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1.5 磁生电
目录TOC \o "1-1" \h \u
一、 电磁感应现象 1
二、 交流电动机 1
思维导图
知识点清单
电磁感应现象
电磁感应：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
如果电路不闭合，当导体做切割磁感线运动时，导体中不会产生感应电流，但在导体两端会有感应电压。
电磁感应现象的意义：1831年，法拉第发现了磁生电的条件和规律，实现了利用磁场获得电流。法拉第的这个重大发现，带来了电能的大规模生产和利用，开辟了电气化的新纪元。
能量转换：机械能→电能
影响因素：
感应电流方向：与导体的运动方向、磁场方向有关。改变导体的运动方向或磁场方向，感应电流的方向会发生改变；同时改变导体的运动方向和磁场方向，感应电流的方向不会发生改变
感应电流大小与导体的运动速度、磁场强弱、切割导线的有效长度、导线的条数有关，增大任何一个影响因素，感应电流会增强。
【常考点】电磁感应现象发生的条件
【例1】如图所示，ab是放在U形磁铁中央的一段导体，被两根细线悬挂一段导体，下列说法正确的是（ ）
(1)如果在虚线框中接入电源可以探究电磁感应现象
(2)如果在虚线框中接入电源可以探究磁场对电流的作用
(3)如果在虚线框中接入灵敏电流计可以探究电动机转动的原理
(4)如果在虚线框中接入灵敏电流计可以探究发电机的原理
(1) (3) B. (1) (4) C. (2) (3) D. (2) (4)
【答案】D
【解析】如果研究电动机转动的原理，时需要消耗电能的，所以在虚线框内加入电源，如果研究电磁感应，是产生电能的，需要在虚线框内加入灵敏电流计，故（2）和（4）正确，即选项为D。答案为：D
交流发电机
结构：转子（线圈）、定子（磁体）、2个圆环、电刷，如下图
原理：电磁感应现象
工作过程：
（1）ab和cd边的运动方向与磁场平行（不切割磁感线），线圈中没有电流。
（2）ab和cd边的运动方向与磁场垂直（切割磁感线），线圈中有电流，外部电流方向从A电刷到B电刷。
（3）ab和cd边的运动方向与（a）中相反，与磁场平行（不切割磁感线），线圈中没有电流。
（4）ab和cd边的运动方向与（b)中相反，与磁场垂直（切割磁感线），线圈中有电流，外部电流方向从B电刷到A电刷。
【常考点】发电机的工作原理
【例2】如图所示，小彤同学利用两块磁铁、一个线圈等材料制作了一台小型发电机，并用一个LED灯和开关（发光二极管）连接了图中电路。
(1)二极管具有单向导电性，当以一定的速度连续转动线圈，当线圈转动到如图a所示位置时，LED恰好发光，则当线圈转到图b位置时，LED________发光（选填“能”或“不能”）；
(2)闭合电路中的感应电流与磁场方向、导线运动方向有关。在实验图c中，发光的是LED—_________（选填“甲”或“乙”）；线圈持续转动时，LED灯甲和乙____________（选填“同时发光”或“交替发光”）。
【答案】不能 乙 交替发光
【详解】(1)[1]线圈在转动过程中产生的是交流电，当线圈转动到如图a所示位置时，LED恰好发光，则当线圈转到图b位置时，电流方向发生了改变，所以LED不发光。
(2)[2]实验图c和实验图a相比较，电流的方向是相同的，所以发光的是LED乙。
[3]线圈持续转动时，电流的方向发生了改变，两灯的连接方式相反，转到图a时，乙发光，转到图b时，甲发光，所以是交替发光。
同步练习
1．如下甲图所示的装置，小实在有机玻璃管上绕着带有绝缘层的导线，线圈两端连接着小功率灯泡，管内放入条形磁铁，用橡皮塞堵住管口两端，当沿图中箭头方向来回摇动时，小灯泡就会发光。下列选项中的实验原理与其一致的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】此装置中没有电源，而要使小灯泡发光，必须有提供电能的装置，该装置通过晃动消耗机械能转化为电能，由此可知，这是利用电磁感应现象制成的一种装置；
A．由图知道，该装置是探究电流的磁效应的实验，故A不符合题意；
B．由图知道，该装置中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会产生感应电流，这是电磁感应现象，故B符合题意；
C．由图知道，该装置是探究通电导体在磁场中受力运动的实验，故C不符合题意；
D．由图知道，该装置是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故D不符合题意。
