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1.5 磁生电（第2课时） 分层练习
科学观念：认识交流发电机的结构和交流电，知道交流电和直流电的区别，知道我国交流电的周期和频率。
科学思维：分析交流发电机的工作原理，归纳交流电的电流方向变化规律，比较发电机和电动机的异同。
探究实践：观察交流发电机模型的结构和工作过程。
态度责任：体验科学发展给人类生活带来的巨大变化；培养热爱科学、崇尚科学的态度，初步具有创造发明的意识。
01 交流发电机
1．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
【解析】【分析】根据发电机的工作原理和工作过程判断。
【解答】A.发电时，当线圈平面与磁场方向平行时，此时没有切割磁感线，故A错误；
B.它是利用电磁感应的原理发电的，故B错误；
C.灯泡发光的亮暗与手摇转盘转动的速度有关，即与切割磁感线的速度有关，故C错误；
D.在一个周期，线圈内电流方向改变两次，故D正确。
故选D。
2．我国发电厂发生的交流电的频率是 Hz，发电机是利用 的原理制成的，要改变感应电流方向，则可以通过改变磁场方向或改变 方向来实现。发电机实现 能转化为 能 。
【答案】50；电磁感应；导体切割磁感线运动方向；机械能；电能
【解析】【分析】根据对发电机的工作原理，能量转化和感应电流方向的影响因素的认识解答。
【解答】我国发电厂发生的交流电的频率是50Hz，发电机是利用电磁感应的原理制成的，要改变感应电流方向，则可以通过改变磁场方向或改变导体切割磁感线运动方向方向来实现。发电机实现机械能能转化为电能 。
3．如图所示的是直流发电机的工作原理图，关于直流发电机下列说法中正确的是（ ）
A．图中的E，F称为换向器，它的作用是改变线圈中的电流方向
B．直流发电机线圈内产生的是直流电，供给外部电路的也是直流电
C．它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的
D．直流发电机线圈内产生的是交流电，供给外部电路的是直流电
【答案】D
【解析】【分析】根据发电机的结构、工作原理分析判断。
【解答】无论是直流发电机，还是交流发电机，线圈中产生的都是交流电，只是直流电动机在线圈外部有一个换向器，将交流电转化为直流电，故A、B错误，D正确；
直流发电机是利用电磁感应的原理工作的，故C错误。
故选D。
4．如图所示，下列判断正确的是( )
A．甲、乙两图都是直流电动机模型
B．甲、乙两图都是直流发电机模型
C．甲图表示的是电动机模型，乙图表示的是发电机模型
D．甲图表示的是发电机模型，乙图表示的是电动机模型
【答案】C
【解析】【分析】发电机是将机械能转化为电能，电路中没有电源，电动机将电能转化为其它形式的能，电路中有电源。
【解答】甲是电动机模型，乙是发电机模型，故C正确，ABD错误。
故答案为：C。
5．小明以塑料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，下列说法不正确的是（ ）
A．甲、乙电机转动
B．甲电机相当于发电机
C．乙电机相当于电动机
D．将电源正负极对调，灯泡亮度发生改变
【答案】D
【解析】【分析】A.根据图片分析哪个电机转动；
BC.发电机的工作原理为电磁感应；电动机是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的。电动机是利用通电导体在磁场中会受到力转动的原理。
D.灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定。
【解答】 A.闭合开关，乙电机连接电源，会有电流经过，则乙电机转动，乙带动甲电机转动，故A正确不合题意；
B.开关S闭合后，灯泡发光，说明电路中有电流，由甲电机提供，甲电机相当于发电机，故B正确不合题意；
C.闭合开关，乙电机转动，乙电机相当于电动机，故C正确不合题意；
D.将电源正负极对调，甲乙电机的转速不变，甲电机产生的感应电流大小不变，灯泡的实际功率不变，亮度不变，故D错误符合题意。
故选D。
1．D
