粤沪版物理九下同步训练：17.3 发电机为什么能发电
一、选择题
1．（2023九下·鄂城月考）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
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】A．线圈振动，切割永磁体的磁感线产生电流，属于电磁感应现象，A符合题意；
B．通电导体在磁场中受力是电动机的原理，B不符合题意；
C．这里是没有利用电流的磁效应，C不符合题意；
D．振膜上的线圈左右振动，电流方向改变，不是直流电，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】导体做切割磁感线运动产生电流，属于电磁感应现象。
2．（2022九下·江阴月考）在科学晚会上，小明所在的科技小组展示了一个“隔板推物”的节目，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．甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器
B．推动甲线圈摆动时电能转化为机械能
C．乙线圈随之摆动时机械能转化为电能
D．乙线圈摆动的原理是电磁感应现象
【答案】A
【知识点】磁场对通电导线的作用；电磁感应
【解析】【解答】用手推动甲线圈摆动时，线圈甲的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，闭合的回路中有感应电流产生，是发电机的工作原理，工作时将机械能转化为电能。乙线圈随之摆动，乙线圈摆动的原理是通电导体在磁场中受力的作用，是电动机的工作原理，所以甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器，工作时将电能转化为机械能，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】闭合电路中线圈一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，有感应电流产生，是电磁感应现象；通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理。
3．（2022九下·鄂州月考）磁卡的应用已经十分广泛，刷卡开锁就是一种应用，开锁时将带有磁条的卡靠近感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，读取解锁信息。图中能反映刷卡读取信息原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】磁场对通电导线的作用；电磁感应
【解析】【解答】带有磁条的卡靠近感应器，检测头的线圈便会产生变化的电流，那么此时的卡相当于在带有磁性的感应器中做切割磁感线运动，线圈中便会产生感应电流，这是电磁感应现象。
A．图A是奥斯特实验，是电流的磁效应，A不符合题意；
B．图B中，闭合形状，线圈有电流通过，会产生磁场，是电流的磁效应，B不符合题意；
C．图C中，导线在磁场中做切割磁感线运动，电流表指针发生偏转，电磁感应现象，C符合题意；
D．闭合形状，通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】闭合电路的部分导体切割磁感线时，产生电流，是电磁感应现象。
二、填空题
4．（2023九下·武威期中）通电线圈附近的小磁针静止时N极指向如图所示，则电源A端为 极；利用通电线圈在磁场中受力转动可制成 （选填“发电机”或“电动机”）。若两轮电动车下坡时将电源输出关闭，就变成了“发电机”，它的工作原理是 。该车自身重力为600N，每个车轮与地面的接触面积为0.01m2，车胎能承受的最大压强为2×105 Pa，求该车的最大载重量是 N。
【答案】负；电动机；电磁感应现象；3400
【知识点】压强的大小及其计算；安培定则；电磁感应；发电机的构造和原理
【解析】【解答】根据异名磁极相吸可知通电线圈右侧为S极，通过安培定则得出通电线圈中电流流向是从上到下，然后判断电源正负极；通电线圈本身带电，在磁场中受力转动属于电动机；发电机是利用导体在磁场中做切割磁感线运动从而产生电流，是电磁感应现象；车为两轮电动车，车胎承受最大压力为，则最大载重量为G载=4000N-600N=3400N
【分析】本题考查磁极间的相互作用规律和安培定则，利用二者判断通电线圈上电源的正负极；知道电动机和发电机的工作原理以及电磁感应现象在发电机上的运用；首先求出车胎承受的最大压力，从而求出最大载重量，注意车是两轮。
5．（2023九下·河西开学考）如图所示，有一种“能量收集船”通过破浪推动船体内侧的“工作臂”带动船内线圈切割磁感线，从而获得电能，并储存起来，该：“能量收集船”的发电原理是 现像，将 能转化为电能．
【答案】电磁感应；机械
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】“工作臂”带动船内线圈切割磁感线，从而获得电能，由切割磁感线运动获得电能，是电磁感应现象，机械能转化为电能．
【分析】由切割磁感线运动获得电能，是电磁感应现象，机械能转化为电能。
6．（2022九下·重庆市月考）英国物理学家 发现了著名的电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，在导体中产生 的现象
【答案】法拉第；电流
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】英国物理学家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，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流。
【分析】产生感生电流的条件：①电路必须闭合；②只是电路的一部分导体在磁场中；③这部分导体做切割磁感线运动。
7．（2022九下·哈尔滨开学考）如图所示，若使导体ab在磁场中做切割磁感线运动，灵敏电流表指针便发生偏转，这是 现象，根据这一原理制成了 机。
【答案】电磁感应；发电机
【知识点】发电机的构造和原理
【解析】【解答】若使导体ab在磁场中做切割磁感线运动，灵敏电流表指针便发生偏转，这是电磁感应现象；发电机就是利用电磁感应原理制成的。
【分析】电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象。
8．（2020九下·湛江开学考）如图所示，导线在磁场中做切割磁感线的运动时，导线中就会产生电流，该现象说明 （选填“磁能生电”或“电能生磁”），法拉第根据该实验揭示的原理发明了 。
【答案】磁能生电；发电机
【知识点】发电机的构造和原理
【解析】【解答】通过实验可知：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，这是电磁感应现象，说明磁能生电；法拉第根据该实验揭示的原理发明了发电机。
【分析】电磁感应说明机械能可以转化为电能，是发电机的工作原理。
三、实验探究题
9．（2022九下·吉林月考）请按要求完成下列各实验：
（1）在如图甲所示的电路中，当开关闭合时，发现导体棒沿着水平金属轨道向左运动，这个现象说明 。
（2）如图乙所示，使金属棒快速水平向右运动，发现灵敏电流计的指针向左偏转，这表明电路中产生了电流，其物理原理是 现象。
（3）如图丙是电吉他主要部件的基本结构图，当接通电源，拨动金属弦产生振动时，与电磁铁，磁场互动产生电信号。其工作原理与图 所示的电路相同。
（4）请在图丙中标出此时螺线管中的电流方向。
【答案】（1）通电导体在磁场中受力运动
（2）电磁感应
（3）乙
（4）
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程；电磁感应；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】 (1)导体棒沿着水平金属轨道向左运动，这个现象说明通电导体在磁场中受力运动；
(2)金属棒快速水平向右运动，发现灵敏电流计的指针向左偏转，这表明电路中产生了电流，其物理原理是电磁感应现象；
(3)根据图丙可知，没有电源，通过拨动弦转化为电信号，最后转为声音信号，因此该过程为电磁感应现象，与发电机原理相同，即与乙的原理相同；
(4)由右手螺旋定则可知螺线管中电流由上端流入，下端流出，如图所示：
【分析】 (1 )通电导线在磁场中会受到力的作用；
(2) (3)闭合回路的部分导体切割磁感线运动时回路中会产生电流，这种现象叫电磁感应现象；
