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1.5 磁生电(分层训练)
【基础达标】
1.发电机应用的原理是( )
A.电磁感应 B.通电线圈在磁场中受力作用而转动
C.奥斯特实验 D.欧姆定律
【答案】A
【详解】发电机是将机械能转化为电能的设备,其工作原理是根据闭合电路部分导体在磁场中做切割磁感线的运动,电路中会产生感应电流,即电磁感应现象实现的,属于磁生电。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.新能源汽车被越来越多的家庭所接受,这类汽车的动力装置是电动机,下列各图符合其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】电动机是利用通电导体在磁场中受力作用的原理制成的。
A.图中是奥斯特实验,奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图中是电磁铁,是根据电流的磁效应制成的,故B不符合题意;
C.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,这种现象叫电磁感应现象,发电机就是利用该原理制成的,故C不符合题意;
D.图中是通电导体在磁场中要受到力的作用,电动机就是利用该原理制成的,故D符合题意。
故选D。
3.考试时,工作人员拿着金属探测仪对考生进行检查,以防止考生将手机等含有金属部分的作弊工具带入考场(如图)。当探测仪中的线圈靠近金属导体时,在金属导体内部就会产生一种特殊电流,从而触发报警。则探测仪的工作原理是( )
A.电磁感应现象 B.磁场对电流的作用
C.电流的磁效应 D.磁极间的相互作用
【答案】A
【详解】当探测仪中的线圈靠近金属导体时,在金属导体内部就会产生一种特殊电流,这是利用磁电感应现象,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。当探测仪中的线圈靠近金属导体时,作切割磁感线运动,在金属导体内部就会产生感应电流,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.如图所示,放在磁铁中的线圈A和B用导线串联,当用力使线圈A向右运动时,发现悬挂的线圈B也随着摆动。此时线圈A、B各自的实验原理与下列设备的工作原理相应的是( )
A.发电机、电动机 B.电动机、发电机
C.发电机、发电机 D.电动机、电动机
【答案】A
【详解】当用力使线圈A向右运动时,线圈A切割磁感线,产生感应电流,电流通过导线输送到B线圈,通电的B线圈在磁场中受力的作用而摆动,故A的实验原理对应的是发电机的工作原理,B的实验原理对应的是电动机的工作原理。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.如图所示是手摇发电机模型,下列说法中正确的( )
A.发电时,线圈在磁场中始终在切割磁感线
B.它是利用通电导体在磁场中受力原理发电的
C.灯泡发光的亮暗与手摇转盘转动方向有关
D.在一个周期,线圈内电流方向改变两次
【答案】D
【详解】A.当线圈在平衡位置时,线圈不切割磁感线,故A错误;
B.发电机是利用电磁感应现象发电的,故B错误;
C.手摇转盘转动越快,产生的感应电流越大,灯泡越亮,转动的方向发生变化,不会改变感应电流大小,灯泡亮度不会改变,故C错误;
D.发电机产生电流是变化的,所以产生的是交流电,在一个周期,线圈内电流方向改变两次,故D正确。
故选D。
6.如图所示为发电机工作原理,下列有关说法正确的是( )
A.当发电机工作时,电流始终从电刷A流向电刷B
B.该过程中电能转化为机械能
C.当线圈不动,磁极转动时,不会有感应电流产生
D.发电机线圈每转过一圈,电流的方向改变两次
【答案】D
【详解】A.图为交流发电机的原理图,当发电机工作时,线圈产生的是交流电,电流的方向会发生周期性变化,故电流的方向不总是从电刷A流向电刷B,故A错误;
B.产生感应电流时,是机械能转化为电能,故B错误;
C.当线圈不动,磁极转动时,根据运动的相对性可知,相当于线圈做切割磁感线运动,因此会产生感应电流,故C错误;