【详解】A．奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，即电流的磁效应，故A不符合题意；
B．通电导体在磁场中受力运动，是电能转化为机械能的过程，故B不符合题意；
C．电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关，得出电流越大，磁性越强，故C不符合题意；
D．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，是电磁感应现象，发电机是利用这个原理制成的，故D符合题意。
故选D。
2．A
【详解】话筒工作原理：电磁感应现象；扬声器的工作原理：通电导体在磁场中受力；因此发电机和动圈式话筒都是电磁感应现象原理；电动机和扬声器都是通电导体在磁场中受力原理，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．C
【详解】A．交流发电机是将机械能转化为电能的装置，故A错误；
B．交流发电机工作时，在线圈和外部电路中通过的是交流电，故B错误；
C．线圈每转1圈，电流方向改变2次，所以发电机线圈每秒钟转50周，则电流的方向每秒钟改变100次，故C正确；
D．线圈在磁场中转动，只有外部电路闭合，线圈中会有电流产生，故D错误；
4．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．C
【详解】交变电流是线圈在磁场中转动形成的；线圈转动一周即为一个周期；在一个周期内电流方向改变两次；电流的大小随时间在做周期性变化，故C正确。
故选C。
6．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．B
【详解】A．闭合开关，乙电动机中有电流通过，乙电动机工作，乙电动机工作时，可以带动甲电动机转动，甲电动机内部的线圈在内部磁场中做切割磁感线，会产生感应电流，有电流流过小灯泡，小灯泡会发光，故A错误；
B．甲电动机内部的线圈在内部磁场中做切割磁感线，会产生感应电流，对小灯泡供电，小灯泡发光，甲相当于发电机，故B正确；
C．乙是电动机，乙的工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动，故C错误；
D．甲相当于一个发电机，甲工作时，将机械能转化为电能，故D错误。
故选B。
8．A
【详解】A．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；电吉他是属于磁生电，是根据电磁感应原理工作的，该装置与电吉他工作的原理是相同的，故A正确；
B．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，说明电流的方向发生改变，产生的是交流电，故B错误；
C．此装置中的两个铜圆环不是换向器，不能改变电流的方向，故C错误；
D．发电机在工作的过程中，将机械能转化为电能，故D错误。
故选A。
9．B
【详解】CD．图中有电源，因此是电动机的原理图，故CD错误；
A．平衡位置指的是线圈与磁场方向垂直的位置，图示的位置不是平衡位置，故A错误；
B．电动机的原理是通电导体在磁场中受力的作用，故B正确。
故选B。
10．B
【详解】AB．闭合电路的导体ab在磁场中做切割磁感线运动，从而产生了感应电流，这是一种电磁感应现象，电磁感应现象中，是将机械能转化为电能，故A错误，B正确；
C．导体ab产生的感应电流通过位于磁场中的导体cd时，cd在磁场中受力而运动起来，体现了通电导体在磁场中受力的理论，利用该理论制成了电动机，故C错误；
D．感应电流的方向与导体的运动方向有关，所以导体ab的运动方向改变，ab中的电流方向也改变，即cd中的电流方向发生了改变；通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关，所以cd中电流方向的改变，导致了cd受力的方向也改变，故运动方向发生了改变，故D错误。
故选B。
11．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。
12．C
【详解】A. 据图能看出，当振动时，线圈会发生运动，即恰好在磁场中切割磁感线运动，从而使得电路中产生电流，故该装置是利用电磁感应现象的原理制成的，故A正确；
