；（2）和题图相比，磁场方向改变，导体切割磁感线的运动方向不变，感应电流的方向将发生变化，则C图电流的方向应变为垂直纸面向里；D图的电流方向应变为垂直纸面向外，故CD错误．
故选：B．
【分析】根据磁场方向不变和改变两种情况，结合产生感应电流的条件，对各个选项逐一分析即可．
9．【答案】B
【知识点】发电机的构造和原理
【解析】【解答】A、该装置用来研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系的实验，两个电磁铁中的电流相等，线圈的匝数不同，吸引的小铁钉的数目不等说明两者的磁性强弱不同，故A不符合题意；B、该装置是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就会产生电流，是电磁感应现象，属于发电机的工作原理，故B符合题意；C、该装置是奥斯特实验，当给导体通电时，原来静止在南北方向的小磁针的指向发生了偏转，说明了电流周围存在磁场，故C不符合题意；D、该装置有电源，通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故D不符合题意。故选B
【分析】电磁铁的磁性的强弱与电流的强弱及线圈的匝数有关．发电机的工作原理是电磁感应，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流；奥斯特实验第一个揭示了电和磁之间的联系，说明了电流周围存在磁场；电动机的工作原理是磁场对电流的作用，即通电线圈在磁场中受力转动。
10．【答案】D
【知识点】电能表参数的理解；电磁感应；交流电
【解析】【解答】A、电风扇正常工作过程中，消耗电能，风扇转动，将电能转化成机械能，故A正确，不符合题意；C、在家庭电路中，我国交流电的频率是50Hz．故C正确，不符合题意；B、电能表能计量出用电器在一段时间内消耗的电能的仪表，故B正确，不符合题意；D、奥斯特最早发现了电能产生磁，即通电导线周围存在着磁场，故D错误。故选D
【分析】电风扇正常工作过程中，消耗电能，风扇转动，将电能转化成机械能；电能表是测量用电器消耗电能的仪器；我国交流电的频率是50Hz，电压是220V；奥斯特最早发现了电能产生磁，即通电导线周围存在着磁场，法拉第发现了电磁感应现象。
11．【答案】C
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】A、磁铁不动，ab向左运动，其运动方向跟磁感线方向平行，不切割磁感线，不产生感应电流，指针不发生偏转，故A不符合题意；B、换用磁性更强的永磁体，但没有改变运动方向，不能切割到磁感线，不能产生感应电流，指针不发生偏转，故B不符合题意；C、ab不动，磁体上下移动，导体ab切割磁感线，产生感应电流，指针发生偏转，故C符合题意；D、磁铁与导线相对静止，不切割磁感线，不产生感应电流，指针不发生偏转，故D不符合题意。故选C
【分析】电要使小磁针发生偏转，螺线管中需要有电流，电路中没有电源，需要电流中产生感应电流，从产生感应电流的条件进行考虑。磁感应现象原理告诉我们，闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动时，会产生感应电流，由此可知产生电流的条件之一是导体做切割磁感线运动。
12．【答案】B
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】ACD、整个闭合电路都在磁场中，不是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，不符合产生感应电流的条件，因此无感应电流产生，故ACD均不符合题意；B、将线圈从竖直转至水平，闭合电路，是部分导体在磁场中做了切割磁感线运动，因此会产生感应电流，回路的有效面积发生变化，磁通量发生了变化，可以产生感应电流，故B符合题意。故选：B
【分析】产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动，即回路中的磁通量发生变化，满足上述条件，导体中才有感应电流。
13．【答案】切割；感应
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】法拉第在奥斯特的启发下，研究了磁场与电流的关系，最终通过十年的努力终于发现了电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流，这种现象叫做电磁感应；这种由于电磁感应现象而产生的电流叫做感应电流。故答案为：切割；感应
【分析】英国物理学家法拉第通过实验发现：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，这种现象叫做电磁感应现象。
14．【答案】电磁感应；乙
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】解：（1）闭合开关，导体ab和cd组成一个闭合电路，闭合电路的一部分导体ab在磁场中进行切割磁感线运动，闭合电路中有了感应电流，这种现象是电磁感应现象．
（2）电路中有了感应电流之后，感应电流经过导体cd，导体cd成为通电导体在磁场中受力而运动，这是电动机的工作原理．
故答案为：电磁感应；乙．
【分析】（1）闭合电路的一部分导体在磁场做切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应现象．
（2）电动机的根据通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的．
15．【答案】导体切割磁感线；发电机
【知识点】电磁感应；发电机的构造和原理
【解析】【解答】若连通电路后，在外力作用下使导体左右移动，切割磁感应线，则电流表指针发生偏转，说明此时有感应电流产生，这是电磁感应现象，此时感应电流的方向与导体运动的方向和磁感线的方向有关；根据电磁感应现象制成了发电机，发电机将线圈运动的机械能转化为电能．故答案为：导体运动；发电机．
【分析】知道通电螺线管周围存在磁场，并且其磁感线与条形磁体的磁感线相似；掌握英国物理学家法拉第的发现及贡献。
16．【答案】方向；交流电；220；50；100
【知识点】电压和电压的单位换算；交流电