故选B。
2．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法不正确的有（ ）
A．取走磁体，电吉他将不能正常工作
B．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
C．弦振动过程中，线圈中的电流大小不断变化
D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
【答案】B
【详解】A．若取走磁铁，金属弦无法磁化，电吉他将不能正常工作，故A正确，不符合题意；
B．因铜质弦不能被磁化，所以弦振动时，线圈中不能产生感应电流，故B错误，符合题意；
C．弦振动过程中，线圈切割磁感线的速度在不断变化，所以线圈中的电流大小不断变化，故C正确，不符合题意；
D．弦振动过程中，线圈在磁场中运动方向不断变化，所以电流方向不断变化，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．如图所示的四个实验中，能确定钢棒具有磁性的是（ ）
①小磁针偏转②静止时始终指向南北③能吸引更多的铁屑④电流表指针偏转
A．①② B．②④ C．①③ D．③④
【答案】B
【详解】图①中小磁针与钢棒相互吸引可以使小磁针偏转，排斥也可以使小磁针偏转，吸引不能说明有磁性，排斥能说明有磁性，题中没有说明是吸引还是排斥，所以不能说明钢棒是否具有磁性；
图②中钢棒始终指南北，这是磁体的基本性质，说明钢棒具有磁性；
图③说明铁芯能使通电螺线管的磁性增强不能说明钢棒具有磁性；
图④中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生了感应电流，可以从电流表指针发生偏转来体现，这是电磁感应现象，说明钢棒具有磁性。
综上所述，能确定钢棒具有磁性的是②④，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
4．小明以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S闭合后，灯泡发光，下列说法正确的是（ ）
A．甲电机都相当于电动机，其工作原理是和动圈式话筒相同
B．乙电机相当于电动机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动
C．甲电机相当于发电机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动
D．乙电机都相当于发电机，其工作原理是和扬声器相同
【答案】B
【详解】据图可知，右边的电路有电源，当乙电路闭合后，乙会转动，说明乙是电动机，电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的；
乙转动同时会带动甲转动，由于电动机内部是有磁场和线圈组成，所以甲在乙的带动下，线圈会做切割磁感线运动，故甲相当于一个发电机，发电机是根据电磁感应现象制成的，故B正确，ACD错误。
故选B。
5．如图为汽车启动原理图。汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔并旋转（相当于接通电路)。下列有关说法错误的是（ ）
A．此时通电螺线管产生磁性
B．通电螺线管E端的磁极为S极
C．电动机是利用电磁感应原理制成的
D．通电螺线管两端电压与电动机两端电压不同
【答案】C
【详解】A．将钥匙插入钥匙孔并旋转（相当于接通电路），此时通电螺线管构成闭合的电路，所以螺线管产生磁性，说法正确不符合题意。
B．由右手螺旋定则判断出螺线管的E端为磁极的南极，说法正确不符合题意。
C．电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动，说法错误符合题意。
D．通电螺线管两端的电压为电源部分电压，而电动机两端电压为电源电压，两者电压不同，说法正确不符合题意。
故选C。
6．如图所示，L 为带动线圈转动的摇把，图中 表示指针可来回摆动的电流表，关于此工作原理图，下列说法正确的是（ ）
A．这是电动机的工作原理图
B．用该原理制成的机器正常工作时，电能转化为机械能
C．用该原理可制成手摇发电机，转动摇把 L 让线圈转起来，灵敏电流表的指针会来回摆动
D．用该原理可制成手摇发电机，如果只拿掉电流表，其他电路连接不变，转动摇把 L 让线圈转动，线圈中仍会产生电流
【答案】C