D.发电机线圈每转过平衡位置就改变一次电流的方向,故每转过一圈,电流的方向改变两次,故D正确。
故选D。
7.如图是探究“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接线柱上。
(1)本实验中,如果 ,我们就认为有感应电流产生;
(2)闭合开关后,假设导线不动,磁铁左右水平运动,电路 感应电流(选填“有”或“无”);
(3)闭合开关后,假设磁铁不动,导体向纸面里外方向运动,电路 感应电路(选填“有”或“无”)。
【答案】 灵敏电流计的指针偏转 有 无
【详解】(1)[1]感应电流是通过灵敏电流表的指针偏转来体现的,若灵敏电流表的指针偏转,就说明产生了感应电流。
(2)[2]闭合开关后,若导体不动,磁铁左右水平运动,由于磁感线沿竖直方向分布,因此导体做切割磁感线运动,此时电路产生感应电流。
(3)[3]闭合开关后,假设磁铁不动,导体向纸面里外方向运动,由于磁感线沿竖直方向分布,因此导体没有做切割磁感线运动,此时电路不产生感应电流。
8.在研究“感应电流的大小与哪些因素有关”的活动中,同学们采用了如图1所示的实验装置:ab是一根导体,通过导线连接在灵敏电流计的两接线柱上。
(1)本实验中,如果观察到 我们就认为有感应电流产生;
(2)闭合开关后,若导体不动,磁铁左右水平运动,电路中是否有感应电流 ;
(3)改变导体在磁场中的运动速度,测出每次实验时电流表偏转示数的最大值,实验结果记录如表,分析表中数据可以得出:在相同条件下, ;
实验次数 1 2 3 4 5 6
速度(cm/s) 1 2 3 4 5 6
电流(mA) 2.0 1.0 5.9 8.1 10.2 11.8
(4)图2三种设备中,应用电磁感应原理工作的是 (填字母)。
A.扬声器 B.麦克风 C.电动机
【答案】 灵敏电流表的指针发生偏转 是 导体切割磁感线的速度越大,产生的感应电流越大 B
【详解】(1)[1]根据转换法,感应电流就是通过灵敏电流表的指针偏转来体现的,若灵敏电流表的指针发生偏转,就说明产生了感应电流。
(2)[2]磁铁左右水平运动,以磁铁为参照物,导线就是水平运动的,做的是切割磁感线的运动,所以就会产生感应电流。
(3)[3]从表中数据可以看出,导体切割磁感线的速度越大,产生的感应电流也越大,故可得出结论:在相同条件下,导体切割磁感线的速度越大,产生的感应电流越大。
(4)[4]A.电流流过扬声器时产生磁场,产生的磁场和其中的永磁体相互作用,引起纸盆的振动发声。故A不符合题意;
B.说话时声带的振动引起薄膜振动,薄膜振动引起线圈在磁场中切割磁感线运动,产生感应电流。动圈式话筒是利用电磁感应进行工作的。故B符合题意;
C.磁场对电流作用的实验装置,是电动机的原理,故C不符合题意。
故选B。
9.如图所示是一个铜盘绕其竖直的轴转动,且假设摩擦等阻力不计,转动是匀速的。现把一个蹄形磁铁移近铜盘,则铜盘中会产生 ,钢盘的转动速度将 (选填“变大”,“变小”或“不变”)
【答案】 感应电流 变小
【详解】[1] 将一个蹄形磁铁移近铜盘时,铜盘转动切割磁感线,产生感应电流。
[2] 根据右手螺旋定则可以确定此时铜盘中的感应电流方向是从盘心指向边缘。通电导体在磁场中要受到力的作用,根据感应电流的方向和磁场的方向,利用左手定则可以确定磁场对铜盘的作用力的方向是沿逆时针方向,与其受力方向与铜盘的转动方向相反,所以铜盘的转动速度将变小。通过能量转化角度考虑,转动过程中,机械能转化为电能,钢盘的转动速度将变小。
10.小明利用图甲所示的微型吊扇研究“电磁转换”的实验。
(1)小明将微型电扇的插头接入家庭电路,电扇旋转,如图甲所示、使微型电扇转动的工作原理是 ,工作过程中,电扇主要将 能转化为 能;
(2)小明在微型电扇的插头处接入一只发光二极管,用手旋转叶片,发现二极管发光,如图乙所示,此时微型电扇如同一台 (填“电动机”或”发机”),其工作原理是 。
【答案】 通电导体在磁场中受力转动 电 机械 发电机 电磁感应
【详解】(1)[1][2][3]电扇里面有一个小型的电动机,电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力转动,此时能量转化为电能转化为机械能。
(2)[4][5]电扇的内部有磁铁和线圈,当微型电扇的插头处接一只发光二极管,线圈转动时,做了切割磁感线的运动,故能产生电流,此时微型电扇如同一台发电机,原理就是电磁感应。