(4)根通电螺线管的磁极用安培定则判断电流的方向。
10．（2019九下·峄城月考）发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究．
（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中 (填“有”或“无”)电流产生．
（2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流．”但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动．”为验证猜想，它们继续探究，并把观察到的现象记录如下：
序号 磁体摆放方向 ab运动方向 电流计指针偏转情况
1 N极在上 竖直上下运动 不偏转
2 水平向左运动 向右偏转
3 水平向右运动 向左偏转
4 N极在下 竖直上下运动 不偏转
5 水平向左运动 向左偏转
6 水平向右运动 向右偏转
分析现象后，同学们一致认为小芳的观点是 (填“正确”或“错误”)的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟 有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟 有关．
（3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在 中做 运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家 发现．
【答案】（1）无
（2）错误；导体运动方向；磁极方向
（3）磁场；切割磁感线；法拉第
【知识点】发电机的构造和原理；探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】（1）灵敏电流计G没有发生偏转，说明电路中无电流产生。
（2）小芳的观点是错误的，因为导体上下运动时，没有产生电流。第2次和第3次的实验发现导体的运动方向不同，产生的电流方向也不同。第3次和第6次的实验中导体的运动方向相同，但磁极方向不同，故产生的电流方向还跟磁极方向有关。
（3）只要闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生感应电流。这是英国物理学家法拉第发明的。
故答案为：（1）无；（2）错误；导体运动方向；磁极方向；（3）磁场；切割磁感线；法拉第
【分析】本题对电磁感应定律进行了研究，在研究过程中使用了控制变量法。通过6组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，电路中会产生感应电流，且感应电流方向与导体运动方向及磁极方向有关。
11．（2019九下·韶关月考）发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究。
（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中 (填“有”或“无”)电流产生。
（2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流计指针发生了偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可以产生电流．”但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动．”为验证猜想，他们继续探究，并把观察到的现象记录如表。
分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是 (填“正确”或“错误”)的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟 有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟 有关。
（3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流计的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在 中做 运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家 发现。
（4）该过程中的能量转化方式为 转化为 。
【答案】（1）无
（2）正确；导体的运动方向；磁场方向
（3）磁场；切割磁感线；法拉第
（4）机械能；电能
【知识点】发电机的构造和原理
【解析】【解答】（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，此时导体没有做切割磁感线运动，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中无电流产生；
（2）根据表格中的信息可知，当导体在磁场中运动时，电流计指针不一定偏转，说明不一定产生电流，故小芳的观点是正确的；比较第2、3次实验现象发现，磁场方向相同，导体运动的方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向跟导体运动方向有关；
比较第3、6次实验现象发现，导体运动的方向相同，磁场方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向还跟磁场方向有关；
（3）电路闭合时，不论是导体运动还是磁体运动，导体在磁场中都会做切割磁感线运动，所以导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应，这是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家法拉第发现的。
（4）在电磁感应现象中，闭合电路一部分导体做切割磁感线运动，产生感应电流，是把机械能转化为电能；
故答案为：（1）无；（2）正确；导体的运动方向；磁场方向；（3）磁场；切割磁感线；法拉第；（4）机械能；电能；
【分析】（1）根据产生感应电流的条件分析
（2）根据表中的信息分析小芳的观点，根据控制变量法得出实验结论；
（3）闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应现象。
12．（2023九下·湘潭期中）如图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关后，铜棒ab、灵敏电流计和开关组成闭合电路。
（1）若使铜棒ab沿竖直方向运动，则灵敏电流计的指针 （选填“会”或“不会”）发生偏转；
（2）要使灵敏电流计的指针发生偏转，可行的操作是 （写出一种即可）；
（3）要使灵敏电流计指针偏转的方向发生改变，可以采取的两种方法：① ；② ；
（4）电路中感应电流的大小除了与铜棒运动的快慢有关外，还与 有关。
【答案】（1）不会
（2）铜棒ab左右运动（铜棒ab斜向上或斜向下运动，磁体左右运动等）
（3）改变磁场方向；改变铜棒ab的运动方向
（4）磁场强弱
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】（1）根据图片可知，蹄形磁铁的磁场方向沿竖直方向，则当铜棒ab沿竖直方向运动时，二者平行，此时铜棒不切割磁感线运动，不产生感应电流，那么灵敏电流计的指针不会发生偏转。
（2）根据图片可知，铜棒ab沿左右方向、斜上方或斜下方运动时，都会切割磁感线，从而产生感应电流；
（3）要使灵敏电流计指针偏转的方向发生改变，可以采取的两种方法：①改变磁场方向；②改变铜棒ab的运动方向；
（4）电路中感应电流的大小除了与铜棒运动的快慢有关外，还与磁场强弱有关。
【分析】（1）（2）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；
（3）感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关，据此分析解答。
（4）根据影响感应电流大小的因素解答。
13．（2023九下·东台月考）
（1）在探究“通电螺线管的外部磁场”实验中，设计了如图甲电路。
小明猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中，他将开关S从l换到2上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，此时调节滑动变阻器是为了 ，来研究通电螺线管磁场强弱与 的关系；