【详解】AC．转动摇把时，线圈做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，所以电流表指针来回摆动，这是电磁感应现象，是发电机的原理。而电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，故A错误，C正确；
B．发电机在工作的过程中，将机械能转化为电能，故B错误；
D．用该原理可制作手摇发电机，如果只拿掉电流表，其他电路连接不变，转动摇把L让线圈转动，由于电路处于断路状态，所以线圈中不会产生电流，故D错误。
故选C。
7．如图所示，在交流发电机中，当线圈平面：①转至与磁感线垂直位置时，感应电流为零；②转过与磁感线平行位置时，感应电流改变方向；③转至与磁感线平行位置时，感应电流为零；④转过与磁感线垂直位置时，感应电流方向改变。以上说法中正确的是（ ）
A．①③ B．②③ C．①④ D．①②④
【答案】C
【详解】①线圈在转动过程中，当转至与磁感线垂直位置时，这一瞬间线圈不切割磁感线，线圈中没有感应电流，此时感应电流方向改变，故①正确；
②线圈在转过与磁感线平行位置时，线圈运动方向和磁感线方向都不变，所以线圈中电流方向不变，故②错误；
③线圈在转至与磁感线平行位置时，线圈做切割磁感线运动，此时线圈中的感应电流最大，故③错误；
④线圈在转动过程中，当转过与磁感线垂直位置时，这一瞬间感应电流方向改变，故④正确。
以上说法正确的是①④。故选C。
8．在科学晚会上，小科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。用手推动乙线圈摆动时，甲线圈会随之摆动。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．推动乙线圈摆动时电能转化为机械能
C．甲线圈随之摆动时机械能转化为电能
D．甲线圈摆动是因为通电导体在磁场中受力运动
【答案】D
【详解】推动乙线圈摆动的过程做切割磁感线运动，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；
甲线圈随之摆动，甲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，所以乙线圈相当于电源，甲线圈相当于用电器，工作时将电能转化为机械能，故D正确，ABC错误。
故选D。
9．风是没有公害的能源之一，而且取之不尽。我国风能资源丰富，风力发电产业正逐步发展成为新兴产业。风力发电机包含风力系统和发电系统两部分。某科学小组设计制作简易风力发电机使小灯泡发光。
（1）【发电系统】图1为发电系统核心部分，风力发电机产生的电流为 （填“直流电”或“交流电”）；
（2）【风力系统】风力系统的主体部分为风叶。小组成员设计了横截面如图2所示三种形状的风叶，它们质量与面积都相同。为了测定哪一种形状的风叶发电效果最好，同学们利用小灯泡、电流表、发电机、导线、电风扇等进行了如下的实验，请完成实验步骤：
①在发电机装上A形状的风叶，将发电机、小灯泡与电流表组成串联电路；
②_________________________________________
③_________________________________________
④将A形状风叶依次换成B形状、C形状的风叶，重复以上步骤；
⑤比较所测得的数据，确定哪种型号的风叶效果最好；
（3）【安装调试与评价】为了评价小组制作的风力发电机，同学们设计了如下评价量表。请在表格中填写两个合适的评价指标。
评价指标 优秀 合格 待改进
发电效果 灯泡亮 发光但较暗 不发光
【答案】 交流电 见解析 见解析 灯泡的亮度 电流表示数大小
【详解】（1）[1]图1中有没有换向器，发电机的线圈在转动过程中，不断周期性地切割磁感线，所以在线圈内产生了交流电，风力发电机产生的电流为交流电。
（2）由控制变量法，要控制风力相同；根据转换法，电流表示越大，说明发电效果越好。
②[2]用电风扇的同一挡位的风吹A形状的风叶；
③[3]电观察电流表的示数大小。
（3）[4][5]根据转换法，由电流表示数大小或灯的亮度判断发电效果，如下表所示：
评价指标 优秀 合格 待改进
发电效果 灯泡亮 发光但较暗 不发光
灯泡的亮度
电流表示数大小
10．电动机是利用 （选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”或“电磁感应现象”）工作的。如图所示，如果要改变电动机的转动方向，可以通过改变线圈内电流的方向来实现，这个装置叫 （填电动机的结构名称）。图中的线圈所在的位置 （选填“是”或“不是”）平衡位置，此时线圈由于 会继续转动，从而越过此位置。