【巩固提升】
11.关于交流发电机,下列说法正确的是( )
①当线平面转至与磁感线垂直位置时,感应电流为零
②当线圈平面转过与磁感线平行位置时,感应电流出现最大值
③当线平面转至与磁感线平行位置时,感应电流为零
④当线圈平而转过与磁感线垂直位时,感应电流方向改变
A.①③ B.②③ C.①④ D.①②④
【答案】D
【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,即此时感应电流为零,故①正确;
②③线圈在转过与磁感线平行时,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,线圈切割磁感线的速度最快,感应电流出现最大值;当线圈平面转过与磁感线平行位置时,感应电流不是最大值,故②正确,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①②④。
故选D。
12.如图所示,导体AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中,用导线连接甲、乙装置。拉动导体AB向左移动时(相当于发电机),发现导体CD会向右移动,下列判断正确的是( )
A.乙装置相当于是电动机 B.甲装置的能量转化是电能转化为机械能
C.将乙中磁体两极对调,CD会移动加快 D.电磁铁工作原理与甲装置原理一致
【答案】A
【详解】AB.拉动AB向左移动时,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,则装置甲应用的原理是电磁感应,甲装置相当于发电机,能量转化是将机械能转化为电能,同时CD中有电流通过,通电导体CD在磁场中受力向右运动,则乙装置相当于电动机,故A正确,B错误;
C.拉动AB向左移动,磁场的方向不变,产生的感应电流方向不变,调换右边磁体上下磁极,CD所处的磁场的方向改变,受到磁场力的方向改变,CD向左移动,不会改变导体CD的速度,故C错误;
D.电磁铁利用电流的磁效应,甲应用的原理是电磁感应,两者原理不同,故D错误。
故选A。
13.如图所示,相互平行的金属导轨AB和CD固定在水平面上,虚线区内存在磁场,图中的“×”表示磁感线方向垂直于纸面向内。现将铜棒EF和GH垂直放在导轨上,当拉动EP使其沿导轨在磁场区域内向右运动时,下列说法中,不正确的是( )
A.电流表有示数 B.小磁针会发生偏转
C.铜棒GH会移动 D.铜棒EF运动时机械能转化为电能
【答案】C
【详解】A.当拉动EF使其沿导轨在磁场区域内向右运动时,EF切割磁感线,电路中有感应电流产生,电流表有示数,故A正确,不符合题意;
B.通电导线周围存在磁场,因此小磁针会发生偏转,故B正确,不符合题意;
C.通电导体在磁场中受到力的作用,但由于GH不在磁场区域,因此铜棒GH不会移动,故C错误,符合题意;
D.铜棒EF运动时消耗了机械能,产生了感应电流,得到了电能,此过程中机械能转化为电能,故D正确,不符合题意。
故选C。
14.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。
15.如图所示将两个灵敏电流计(主要部件是永磁体和带有指针的线圈)G1和G2用导线连接起来,当拨动G1的指针时,观察到G2的指针也会随之摆动,下列说法正确的是( )
A.G1利用了电流的磁效应
B.拨动G1利用电磁感应产生了电流
C.G2的指针摆动幅度一定大于G1
D.G2在电路中相当于电源的作用
【答案】B
【详解】AB.由题可知,波动G1指针时,相当于G1中的线圈做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流,由于两个点表构成闭合电路,故电流会通过G2中的线圈,而该线圈在磁场中,故G2指针也会偏转,所以G1是利用电磁感应产生电流,故A错误,B正确;
C.由于导线有电阻,电流通过导线时会损失掉一部分电能,故G2的指针摆动幅度一定小于G1,故C错误;
D.G2是因为通电指针才发生偏转的,消耗电能,将电能转化为机械能,在电路中相当于用电器,故D错误。
故选B。
16.如图是电磁学中很重要的三个实验装置图,以下说正确的是( )