【解析】【解答】发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化，这种电流叫交流电；我国电网以交流电供电．额定电压是220V，频率是50Hz，意思是电流1s经过50个周期，一个周期电流改变2次，50个周期电流改变100次．故答案为：方向；交流电；交流电；220；50；100
【分析】交流电的方向和电流大小做周期性变化．我国照明电路中用的是方向和大小不断变化的电流，这种电流是交流电。我国家庭电路的电压、交变电流的周期、频率及其意义。
17．【答案】会；线圈
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】当条形磁体插入线圈的过程中，相当于线圈做切割磁感线运动，产生感应电流，因此灵敏电流计的指针发生偏转，该现象就是电磁感应现象，即消耗了机械能，产生了电能，此时的线圈相当于电源。故答案为：会；线圈
【分析】在闭合电路中，导线做切割磁感线运动时会产生感应电流。
18．【答案】B；A经过磁场时，由于电磁感应，阻碍了线圈下落
【知识点】磁场对通电导线的作用；左手定则；电磁感应
【解析】【解答】金属框由静止自由下落到地面的过程中，在进入或离开磁场时金属框通过磁场会产生感应电流，有一部分机械能转化为电能，所以在此过程中金属框机械能减少；塑料框由静止自由下落到地面的过程中，塑料框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，机械能守恒；又因为金属框和塑料框质量相等，在最高点时，重力势能相等，因此，在落地时线圈A的动能小于线圈B的动能，可见A的下落速度小于B的下落速度，B先落地．故答案为：B；A经过磁场时，由于电磁感应，阻碍了线圈下落．
【分析】从能的转化角度分析，金属框和塑料框质量相等，在最高点时，重力势能相等，分析金属框和塑料框的区别，根据电磁感应的知识进行分析．
19．【答案】对调磁极，ab仍然向右运动（或保持磁极不变，使ab棒向左运动）；不
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】蹄形磁体的磁场方向不变，导体棒运动方向相反，产生的感应电流反向，螺线管产生的磁场方向反向，小磁针N极转动方向发生改变；导体棒ab的运动方向不变，蹄形磁体的磁场方向反向，产生的感应电流反向，螺线管产生的磁场方向反向，小磁针N极转动方向发生改变；电路中要有电流必须存在电源，而且电路必须闭合。故答案为：对调磁极，ab仍然向右运动（或保持磁极不变，使ab棒向左运动）；不
【分析】导体棒运动，切割磁感线产生了感应电流，电流流过螺线管，在螺旋管中电流产生的磁场作用下，小磁针发生偏转；如果导体棒切割磁感线的运动方向或蹄形磁体的磁场方向与原来的方向相反，导体棒切割磁感线产生的感应电流方向就与原来的感应电流的方向相反，小磁针的偏转方向就与原来的偏转方向相反；电路中有电流的条件是有电源和电路是通路，缺一不可。
20．【答案】有；右；运动方向的改变，导致感应电流方向变化，导致受力方向改变；机械能-电能-机械能
【知识点】磁场对通电导线的作用；电磁感应；产生感应电流的条件
【解析】【解答】GH运动产生感应电流，GH当做电源，把电流提供给EF，从而使EF受磁场力而产生运动，所以也会向左运动；拉动GH使其向右移动时，EF应向右运动．这是由于感应电流的方向和导体运动的方向有关，感应电流的方向改变，导致运动方向改变；此过程的能量的转化是：机械能转化为电能，电能又转化为机械能。故答案为：有，右，运动方向的改变，导致感应电流方向变化，导致受力方向改变，机械能-电能-机械能
【分析】导体GH在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，EF中有电流通过，其在磁场中受力运动；从决定感应电流方向的因素入手分析，结合通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关，即可确定拉动GH使其向右移动时铜棒EF的运动方向；EF中的能量转化是将机械能转化为电能，GH中的能量转化是将电能转化为机械能。
21．【答案】如图所示：
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】根据产生感应电流的条件，a是垂直纸面放置的闭合电路的部分导体，只要让导体a切割磁感线即可。
故答案：如图所示：
【分析】产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动．
22．【答案】如图所示：
【知识点】安培定则；电磁感应
【解析】【解答】感应电流的方向和磁极的方向以及导体运动的方向有关，如果磁极方向和导体运动方向都变，感应电流的方向就不变；若其中一个变，则感应电流的方向就改变．比较乙图和甲图可知，磁极的方向不变，导体运动方向发生了改变，故感应电流方向改变．比较丙图和甲可知，导体运动方向不变，磁极的方向改变，故感应电流的方向也改变。
故答案为：
【分析】由甲图可知电流与磁场方向及运动方向的关系即右手定则，则由右手定则可判出乙、丙中感应电流的方向。
23．【答案】（1）电流表指针是否偏转
（2）不正确；丙
（3）感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向有关；感应电流的方向与磁场（或磁感线）方向有关；控制变量；转换
（4）机械；电
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】（1）实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流．（2）要产生感应电流，闭合电路的部分导体在磁场中要做切割磁感线运动；如图丙，竖直移动金属棒不能切割磁感线运动，此时电路中没有产生电流，故说法“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，就会产生感应电流”是错误的，所以丙图可支持自己的判断。（3）①根据图甲和图乙的实验现象可知：磁场方向不变，导体切割磁感线运动方向改变，电流计指针的摆动方向发生改变，说明感应电流与导体的切割运动方向有关；②根据图乙和图丁的实验现象可知：导体切割磁感线运动方向不变，磁场方向不变，电流计指针的摆动方向发生改变，说明感应电流与磁场（或磁感线）有关；③感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关，根据控制变量法进行实验；电流的方向通过电流表指针的偏转方向反映出来，采用“转换法”。（4）导体运动消耗了机械能，得到了电能，所以在此过程中，机械能转化为电能。故答案为：（1）电流表指针是否偏转（2）不正确、丙（3）①感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向有关；②感应电流的方向与磁场（或磁感线）方向有关；③控制变量；转换（4）机械；电
