初中物理精练精析：(六)第十六章第六节发电机（鲁科版九下五四制）

知能提升作业(六)
第六节　发　电　机
(30分钟　40分)
一、选择题(本大题共5小题,每小题3分,共15分)
1.如图所示的实验装置中,用来探究电磁感应现象的是(　　)
2.以下科学史料中错误的是(　　)
A.沈括最早记录了地磁偏角的现象
B.奥斯特首先发现了电流产生磁场的现象
C.欧姆首先发现了电流的热效应定律
D.法拉第首先发现了电磁感应现象
3.如图是一款手压照明手电筒,具有绿色、环保、节能、安全的特点。用力压手电筒的手柄时,通过塑料齿轮带动铜丝线圈内磁性飞轮高速旋转,实现切割磁感线,产生感应电流。工作原理跟它相同的是(　　)
A.发电机 B.电动机 C.验钞机 D.照相机
4.小明同学将微型电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验,用手快速拨动风扇叶片,这时发现小灯泡发光,微型电风扇居然变成了“发电机”。关于该实验,下列说法正确的是(　　)
A.“电风扇发电”的原理是电磁感应
B.“电风扇发电”的原理是通电导线在磁场中受到力的作用
C.“电风扇发电”过程是把电能转化为机械能
D.小灯泡发光是把光能转化为电能
5.在如图所示的实验装置中,用棉线将铜棒ab悬挂于磁铁N、S极之间,铜棒的两端通过导线连接到电流表上,当ab做切割感线运动时,能观察到电流表的指针发生偏转,利用这一现象所揭示的原理,可制成的设备是(　　)
A.电流表　　　　　　　　B.电动机
C.发电机 D.电磁继电器
二、填空题(本大题共3小题,每空1分,共7分)
6.电磁感应现象是英国物理学家　　　　　首先发现的。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　　　　　,实现机械能转化为电能。
7.如图是一种“手摇充电式电筒”,握住它上下摇动就能自动充电。从透明外壳可观察到内部有固定线圈;摇动时可感觉到内部有一个物块在来回滑动。据此猜测,这种电筒的制造原理是　　　　　　　　,其中那个滑动的物块是　　　　。
8.如图是某中学生发明的一款便携风力发电机,以保护套的形式套在手机外面,利用风为手机充电。它主要由风力机和发电机两部分组成,其中风力机实现把风能转化成叶片的　　　,发电机利用　　　　的工作原理再把它转化为电能。
三、实验探究题(本大题共2小题,共18分)
9.(8分)为进一步研究电现象与磁现象之间的联系,小明利用身边的实验器材做了下面的探究：
小明利用如图所示的实验装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件;闭合开关后,铜棒ab、电流表、开关组成闭合电路;小明将实验中观察得到的现象记录在表中。
次数
开关
磁场方向
导体ab的
运动方向
电流表指针
的偏转方向
1
断开
上N下S
向右运动
不偏转
2
闭合
上N下S
向右运动
向左偏转
3
闭合
上N下S
向左运动
向右偏转
4
闭合
上N下S
向上运动
不偏转
5
闭合
上S下N
向下运动
不偏转
6
闭合
上S下N
向右运动
向右偏转
7
闭合
上S下N
向左运动
向左偏转
(1)实验中,小明通过观察　　　　　　　　　　　　来判断电路中是否有感应电流。
(2)比较实验2和3(或6和7)可知：在磁场方向一定时,感应电流的方向与
　　　　　　　　　　有关。
(3)比较实验　　　　　可知：在导体运动方向不变时,感应电流方向与磁场
方向有关。
(4)小明分析得出,产生感应电流的条件是______________________________
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
10.(10分)法拉第电磁感应现象是指：“闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。”小明和芳芳根据课文中的描述进行了进一步探究。
(1)小明同学提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想。除此以外你的猜想是　 。
写出验证你的猜想的主要步骤：
分析实验得出结论：
(2)芳芳同学思考：线圈的一边在磁场中做切割磁感线运动与单根导线在磁场中做切割磁感线运动,产生的感应电流的大小可能不一样。于是她验证如下：
(a)先用大约25圈的漆包线圈的一条边框较快地做切割磁感线运动;
(b)然后用单根导线以相同的情况做切割磁感线运动。你认为两次灵敏电流计指针偏转程度(　　)
A.(a)较大 B.(b)较大