A.物理学家法拉第进行甲图实验发现了电流的磁效应
B.乙图实验装置是电动机的原理图
C.丙图中,导体 ab受到的磁场力方向与通过它的电流方向无关
D.电吉他的发声利用的就是乙图的原理
【答案】D
【详解】A.物理学家奥斯特进行甲图实验发现了电流的磁效应,故A错误;
B.乙图描述的是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流,是发电机的原理图,故B错误;
C.丙图描述的是闭合电路的导体在磁场中受到力的作用,受力方向与磁场方向和电流方向都有关系,故C错误;
D.“反歌”用的话筒工作原理是电磁感应,声波带动线圈振动进而使线圈切割磁感线产生感应电流经放大传给扬声器,将声音信号变为了电流信号,故D正确。
故选D。
17.“探究产生感应电流条件”的实验步骤如图中的甲、乙、丙所示。
(1)本实验中,我们通过观察 来判断电路是否有感应电流,图中能产生感应电流的是 (选填“甲”、“乙”或“丙”);
(2)在探究感应电流方向与磁场方向的关系时,应控制 不变;
(3)闭合开关后,若导体不动,磁铁左右水平运动,电路中是否有感应电流? (选填“有”或“无”);
(4)实验过程中,某些同学按图甲方法进行操作时,实验现象不太明显,请你从实验装置方面提出一条改进的措施: (写出一条)。
【答案】 电流计指针是否发生偏转 甲 导体运动方向 有 将导体棒换成矩形线圈
【详解】(1)[1]电路中产生的感应电流不能用眼睛直接观察,可以通过电流计指针是否发生偏转,判断电路中是否有感应电流。
[2]甲图中,电路回路闭合,导体做切割磁感线运动,因此可以产生感应电流;乙图中,电路回路闭合,但导体不做切割磁感线运动,因此不可以产生感应电流;丙图中,电路处于断开状态,不可以产生感应电流。
(2)[3]根据控制变量法,在探究感应电流方向与磁场方向的关系时,应控制导体运动方向不变。
(3)[4]若导体不动,磁铁左右水平运动,相当于导体在磁场中做切割磁感线运动,有感应电流产生。
(4)[5]将导体棒换成矩形线圈可以增强实验效果,可以使得实验现象更明显。
18.如图甲所示,用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒AB水平处于磁场中。当棒中通以由A向B的电流时,金属棒静止,橡皮筋刚好处于松弛状态(导线对金属棒的作用力忽略不计),此时金属棒受到的磁场力方向为 。另一同学们做实验的装置如图乙所示,闭合开关,先将导体b水平向右移动,导体cd也随之运动起来,可知,实验装置左侧运用的原理是 ,在①电风扇、②电熨斗、③电磁起重机、④发电机、⑤电动剃须刀,利用右侧原理工作的有 。
【答案】 竖直向上 电磁感应现象 ①⑤
【详解】[1]当棒中通以由A流向B的电流时,橡皮筋处于松弛状态,说明了导线AB受到了一个竖直向上的磁场力的作用。
[2][3]由题图可知:闭合开关,将导体ab水平向右移动,所以导体中会有感应电流产生,cd相当于放入磁场中的通电导体,实验装置左侧运用的原理是:电磁感应现象,实验装置右侧运用的原理是通电导体在磁场中受力运动;①⑤电动剃须刀、电风扇里主要部件是电动机,即利用通电导线在磁场中受力运动;②电熨斗是利用电流的热效应的原理工作的;③电磁起重机是利用电流的磁效应的原理工作的;④发电机是利用电磁感应现象的原理制成的;由此可知,利用右侧原理工作的有①⑤。
19.小双想探究感应电流的大小与什么因素有关,他设计了如图所示的装置进行实验。铁块上绕有导线,线框与灵敏电流表(G表示)相连(线框高度大于铁块高度,实验过程中线框不旋转)。
(1)当开关闭合时,电磁铁的A端是 极;
(2)让线框分别从h1和h2(h2大于h1)竖直下落并穿入磁极A、B之间,G表指针对应的转角度分别为θ1和θ2(θ2大于θ1),这样做的目的是为了探究感应电流的大小与 有关;
(3)把变阻器的滑片移至左端,线框从h1的高度下落,G表指针的偏转角为θ3,观察到θ3大于θ1,表明感应电流的大小还与 有关。
【答案】 S 切割磁感线的速度 磁场强弱
【详解】(1)[1]由图可知,电流从左边电磁铁的左端流入,根据安培定则可知,电磁铁的A端为S极。
(2)[2]线框分别从h1和h2(h2大于h1)竖直下落并穿入磁极A、B之间,h2的高度高,下落的速度大,θ2大于θ1,则感应电流较大,所以该实验是为了探究感应电流的大小与线框切割磁感线的速度有关。