【答案】 磁场对电流的作用 换向器 是 惯性
【详解】[1]电动机里是线圈，工作特点是当给电动机通电时，电动机就会转动，电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，即电动机是利用磁场对电流的作用工作的。
[2]电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，该装置能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
[3][4]当线圈转至图中所示位置时，线圈上下两个边所受的两个力大小相等、方向相反、在同一直线上，所以这两个力属于平衡力，是平衡位置；线圈由于具有惯性，会继续运动，从而越过平衡位置。
11．如图所示，一个轻质铝环悬挂在支架上，当把条形磁铁靠近铝环时，铝环被推开，这是因为铝环相当于一个闭合回路，当条形磁铁靠近铝环时，铝环中会产生电流，这是 现象；通有电流的铝环相当于一个单匝通电螺线管，请在图中画出铝环中电流的方向。( )
【答案】 电磁感应
【详解】[1]铝环中产生感应电流是由于条形磁铁运动时，铝环切割了磁感线，所以在铝环中产生了感应电流，这种现象叫做电磁感应；
[2]因为同名磁极相互排斥，磁铁的N极靠近铝环时，铝环被推开，所以铝环的左侧是N极。根据安培定则可判断出铝环中的电流方向如下图所示：
12．阅读下列材料回答相关问题
材料一：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
材料二：1825年，瑞士物理学家科拉顿做了如下实验：他将一个能反映微小变化的电流表，通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路，并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间，如图。他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内，同时跑到另一个房间里，观察电流表的指针是否偏转。进行多次实验，他都没有发现电流表指针发生偏转。
材料三：1831年，英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体，在磁场里切割磁感线的时候，发现导体中产生电流，从而实现了利用磁场获得电流的愿望。
材料四：1879年10月，经过对1600多种材料进行几千次试验后，爱迪生制成了第一个可供实用的碳丝灯泡（灯丝由竹丝炭化后制成）。
（1）进行奥斯特实验时，在静止的小磁针上方，分别用图甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时，小磁针发生明显偏转的是 （选填“甲”或“乙”）。
（2）科拉顿的实验中， （选填“已经”或“没有”）满足产生感应电流的条件。试猜想法拉第能观察到电流表指针偏转，改进方法是 。
（3）如图丙所示，当爱迪生把磁体的磁极靠近正常工作的碳丝灯泡时，灯丝上端被磁体吸引，这是因为通电后的灯丝 ，若要从图丙现象变为图丁中灯丝上端被排斥的现象，可以改变 方向。
【答案】 甲 已经 将电流表等器材置于同一房间 在磁场中会受到磁力 磁场
【详解】(1)[1]由图知道，当通电导线与小磁针平行时，小磁针发生明显偏转，即小磁针发生明显偏转的是甲；
(2)[2]由所给材料知道，在科拉顿的实验是基于磁能产生电的科学猜想，即已经满足产生感应电流的条件；
[3]要使他能观察到电流表指针偏转，可以将电流表等器材置于同一房间。
(3)[4]由图丙知道，当磁体的磁极靠近正常工作的碳丝灯泡时，灯丝上端被磁体吸引，这是由于灯丝中有电流，由通电导线在磁场中受力的作用知道，灯丝是在磁场中会受到磁力的作用而偏移；
[5]由于通电导线在磁场中受力的方向与电流方向和磁场的方向有关，所以，若要想从图丙现象变为图丁中灯丝上端被排斥的现象，只需改变电流的方向或磁场方向即可。
13．在探究“感应电流产生的条件”实验中：
（1）如图，a、b两接线柱间应接入小量程的 （填“电源”、“电流表”或“电压表”）；
（2）导体在磁场中运动时，电流表指针没有发生偏转，操作上的原因可能是 （写一种）；
（3）改正错误后继续实验，小王发现每次电流表指针的偏转角度不相同，于是他对影响感应电流大小的因素作以下猜想：
猜想一：与导体切割磁感线运动的速度大小有关；