（2）为了探究“感应电流产生的条件”，小明将铁架台、导体AB、小量程电流表、蹄形磁体、开关和若干导线按图乙连接。
①断开开关，无论怎么移动导体AB，电流表指针都不偏转；闭合开关，他左右移动导体AB，发现指针发生了摆动，又上下移动导体AB时，指针基本不偏转。由此可得出了感应电流的产生条件为：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动；
②实验中，小明在电路闭合时将导体AB向右移动一段距离后松开手，发现导体AB左右摆动，此时小量程电流表的指针 （左右摆动/偏向一边/静止不动）。导体AB摆动过程中，如果不计空气阻力及导线悬挂点的摩擦，导体AB的机械能将 （变大/变小/不变）；
③把电流表换成电池组，闭合开关，发现导体AB向左运动，若要使导体AB向右运动可以 （提供一种方法）。根据这一原理可以制成 （发电机/电动机）。
【答案】（1）控制电流大小不变；线圈匝数
（2）切割磁感线；左右摆动；变小；图乙中，将电流表换成电池组，闭合开关，则通电导体AB在磁场中受到作用力而运动，其受到的作用力与电流方向和磁场方向有关，想改变AB的运动方向，可改变电流方向，即将电源的正负极对调，或改变磁场方向，将磁体的两极对调。；电动机
【知识点】通电螺线管的磁场；安培定则；探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】（1）通电螺线管的磁场与电流及线圈的匝数有关，将开关S从1换到2，螺线管匝数变少了，则此操作探究的是螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。在此过程中，线圈接入电路的阻值发生变化，通过电路的电流发生变化，据控制变量法，应保持通过螺线管的电流不变，所以通过调节变阻器的滑片来保持电流不变。
（2）①断开开关时，电路断路，移动导体AB，电流表指针不偏转；闭合开关，左右移动导体AB，AB此时做切割磁感线运动，且电路通过，电流表指针偏转；开关保持闭合，AB上下移动，不是做切割磁感线运动，电流表指针不偏转，由此可得：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，有感应电流产生。
②松手后，AB在闭合电路中作切割磁感线运动，所以有感应电流产生，磁场方向不变，切割磁感线运动的方向不同，产生感应电流的方向不同，电流表指针左右摆动。
AB在摆动过程中，不计空气阻力及摩擦时，将机械能转化为电能，所以AB的机械能减少。
③图乙中，将电流表换成电池组，闭合开关，则通电导体AB在磁场中受到作用力而运动，其受到的作用力与电流方向和磁场方向有关，想改变AB的运动方向，可改变电流方向，即将电源的正负极对调，或改变磁场方向，将磁体的两极对调。
通电导体在磁场中受到力的作用而运动，是将电能转化为机械能，这是电动机的工作原理。
【分析】（1）探究电磁铁磁性强弱和线圈匝数的关系时需要改变线圈匝数，但保持电流大小不变；
（2）探究感应电流产生的条件时，导线需要切割磁感线；导体中产生的电流方向和切割方向有关；电路中有电源和磁场时，可以探究磁场对电流的作用，实际应用有电动机。
14．（2022九下·湖南月考）在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：
（1）请在图甲中标出经过A点的磁感线的方向。
（2）如图乙所示，将闭合电路中的导线ab放在蹄形磁体的磁场中，导线ab左右运动时，电流表指针 。这一现象在生活中的应用有 。
（3）探究感应电流方向与导体切割磁感线方向的关系时，应该保持 的方向不变。
（4）小明猜想磁场强弱会影响感应电流大小，于是他设计了图丙所示的电磁铁代替原有磁体再次实验，此时需要在图乙的电路中再接入的元件是
。
【答案】（1）在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出回到S极，根据蹄形磁体的上端N极，下端为S，所以可以确定磁感线的方向是向下的，如图所示；
（2）偏转；发电机
（3）磁场
（4）滑动变阻器
【知识点】磁感线及其特点；通电螺线管的磁场；探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】（1） 在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出回到S极，根据蹄形磁体的上端N极，下端为S，所以可以确定磁感线的方向是向下的，如图所示：
（2） 将闭合电路中的导线ab放在蹄形磁体的磁场中，导线ab左右运动时，导线ab做切割磁感线运动，闭合回路中会产生感应电流，所以电流表指针偏转；这是磁生电，生活中发电机就是用这一原理制成的；
（3）探究感应电流方向与导体切割磁感线方向的关系时，应该保持磁场方向不变；
（4）小明猜想磁场强弱会影响感应电流大小，于是他设计了图丙所示的电磁铁代替原有磁体再次实验，此时需要在图乙的电路中再接入滑动变阻器，通过滑动滑片改变电路中电流。
【分析】（1） 在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出回到S极；
（2） 电磁感应现象：闭合回路的部分导体做切割磁感线运动，闭合回路中会产生感应电流；
（3）感应电流方向与导体切割磁感线方向和磁场方向都有关，需要应用控制变量法逐一探究；
（4）电路中接入滑动变阻器，通过滑动滑片，改变电路中电阻，达到改变电路中电流的目的。
四、科普阅读题
15．（2022九下·海安月考）无链条电动自行车，被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它相比传统自行车具有很多优点如：省力、耐用、安静、灵便、结构简单等，因此，无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。如图所示为一种在售的无链条电动自行车。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量；也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能，可转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进。因此使骑行者骑得更省力，同时能减少对环境的污染。为了保证电动车的续航能力，该车采用了能量密度大的锂电池，其能量密度达160Wh/kg。能量密度为存储能量与电池质量的比值。
整车 整车质量 40kg
最大车速 26km/h
最大噪声 <30dB
锂电池 电压 36V
容量 10Ah
电动机 额定功率 180W
（1）脚踩踏板获得的能量转变为电能，与其工作原理相同的是____；
A． B．
C． D．
（2）电动车行驶时极为安静，这是从 （选填“声源处”或“传播途中”）减弱噪声，与汽车相比，电动车启动较快的原因之一是因为其质量小，具有的 较小；
（3）图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为 J，锂电池的质量为 kg。
（4）测试时若质量为60kg的骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，在平直路面上可连续匀速行驶2.7×104m，已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.04倍，电动机的效率为 。若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，这种“混合动力驱动”可使车连续匀速行驶3.6×104m，则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为 （g取10N/kg）。
（5）如图为充电器过热保护的模拟控制电路。R1是滑动变阻器，R2是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。当R1两端电压U1增大到一定值时，控制电路将切断充电电路，实现对充电器的保护。电源电压设定为10V，当R1接入电路的阻值为6 时，R2的电功率为4W，此时加热电路恰好被切断。若预设的充电器的温度相对较低，则控制电压U1是 V。
【答案】（1）A
（2）声源处；惯性
（3）1.296×106；2.25
（4）83.3%；1∶3
（5）4
【知识点】热机的效率；惯性及其现象；防治噪声的途径；电功的计算；发电机的构造和原理
【解析】【解答】（1）脚踩踏板获得的能量转变为电能，是由机械能转化为电能，利用的是电磁感应现象，是发电机的工作原理。