C.一样大 D.无法确定
(3)实验过程中小明与芳芳又用线圈和条形磁铁来做实验(如图所示),发现灵敏电流计指针发生偏转。你认为在此实验中产生感应电流大小跟什么因素有关?请你总结一下。(写出两条)
①　 ;
②　 。
(4)在(2)、(3)两个实验中,如何改变感应电流的方向?每个实验各写出一种方法。
①　 ;
②　 。
答案解析
1.【解析】选A。本题考查电磁感应的知识。A中探究的是电磁感应现象,B中探究的是通电导体周围存在磁场,C中探究的是电荷之间的相互作用,D中探究的是磁极之间的相互作用。
2.【解析】选C。电流的热效应定律即焦耳定律,是焦耳发现的。
3.【解析】选A。由题意可知当按压手柄时带动齿轮转动,而齿轮又带动铜丝线圈内磁性飞轮高速旋转,实现切割磁感线,产生感应电流。可知该手电筒是利用电磁感应原理工作的,故选A。
4.【解析】选A。微型电风扇内部是由磁铁和线圈组成,当用力快速转动的时候,就相当于线圈在磁场里做切割磁感线运动,就会产生感应电流,故A正确;外界没有给线圈供电,线圈不是通电导体,所以在磁场里不会受力,故B错;在此过程中机械能转化为了电能,故C错误,小灯泡发光是电能转化为光能,故D错。
5.【解析】选C。该实验装置揭示的现象是电磁感应现象,即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会有感应电流产生,电磁感应现象最重要的应用是发电机。故本题选C。
6.【解析】1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,产生的感应电流方向与导体切割磁感线的方向和磁感线方向有关;利用电磁感应现象可以制成发电机。
答案：法拉第　导体切割磁感线　发电机
7.【解析】本题考查电磁感应的有关知识。握住“手摇充电式电筒”上下摇动就能自动充电,这是将机械能转化为电能,它的制造原理是电磁感应现象,其中的滑块是磁铁而不是导体,因为导体要与其他电路连接成一个通路,不能来回滑动。
答案：电磁感应现象(磁生电现象)　磁铁
8.【解析】风力发电机工作时,风推动叶片转动,风力机将风能转化为叶片的机械能;发电机的工作原理是电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流。发电机把机械能转化为电能。
答案：机械能　电磁感应
9.【解析】(1)小明通过观察电流表的指针是否偏转来判断电路中是否有电流。
(2)由2和3(或6和7)知,磁场方向相同,导体的运动方向不同,电流表指针的偏转方向不同,说明感应电流的方向与导体运动的方向有关。
(3)由表格中数据知,2和6或3和7的导体运动方向相同,磁场方向不同,电流表指针的偏转方向也不同,说明感应电流的方向与磁场的方向有关。
(4)由表格中数据知,当开关断开时,不会有电流产生;若导体向上运动或向下运动时,不切割磁感线,此时电路中也没有电流,可得产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
答案：(1)电流表指针是否偏转　(2)导体运动的方向　(3)2、6(或3、7)　
(4)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动
10.【解析】(1)感应电流是由于导体在磁场中做切割磁感线运动而产生的,在已经对磁场方面做出猜想的前提下,就要从运动这方面做出猜想：感应电流的大小可能与导体运动的快慢有关。
主要步骤：A.让导体以较慢的速度在磁场中向右运动,观察灵敏电流计的指针偏转角度。
B.让导体在同一磁场中以较快的速度在磁场中向右运动,观察灵敏电流计的指针偏转角度。
比较两次灵敏电流计偏转角度的大小,即可知道感应电流的大小可能与导体运动的快慢的关系。
(2)因为多匝线圈在磁场中运动时,相当于多根导线同时切割磁感线,即相当于多个电源串联,则电路中电流较大,即(a)中较大,故选A。
(3)我们知道导体切割磁感线可以产生感应电流,即导体和磁场发生了相对运动;本题中磁场运动,可以认为导线相对于磁场发生了运动,故也可以产生感应电流;感应电流应与磁场的强弱、磁铁运动的快慢及线圈的匝数等有关。
(4)感应电流的方向与切割方向及磁场方向有关,故二者都可以通过改变磁极方向和运动方向改变电流方向。
即①改变切割方向(或改变磁极方向);
②改变磁极方向(或改变磁铁的运动方向)。
答案：(1)感应电流的大小可能与导体运动的快慢有关　主要步骤及结论见解析
(2)A　(3)①磁铁的磁性强弱　②磁铁运动的快慢　(4)①改变切割方向(或改变磁极方向)　②改变磁极方向(或改变磁铁的运动方向)