猜想二：与磁场的强弱有关；
猜想三：与导体的匝数有关。
为了验证猜想三，他设计的方案是：分别让两个匝数不同的线圈，在如图所示的磁场中水平向左运动，观察电流表指针的偏转角度。
①请对此方案作出评价，指出存在的主要问题是 ；
②请你说出小王通过实验观察比较 判断猜想三是否正确。
【答案】 电流表 导线没有做切割磁感线运动 没有控制线圈切割磁感线速度大小不变 比较电流表指针两次偏转角度
【详解】（1）[1]要探究“感应电流产生的条件”，电路中需要一个能测量电流的仪器，所以a、b两接线柱间应接入小量程的电流表。
（2）[2]产生感应电流的必要条件之一是导体做切割磁感线运动，所以未产生感应电流的可能原因是导线未做切割磁感线运动。
（3）[3]要验证猜想三，实验中需要控制导体切割磁感线速度的大小和磁场的强弱相同，只改变导体的匝数，此方案中导体在同一磁场中控制了磁场的强弱相同，但未控制导体切割磁感线速度的大小相同。
[4]实验中感应电流的大小是通过观察电流表指针偏转的角度来得到的。
校项目小组制作了一款节能夜跑灯，在跑步过程中，小灯泡发光，帮助夜跑者照明。夜跑灯的具体制作过程如下：将线圈缠绕在塑料水管外壳并与小灯泡构成闭合电路，磁体在水管中能自由往返运动。请根据相关知识回答下列题：
14．下列实验原理与节能夜跑灯的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
15．在运动过程中，夜跑灯持续发光。灯发光过程中，下列说法正确的是（ ）
A．通过小灯泡的电流方向始终不变
B．若运动速度加快，小灯泡的亮度不变
C．实现的能量转换是电能转化为机械能
D．若要使小灯泡的亮度变大，可换用磁性更强的磁体
16．为使小灯泡持续高效发光，请选择运动时夜跑灯最适合佩戴的位置（ ）
A．大臂 B．头部 C．腰间 D．小臂
【答案】14．A 15．D 16．D
【详解】1.A．夜跑灯的电源是磁体与线圈相对运动，从而产生感应电流。此图中导体在磁场中运动，电流表显示电路中有电流产生。二者工作原理相同，故A符合题意；
B．此时装置表示通电导体在磁场中要受到力的作用而运动起来，与夜跑灯电源的工作原理不相同。故B不符合题意；
C．此图表示同名磁极相斥，与夜跑灯电源原理不相同。故C不符合题意；
D．此图表示通电导线周围存在着磁场，与夜跑灯电源的工作原理不相同。故D不符合题意。
故选A。
2.A．磁铁在管子中是往复运动的，线圈切割磁感线的运动方向发生了变化，电流方向是发生变化的。故A错误；
B．电磁感应现象中，磁体与线圈的相对运动速度变大，电流变大。故B错误；
C．磁体运动，产生感应电流，是机械能转化为电能。故C错误；
D．感应电流的大小磁场强度有关，在其他情况相同时，磁场越强，产生的感应电流越大。故D正确。
故选D。
3.若要使小灯持续高效发光，磁体在管子中的运动幅度要大，人在跑步中，小臂的摆幅度最大，故将装置装在小臂上，小灯能够持续高效发光。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
17．为了探究产生电流的方向与哪些因素有关，小李的实验如图。将金属棒AB悬挂在两磁极间静止不动时，电流计的指针已经指在如图甲所示。向右拉动金属棒AB松手后，金属棒AB来回摆动，此时，小李观察到电流表的指针先向左运动，然后向右运动，以后就来回摆动，如图乙，整个过程中的消耗机械能转化为电路的电能。
（1）当小李观察到甲图的现象时，接着他最恰当的操作是( )
A．记录运动方向和指针的偏转方向
B．找老师换一块电流计
C．将电流计的指针调到“0”点
D．将电流计的接线柱上的两导线交换
（2）这个实验通过观察记录 而知道电流的方向。
（3）“金属棒AB在两磁极间来回摆动”是 （选填“电生磁”、“磁生电”）现象，人们利用这原理可以制造 （选填“电动机”、“发电机”）；
（4）金属棒AB向右运动时产生的电能，使得电流表的指针向左偏转的，电流表相当于（选填“电动机”、“发电机”） 。
（5）当金属棒AB来回摆动时，电流表的指针也来回运动，这一现象已经说明：在 不变时，金属棒中产生的电流的方向跟 方向有关（选填“电流方向”、“磁场方向”、“金属棒的运动方向”）。
（6）小李为了研究产生电流的方向与磁场方向是否有关，还应该保持 不变，观察 与磁场的方向，得出结论。
【答案】 C 指针摆动的方向 磁生电 发电机 电动机 磁场方向 金属棒的运动 金属棒的运动方向 电流的方向
【详解】(1)[1]实验开始前，要使电流表的指针指在零刻度线处，因此首先的操作要将电流计的指针调到“0”点。故选C.