A．图像探究的发电机的工作原理，是电磁感应现象，A符合题意；
B．图像是奥斯特实验，探究的是电流与磁场的关系，B不符合题意；
C．图像探究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，C不符合题意；
D．图像探究的是电动机的的工作原理，电能转化为机械能，D不符合题意。
故答案为：A。
（2）电动车行驶时极为安静，是因为没有链条，防止了噪声的产生，故是在声源处减弱噪声。
惯性与质量有关，质量大惯性大，电动车质量小，因此惯性较小，即越容易改变运动状态，故可以启动较快。
（3）由表格的数据可知，锂电池储存的电能为W=UIt=36V×10Ah=360Wh=360W×3600s=1.296×106J
根据能量密度的定义，由能量密度达160Wh/kg可得，锂电池的质量
（4）在平直路上行驶时，对地面的压力F压=G总=mg=(m车+m人)g=(40kg+60kg)×10N/kg=1000N
电动车在平直路面上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，故电动车的牵引力F牵=f=0.04F压=0.04×1000N=40N
电动车做的功W’=F牵s=40N×2.7×104m =1.08×106J
电动机的效率
人提供的能量可使电动车行驶的距离s人=s总-s电=3.6×104m-2.7×104m=0.9×104m
则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为W人∶W电=s人∶s电=0.9×104m∶2.7×104m=1∶3
（5）当R1接入电路的阻值为6 时，控制电压为U1，电路中的电流
热敏电阻的电压U2=U-U1=10V- U1
R2的电功率P= U2I
则有
解得U1=4V或U1=6V
若预设的充电器的温度相对较低，由题意可知需要R2的阻值较大，则电路中的电流较小，则必须使U1较小，故控制电压U1是4V。
【分析】（1）脚踩踏板获得的能量转变为电能是安装了发电装置，原理是利用电磁感应现象制成的。
（2）减弱噪声的途径：(1)在声源处减弱；(2)在传播过程中减弱；(3)在人耳处减弱。
惯性是物质本身的一种属性，惯性大小只与物体的质量有关；
（3）从材料中可以看出，该电池的电压和电量，根据公式W=UIt可求它充足电后所储存的电能；已知能量密度，根据存储能量求出电池质量。
（4）根据阻力的大小求出动力，利用W=Fs求出所做的机械功，利用η=求出电动机的效率；根据“混合动力驱动”时人所提供的能量等于总能量减去“电力驱动”时锂电池提供的能量，然后即可求二者之比。
（5）根据欧姆定律和串联电路的特点得出控制电压的表达式，即可解答求出控制电压。
16．（2022九下·丰县月考）阅读材料，回答问题。
人工心脏泵
血液是人体输送氧气与营养的主要载体，心脏就像发动机，为这一输送提供了动力．医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。
如图甲是该装置的示意图，线圈AB固定在用某种金属材料制成的活塞柄上，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动．活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启．手术时，还需要利用电磁血流计来检测血流速度和血流量（血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积），其示意图如图乙所示．使用时，将血管放置于两磁极之间，两金属电极a、b与血管壁接触，就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度。
（1）甲图中，当线圈中的电流从B流向A时，活塞向 （选填“左”或“右”）运动；
（2）线圈AB所固定的活塞柄适宜用下列哪种金属材料制作（ ）
A．铜 B．铁 C．银 D．铝合金
（3）电磁血流计的原理与 （选填“电动机”或“发电机”）的原理相似；
（4）若某次测得血液匀速流动的速度为0.2m/s，血流量为10-4m3/s，则对应血管的横截面积为 m2。
【答案】（1）右
（2）B
（3）发电机
（4）0.0005
【知识点】安培定则；电磁铁的构造和原理；发电机的构造和原理
【解析】【解答】（1）当线圈中的电流从A流向B时，由右手螺旋定则知道，螺线管左端为S极，此时异名磁极相互吸引，故活塞右移。
（2）根据题意知道，通电时线圈与活塞柄组成的系统相当于电磁铁，因此活塞柄适合的材料铁，这样可使电磁铁的磁性增强，B符合题意。
故答案为：B。
（3）血液流动就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度，因此其原理相当于发电机，将机械能转化为电能。
（4）已知v=0.2m/s，血流量为10-4 m3/s，所以血管的横截面积
【分析】（1）由右手螺旋定则可知电磁铁的磁极，由磁极间的相互作用可知活塞的移动方向，则可知血液的流动方向；根据人体血液循环分析是直流电还是交流电。
（2）血液是导体，食用油是绝缘体。
（3）血液流动就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度，能量：机械能转化为电能，故原理与发电机原理相似。
（4）根据题中的血流速度和血流量，求出管的横截面积。
五、综合题
17．（2020九下·汕头开学考）阅读短文，回答问题：
电磁流量计
电磁流量计是利用法拉第电磁感应原理制成的用来检测导电液体流量（液体在单位时间内通过某横截面的体积）和流速的仪表。
如图甲是用来检测血流速度和血流量的电磁流量计，又称电磁血流计。其原理如图乙所示，使用时，将血管放置于两磁极之间，金属电极A、B与血管壁接触，仪表与电极A、B相连。血液在血管中流动时，A、B间就会有电压，电流通过仪表从而显示出血流速度和流量。
某实验小组用电磁血流计研究血管中血流速度与n（病人心脏血管横截面积与正常人心脏血管横截面积的比值）的关系。测得病人心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表：
n 1.00 0.90 0.80 0.75 0.60
v（m/s） 0.180 0.200 0.225 0.240 0.300
研究表明，当血液在管内匀速流动时，受到的阻力f与血液的流速v成正比，即f=kv，k为常数，血管横截面积越小，血液流速越大，受到的阻力越大，心脏的负担就越重。
（1）利用电磁流量计 （选填“可以”或“不可以”）测量某食用油管道中油的流量；
（2）电磁流量计上的仪表是由 改装的（选填“电压表”或“电流表”）；电磁血流计的工作原理与 （选填“电动机”、“发电机”或“电磁铁”）的工作原理相同；
（3）测得某液体的流速为0.2m/s，流量为10﹣4m3/s，则管子的横截面积为 m2；
（4）根据表中数据可知，当n=0.5时，v= m/s；
（5）心脏主动脉血管的横截面积变化时，心脏推动血液流动的功率P随n的变化而变化。若当n=1时，心脏推动血液流动的功率P=P0，则当n=0.5时，心脏推动血液流动的功率P= P0。
【答案】（1）不可以
（2）电流表；发电机
（3）5×10-4
（4）0.36
（5）4
【知识点】速度公式及其应用；电流表的连接；发电机的构造和原理
【解析】【解答】(1)电磁流量计是将血液当作导体来进行测量的，而食用油是绝缘体，因此利用电磁流量计不可以测量某食用油管道中油的流量；(2)根据图甲可知，仪表与电阻串联，因此仪表是电流表改装而成；根据图甲可知，电路中没有电流，因此其原理是电磁感应，即与发电机原理相同； (3)已知v=0.2m/s，血流量为10 4 m3/s，所以血管的横截面积：S= = =5×10 4m2；(4)根据表中数据可知，n与v的乘积不变，因此n与v成反比，即nv=0.18；当n=0.5时，v= m/s=0.36m/s；(5)由f=kv和P=Fv可知，心脏推动血液流动的功率P=kv2，故P与速度的平方成正比，而n与v成反比，因此P与n的平方成反比；故n=1时，心脏推动血液流动的功率P=P0，则当n=0.5时，心脏推动血液流动的功率：P= P0=22P0=4P0。
【分析】（1）食用油是绝缘体，不容易导电；（2）电流表在电路中串联使用；导体切割磁感线产生电流是电磁感应现象，是发电机的工作原理；（3）根据流量和速度的比值计算横截面积；（4）根据路程和时间的比值计算速度；（5）功率与速度的平方成正比，可以分析功率的大小。
1 / 1粤沪版物理九下同步训练：17.3 发电机为什么能发电
一、选择题