(3)[3]把变阻器的滑片移至左端,滑动变阻器接入电路的电阻最小,电流最大,则电磁铁的磁性最强;在导体切割磁感线速度不变的情况下,观察到θ3大于θ1,说明产生的感应电流增大;故感应电流的大小与磁场强弱有关。
20.风是一种潜力很大的新能源。某科技小组结合所学知识,对“风力发电”展开探究。
(1)科技小组探究“风力发电”,应选取下列相应的哪套装置? (填字母)。
(2)下列实验中可以让磁场产生电流的必需的操作是 (填字母)。
A.实验时,开关要闭合,接通电路
B.整个电路都在磁场中做切割磁感线运动
C.电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动
D.导体切割磁感线的速度必须要快
(3)在探究感应电流方向与磁场方向的关系时,应控制 不变。
(4)在探究“感应电流大小与什么因素有关”时,科技小组的同学猜想:感应电流的大小与磁场的强弱和导体切割磁感线的速度有关。他们探究感应电流大小与磁场强弱的关系,逐渐增大 ,但得到的感应电流变化不定,没有规律,原因可能是 。(填一点)
【答案】 B AC 导体运动方向 磁场强度 没有控制导体切割磁感线的速度相同
【详解】(1)[1]风力发电是利用电磁感应现象来工作的。
A.图中导体棒中有电流通过,在磁场中会发生运动,说明通电导体在磁场在受到力的作用,故A不符合题意;
B.图中导体切割磁感线运动,电流表指针发生偏转,电路中产生电流,说明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,故B符合题意;
C.图中导线中有电流,小磁针会发生偏转,说明通电导体的周围存在磁场,故C不符合题意;
D.图中实验可以探究电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关,故D不符合题意。
故选B。
(2)[2]让磁场产生电流的必需的操作是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,故AC符合题意,BD不符合题意。
故选AC。
(3)[3]感应电流的方向与磁场的方向和导体切割磁感线的运动有关,在探究感应电流方向与磁场方向的关系时,应控制导体切割磁感线的方向不变。
(4)[4][5]探究感应电流大小与磁场强弱的关系,由控制变量法可知,逐渐增大磁场强度,但得到的感应电流变化不定,没有规律,可能没有控制导体切割磁感线的速度相同。
21.为提高能量利用率,纯电动汽车在行驶过程中采用能量回收刹车系统为汽车充电(其简化原理如图所示)。刹车时,充电开关接通,车轮带动线圈转动,产生电流,给电池充电。同时通电的线圈受到磁场产生的阻力,从而减缓车轮转动。该过程能量回收效率可达40%以上。
(1)线圈中产生电流的现象称为 ;
(2)图中导线ab产生箭头方向的电流,受到阻力方向向后,此时导线cd所受的阻力方向是 ;
(3)利用能量回收系统刹车时,能量转化的情况是 ;
(4) 新能源汽车还可以采用无线充电。如图高速路面下铺设了一层太阳能电池板和金属线圈,利用太阳能电池板给路面线圈供电,当汽车在路面上行驶时,就能实现对新能源汽车进行无线充电,路面线圈在汽车无线充电中起的作用是 。
【答案】 电磁感应现象 向前 机械能转化为电能 提供磁场
【详解】(1)[1]闭合回路中的一部分导体做切割磁感线运动,会产生感应电流,该现象称为电磁感应现象。
(2)[2]导线cd中的电流与ab导线中的电流方向相反,所以受到的阻力方向相反,方向向前。
(3)[3]由图可知为发电机原理,所以是将机械能转化为电能。
(4)[4]利用太阳能电池板给路面线圈供电,路面线圈会产生磁场,当汽车在路面上行驶时,电动车内的线圈随汽车一起运动,线圈切割磁感线,会产生电流,故路面线圈在汽车无线充电中起的作用是提供磁场。
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1.5 磁生电(分层训练)
【基础达标】
1.发电机应用的原理是( )
A.电磁感应 B.通电线圈在磁场中受力作用而转动
C.奥斯特实验 D.欧姆定律
2.新能源汽车被越来越多的家庭所接受,这类汽车的动力装置是电动机,下列各图符合其工作原理的是( )