【分析】电路中有电流时，电流表的指针转动，因此可以通过观察电流表的指针是否偏转来确定是否产生了感应电流；需要掌握产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动；控制变量法就是每一次只改变其中的某一个变量，而控制其余几个变量不变，从而研究被改变的这个变量对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决问题的方法；用能直接观测的量来显示不易直接观测量的方法叫做“转换法”；在此过程中，消耗了机械能得到了电能，所以是机械能转化为电能。
24．【答案】（1）电磁感应；发电机
（2）变化
（3）保持线圈的位置不动，对调磁铁的磁极，插入线圈
（4）动圈式话筒
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】（1）将磁铁快速向下插入螺线管时，观察到电流表原来静止在中间的指针向左偏转，这就是电磁感应现象，即常说的磁生电；利用这一原理制成了发电机；（2）当磁铁的N极分别向上运动和向下运动时，相当于线圈切割磁感线运动运动方向发生了改变，产生感应电流方向也会改变，电流表指针偏转方向改变；（3）感应电流方向与磁场方向的关系，可以控制导体运动方向不变，改变磁场方向，即保持线圈的位置不动，然后对调磁极，用另一端向下插入线圈，使电流表的指针向右偏转；（4）当人对着动圈式话筒说话时，它会产生随人的声音变化而变化的电流，即：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时能够产生感应电流。故答案为：（1）电磁感应；发电机；（2）变化；（3）保持线圈的位置不动，对调磁铁的磁极，插入线圈；（4）动圈式话筒
【分析】闭合电路的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，这就是电磁感应现象；电磁感应现象的最重要的应用是发电机；导体只有做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流；产生的感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关，当其中一个方向改变时，电流方向改变；若导体运动方向和磁场方向同时改变，电流方向不改变；动圈式话筒工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器，由此可知其工作原理是电磁感应现象。
25．【答案】（1）电流的磁效应；电磁感应、电流的热效（任写两个即可）
（2）因为陶瓷、玻璃在一般情况下不导磁也不导电，在磁场中不会产生感应电流。而铝和铜不是导磁材料，电阻率小，电流的热效应低，加热作用不明显，所以电磁炉也不能用这两种材料制作的锅具
（3）1.68×106J
（4）93.3%
（5）225圈
【知识点】热量的计算；电功与热量的综合计算；电磁感应
【解析】【解答】（1）电磁炉涉及的物理原理：①电流通过线圈时，会产生磁场；②变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质（或钢质）锅底内产生感应电流；③锅底有电阻，感应电流又会在锅底产生热效应。即电流的磁效应、电磁感应、电流的热效应三个物理原理。（2）因为陶瓷、玻璃在一般情况下不导磁也不导电，在磁场中不会产生感应电流。而铝和铜不是导磁材料，电阻率小，电流的热效应低，加热作用不明显，所以电磁炉也不能用这两种材料制作的锅具。（3）1标准大气压下，水的沸点：t=100℃水吸收的热量： （4）由 得，电磁炉正常工作，消耗的电能： 则电磁炉烧水时的效率为： ；（5）在3min内消耗的电能： 那么电能表表盘要转动圈数： 答：（1）如上所述；（2）如上所述；（2）水吸收1.68×106J的热量；（3）此电磁炉烧水时的效率是93.3%；（4）电能表表盘要转动225圈。
【分析】导体通过电流后产生热量，即电流的热效应；若导体中通过电流后，产生磁场，即电流的磁效应；电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，（故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的）；1标准大气压下水的沸点是100℃，知道水的质量、水的比热容和初温，根据 求出水吸收的热量；知道水吸收的热量和消耗的电能，根据 求出此电磁炉烧水时的效率；由电能表铭牌可知，每消耗1kW h的电能，电能表转盘转过3000转，根据电磁炉消耗的电能可以求出电能表转盘转过的圈数。
1 / 1人教版物理九年级第二十章第5节磁生电同步练习
一、选择题
1．下列设备中利用电磁感应原理工作的是（ ）
A．电磁铁 B．电动机 C．扬声器 D．麦克风
【答案】D
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】A、电磁铁是利用电流的磁效应的原理工作的，故A不符合题意；B、电动机的前提是供电，结果是产生运动，利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故B不符合题意；C、扬声器把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受力原理，故C不符合题意；D、麦克风（动圈式话筒）工作时，是人说话的声音使得线圈在磁场中运动，结果是产生电流，利用电磁感应现象原理，故D符合题意。故选D
【分析】闭合电路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；明确选择项中提到的这四个电学设备的制成原理，从而可以得到答案。
2．首先发现电磁感应现象的科学家是（ ）
A．法拉第 B．奥斯特 C．赫兹 D．库仑
【答案】A