1．（2023九下·鄂城月考）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
2．（2022九下·江阴月考）在科学晚会上，小明所在的科技小组展示了一个“隔板推物”的节目，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．甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器
B．推动甲线圈摆动时电能转化为机械能
C．乙线圈随之摆动时机械能转化为电能
D．乙线圈摆动的原理是电磁感应现象
3．（2022九下·鄂州月考）磁卡的应用已经十分广泛，刷卡开锁就是一种应用，开锁时将带有磁条的卡靠近感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，读取解锁信息。图中能反映刷卡读取信息原理的是（ ）
A． B．
C． D．
二、填空题
4．（2023九下·武威期中）通电线圈附近的小磁针静止时N极指向如图所示，则电源A端为 极；利用通电线圈在磁场中受力转动可制成 （选填“发电机”或“电动机”）。若两轮电动车下坡时将电源输出关闭，就变成了“发电机”，它的工作原理是 。该车自身重力为600N，每个车轮与地面的接触面积为0.01m2，车胎能承受的最大压强为2×105 Pa，求该车的最大载重量是 N。
5．（2023九下·河西开学考）如图所示，有一种“能量收集船”通过破浪推动船体内侧的“工作臂”带动船内线圈切割磁感线，从而获得电能，并储存起来，该：“能量收集船”的发电原理是 现像，将 能转化为电能．
6．（2022九下·重庆市月考）英国物理学家 发现了著名的电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，在导体中产生 的现象
7．（2022九下·哈尔滨开学考）如图所示，若使导体ab在磁场中做切割磁感线运动，灵敏电流表指针便发生偏转，这是 现象，根据这一原理制成了 机。
8．（2020九下·湛江开学考）如图所示，导线在磁场中做切割磁感线的运动时，导线中就会产生电流，该现象说明 （选填“磁能生电”或“电能生磁”），法拉第根据该实验揭示的原理发明了 。
三、实验探究题
9．（2022九下·吉林月考）请按要求完成下列各实验：
（1）在如图甲所示的电路中，当开关闭合时，发现导体棒沿着水平金属轨道向左运动，这个现象说明 。
（2）如图乙所示，使金属棒快速水平向右运动，发现灵敏电流计的指针向左偏转，这表明电路中产生了电流，其物理原理是 现象。
（3）如图丙是电吉他主要部件的基本结构图，当接通电源，拨动金属弦产生振动时，与电磁铁，磁场互动产生电信号。其工作原理与图 所示的电路相同。
（4）请在图丙中标出此时螺线管中的电流方向。
10．（2019九下·峄城月考）发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究．
（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中 (填“有”或“无”)电流产生．
（2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流．”但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动．”为验证猜想，它们继续探究，并把观察到的现象记录如下：
序号 磁体摆放方向 ab运动方向 电流计指针偏转情况
1 N极在上 竖直上下运动 不偏转
2 水平向左运动 向右偏转
3 水平向右运动 向左偏转
4 N极在下 竖直上下运动 不偏转
5 水平向左运动 向左偏转
6 水平向右运动 向右偏转
分析现象后，同学们一致认为小芳的观点是 (填“正确”或“错误”)的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟 有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟 有关．
（3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在 中做 运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家 发现．
11．（2019九下·韶关月考）发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究。
（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中 (填“有”或“无”)电流产生。
（2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流计指针发生了偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可以产生电流．”但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动．”为验证猜想，他们继续探究，并把观察到的现象记录如表。
分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是 (填“正确”或“错误”)的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟 有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟 有关。
（3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流计的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在 中做 运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家 发现。
（4）该过程中的能量转化方式为 转化为 。
12．（2023九下·湘潭期中）如图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关后，铜棒ab、灵敏电流计和开关组成闭合电路。
（1）若使铜棒ab沿竖直方向运动，则灵敏电流计的指针 （选填“会”或“不会”）发生偏转；
（2）要使灵敏电流计的指针发生偏转，可行的操作是 （写出一种即可）；
（3）要使灵敏电流计指针偏转的方向发生改变，可以采取的两种方法：① ；② ；
（4）电路中感应电流的大小除了与铜棒运动的快慢有关外，还与 有关。
13．（2023九下·东台月考）
（1）在探究“通电螺线管的外部磁场”实验中，设计了如图甲电路。
小明猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中，他将开关S从l换到2上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，此时调节滑动变阻器是为了 ，来研究通电螺线管磁场强弱与 的关系；
（2）为了探究“感应电流产生的条件”，小明将铁架台、导体AB、小量程电流表、蹄形磁体、开关和若干导线按图乙连接。
①断开开关，无论怎么移动导体AB，电流表指针都不偏转；闭合开关，他左右移动导体AB，发现指针发生了摆动，又上下移动导体AB时，指针基本不偏转。由此可得出了感应电流的产生条件为：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动；
②实验中，小明在电路闭合时将导体AB向右移动一段距离后松开手，发现导体AB左右摆动，此时小量程电流表的指针 （左右摆动/偏向一边/静止不动）。导体AB摆动过程中，如果不计空气阻力及导线悬挂点的摩擦，导体AB的机械能将 （变大/变小/不变）；
③把电流表换成电池组，闭合开关，发现导体AB向左运动，若要使导体AB向右运动可以 （提供一种方法）。根据这一原理可以制成 （发电机/电动机）。
14．（2022九下·湖南月考）在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：
（1）请在图甲中标出经过A点的磁感线的方向。
（2）如图乙所示，将闭合电路中的导线ab放在蹄形磁体的磁场中，导线ab左右运动时，电流表指针 。这一现象在生活中的应用有 。
（3）探究感应电流方向与导体切割磁感线方向的关系时，应该保持 的方向不变。
（4）小明猜想磁场强弱会影响感应电流大小，于是他设计了图丙所示的电磁铁代替原有磁体再次实验，此时需要在图乙的电路中再接入的元件是
