人教版九年级物理全册教学案：第二十章电与磁第5节 磁生电（答案含解析）

第二十章　电与磁
第5节　磁生电
学习目标
1.知道产生感应电流的条件。
2.能区别直流电和交流电。
3.知道发电机发电过程中的能量转化。
自主探究
1.闭合电路的一部分导体在磁场中做　　　　运动时,导体中就产生电流,这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做　　　　,产生的电流叫做　　　　。
2.发电机发出的电流的大小和方向不断改变,这种电流叫做　　　　,简称　　　　。方向不变的电流叫做　　　　。
合作探究
一、什么情况下磁能生电
探究实验:探究什么情况下磁可以生电。
利用导线与电流表组成以下的闭合回路,做各种尝试,看能否产生电流。
(1)让导线水平向左运动。
(2)让导线水平向右运动。
(3)让导线水平斜向上运动。
(4)让导线水平斜向下运动。
(5)让导线水平上下运动。
导线运动情况
电流表指针摆动情况
水平向左
向右摆动
水平向右
向左摆动
斜向上运动
摆动
斜向下运动
摆动
上下运动
不动
　　归纳总结:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流,这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。
深入思考:
1.感应电流的方向跟哪些因素有关呢
2.感应电流的强弱跟哪些因素有关呢
二、发电机
观察实物:观察手摇发电机,了解其构造。
演示实验:
1.把手摇发电机跟小灯泡连接起来,用不同速度摇动转轮,观察灯泡的亮度变化。
2.把两个发光二极管极性相反地并联起来,并与手摇发电机串联,转动摇把使线圈在磁场中转动,观察二极管的发光情况。
实验现象:
1.转轮转得慢,小灯泡暗;转轮转得快,小灯泡亮;转轮转得越快,小灯泡越亮。
2.转轮转动一周,两个发光二极管交替发光一次。
归纳总结:发电机发出的电流的大小和方向不断改变,这种电流叫做交变电流,简称交流。方向不变的电流叫做直流。
自主学习:阅读课本P139~P140“发电机”的内容,学习有关的知识。
1.交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网以交流供电,频率为　　　　Hz。
2.发电机由　　　　和　　　　两部分组成。发电机发电的过程是能量　　　　的过程。
课堂检测
1.产生感应电流的条件是(　　)
A.导体在磁场中做切割磁感线运动
B.闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动
C.闭合电路的一部分导体在磁场中沿磁感线方向运动
D.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动
2.如图所示,a表示垂直于纸面的一根导体,它是闭合电路的一部分,它在磁场中沿图示的方向运动时,哪种情况下不会产生感应电流(　　)
3.法拉第发现电磁感应现象,是物理学史上的一个伟大发现。下列设备中,根据电磁感应现象制成的是(　　)
A.电动机
B.电磁铁
C.发电机
D.电水壶
4.关于发电机的说法中错误的是(　　)
A.发电机可以维持电路两端的电压
B.发电机能将机械能转化为电能
C.发电机可以使闭合电路中有持续电流
D.发电机可以制造自由电子
5.关于电磁现象,下列说法中正确的是(　　)
A.通电线圈在磁场中受力转动的过程中,机械能转化为电能
B.指南针能指南是由于地磁场对指南针磁极有力的作用
C.磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
D.闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中一定产生电流
6.小明将微风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,微风电风扇居然变成了“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
　　7.下列装置中是利用电磁感应原理工作的是(　　)
8.如图所示是王浩同学探究感应电流方向与哪些因素有关的实验情境(图中箭头表示导体的运动方向),下列说法中正确的是(　　)
A.比较图(a)和图(b)可知,感应电流的方向与磁场方向有关
B.比较图(b)和图(c)可知,感应电流的方向与磁场方向无关
C.比较图(a)和图(c)可知,感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关
D.由图(d)可以得出结论,感应电流的方向跟导体是否运动无关
9.如图所示,闭合开关,通电螺线管的上端为　　　极,将滑动变阻器滑片向右滑动,弹簧将　　　　　(选填“伸长”或“缩短”)。如果用电流表替代虚线框内仪器,然后将条形磁体迅速插入线圈中,与之相连的电流表的指针会发生偏转,这是　　　　　现象。

10.如图所示是动圈式话筒(麦克风)的结构示意图。当你对着它说话或唱歌时,人声带由于　　　　　而产生的声音,通过　　　　　传播到膜片,使膜片以及与膜片相连的线圈在磁场中运动,线圈的这种运动能产生随着声音变化而变化的　　　,线圈在运动中能量的转化情况是　　　　　　　　　　。