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】A、英国物理学家法拉第最早发现了电磁感应现象，故A符合题意；B、奥斯特首先发现电流的磁效应，故B不符合题意；C、库仑发现了电荷间的相互作用，故C不符合题意；D、赫兹证实了电磁波的存在，故D不符合题意。故选：A
【分析】根据我们对于法拉第、奥斯特、赫兹和安库仑对于我们物理学的贡献来作答。
3．如图所示，在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中，保持磁体不动，闭合开关，导体ab水平向右运动，灵敏电流计指针向左偏转．下列说法正确的是（ ）
A．若导体ab水平向左运动，则灵敏电流计指针向右偏转
B．若导体ab竖直向上运动，则灵敏电流计指针向左偏转
C．若导体ab竖直向下运动，则灵敏电流计指针向左偏转
D．若导体ab向斜上方运动，则灵敏电流计指针不会偏转
【答案】A
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】解：A、由图知，当导线ab水平向右运动，则灵敏电流计指针向左偏转，若导线ab水平向左运动，切割磁感线的方向发生了变化，所以电流方向发生变化，则灵敏电流计指针应向右偏转，所以A正确；
B、若导线ab竖直向上运动，与磁感线方向平行，不切割磁感线，所以电流指针不偏转，所以B错误；
C、若导线ab竖直向下运动，与磁感线方向平行，不切割磁感线，所以电流指针不偏转，所以C错误；
D、若导线ab斜向上运动，此时切割磁感线，电路中会产生感应电流，所以电流表指针偏转，所以D错误．
故选A．
【分析】（1）产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体做切割磁感线运动．
（2）电流方向与物体切割磁感线方向或磁场方向有关．
4．关于产生感应电流的条件，下列说法中正确的是（ ）
A．任何导体在磁场中运动，都能产生感应电流
B．当闭合电路中的一部分导体在磁场中运动时，一定能产生感应电流
C．当闭合电路中的一部分导体在磁场中沿磁感线运动时，就能产生感应电流
D．当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就能产生感应电流
【答案】D
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、导体在磁场中运动，若没有闭合回路是不会产生感应电流的；即使是闭合的回路，导体的运动既可以是沿磁感线运动，也可是切割磁感线，只有切割才会产生感应电流，故A错误；B、只有闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动才能产生感应电流，如果不切割磁感线，就不会产生感应电流，故B错误；C、当闭合电路中的一部分导体在磁场中沿磁感应线运动时，不切割磁感线，即穿过闭合电路的磁通量不发生变化，则闭合电路中没有感应电流，故C错误；D、当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感应线运动时，磁通量发生变化，才一定会产生感应电流，故D正确。故选：D
【分析】产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，或只有闭合回路中的部分导体切割磁感线才能在回路中产生感应电流。
5．图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“○”表示图在磁场中分别转动到1-4位置时，运动方向已用箭头标出，图甲中的导线ab，当它下列说法正确的是（ ）
A．在位置1时，电路中不会产生感应电流
B．图甲的电路中没有电源
C．在位置3时，电路中不会产生感应电流
D．发电机产生的电流方向不变
【答案】A
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】AC、小圆圈“○”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线，它是闭合电路的一部分。由图磁感线方向水平向右，1的运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，不能产生感应电流；2、3、4的运动方向切割磁感线，能产生感应电流，故A正确，C错误；
B、发电机的原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能，发电机线圈就是电源，故B错误；
D、发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化，这种电流叫交流电，故D错误。故选A
【分析】产生感应电路的条件：①闭合电路的一部分导体；②导体切割磁感线运动。根据图示判断1、2、3、4位置按箭头方向运动时，是否切割磁感线即可判断出能否产生感应电流。产生感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关。
6．如图所示，虚线区域内的“×”为垂直纸面的磁感线．当线框从位置A向右匀速移动到位置B时，线框内产生感应电流的情况，下列说法中正确的是（ ）
A．无→有→无→有→无 B．无→有→无
C．没有感应电流 D．一直有感应电流
【答案】A
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】感应感应电流的条件可知，线框A进入磁场前，不能切割磁感线，因此无感应电流产生；当线框A从刚进入到全部进入前，上下两边没有切割磁感线，左右两边切割磁感线。当线框向右运动时，右边的导线做切割磁感线运动，其左边处于磁场外，符合产生感应电流的条件，此时有感应电流产生；当线框A全部进入磁场后，整个闭合电路都在磁场中，不是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，不符合产生感应电流的条件，因此无感应电流产生；当线框A刚从磁场中出来到全部出来前，线框左边做切割磁感线运动，符合产生感应电流的条件，此时有感应电流产生；当线框A全部出来后，不能切割磁感线，因此无感应电流产生，故A选择正确。故选A
【分析】产生感应电流的条件是：闭合电路的部分导体需要在磁场中切割磁感线。