。
四、科普阅读题
15．（2022九下·海安月考）无链条电动自行车，被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它相比传统自行车具有很多优点如：省力、耐用、安静、灵便、结构简单等，因此，无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。如图所示为一种在售的无链条电动自行车。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量；也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能，可转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进。因此使骑行者骑得更省力，同时能减少对环境的污染。为了保证电动车的续航能力，该车采用了能量密度大的锂电池，其能量密度达160Wh/kg。能量密度为存储能量与电池质量的比值。
整车 整车质量 40kg
最大车速 26km/h
最大噪声 <30dB
锂电池 电压 36V
容量 10Ah
电动机 额定功率 180W
（1）脚踩踏板获得的能量转变为电能，与其工作原理相同的是____；
A． B．
C． D．
（2）电动车行驶时极为安静，这是从 （选填“声源处”或“传播途中”）减弱噪声，与汽车相比，电动车启动较快的原因之一是因为其质量小，具有的 较小；
（3）图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为 J，锂电池的质量为 kg。
（4）测试时若质量为60kg的骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，在平直路面上可连续匀速行驶2.7×104m，已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.04倍，电动机的效率为 。若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，这种“混合动力驱动”可使车连续匀速行驶3.6×104m，则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为 （g取10N/kg）。
（5）如图为充电器过热保护的模拟控制电路。R1是滑动变阻器，R2是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。当R1两端电压U1增大到一定值时，控制电路将切断充电电路，实现对充电器的保护。电源电压设定为10V，当R1接入电路的阻值为6 时，R2的电功率为4W，此时加热电路恰好被切断。若预设的充电器的温度相对较低，则控制电压U1是 V。
16．（2022九下·丰县月考）阅读材料，回答问题。
人工心脏泵
血液是人体输送氧气与营养的主要载体，心脏就像发动机，为这一输送提供了动力．医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。
如图甲是该装置的示意图，线圈AB固定在用某种金属材料制成的活塞柄上，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动．活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启．手术时，还需要利用电磁血流计来检测血流速度和血流量（血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积），其示意图如图乙所示．使用时，将血管放置于两磁极之间，两金属电极a、b与血管壁接触，就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度。
（1）甲图中，当线圈中的电流从B流向A时，活塞向 （选填“左”或“右”）运动；
（2）线圈AB所固定的活塞柄适宜用下列哪种金属材料制作（ ）
A．铜 B．铁 C．银 D．铝合金
（3）电磁血流计的原理与 （选填“电动机”或“发电机”）的原理相似；
（4）若某次测得血液匀速流动的速度为0.2m/s，血流量为10-4m3/s，则对应血管的横截面积为 m2。
五、综合题
17．（2020九下·汕头开学考）阅读短文，回答问题：
电磁流量计
电磁流量计是利用法拉第电磁感应原理制成的用来检测导电液体流量（液体在单位时间内通过某横截面的体积）和流速的仪表。
如图甲是用来检测血流速度和血流量的电磁流量计，又称电磁血流计。其原理如图乙所示，使用时，将血管放置于两磁极之间，金属电极A、B与血管壁接触，仪表与电极A、B相连。血液在血管中流动时，A、B间就会有电压，电流通过仪表从而显示出血流速度和流量。
某实验小组用电磁血流计研究血管中血流速度与n（病人心脏血管横截面积与正常人心脏血管横截面积的比值）的关系。测得病人心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表：
n 1.00 0.90 0.80 0.75 0.60
v（m/s） 0.180 0.200 0.225 0.240 0.300
研究表明，当血液在管内匀速流动时，受到的阻力f与血液的流速v成正比，即f=kv，k为常数，血管横截面积越小，血液流速越大，受到的阻力越大，心脏的负担就越重。
（1）利用电磁流量计 （选填“可以”或“不可以”）测量某食用油管道中油的流量；
（2）电磁流量计上的仪表是由 改装的（选填“电压表”或“电流表”）；电磁血流计的工作原理与 （选填“电动机”、“发电机”或“电磁铁”）的工作原理相同；
（3）测得某液体的流速为0.2m/s，流量为10﹣4m3/s，则管子的横截面积为 m2；
（4）根据表中数据可知，当n=0.5时，v= m/s；
（5）心脏主动脉血管的横截面积变化时，心脏推动血液流动的功率P随n的变化而变化。若当n=1时，心脏推动血液流动的功率P=P0，则当n=0.5时，心脏推动血液流动的功率P= P0。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】A．线圈振动，切割永磁体的磁感线产生电流，属于电磁感应现象，A符合题意；
B．通电导体在磁场中受力是电动机的原理，B不符合题意；
C．这里是没有利用电流的磁效应，C不符合题意；
D．振膜上的线圈左右振动，电流方向改变，不是直流电，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】导体做切割磁感线运动产生电流，属于电磁感应现象。
2．【答案】A
【知识点】磁场对通电导线的作用；电磁感应
【解析】【解答】用手推动甲线圈摆动时，线圈甲的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，闭合的回路中有感应电流产生，是发电机的工作原理，工作时将机械能转化为电能。乙线圈随之摆动，乙线圈摆动的原理是通电导体在磁场中受力的作用，是电动机的工作原理，所以甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器，工作时将电能转化为机械能，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】闭合电路中线圈一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，有感应电流产生，是电磁感应现象；通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理。
3．【答案】C
【知识点】磁场对通电导线的作用；电磁感应
【解析】【解答】带有磁条的卡靠近感应器，检测头的线圈便会产生变化的电流，那么此时的卡相当于在带有磁性的感应器中做切割磁感线运动，线圈中便会产生感应电流，这是电磁感应现象。
A．图A是奥斯特实验，是电流的磁效应，A不符合题意；
B．图B中，闭合形状，线圈有电流通过，会产生磁场，是电流的磁效应，B不符合题意；
C．图C中，导线在磁场中做切割磁感线运动，电流表指针发生偏转，电磁感应现象，C符合题意；
D．闭合形状，通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】闭合电路的部分导体切割磁感线时，产生电流，是电磁感应现象。
4．【答案】负；电动机；电磁感应现象；3400
【知识点】压强的大小及其计算；安培定则；电磁感应；发电机的构造和原理