11.如图所示的装置,“×”表示垂直于纸面向里的磁场的磁感线,在弹簧测力计下挂一个重为G的软铁块,软铁块下方有一螺线管,螺线管两端导线与金属导轨abcd相连,导体棒ef放在导轨上,当它向右滑动时,弹簧测力计示数将　　　　　G(选填“大于”“小于”或“等于”)。该实验涉及的两个物理现象是:(1)　　　　　;(2)　　　　　。

12.(1)如图甲所示,当悬挂着的导体棒a在磁场中左右运动时,观察到小量程电流表的指针会摆动,随着对这种现象的深入研究,人们发明制造了　　　　　机,实现了　　　　　能向电能的转化。

(2)如图乙是一种“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　　　　　。

参考答案
自主探究
1.切割磁感线　电磁感应　感应电流
2.交变电流　交流　直流
合作探究
一、什么情况下磁能生电
深入思考:1.感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁感线的方向有关。
2.感应电流的强弱跟导体切割磁感线的速度和磁场的强弱有关。
二、发电机
自主学习:1.50　
2.转子
　定子　转化
课堂检测
1.D
2.C　解析:产生感应电流的条件:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。观察题图可知,C项的情境中,导体没有做切割磁感线运动,这种情况不能产生感应电流。
3.C　解析:发电机是根据电磁感应现象的原理制成的,它实现了将机械能转化为电能。
4.D　解析:发电机在电路中是电源,它可以维持电路两端的电压,使闭合电路中有持续的电流,但发电机并不能制造自由电子,它只能使自由电子定向移动形成电流。发电机能将机械能转化为电能。
5.BD　解析:由于通电线圈周围会产生磁场,放在磁场中受到磁场作用力而转动,使电能转化为机械能,故A项错误。磁场中某点的磁场方向是由磁场本身决定的,放在该点的小磁针可以检测该点的磁场方向,故C项错误。
6.A　解析:微风电风扇由磁体、线圈等组成,当用手快速拨动风扇叶片时,线圈做切割磁感线运动产生感应电流,所以,电风扇发电的原理是电磁感应。
7.B　解析:电动机的前提是供电,结果是产生运动,利用通电导体在磁场中受力的原理,故A项不符合题意;动圈式话筒是把声信号转变成电信号的,声信号的振动带动线圈在磁场中振动,产生电流,是电磁感应现象原理,故B项符合题意;电磁继电器是利用电流磁效应的原理制成的,故C项不符合题意;扬声器把电信号转化为声信号,利用通电导体在磁场中受力原理,D项不符合题意。
8.A　解析:图(a)和图(b)中,导体切割磁感线的方向相同,磁场方向不同,是探究感应电流与磁场方向的关系;图(b)和图(c)磁场方向相同,导体切割磁感线的方向不同,是探究感应电流方向跟导体切割磁感线方向之间的关系;由图(a)和图(c)可知,当磁场方向和导体切割磁感线方向均发生改变时,感应电流的方向不变;图(d)中导体运动方向跟磁场方向平行,电路中无感应电流。
9.答案:N　缩短　电磁感应
解析:本题结合动态电路分析考查通电螺线管,为常见题型。解题时由电流方向结合螺线管绕线方式判定其上端为N极,故对其上方磁体为引力。电磁铁磁性强弱与电流大小有关,当滑片向右滑时,导致接入电路阻值增加,电流变小,电磁铁磁性减弱,对上方磁体引力减小,故弹簧缩短。而后者因为电流表指针偏转可判定有电流通过,即为电磁感应现象。
10.答案:振动　空气　电流　机械能转化为电能
解析:动圈式话筒是依据电磁感应现象制成的。当对着话筒说话时,声音引起膜片振动,膜片带动线圈振动,线圈在永磁体的磁场中做切割磁感线的运动,从而产生随声音变化的感应电流。动圈式话筒的工作原理可以概括为:振动电流。
11.答案:大于　电磁感应现象　磁化现象(或电流的磁效应)
解析:导体ef向右滑动时,满足产生感应电流的条件,则有电流通过螺线管,螺线管具有磁性,再吸引上面软铁块,使弹簧测力计示数变大。
12.答案:(1)发电　机械　(2)电磁感应现象　磁铁
解析:图甲是电磁感应现象,利用这一原理制成了发电机,实现了由机械能向电能的转化;“手摇充电式电筒”能自动充电同样是利用了电磁感应原理,它采用了线圈不动,磁极运动的方法,当上下摇动电筒时,磁极相对于线圈做切割磁感线运动,产生感应电流。