(2)[2]对于电流计，其零刻度在刻度盘的中央，当电流从不同的接线柱流入时，其指针的偏转方向不同，因此可以利用电流计指针偏转方向来确定感应电流的方向。
(3)[3][4]闭合电路中的金属棒在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流，这是一种电磁感应现象，即常说的磁生电。利用这一原理制成了发电机。
(4)[5]感应电流使电流表的指针偏转，电流计的指针转动消耗电能，转化成了电流表的指针的动能。因此电流计相当于电动机。
(5)[6][7]在此次操作中，磁场的方向不变，只让金属棒AB来回摆动，发现电流表的指针也来回运动，这一现象说明导体运动方向改变，感应电流的方向也随之改变，因此感应电流的方向与导体的运动方向有关。
(6)[8][9]已经知道了感应电流的方向和导体的运动方向有关，再探究感应电流的方向与磁场方向的关系时，根据控制变量法的思路，就要控制导体的运动方向不变，改变磁场方向，通过观察电流计指针的偏转方向得到结论。
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一、 电磁感应现象 1
二、 交流电动机 1
思维导图
知识点清单
电磁感应现象
电磁感应：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
如果电路不闭合，当导体做切割磁感线运动时，导体中不会产生感应电流，但在导体两端会有感应电压。
电磁感应现象的意义：1831年，法拉第发现了磁生电的条件和规律，实现了利用磁场获得电流。法拉第的这个重大发现，带来了电能的大规模生产和利用，开辟了电气化的新纪元。
能量转换：机械能→电能
影响因素：
感应电流方向：与导体的运动方向、磁场方向有关。改变导体的运动方向或磁场方向，感应电流的方向会发生改变；同时改变导体的运动方向和磁场方向，感应电流的方向不会发生改变
感应电流大小与导体的运动速度、磁场强弱、切割导线的有效长度、导线的条数有关，增大任何一个影响因素，感应电流会增强。
【常考点】电磁感应现象发生的条件
【例1】如图所示，ab是放在U形磁铁中央的一段导体，被两根细线悬挂一段导体，下列说法正确的是（ ）
(1)如果在虚线框中接入电源可以探究电磁感应现象
(2)如果在虚线框中接入电源可以探究磁场对电流的作用
(3)如果在虚线框中接入灵敏电流计可以探究电动机转动的原理
(4)如果在虚线框中接入灵敏电流计可以探究发电机的原理
(1) (3) B. (1) (4) C. (2) (3) D. (2) (4)
交流发电机
结构：转子（线圈）、定子（磁体）、2个圆环、电刷，如下图
原理：电磁感应现象
工作过程：
（1）ab和cd边的运动方向与磁场平行（不切割磁感线），线圈中没有电流。
（2）ab和cd边的运动方向与磁场垂直（切割磁感线），线圈中有电流，外部电流方向从A电刷到B电刷。
（3）ab和cd边的运动方向与（a）中相反，与磁场平行（不切割磁感线），线圈中没有电流。
（4）ab和cd边的运动方向与（b)中相反，与磁场垂直（切割磁感线），线圈中有电流，外部电流方向从B电刷到A电刷。
【常考点】发电机的工作原理
【例2】如图所示，小彤同学利用两块磁铁、一个线圈等材料制作了一台小型发电机，并用一个LED灯和开关（发光二极管）连接了图中电路。
(1)二极管具有单向导电性，当以一定的速度连续转动线圈，当线圈转动到如图a所示位置时，LED恰好发光，则当线圈转到图b位置时，LED________发光（选填“能”或“不能”）；
(2)闭合电路中的感应电流与磁场方向、导线运动方向有关。在实验图c中，发光的是LED—_________（选填“甲”或“乙”）；线圈持续转动时，LED灯甲和乙____________（选填“同时发光”或“交替发光”）。
同步练习
1．如下甲图所示的装置，小实在有机玻璃管上绕着带有绝缘层的导线，线圈两端连接着小功率灯泡，管内放入条形磁铁，用橡皮塞堵住管口两端，当沿图中箭头方向来回摇动时，小灯泡就会发光。下列选项中的实验原理与其一致的是（ ）
A． B．
C． D．
2．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法不正确的有（ ）
A．取走磁体，电吉他将不能正常工作
B．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
C．弦振动过程中，线圈中的电流大小不断变化
D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