7．如图，课外探究小组的同学，把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合回路．两个同学迅速摇动这条电线，可以发电使电流表发生偏转．你认为这两个同学朝哪个方向站立时，发电的可能性比较大？（ ）
A．朝东西方向站立 B．朝南略偏东方向站立
C．朝南北方向站立 D．朝北略偏东方向站立
【答案】A
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】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，所以当两个同学在迅速摇动电线时，总有一部分导线做切割磁感线运动，因此电路中就产生了感应电流，导致了电流表的指针偏转。要使感应电流变大，就要使导线尽可能地切割更多的磁感线，由于磁感线是南北方向的，所以两个同学东西方向站立，切割的磁感线最大，即产生的感应电流最大。故选A
【分析】电流表指针偏转，可以确定这是电磁感应现象。因此要使产生的感应电流变大，就要使导体切割更多的磁感线，结合地磁场的方向即可确定这两个同学的站立方向。
8．如图表示闭合电路的部分导体在磁场中向左运动，产生的感应电流的方向垂直纸面向外，则在下列选项中，感应电流方向正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】解：（1）和题图相比，磁场方向不变，改变了导体切割磁感线的运动方向，感应电流的方向将发生变化，变为垂直纸面向里，故A错，B正确；（2）和题图相比，磁场方向改变，导体切割磁感线的运动方向不变，感应电流的方向将发生变化，则C图电流的方向应变为垂直纸面向里；D图的电流方向应变为垂直纸面向外，故CD错误．
故选：B．
【分析】根据磁场方向不变和改变两种情况，结合产生感应电流的条件，对各个选项逐一分析即可．
9．如图所示的实验装置中，能反映发电机原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】发电机的构造和原理
【解析】【解答】A、该装置用来研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系的实验，两个电磁铁中的电流相等，线圈的匝数不同，吸引的小铁钉的数目不等说明两者的磁性强弱不同，故A不符合题意；B、该装置是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就会产生电流，是电磁感应现象，属于发电机的工作原理，故B符合题意；C、该装置是奥斯特实验，当给导体通电时，原来静止在南北方向的小磁针的指向发生了偏转，说明了电流周围存在磁场，故C不符合题意；D、该装置有电源，通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故D不符合题意。故选B
【分析】电磁铁的磁性的强弱与电流的强弱及线圈的匝数有关．发电机的工作原理是电磁感应，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流；奥斯特实验第一个揭示了电和磁之间的联系，说明了电流周围存在磁场；电动机的工作原理是磁场对电流的作用，即通电线圈在磁场中受力转动。
10．下列叙述不正确的是（ ）
A．电风扇正常工作过程中，电能主要转化为机械能
B．电能表能计量出用电器在一段时间内消耗的电能
C．我国交流电的频率是50Hz
D．奥斯特最早发现了电磁感应现象
【答案】D
【知识点】电能表参数的理解；电磁感应；交流电
【解析】【解答】A、电风扇正常工作过程中，消耗电能，风扇转动，将电能转化成机械能，故A正确，不符合题意；C、在家庭电路中，我国交流电的频率是50Hz．故C正确，不符合题意；B、电能表能计量出用电器在一段时间内消耗的电能的仪表，故B正确，不符合题意；D、奥斯特最早发现了电能产生磁，即通电导线周围存在着磁场，故D错误。故选D
【分析】电风扇正常工作过程中，消耗电能，风扇转动，将电能转化成机械能；电能表是测量用电器消耗电能的仪器；我国交流电的频率是50Hz，电压是220V；奥斯特最早发现了电能产生磁，即通电导线周围存在着磁场，法拉第发现了电磁感应现象。
11．如图所示的装置中，所有部件都静止时，小磁针亦静止于如图所示的位置．在下述四种情况下，小磁针发生偏转的是（ ）
A．磁铁不动，导线ab向左运动
B．导线ab不动，换用磁性更强的永磁体
C．导线ab不动，让蹄形磁铁沿竖直方向上下运动
D．磁铁与导线以相同的速度同时上升或下降
【答案】C
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】A、磁铁不动，ab向左运动，其运动方向跟磁感线方向平行，不切割磁感线，不产生感应电流，指针不发生偏转，故A不符合题意；B、换用磁性更强的永磁体，但没有改变运动方向，不能切割到磁感线，不能产生感应电流，指针不发生偏转，故B不符合题意；C、ab不动，磁体上下移动，导体ab切割磁感线，产生感应电流，指针发生偏转，故C符合题意；D、磁铁与导线相对静止，不切割磁感线，不产生感应电流，指针不发生偏转，故D不符合题意。故选C
【分析】电要使小磁针发生偏转，螺线管中需要有电流，电路中没有电源，需要电流中产生感应电流，从产生感应电流的条件进行考虑。磁感应现象原理告诉我们，闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动时，会产生感应电流，由此可知产生电流的条件之一是导体做切割磁感线运动。
12．若地磁场在某区域的磁场强弱和方向处处相同，小明在该区域某处竖直拿着闭合的矩形导电线圈面向南方，如图，则能使线圈中产生感应电流的操作是（ ）
A．南北移动线圈 B．将线圈转至水平
C．东西移动线圈 D．上下移动线圈
【答案】B
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】ACD、整个闭合电路都在磁场中，不是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，不符合产生感应电流的条件，因此无感应电流产生，故ACD均不符合题意；B、将线圈从竖直转至水平，闭合电路，是部分导体在磁场中做了切割磁感线运动，因此会产生感应电流，回路的有效面积发生变化，磁通量发生了变化，可以产生感应电流，故B符合题意。故选：B