【解析】【解答】根据异名磁极相吸可知通电线圈右侧为S极，通过安培定则得出通电线圈中电流流向是从上到下，然后判断电源正负极；通电线圈本身带电，在磁场中受力转动属于电动机；发电机是利用导体在磁场中做切割磁感线运动从而产生电流，是电磁感应现象；车为两轮电动车，车胎承受最大压力为，则最大载重量为G载=4000N-600N=3400N
【分析】本题考查磁极间的相互作用规律和安培定则，利用二者判断通电线圈上电源的正负极；知道电动机和发电机的工作原理以及电磁感应现象在发电机上的运用；首先求出车胎承受的最大压力，从而求出最大载重量，注意车是两轮。
5．【答案】电磁感应；机械
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】“工作臂”带动船内线圈切割磁感线，从而获得电能，由切割磁感线运动获得电能，是电磁感应现象，机械能转化为电能．
【分析】由切割磁感线运动获得电能，是电磁感应现象，机械能转化为电能。
6．【答案】法拉第；电流
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】英国物理学家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，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流。
【分析】产生感生电流的条件：①电路必须闭合；②只是电路的一部分导体在磁场中；③这部分导体做切割磁感线运动。
7．【答案】电磁感应；发电机
【知识点】发电机的构造和原理
【解析】【解答】若使导体ab在磁场中做切割磁感线运动，灵敏电流表指针便发生偏转，这是电磁感应现象；发电机就是利用电磁感应原理制成的。
【分析】电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象。
8．【答案】磁能生电；发电机
【知识点】发电机的构造和原理
【解析】【解答】通过实验可知：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，这是电磁感应现象，说明磁能生电；法拉第根据该实验揭示的原理发明了发电机。
【分析】电磁感应说明机械能可以转化为电能，是发电机的工作原理。
9．【答案】（1）通电导体在磁场中受力运动
（2）电磁感应
（3）乙
（4）
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程；电磁感应；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】 (1)导体棒沿着水平金属轨道向左运动，这个现象说明通电导体在磁场中受力运动；
(2)金属棒快速水平向右运动，发现灵敏电流计的指针向左偏转，这表明电路中产生了电流，其物理原理是电磁感应现象；
(3)根据图丙可知，没有电源，通过拨动弦转化为电信号，最后转为声音信号，因此该过程为电磁感应现象，与发电机原理相同，即与乙的原理相同；
(4)由右手螺旋定则可知螺线管中电流由上端流入，下端流出，如图所示：
【分析】 (1 )通电导线在磁场中会受到力的作用；
(2) (3)闭合回路的部分导体切割磁感线运动时回路中会产生电流，这种现象叫电磁感应现象；
(4)根通电螺线管的磁极用安培定则判断电流的方向。
10．【答案】（1）无
（2）错误；导体运动方向；磁极方向
（3）磁场；切割磁感线；法拉第
【知识点】发电机的构造和原理；探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】（1）灵敏电流计G没有发生偏转，说明电路中无电流产生。
（2）小芳的观点是错误的，因为导体上下运动时，没有产生电流。第2次和第3次的实验发现导体的运动方向不同，产生的电流方向也不同。第3次和第6次的实验中导体的运动方向相同，但磁极方向不同，故产生的电流方向还跟磁极方向有关。
（3）只要闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生感应电流。这是英国物理学家法拉第发明的。
故答案为：（1）无；（2）错误；导体运动方向；磁极方向；（3）磁场；切割磁感线；法拉第
【分析】本题对电磁感应定律进行了研究，在研究过程中使用了控制变量法。通过6组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，电路中会产生感应电流，且感应电流方向与导体运动方向及磁极方向有关。
11．【答案】（1）无
（2）正确；导体的运动方向；磁场方向
（3）磁场；切割磁感线；法拉第
（4）机械能；电能
【知识点】发电机的构造和原理
【解析】【解答】（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，此时导体没有做切割磁感线运动，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中无电流产生；
（2）根据表格中的信息可知，当导体在磁场中运动时，电流计指针不一定偏转，说明不一定产生电流，故小芳的观点是正确的；比较第2、3次实验现象发现，磁场方向相同，导体运动的方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向跟导体运动方向有关；
比较第3、6次实验现象发现，导体运动的方向相同，磁场方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向还跟磁场方向有关；
（3）电路闭合时，不论是导体运动还是磁体运动，导体在磁场中都会做切割磁感线运动，所以导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应，这是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家法拉第发现的。
（4）在电磁感应现象中，闭合电路一部分导体做切割磁感线运动，产生感应电流，是把机械能转化为电能；
故答案为：（1）无；（2）正确；导体的运动方向；磁场方向；（3）磁场；切割磁感线；法拉第；（4）机械能；电能；
【分析】（1）根据产生感应电流的条件分析
（2）根据表中的信息分析小芳的观点，根据控制变量法得出实验结论；
（3）闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应现象。
12．【答案】（1）不会
（2）铜棒ab左右运动（铜棒ab斜向上或斜向下运动，磁体左右运动等）
（3）改变磁场方向；改变铜棒ab的运动方向
（4）磁场强弱
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】（1）根据图片可知，蹄形磁铁的磁场方向沿竖直方向，则当铜棒ab沿竖直方向运动时，二者平行，此时铜棒不切割磁感线运动，不产生感应电流，那么灵敏电流计的指针不会发生偏转。
（2）根据图片可知，铜棒ab沿左右方向、斜上方或斜下方运动时，都会切割磁感线，从而产生感应电流；
（3）要使灵敏电流计指针偏转的方向发生改变，可以采取的两种方法：①改变磁场方向；②改变铜棒ab的运动方向；
（4）电路中感应电流的大小除了与铜棒运动的快慢有关外，还与磁场强弱有关。
【分析】（1）（2）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；
（3）感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关，据此分析解答。
（4）根据影响感应电流大小的因素解答。
13．【答案】（1）控制电流大小不变；线圈匝数
（2）切割磁感线；左右摆动；变小；图乙中，将电流表换成电池组，闭合开关，则通电导体AB在磁场中受到作用力而运动，其受到的作用力与电流方向和磁场方向有关，想改变AB的运动方向，可改变电流方向，即将电源的正负极对调，或改变磁场方向，将磁体的两极对调。；电动机
【知识点】通电螺线管的磁场；安培定则；探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】（1）通电螺线管的磁场与电流及线圈的匝数有关，将开关S从1换到2，螺线管匝数变少了，则此操作探究的是螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。在此过程中，线圈接入电路的阻值发生变化，通过电路的电流发生变化，据控制变量法，应保持通过螺线管的电流不变，所以通过调节变阻器的滑片来保持电流不变。