3．如图所示的四个实验中，能确定钢棒具有磁性的是（ ）
①小磁针偏转②静止时始终指向南北③能吸引更多的铁屑④电流表指针偏转
A．①② B．②④ C．①③ D．③④
4．小明以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S闭合后，灯泡发光，下列说法正确的是（ ）
A．甲电机都相当于电动机，其工作原理是和动圈式话筒相同
B．乙电机相当于电动机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动
C．甲电机相当于发电机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动
D．乙电机都相当于发电机，其工作原理是和扬声器相同
5．如图为汽车启动原理图。汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔并旋转（相当于接通电路)。下列有关说法错误的是（ ）
A．此时通电螺线管产生磁性
B．通电螺线管E端的磁极为S极
C．电动机是利用电磁感应原理制成的
D．通电螺线管两端电压与电动机两端电压不同
6．如图所示，L 为带动线圈转动的摇把，图中 表示指针可来回摆动的电流表，关于此工作原理图，下列说法正确的是（ ）
A．这是电动机的工作原理图
B．用该原理制成的机器正常工作时，电能转化为机械能
C．用该原理可制成手摇发电机，转动摇把 L 让线圈转起来，灵敏电流表的指针会来回摆动
D．用该原理可制成手摇发电机，如果只拿掉电流表，其他电路连接不变，转动摇把 L 让线圈转动，线圈中仍会产生电流
7．如图所示，在交流发电机中，当线圈平面：①转至与磁感线垂直位置时，感应电流为零；②转过与磁感线平行位置时，感应电流改变方向；③转至与磁感线平行位置时，感应电流为零；④转过与磁感线垂直位置时，感应电流方向改变。以上说法中正确的是（ ）
A．①③ B．②③ C．①④ D．①②④
8．在科学晚会上，小科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。用手推动乙线圈摆动时，甲线圈会随之摆动。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．推动乙线圈摆动时电能转化为机械能
C．甲线圈随之摆动时机械能转化为电能
D．甲线圈摆动是因为通电导体在磁场中受力运动
9．风是没有公害的能源之一，而且取之不尽。我国风能资源丰富，风力发电产业正逐步发展成为新兴产业。风力发电机包含风力系统和发电系统两部分。某科学小组设计制作简易风力发电机使小灯泡发光。
（1）【发电系统】图1为发电系统核心部分，风力发电机产生的电流为 （填“直流电”或“交流电”）；
（2）【风力系统】风力系统的主体部分为风叶。小组成员设计了横截面如图2所示三种形状的风叶，它们质量与面积都相同。为了测定哪一种形状的风叶发电效果最好，同学们利用小灯泡、电流表、发电机、导线、电风扇等进行了如下的实验，请完成实验步骤：
①在发电机装上A形状的风叶，将发电机、小灯泡与电流表组成串联电路；
②_________________________________________
③_________________________________________
④将A形状风叶依次换成B形状、C形状的风叶，重复以上步骤；
⑤比较所测得的数据，确定哪种型号的风叶效果最好；
（3）【安装调试与评价】为了评价小组制作的风力发电机，同学们设计了如下评价量表。请在表格中填写两个合适的评价指标。
评价指标 优秀 合格 待改进
发电效果 灯泡亮 发光但较暗 不发光
评价指标 优秀 合格 待改进
发电效果 灯泡亮 发光但较暗 不发光
电流表示数大小
10．电动机是利用 （选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”或“电磁感应现象”）工作的。如图所示，如果要改变电动机的转动方向，可以通过改变线圈内电流的方向来实现，这个装置叫 （填电动机的结构名称）。图中的线圈所在的位置 （选填“是”或“不是”）平衡位置，此时线圈由于 会继续转动，从而越过此位置。
11．如图所示，一个轻质铝环悬挂在支架上，当把条形磁铁靠近铝环时，铝环被推开，这是因为铝环相当于一个闭合回路，当条形磁铁靠近铝环时，铝环中会产生电流，这是 现象；通有电流的铝环相当于一个单匝通电螺线管，请在图中画出铝环中电流的方向。( )
12．阅读下列材料回答相关问题
材料一：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