A. B. C. D.
3.考试时,工作人员拿着金属探测仪对考生进行检查,以防止考生将手机等含有金属部分的作弊工具带入考场(如图)。当探测仪中的线圈靠近金属导体时,在金属导体内部就会产生一种特殊电流,从而触发报警。则探测仪的工作原理是( )
A.电磁感应现象 B.磁场对电流的作用
C.电流的磁效应 D.磁极间的相互作用
4.如图所示,放在磁铁中的线圈A和B用导线串联,当用力使线圈A向右运动时,发现悬挂的线圈B也随着摆动。此时线圈A、B各自的实验原理与下列设备的工作原理相应的是( )
A.发电机、电动机 B.电动机、发电机
C.发电机、发电机 D.电动机、电动机
第4题图 第5题图
5.如图所示是手摇发电机模型,下列说法中正确的( )
A.发电时,线圈在磁场中始终在切割磁感线
B.它是利用通电导体在磁场中受力原理发电的
C.灯泡发光的亮暗与手摇转盘转动方向有关
D.在一个周期,线圈内电流方向改变两次
6.如图所示为发电机工作原理,下列有关说法正确的是( )
A.当发电机工作时,电流始终从电刷A流向电刷B
B.该过程中电能转化为机械能
C.当线圈不动,磁极转动时,不会有感应电流产生
D.发电机线圈每转过一圈,电流的方向改变两次
7.如图是探究“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接线柱上。
(1)本实验中,如果 ,我们就认为有感应电流产生;
(2)闭合开关后,假设导线不动,磁铁左右水平运动,电路 感应电流(选填“有”或“无”);
(3)闭合开关后,假设磁铁不动,导体向纸面里外方向运动,电路 感应电路(选填“有”或“无”)。
8.在研究“感应电流的大小与哪些因素有关”的活动中,同学们采用了如图1所示的实验装置:ab是一根导体,通过导线连接在灵敏电流计的两接线柱上。
(1)本实验中,如果观察到 我们就认为有感应电流产生;
(2)闭合开关后,若导体不动,磁铁左右水平运动,电路中是否有感应电流 ;
(3)改变导体在磁场中的运动速度,测出每次实验时电流表偏转示数的最大值,实验结果记录如表,分析表中数据可以得出:在相同条件下, ;
实验次数 1 2 3 4 5 6
速度(cm/s) 1 2 3 4 5 6
电流(mA) 2.0 1.0 5.9 8.1 10.2 11.8
(4)图2三种设备中,应用电磁感应原理工作的是 (填字母)。
A.扬声器 B.麦克风 C.电动机
9.如图所示是一个铜盘绕其竖直的轴转动,且假设摩擦等阻力不计,转动是匀速的。现把一个蹄形磁铁移近铜盘,则铜盘中会产生 ,钢盘的转动速度将 (选填“变大”,“变小”或“不变”)
第9题图 第10题图
10.小明利用图甲所示的微型吊扇研究“电磁转换”的实验。
(1)小明将微型电扇的插头接入家庭电路,电扇旋转,如图甲所示、使微型电扇转动的工作原理是 ,工作过程中,电扇主要将 能转化为 能;
(2)小明在微型电扇的插头处接入一只发光二极管,用手旋转叶片,发现二极管发光,如图乙所示,此时微型电扇如同一台 (填“电动机”或”发机”),其工作原理是 。
【巩固提升】
11.关于交流发电机,下列说法正确的是( )
①当线平面转至与磁感线垂直位置时,感应电流为零
②当线圈平面转过与磁感线平行位置时,感应电流出现最大值
③当线平面转至与磁感线平行位置时,感应电流为零
④当线圈平而转过与磁感线垂直位时,感应电流方向改变
A.①③ B.②③ C.①④ D.①②④
12.如图所示,导体AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中,用导线连接甲、乙装置。拉动导体AB向左移动时(相当于发电机),发现导体CD会向右移动,下列判断正确的是( )
A.乙装置相当于是电动机 B.甲装置的能量转化是电能转化为机械能
C.将乙中磁体两极对调,CD会移动加快 D.电磁铁工作原理与甲装置原理一致
13.如图所示,相互平行的金属导轨AB和CD固定在水平面上,虚线区内存在磁场,图中的“×”表示磁感线方向垂直于纸面向内。现将铜棒EF和GH垂直放在导轨上,当拉动EP使其沿导轨在磁场区域内向右运动时,下列说法中,不正确的是( )
A.电流表有示数 B.小磁针会发生偏转
C.铜棒GH会移动 D.铜棒EF运动时机械能转化为电能