B. 该装置是通过线圈运动而产生电能的，即是消耗机械能，产生电能，故该装置是将机械能转化为电能的装置，故B正确；
CD. 由于线圈的运动方向是改变的，故在线圈中的电流的方向也是改变的，故小灯珠中流过的电流是交流电，C不正确，D正确。
13．D
【详解】试题分析：该装置是利用线圈在磁场中转动时切割磁感线产生感应电流的原理工作的，故A错误；该装置的工作原理与发电机是相同，电动机的原理是通电导体在磁场中受力转动，故B错误；由于干电池能提供的电流的方向是确定的，线圈只能动一下，不能持续转动，故C错误；在该装置中，只要能让线圈转动起来就会有感应电流的产生，电流计的指针就会偏转，故D正确；应选D。
【考点定位】电磁感应
14． 通电线圈在磁场中受力转动 发电机
【详解】[1] 微风吊扇通电后扇叶转动，其工作原理是其内部电动机利用通电线圈在磁场中受力的作用。
[2] 拔下插头后，在插头处接发光二极管，用手旋转叶片，发光二极管发光，这是由于线圈在磁场中做切割磁感线运动造成的，即电磁感应现象，人们利用这一原理制成了发电机。
15． 发电机 A
【详解】[1]根据在转动球的时候就可以给电池充电，就可知在转动球的时候是可以发电的，故球的内部装置相当于一个发电机，其是将机械能转化成电能的过程，故它是利用电磁感应现象的原理工作的。
[2]据课本知识可知，A图中没有电源，是研究电磁感应现象的装置，所以相当于发电机原理实验；B图中有电源，是研究通电导线在磁场中受力的作用的实验装置
16． 发电机 改变
【详解】[1]由题知，血液流动就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度，该过程中机械能转化为电能，这是电磁感应现象，其工作原理与发电机的原理相似。
[2]若仅调换两磁极的位置，磁场方向发生了变化，则感应电流的方向发生改变，流过仪表电流的方向将改变。
17． 电磁感应 乙 交流
【详解】[1]图乙中所示是发电机模型，装置中没有电源，当闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流，其工作原理是电磁感应；
[2]图乙中没有电源，动能转换为电能，图丙中有电源，消耗电能，转化为机械能，故发电机工作原理可以用图乙来表示；
[3]小风车在风的吹动下，带动线圈转动而在磁场中切割磁感线，产生感应电流；电流计指针在中央零刻度线两侧左右摆动，说明电路中的电流方向不断发生变化，所以电路中产生的是交流电。
18． 机械能转化为电能 甲 将甲装置中的两磁极对调
【详解】（1）（2）[1][2]该过程中导体ab先运动，然后产生感应电流，甲装置相当于发电机，其能量转化是机械能转化为电能。
（3）[3]若将甲装置中的两磁极对调，则产生感应电流的方向发生改变，因此乙装置线圈的转动方向会沿逆时针方向转动。
19． 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。
20． 司南勺子是磁石琢磨而成的，它受地球磁场作用，静止时它的勺柄指向南方 小磁针发生偏转 ABC
【详解】（1）[1]因为司南勺子是磁石琢磨而成的，它受地球磁场作用，静止时它的勺柄指向南方。
（2）[2]奥斯特实验中，当直导线通电时，通电导线周围会产生磁场，因为磁极间的相互作用导致小磁针发生偏转。
（3）[3]发电机的工作原理是电磁感应现象，即闭合回路中的部分导体做切割磁感线运动，从而产生感应电流。感应电流的方向与导体的运动方向和磁场方向有关，感应电流的大小与导体切割磁感线的速度及磁场强弱有关，发电机实现了机械能向电能的转化，故选ABC。
21． 将磁铁N、S极互换 导体ab向左运动 电动机 电磁感应
【详解】（1）[1][2]为验证导体受力方向与磁场方向是否有关，小金将导体ab放回图甲所示位置，断开开关后，小金应进行的操作是：将磁铁N、S极互换，再闭合开关，导体ab的受力方向与原来相反，则预期应该观察到的现象是导体ab向右运动。
（2）[3]上述现象都说明磁场对通电导体有力的作用，电动机就是根据该原理制成的。