（2）①断开开关时，电路断路，移动导体AB，电流表指针不偏转；闭合开关，左右移动导体AB，AB此时做切割磁感线运动，且电路通过，电流表指针偏转；开关保持闭合，AB上下移动，不是做切割磁感线运动，电流表指针不偏转，由此可得：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，有感应电流产生。
②松手后，AB在闭合电路中作切割磁感线运动，所以有感应电流产生，磁场方向不变，切割磁感线运动的方向不同，产生感应电流的方向不同，电流表指针左右摆动。
AB在摆动过程中，不计空气阻力及摩擦时，将机械能转化为电能，所以AB的机械能减少。
③图乙中，将电流表换成电池组，闭合开关，则通电导体AB在磁场中受到作用力而运动，其受到的作用力与电流方向和磁场方向有关，想改变AB的运动方向，可改变电流方向，即将电源的正负极对调，或改变磁场方向，将磁体的两极对调。
通电导体在磁场中受到力的作用而运动，是将电能转化为机械能，这是电动机的工作原理。
【分析】（1）探究电磁铁磁性强弱和线圈匝数的关系时需要改变线圈匝数，但保持电流大小不变；
（2）探究感应电流产生的条件时，导线需要切割磁感线；导体中产生的电流方向和切割方向有关；电路中有电源和磁场时，可以探究磁场对电流的作用，实际应用有电动机。
14．【答案】（1）在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出回到S极，根据蹄形磁体的上端N极，下端为S，所以可以确定磁感线的方向是向下的，如图所示；
（2）偏转；发电机
（3）磁场
（4）滑动变阻器
【知识点】磁感线及其特点；通电螺线管的磁场；探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】（1） 在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出回到S极，根据蹄形磁体的上端N极，下端为S，所以可以确定磁感线的方向是向下的，如图所示：
（2） 将闭合电路中的导线ab放在蹄形磁体的磁场中，导线ab左右运动时，导线ab做切割磁感线运动，闭合回路中会产生感应电流，所以电流表指针偏转；这是磁生电，生活中发电机就是用这一原理制成的；
（3）探究感应电流方向与导体切割磁感线方向的关系时，应该保持磁场方向不变；
（4）小明猜想磁场强弱会影响感应电流大小，于是他设计了图丙所示的电磁铁代替原有磁体再次实验，此时需要在图乙的电路中再接入滑动变阻器，通过滑动滑片改变电路中电流。
【分析】（1） 在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出回到S极；
（2） 电磁感应现象：闭合回路的部分导体做切割磁感线运动，闭合回路中会产生感应电流；
（3）感应电流方向与导体切割磁感线方向和磁场方向都有关，需要应用控制变量法逐一探究；
（4）电路中接入滑动变阻器，通过滑动滑片，改变电路中电阻，达到改变电路中电流的目的。
15．【答案】（1）A
（2）声源处；惯性
（3）1.296×106；2.25
（4）83.3%；1∶3
（5）4
【知识点】热机的效率；惯性及其现象；防治噪声的途径；电功的计算；发电机的构造和原理
【解析】【解答】（1）脚踩踏板获得的能量转变为电能，是由机械能转化为电能，利用的是电磁感应现象，是发电机的工作原理。
A．图像探究的发电机的工作原理，是电磁感应现象，A符合题意；
B．图像是奥斯特实验，探究的是电流与磁场的关系，B不符合题意；
C．图像探究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，C不符合题意；
D．图像探究的是电动机的的工作原理，电能转化为机械能，D不符合题意。
故答案为：A。
（2）电动车行驶时极为安静，是因为没有链条，防止了噪声的产生，故是在声源处减弱噪声。
惯性与质量有关，质量大惯性大，电动车质量小，因此惯性较小，即越容易改变运动状态，故可以启动较快。
（3）由表格的数据可知，锂电池储存的电能为W=UIt=36V×10Ah=360Wh=360W×3600s=1.296×106J
根据能量密度的定义，由能量密度达160Wh/kg可得，锂电池的质量
（4）在平直路上行驶时，对地面的压力F压=G总=mg=(m车+m人)g=(40kg+60kg)×10N/kg=1000N
电动车在平直路面上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，故电动车的牵引力F牵=f=0.04F压=0.04×1000N=40N
电动车做的功W’=F牵s=40N×2.7×104m =1.08×106J
电动机的效率
人提供的能量可使电动车行驶的距离s人=s总-s电=3.6×104m-2.7×104m=0.9×104m
则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为W人∶W电=s人∶s电=0.9×104m∶2.7×104m=1∶3
（5）当R1接入电路的阻值为6 时，控制电压为U1，电路中的电流
热敏电阻的电压U2=U-U1=10V- U1
R2的电功率P= U2I
则有
解得U1=4V或U1=6V
若预设的充电器的温度相对较低，由题意可知需要R2的阻值较大，则电路中的电流较小，则必须使U1较小，故控制电压U1是4V。
【分析】（1）脚踩踏板获得的能量转变为电能是安装了发电装置，原理是利用电磁感应现象制成的。
（2）减弱噪声的途径：(1)在声源处减弱；(2)在传播过程中减弱；(3)在人耳处减弱。
惯性是物质本身的一种属性，惯性大小只与物体的质量有关；
（3）从材料中可以看出，该电池的电压和电量，根据公式W=UIt可求它充足电后所储存的电能；已知能量密度，根据存储能量求出电池质量。
（4）根据阻力的大小求出动力，利用W=Fs求出所做的机械功，利用η=求出电动机的效率；根据“混合动力驱动”时人所提供的能量等于总能量减去“电力驱动”时锂电池提供的能量，然后即可求二者之比。
（5）根据欧姆定律和串联电路的特点得出控制电压的表达式，即可解答求出控制电压。
16．【答案】（1）右
（2）B
（3）发电机
（4）0.0005
【知识点】安培定则；电磁铁的构造和原理；发电机的构造和原理
【解析】【解答】（1）当线圈中的电流从A流向B时，由右手螺旋定则知道，螺线管左端为S极，此时异名磁极相互吸引，故活塞右移。
（2）根据题意知道，通电时线圈与活塞柄组成的系统相当于电磁铁，因此活塞柄适合的材料铁，这样可使电磁铁的磁性增强，B符合题意。
故答案为：B。
（3）血液流动就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度，因此其原理相当于发电机，将机械能转化为电能。
（4）已知v=0.2m/s，血流量为10-4 m3/s，所以血管的横截面积
【分析】（1）由右手螺旋定则可知电磁铁的磁极，由磁极间的相互作用可知活塞的移动方向，则可知血液的流动方向；根据人体血液循环分析是直流电还是交流电。
（2）血液是导体，食用油是绝缘体。
（3）血液流动就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度，能量：机械能转化为电能，故原理与发电机原理相似。
（4）根据题中的血流速度和血流量，求出管的横截面积。
17．【答案】（1）不可以
（2）电流表；发电机
（3）5×10-4
（4）0.36
（5）4
【知识点】速度公式及其应用；电流表的连接；发电机的构造和原理
【解析】【解答】(1)电磁流量计是将血液当作导体来进行测量的，而食用油是绝缘体，因此利用电磁流量计不可以测量某食用油管道中油的流量；(2)根据图甲可知，仪表与电阻串联，因此仪表是电流表改装而成；根据图甲可知，电路中没有电流，因此其原理是电磁感应，即与发电机原理相同； (3)已知v=0.2m/s，血流量为10 4 m3/s，所以血管的横截面积：S= = =5×10 4m2；(4)根据表中数据可知，n与v的乘积不变，因此n与v成反比，即nv=0.18；当n=0.5时，v= m/s=0.36m/s；(5)由f=kv和P=Fv可知，心脏推动血液流动的功率P=kv2，故P与速度的平方成正比，而n与v成反比，因此P与n的平方成反比；故n=1时，心脏推动血液流动的功率P=P0，则当n=0.5时，心脏推动血液流动的功率：P= P0=22P0=4P0。
【分析】（1）食用油是绝缘体，不容易导电；（2）电流表在电路中串联使用；导体切割磁感线产生电流是电磁感应现象，是发电机的工作原理；（3）根据流量和速度的比值计算横截面积；（4）根据路程和时间的比值计算速度；（5）功率与速度的平方成正比，可以分析功率的大小。
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