【分析】产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动，即回路中的磁通量发生变化，满足上述条件，导体中才有感应电流。
二、填空题
13．小明在探究磁生电的实验中，将导线、电流表串成闭合电路，让其中一部分导体在磁场中做 磁感线运动时，导体中就产生电流。这种由于电磁感应现象而产生的电流叫做
电流。
【答案】切割；感应
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】法拉第在奥斯特的启发下，研究了磁场与电流的关系，最终通过十年的努力终于发现了电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流，这种现象叫做电磁感应；这种由于电磁感应现象而产生的电流叫做感应电流。故答案为：切割；感应
【分析】英国物理学家法拉第通过实验发现：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，这种现象叫做电磁感应现象。
14．小明同学做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右运动，发现导体棒cd也随之运动起来，则实验装置中甲部分应用的物理原理是 ；其中 （选填“甲”或“乙”）部分产生的现象与电动机的工作原理相似．
【答案】电磁感应；乙
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】解：（1）闭合开关，导体ab和cd组成一个闭合电路，闭合电路的一部分导体ab在磁场中进行切割磁感线运动，闭合电路中有了感应电流，这种现象是电磁感应现象．
（2）电路中有了感应电流之后，感应电流经过导体cd，导体cd成为通电导体在磁场中受力而运动，这是电动机的工作原理．
故答案为：电磁感应；乙．
【分析】（1）闭合电路的一部分导体在磁场做切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应现象．
（2）电动机的根据通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的．
15．利用如图所示装置探究这个现象，在这个现象中感应电流的方向与 的方向和磁感线方向有关．利用电磁感应现象可以制成 ，实现了机械能转化为电能。
【答案】导体切割磁感线；发电机
【知识点】电磁感应；发电机的构造和原理
【解析】【解答】若连通电路后，在外力作用下使导体左右移动，切割磁感应线，则电流表指针发生偏转，说明此时有感应电流产生，这是电磁感应现象，此时感应电流的方向与导体运动的方向和磁感线的方向有关；根据电磁感应现象制成了发电机，发电机将线圈运动的机械能转化为电能．故答案为：导体运动；发电机．
【分析】知道通电螺线管周围存在磁场，并且其磁感线与条形磁体的磁感线相似；掌握英国物理学家法拉第的发现及贡献。
16．一般发电机产生的交流电，即感应电流的大小和呈周期性 变化，这种电叫 。我国电网以供电，额定电压是 V，频率是 Hz，电流每秒改变 次方向。
【答案】方向；交流电；220；50；100
【知识点】电压和电压的单位换算；交流电
【解析】【解答】发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化，这种电流叫交流电；我国电网以交流电供电．额定电压是220V，频率是50Hz，意思是电流1s经过50个周期，一个周期电流改变2次，50个周期电流改变100次．故答案为：方向；交流电；交流电；220；50；100
【分析】交流电的方向和电流大小做周期性变化．我国照明电路中用的是方向和大小不断变化的电流，这种电流是交流电。我国家庭电路的电压、交变电流的周期、频率及其意义。
17．如图所示的装置，当条形磁体插入线圈的过程中，灵敏电流计的指针 （填“会”或“不会”）发生偏转，在这个闭合电路中 相当于电源。
【答案】会；线圈
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】当条形磁体插入线圈的过程中，相当于线圈做切割磁感线运动，产生感应电流，因此灵敏电流计的指针发生偏转，该现象就是电磁感应现象，即消耗了机械能，产生了电能，此时的线圈相当于电源。故答案为：会；线圈
【分析】在闭合电路中，导线做切割磁感线运动时会产生感应电流。
18．如图所示，质量和形状完全相同的金属线框A和塑料线框B，从同一高度同时自由落下，途中经过某一磁场区域（“×”表示磁场方向垂直纸面向里）．不计空气阻力，两线框
先落地，你的判断依据 。
【答案】B；A经过磁场时，由于电磁感应，阻碍了线圈下落
【知识点】磁场对通电导线的作用；左手定则；电磁感应
【解析】【解答】金属框由静止自由下落到地面的过程中，在进入或离开磁场时金属框通过磁场会产生感应电流，有一部分机械能转化为电能，所以在此过程中金属框机械能减少；塑料框由静止自由下落到地面的过程中，塑料框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，机械能守恒；又因为金属框和塑料框质量相等，在最高点时，重力势能相等，因此，在落地时线圈A的动能小于线圈B的动能，可见A的下落速度小于B的下落速度，B先落地．故答案为：B；A经过磁场时，由于电磁感应，阻碍了线圈下落．
【分析】从能的转化角度分析，金属框和塑料框质量相等，在最高点时，重力势能相等，分析金属框和塑料框的区别，根据电磁感应的知识进行分析．
19．如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根与电磁铁连接的导体棒ab，当ab棒水平向右运动时，小磁针N极顺时针转动．如果要小磁针N极逆时针转动，可行的操作是 。经过这个实验，某同学认为：电路中有电流不一定需要电源．你认为该同学的观点 （“是”或“不”）正确的。
【答案】对调磁极，ab仍然向右运动（或保持磁极不变，使ab棒向左运动）；不
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】蹄形磁体的磁场方向不变，导体棒运动方向相反，产生的感应电流反向，螺线管产生的磁场方向反向，小磁针N极转动方向发生改变；导体棒ab的运动方向不变，蹄形磁体的磁场方向反向，产生的感应电流反向，螺线管产生的磁场方向反向，小磁针N极转动方向发生改变；电路中要有电流必须存在电源，而且电路必须闭合。故答案为：对调磁极，ab仍然向右运动（或保持磁极不变，使ab棒向左运动）；不