（3）[4]闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这就是电磁感应现象，为发电机的工作原理，微型电扇能产生电流是利用了电磁感应的原理。
22． 切割磁感线 磁场方向和导体切割磁感线运动方向 感应电流大小可能与导体切割磁感线的速度有关
【详解】（1）[1]由图知道，出磁场方向竖直向下，实验中当导体竖直上下运动时并没有产生电流，而水平左右运动时会产生电流，从表面上看产生电流的条件是导体要做水平运动，而本质上是导体在做切割磁感线运动。
（2）[2]分析表中内容，对比2、3知道，感应电流方向与运动方向有关，对比2、5，感应电流方向与磁场方向有关，则影响感应电流方向的因素有磁场方向和导体切割磁感线运动方向。
【反思拓展】[3]加快晃动手电筒的速度，导体切割磁感线运动的速度加快，发现LED小灯更亮，说明电流变大，据此，可建立的猜想是感应电流大小可能与导体切割磁感线的速度有关。
23．(1)交流电
(2) 见解析 面积
(3) 灯泡亮 发光但较暗 不发光
【详解】（1）图1为发电系统核心部分，图中是金属环，没有改变输出电流的方向，风力发电机产生的电流为交流电。
（2）④[1]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[2]小组成员设计了横截面如图乙所示三种形状的风叶，应控制它们面积都相同。
（3）[1][2][3]评价指标为发电效果，优秀：灯泡亮；合格：发光但较暗；待改进：不发光。
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1.5 磁生电（第2课时） 分层练习
科学观念：认识交流发电机的结构和交流电，知道交流电和直流电的区别，知道我国交流电的周期和频率。
科学思维：分析交流发电机的工作原理，归纳交流电的电流方向变化规律，比较发电机和电动机的异同。
探究实践：观察交流发电机模型的结构和工作过程。
态度责任：体验科学发展给人类生活带来的巨大变化；培养热爱科学、崇尚科学的态度，初步具有创造发明的意识。
01 交流发电机
1．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
2．我国发电厂发生的交流电的频率是 Hz，发电机是利用 的原理制成的，要改变感应电流方向，则可以通过改变磁场方向或改变 方向来实现。发电机实现 能转化为 能 。
3．如图所示的是直流发电机的工作原理图，关于直流发电机下列说法中正确的是（ ）
A．图中的E，F称为换向器，它的作用是改变线圈中的电流方向
B．直流发电机线圈内产生的是直流电，供给外部电路的也是直流电
C．它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的
D．直流发电机线圈内产生的是交流电，供给外部电路的是直流电
4．如图所示，下列判断正确的是( )
A．甲、乙两图都是直流电动机模型
B．甲、乙两图都是直流发电机模型
C．甲图表示的是电动机模型，乙图表示的是发电机模型
D．甲图表示的是发电机模型，乙图表示的是电动机模型
5．小明以塑料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，下列说法不正确的是（ ）
A．甲、乙电机转动
B．甲电机相当于发电机
C．乙电机相当于电动机
D．将电源正负极对调，灯泡亮度发生改变
1．风能是一种清洁能源，我国风力发电技术在全世界处于领先位置。以下实验中，能说明风力发电机原理的是（ ）
A． B． C． D．
2．老师上课时常用“小蜜蜂”扩音，声音信号由话筒传入扩音器放大后从扬声器播出。话筒、扬声器的工作原理相当于（ ）
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
3．下列关于交流发电机的说法中正确的是（ ）
A．发电机工作时将电能转化为机械能
B．发电机工作时，线圈和外电路中通过的都是直流电
C．如果发电机线圈每秒钟转50周，则感应电流的方向每秒钟改变100次
D．当线圈在磁场中转动时，不论外部电路是否闭合，线圈中都有感应电流产生
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
5．对于交流电，下列说法正确的是（ ）