材料二：1825年，瑞士物理学家科拉顿做了如下实验：他将一个能反映微小变化的电流表，通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路，并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间，如图。他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内，同时跑到另一个房间里，观察电流表的指针是否偏转。进行多次实验，他都没有发现电流表指针发生偏转。
材料三：1831年，英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体，在磁场里切割磁感线的时候，发现导体中产生电流，从而实现了利用磁场获得电流的愿望。
材料四：1879年10月，经过对1600多种材料进行几千次试验后，爱迪生制成了第一个可供实用的碳丝灯泡（灯丝由竹丝炭化后制成）。
（1）进行奥斯特实验时，在静止的小磁针上方，分别用图甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时，小磁针发生明显偏转的是 （选填“甲”或“乙”）。
（2）科拉顿的实验中， （选填“已经”或“没有”）满足产生感应电流的条件。试猜想法拉第能观察到电流表指针偏转，改进方法是 。
（3）如图丙所示，当爱迪生把磁体的磁极靠近正常工作的碳丝灯泡时，灯丝上端被磁体吸引，这是因为通电后的灯丝 ，若要从图丙现象变为图丁中灯丝上端被排斥的现象，可以改变 方向。
13．在探究“感应电流产生的条件”实验中：
（1）如图，a、b两接线柱间应接入小量程的 （填“电源”、“电流表”或“电压表”）；
（2）导体在磁场中运动时，电流表指针没有发生偏转，操作上的原因可能是 （写一种）；
（3）改正错误后继续实验，小王发现每次电流表指针的偏转角度不相同，于是他对影响感应电流大小的因素作以下猜想：
猜想一：与导体切割磁感线运动的速度大小有关；
猜想二：与磁场的强弱有关；
猜想三：与导体的匝数有关。
为了验证猜想三，他设计的方案是：分别让两个匝数不同的线圈，在如图所示的磁场中水平向左运动，观察电流表指针的偏转角度。
①请对此方案作出评价，指出存在的主要问题是 ；
②请你说出小王通过实验观察比较 判断猜想三是否正确。
校项目小组制作了一款节能夜跑灯，在跑步过程中，小灯泡发光，帮助夜跑者照明。夜跑灯的具体制作过程如下：将线圈缠绕在塑料水管外壳并与小灯泡构成闭合电路，磁体在水管中能自由往返运动。请根据相关知识回答下列题：
14．下列实验原理与节能夜跑灯的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
15．在运动过程中，夜跑灯持续发光。灯发光过程中，下列说法正确的是（ ）
A．通过小灯泡的电流方向始终不变
B．若运动速度加快，小灯泡的亮度不变
C．实现的能量转换是电能转化为机械能
D．若要使小灯泡的亮度变大，可换用磁性更强的磁体
16．为使小灯泡持续高效发光，请选择运动时夜跑灯最适合佩戴的位置（ ）
A．大臂 B．头部 C．腰间 D．小臂
17．为了探究产生电流的方向与哪些因素有关，小李的实验如图。将金属棒AB悬挂在两磁极间静止不动时，电流计的指针已经指在如图甲所示。向右拉动金属棒AB松手后，金属棒AB来回摆动，此时，小李观察到电流表的指针先向左运动，然后向右运动，以后就来回摆动，如图乙，整个过程中的消耗机械能转化为电路的电能。
（1）当小李观察到甲图的现象时，接着他最恰当的操作是( )
A．记录运动方向和指针的偏转方向
B．找老师换一块电流计
C．将电流计的指针调到“0”点
D．将电流计的接线柱上的两导线交换
（2）这个实验通过观察记录 而知道电流的方向。
（3）“金属棒AB在两磁极间来回摆动”是 （选填“电生磁”、“磁生电”）现象，人们利用这原理可以制造 （选填“电动机”、“发电机”）；
（4）金属棒AB向右运动时产生的电能，使得电流表的指针向左偏转的，电流表相当于（选填“电动机”、“发电机”） 。
（5）当金属棒AB来回摆动时，电流表的指针也来回运动，这一现象已经说明：在 不变时，金属棒中产生的电流的方向跟 方向有关（选填“电流方向”、“磁场方向”、“金属棒的运动方向”）。
（6）小李为了研究产生电流的方向与磁场方向是否有关，还应该保持 不变，观察 与磁场的方向，得出结论。
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