14.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
15.如图所示将两个灵敏电流计(主要部件是永磁体和带有指针的线圈)G1和G2用导线连接起来,当拨动G1的指针时,观察到G2的指针也会随之摆动,下列说法正确的是( )
A.G1利用了电流的磁效应
B.拨动G1利用电磁感应产生了电流
C.G2的指针摆动幅度一定大于G1
D.G2在电路中相当于电源的作用
16.如图是电磁学中很重要的三个实验装置图,以下说正确的是( )
A.物理学家法拉第进行甲图实验发现了电流的磁效应
B.乙图实验装置是电动机的原理图
C.丙图中,导体 ab受到的磁场力方向与通过它的电流方向无关
D.电吉他的发声利用的就是乙图的原理
17.“探究产生感应电流条件”的实验步骤如图中的甲、乙、丙所示。
(1)本实验中,我们通过观察 来判断电路是否有感应电流,图中能产生感应电流的是 (选填“甲”、“乙”或“丙”);
(2)在探究感应电流方向与磁场方向的关系时,应控制 不变;
(3)闭合开关后,若导体不动,磁铁左右水平运动,电路中是否有感应电流? (选填“有”或“无”);
(4)实验过程中,某些同学按图甲方法进行操作时,实验现象不太明显,请你从实验装置方面提出一条改进的措施: (写出一条)。
18.如图甲所示,用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒AB水平处于磁场中。当棒中通以由A向B的电流时,金属棒静止,橡皮筋刚好处于松弛状态(导线对金属棒的作用力忽略不计),此时金属棒受到的磁场力方向为 。另一同学们做实验的装置如图乙所示,闭合开关,先将导体b水平向右移动,导体cd也随之运动起来,可知,实验装置左侧运用的原理是 ,在①电风扇、②电熨斗、③电磁起重机、④发电机、⑤电动剃须刀,利用右侧原理工作的有 。
19.小双想探究感应电流的大小与什么因素有关,他设计了如图所示的装置进行实验。铁块上绕有导线,线框与灵敏电流表(G表示)相连(线框高度大于铁块高度,实验过程中线框不旋转)。
(1)当开关闭合时,电磁铁的A端是 极;
(2)让线框分别从h1和h2(h2大于h1)竖直下落并穿入磁极A、B之间,G表指针对应的转角度分别为θ1和θ2(θ2大于θ1),这样做的目的是为了探究感应电流的大小与 有关;
(3)把变阻器的滑片移至左端,线框从h1的高度下落,G表指针的偏转角为θ3,观察到θ3大于θ1,表明感应电流的大小还与 有关。
20.风是一种潜力很大的新能源。某科技小组结合所学知识,对“风力发电”展开探究。
(1)科技小组探究“风力发电”,应选取下列相应的哪套装置? (填字母)。
(2)下列实验中可以让磁场产生电流的必需的操作是 (填字母)。
A.实验时,开关要闭合,接通电路
B.整个电路都在磁场中做切割磁感线运动
C.电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动
D.导体切割磁感线的速度必须要快
(3)在探究感应电流方向与磁场方向的关系时,应控制 不变。
(4)在探究“感应电流大小与什么因素有关”时,科技小组的同学猜想:感应电流的大小与磁场的强弱和导体切割磁感线的速度有关。他们探究感应电流大小与磁场强弱的关系,逐渐增大 ,但得到的感应电流变化不定,没有规律,原因可能是 。(填一点)
21.为提高能量利用率,纯电动汽车在行驶过程中采用能量回收刹车系统为汽车充电(其简化原理如图所示)。刹车时,充电开关接通,车轮带动线圈转动,产生电流,给电池充电。同时通电的线圈受到磁场产生的阻力,从而减缓车轮转动。该过程能量回收效率可达40%以上。
(1)线圈中产生电流的现象称为 ;
(2)图中导线ab产生箭头方向的电流,受到阻力方向向后,此时导线cd所受的阻力方向是 ;
(3)利用能量回收系统刹车时,能量转化的情况是 ;
(4) 新能源汽车还可以采用无线充电。如图高速路面下铺设了一层太阳能电池板和金属线圈,利用太阳能电池板给路面线圈供电,当汽车在路面上行驶时,就能实现对新能源汽车进行无线充电,路面线圈在汽车无线充电中起的作用是 。
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