A．线圈转动一周，电流方向改变一次，大小改变两次
B．线圈转动一周，电流方向改变两次，大小改变两次
C．线圈转动一周，电流方向改变两次，大小时刻在改变
D．线圈转动一周，电流方向改变一次，大小时刻在改变
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，以塑料管为连接轴将两个玩具电动机连接起来，电动机甲连接一个小灯泡，电动机乙连接电源，闭合开关后（ ）
A．小灯泡不发光，因为小灯泡未与电源相连
B．小灯泡发光，甲此时相当于发电机
C．乙的工作原理是电磁感应
D．甲工作时，电能转化为机械能
8．如图所示，图中L位置是一个摇把，可以带动线圈在磁场中转动，电表是一个电流表，指针可来回摆动。关于此装置下列说法正确的是（ ）
A．该装置与电吉他工作的原理是相同的
B．当转动L摇把使线圈转动后，可以发电且产生的是直流电
C．此装置中的两个铜圆环具有换向器的作用
D．用该原理制成的机器正常工作时，电能转化为机械能
9．如图所示是电机示意图，对于图示的说法，正确的选项是（ ）
A．图中绘出的是直流电动机的示意图，线圈正转到平衡位置
B．图中绘出的是直流电动机的示意图，线圈受到磁场的作用力而转动
C．图中绘出的是交流发电机的示意图，此时导线切割磁感线，线圈中产生电流
D．图中绘出的是交流发电机的示意图，发电机工作时线圈和外电路中通过的都是直流电
（T9图） （T10图）
10．小可做实验的装置如图所示，闭合开关，先将导体ab水平用力向右移动，导体cd也随之运动起来。则在以上的实验中下列说法正确的是（ ）
A．实验装置中的甲装置把电能转化为机械能
B．实验装置中的甲装置运用的原理是电磁感应现象
C．实验装置中的乙装置产生的现象在生活中的应用是发电机
D．若将导体ab水平用力向左移动，导体cd的运动方向不变
11．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转过与磁感线方向垂直位置时，感应电流方向改变，以上说法正确的是（ ）
A．①③ B．②③
C．①④ D．①②④
12．如图甲所示是某人设计的振动发电装置,它由一个辐向形永久磁铁和一个套在辐向形永久磁铁槽中的线圈组成,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(如图乙所示).外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动,便有电流通过灯珠。关于此发电装置,以下说法不正确的是（ ）
A．该装置是利用电磁感应原理制成的 B．该装置是将机械能转化为电能
C．小灯珠中流过的电流是直流电 D．小灯珠中流过的电流是交流电
13．某同学制作了如图 1 所示的装置：风吹动时，风车带动磁体上方的线圈转动（线圈两端引出线上的绝缘漆已全部刮掉），灵敏电流计的指针会发生偏转。如图 2 是该同学设计的另一种由轻质材料制成的风车模型， 则下列说法正确的是（ ）
A．图 1 装置是利用电流磁效应工作的
B．图 1 装置的工作原理与电动机相同
C．若图 1 中电流计换成干电池，则无风吹时，线圈能持续转动
D．若用图 2 所示风车模型替换图 1 中风车，则有风吹时，电流计指针也能发生偏转
14．微风吊扇通电后扇叶转动，使微风吊扇转动的工作原理是 ，拔下插头，在插头处接发光二极管，用手旋转叶片，发光二极管发光，人们利用这一原理制成了 。
15．如图甲所示，是一种健身球设计的充电器，当人们在转动球的时候就可以给电池充电，这时健身球里面的装置相当于 （填“电动机”或“发电机”）。它工作时的原理相当于图乙中的 （填“A”或“B”）。
16．医生给心脏疾病患者做手术时需要利用电磁血流量计来检测血流速度，其示意图如图所示。使用时，将血管放置于两磁极之间，接线柱a、b与血管壁接触，就会有微弱电流产生仪表显示出血流速度。电磁血流量计的工作原理与 （电动机/发电机）的原理相似。图中若仅调换两磁极的位置，则流过仪表电流的方向将 （不变/改变）。
17．如图甲，是发电机模型，它是根据 原理制成的，其工作原理可以用图 （填“乙”或“丙”）表示。小风车在风的吹动下，带动线圈转动而切割磁感线，产生感应电流使电流计指针左右摆动，说明电路中产生的是 电。