【分析】导体棒运动，切割磁感线产生了感应电流，电流流过螺线管，在螺旋管中电流产生的磁场作用下，小磁针发生偏转；如果导体棒切割磁感线的运动方向或蹄形磁体的磁场方向与原来的方向相反，导体棒切割磁感线产生的感应电流方向就与原来的感应电流的方向相反，小磁针的偏转方向就与原来的偏转方向相反；电路中有电流的条件是有电源和电路是通路，缺一不可。
20．如图所示，AB和CD是两根固定且平行的水平金属导轨，符号×表示垂直于纸面指向纸面里的磁场的磁感线．现将铜棒EF和GH垂直放在滑轨上，当拉动GH使其向左移动时，发现EF也向左移动，说明铜棒里 （选填“有”或“无”）电流产生，EF受到的是磁场力的作用．当拉动GH使其向右移动时，EF应向 （选填“左”或“右”）移动，理由是： ；此过程中能量的转化是： 。
【答案】有；右；运动方向的改变，导致感应电流方向变化，导致受力方向改变；机械能-电能-机械能
【知识点】磁场对通电导线的作用；电磁感应；产生感应电流的条件
【解析】【解答】GH运动产生感应电流，GH当做电源，把电流提供给EF，从而使EF受磁场力而产生运动，所以也会向左运动；拉动GH使其向右移动时，EF应向右运动．这是由于感应电流的方向和导体运动的方向有关，感应电流的方向改变，导致运动方向改变；此过程的能量的转化是：机械能转化为电能，电能又转化为机械能。故答案为：有，右，运动方向的改变，导致感应电流方向变化，导致受力方向改变，机械能-电能-机械能
【分析】导体GH在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，EF中有电流通过，其在磁场中受力运动；从决定感应电流方向的因素入手分析，结合通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关，即可确定拉动GH使其向右移动时铜棒EF的运动方向；EF中的能量转化是将机械能转化为电能，GH中的能量转化是将电能转化为机械能。
三、作图题
21．如丙图所示，a是垂直纸面放置的闭合电路的部分导体，请画出能产生感应电流的一种导体运动方向（用箭头表示）．
【答案】如图所示：
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】根据产生感应电流的条件，a是垂直纸面放置的闭合电路的部分导体，只要让导体a切割磁感线即可。
故答案：如图所示：
【分析】产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动．
22．图中甲图的a是闭合电路的导体在磁场中的横截面，⊙表示导体按箭头运动时产生的感应电流方向．根据甲图的情况标出乙、丙中○内的感应电流方向。
【答案】如图所示：
【知识点】安培定则；电磁感应
【解析】【解答】感应电流的方向和磁极的方向以及导体运动的方向有关，如果磁极方向和导体运动方向都变，感应电流的方向就不变；若其中一个变，则感应电流的方向就改变．比较乙图和甲图可知，磁极的方向不变，导体运动方向发生了改变，故感应电流方向改变．比较丙图和甲可知，导体运动方向不变，磁极的方向改变，故感应电流的方向也改变。
故答案为：
【分析】由甲图可知电流与磁场方向及运动方向的关系即右手定则，则由右手定则可判出乙、丙中感应电流的方向。
四、实验探究题
23．在“探究感应电流的产生”的实验中，小颖同学的四次实验情况分别如图所示．
（1）实验中我们通过观察 来判断是否有感应电流产生；
（2）有同学说：“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，就会产生感应电流．”你认为他的说法正确吗？ ，图 可支持你的结论；
（3）为了探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系；
①根据图甲和图乙的实验现象可以得出结论： ；
②根据图乙和图丁的实验现象可以得出结论： 。
③在上述探究过程中，用到的物理研究方法是 法和 法；
（4）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是 能转化为 能。
【答案】（1）电流表指针是否偏转
（2）不正确；丙
（3）感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向有关；感应电流的方向与磁场（或磁感线）方向有关；控制变量；转换
（4）机械；电
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】（1）实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流．（2）要产生感应电流，闭合电路的部分导体在磁场中要做切割磁感线运动；如图丙，竖直移动金属棒不能切割磁感线运动，此时电路中没有产生电流，故说法“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，就会产生感应电流”是错误的，所以丙图可支持自己的判断。（3）①根据图甲和图乙的实验现象可知：磁场方向不变，导体切割磁感线运动方向改变，电流计指针的摆动方向发生改变，说明感应电流与导体的切割运动方向有关；②根据图乙和图丁的实验现象可知：导体切割磁感线运动方向不变，磁场方向不变，电流计指针的摆动方向发生改变，说明感应电流与磁场（或磁感线）有关；③感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关，根据控制变量法进行实验；电流的方向通过电流表指针的偏转方向反映出来，采用“转换法”。（4）导体运动消耗了机械能，得到了电能，所以在此过程中，机械能转化为电能。故答案为：（1）电流表指针是否偏转（2）不正确、丙（3）①感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向有关；②感应电流的方向与磁场（或磁感线）方向有关；③控制变量；转换（4）机械；电
【分析】电路中有电流时，电流表的指针转动，因此可以通过观察电流表的指针是否偏转来确定是否产生了感应电流；需要掌握产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动；控制变量法就是每一次只改变其中的某一个变量，而控制其余几个变量不变，从而研究被改变的这个变量对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决问题的方法；用能直接观测的量来显示不易直接观测量的方法叫做“转换法”；在此过程中，消耗了机械能得到了电能，所以是机械能转化为电能。
24．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）小华将磁铁快速向下插入螺线管时，观察到电流表原来静止在中间的指针向左偏转，这个现象叫 现象，可以利用这种现象来制造： （选填“发电机”或“电动机”）
（2）当磁铁的N极分别向上运动和向下运动时，电流表指针偏转方向 （填“变化”或“不变”）。
（3）等电流表的指针恢复到中间位置静止后，要使电流表的指针向右偏转，可以采用的正确方法是_： 。
（4）学校的广播系统中，其中 是利用这个原理工作的。
【答案】（1）电磁感应；发电机
（2）变化
（3）保持线圈的位置不动，对调磁铁的磁极，插入线圈
（4）动圈式话筒
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】（1）将磁铁快速向下插入螺线管时，观察到电流表原来静止在中间的指针向左偏转，这就是电磁感应现象，即常说的磁生电；利用这一原理制成了发电机；（2）当磁铁的N极分别向上运动和向下运动时，相当于线圈切割磁感线运动运动方向发生了改变，产生感应电流方向也会改变，电流表指针偏转方向改变；（3）感应电流方向与磁场方向的关系，可以控制导体运动方向不变，改变磁场方向，即保持线圈的位置不动，然后对调磁极，用另一端向下插入线圈，使电流表的指针向右偏转；（4）当人对着动圈式话筒说话时，它会产生随人的声音变化而变化的电流，即：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时能够产生感应电流。故答案为：（1）电磁感应；发电机；（2）变化；（3）保持线圈的位置不动，对调磁铁的磁极，插入线圈；（4）动圈式话筒
【分析】闭合电路的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，这就是电磁感应现象；电磁感应现象的最重要的应用是发电机；导体只有做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流；产生的感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关，当其中一个方向改变时，电流方向改变；若导体运动方向和磁场方向同时改变，电流方向不改变；动圈式话筒工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器，由此可知其工作原理是电磁感应现象。
五、综合应用题
25．如图所示是描述电磁炉原理的示意图．炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便能起到加热物体的作用．因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用．对于锅的选择，方法很简单，只要锅底能吸住磁铁的就能用．适合放在电磁炉上烹饪的器具有：不锈钢锅（壶）、平底铁锅；不适用的有：陶瓷锅（壶）、圆底铁锅、耐热玻璃锅、铝锅（壶）、铜锅（壶）等。现找到某一电磁炉的规格如表所示。
型号 JYC～15B
额定电压 220V
额定功率 1500W
温度调节范围 70℃～150℃
机体尺寸 340×310×65（mm）
净重 约3.5kg
（1）在电磁炉加热食物的过程中涉及到的物理原理有（回答2个即可）
a、 ；b、 。（其他合理即可）
（2）电磁炉的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是什么？电磁炉所用的锅不能铝锅、铜锅的原因是什么？
（3）1标准大气压下，锅内装有5kg、20℃的水，电磁炉通电把水加热到沸腾，水至少吸收多少热量？
（4）把上述水烧开，电磁炉正常工作需要20min．求此电磁炉烧水时的效率是多少？
（5）家中安装了标有“220V20A，3000R/kW h”的电能表，若仅有此电磁炉工作时，在3min内，电能表表盘要转动多少圈？
【答案】（1）电流的磁效应；电磁感应、电流的热效（任写两个即可）
（2）因为陶瓷、玻璃在一般情况下不导磁也不导电，在磁场中不会产生感应电流。而铝和铜不是导磁材料，电阻率小，电流的热效应低，加热作用不明显，所以电磁炉也不能用这两种材料制作的锅具
（3）1.68×106J
（4）93.3%
（5）225圈
【知识点】热量的计算；电功与热量的综合计算；电磁感应
【解析】【解答】（1）电磁炉涉及的物理原理：①电流通过线圈时，会产生磁场；②变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质（或钢质）锅底内产生感应电流；③锅底有电阻，感应电流又会在锅底产生热效应。即电流的磁效应、电磁感应、电流的热效应三个物理原理。（2）因为陶瓷、玻璃在一般情况下不导磁也不导电，在磁场中不会产生感应电流。而铝和铜不是导磁材料，电阻率小，电流的热效应低，加热作用不明显，所以电磁炉也不能用这两种材料制作的锅具。（3）1标准大气压下，水的沸点：t=100℃水吸收的热量： （4）由 得，电磁炉正常工作，消耗的电能： 则电磁炉烧水时的效率为： ；（5）在3min内消耗的电能： 那么电能表表盘要转动圈数： 答：（1）如上所述；（2）如上所述；（2）水吸收1.68×106J的热量；（3）此电磁炉烧水时的效率是93.3%；（4）电能表表盘要转动225圈。
【分析】导体通过电流后产生热量，即电流的热效应；若导体中通过电流后，产生磁场，即电流的磁效应；电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，（故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的）；1标准大气压下水的沸点是100℃，知道水的质量、水的比热容和初温，根据 求出水吸收的热量；知道水吸收的热量和消耗的电能，根据 求出此电磁炉烧水时的效率；由电能表铭牌可知，每消耗1kW h的电能，电能表转盘转过3000转，根据电磁炉消耗的电能可以求出电能表转盘转过的圈数。
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