18．甲、乙两个装置的线圈abcd、a′b′c′d′分别与电刷A、B、A′、B′紧密接触，两组电刷分别用导线连接，如图所示。用手拨动甲装置的线圈，使之沿顺时针方向转动，此时乙装置的线圈也会沿顺时针方向转动。
（1）上述过程中，甲装置中的能量转化是 ；
（2） （选填“甲”或“乙”）装置相当于电动机；
（3）写出2种使乙装置的线圈沿逆时针方向转动的方法。 。
19．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 。
20．阅读下述材料，回答问题。
电与磁的发展历程
电与磁现象是人类探索自然的一个重要方面，人类对电与磁现象的认识促进了科学技术的快速进步，改变了人们的生活方式和世界的面貌。
（1）公元1世纪初，东汉学者王充在《论衡》中写道“司南之杓，投之于地，其柢指南”。其原理是 。
（2）奥斯特实验中，当直导线通电时，你能观察到的现象是 。
（3）下列有关法拉第发电机的说法正确的是 。
A．发电机实现了机械能向电能的转化
B．感应电流的方向跟导体的运动方向和磁场方向有关
C．感应电流的大小与导体切割磁感线的速度及磁场强弱有关
21．小金用如图甲所示的装置，探究“磁场对通电导体的作用力”。小金将滑动变阻器的滑片移到合适位置,闭合开关，发现金属导体ab向左运动。
（1）为验证导体受力方向与磁场方向是否有关，小金将导体ab放回图甲所示位置，断开开关后，小金应进行的操作是 ，再闭合开关观察现象。预期应该观察到的现象是 ；
（2）上述现象都说明磁场对通电导体有力的作用， （选填“发电机“电动机”或“电磁铁”）就是根据该原理制成的；
（3）微型电扇通电工作时，它是电动机。如图乙所示，小金在微型电扇的插头处连接小灯泡，用手快速拨动风扇叶片时，小灯泡发光。微型电扇能产生电流是利用了 的原理。
22．小嘉从网上购买了一个手摇式自发电手电筒，晃动手电筒，就能点亮LED小灯。为研究产生感应电流的条件，小嘉进行如下探究。
【提出问题】产生感应电流与导体运动有什么关系？
【实验方案】设计如图方案，将导体AB置于蹄形磁铁中，让导体做各种运动，实验结果如下表：
序号 磁场方向 导体移动方向 灵敏电流计指针偏转方向
1 N极在上 竖直上下运动 不偏转
2 水平向左运动 向左偏转
3 水平向右运动 向右偏转
4 N极在下 竖直上下运动 不偏转
5 水平向左运动 向右偏转
6 水平向右运动 向左偏转
【分析论证】
（1）实验中当导体竖直上下运动时并没有产生电流，而水平左右运动时会产生电流，从表面上看产生电流的条件是导体要做水平运动，而本质上是导体在做 运动；
（2）分析表中内容可知，影响感应电流方向的因素有 ；
【反思拓展】加快晃动手电筒的速度，发现LED小灯更亮。据此，可建立的猜想是 。
23．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，正常照明下灯泡亮度介于100勒到350 勒之间。
（1）【发电系统】图甲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乙所示三种形状的风叶。为了测定哪一种形状的风叶发电效果最好，同学们利用电风扇（图丙）、小灯泡、电流表、发电机、导线、等进行了如下的实验，请完成实验步骤：
①在发电机上装上A 形状的风叶，将发电机、小灯泡与电流表组成串联电路：
②把电风扇放在发电机前面0.5米处，并调好高度及方向，使电风扇正对发电机正面，闭合电风扇的开关并把调档旋钮转到第三档（转速最大）：
③闭合实验电路开关 读出电流表示数；
④ ：
⑤比较所测得的数据，确定哪种型号的风叶效果最好
改进：为了实验更具有科学性，在本实验中三种扇叶的 应相同（写出一种即可）。
（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。请在表格中填写相应的评价指标。
评价指标 优秀 合格 待改进
材料 材料环保且成本低 材料环保但成本高 材料不环保且成本高
发电效果 ① 。 ② 。 ③ 。
发电最低风速 小于等于4m/s 大于4m/s 小于 8m/s 大于等于 8m/s
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