【核心素养】双减作业本16.4电磁感应 发电机（苏科2024版九年级下册）含详解

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双减作业本16.4电磁感应 发电机
1．知道电磁感应现象。
2．知道产生感应电流的条件，知道感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关。
3．知道交流发电机的工作原理和能量转化。
（巩固性作业）
1．下列说法正确的是（ ）
A．安培发现了电磁感应现象 B．宋代沈括最早对地磁偏角现象进行了描述
C．法拉第发现了电流的磁效应 D．奥斯特发明了发电机
2．麦克风的工作原理是：人说话时，声波引起线圈在磁极附近振动产生与声音变化相应的感应电流，下列装置的工作原理与麦克风的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
3．下列关于电磁现象的说法中正确的是（　　）
A．导线周围始终存在磁场
B．电动机是根据电磁感应现象制成的
C．电磁铁磁性的强弱与电磁铁线圈的匝数有关
D．只要导体在磁场中运动，就会产生感应电流
4．2025年9月22日，我国公布了人民海军“福建舰”的三种主力舰载机首次进行舰上弹射的高清视频画面，如图所示。电磁弹射系统是航母舰载机起飞的关键设备之一，其工作原理是利用电磁感应产生的强大磁场对通电导体产生力的作用，从而为舰载机提供巨大的弹射动力。与电磁弹射器的工作原理相同的是（　　）
A．电磁起重机 B．扬声器
C．动圈式话筒 D．电热水壶
5．如图所示的四个实验装置中，能够说明电磁感应现象的是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示是探究感应电流产生的条件的实验装置。闭合开关后，将金属杆拉至A点后释放，金属杆向左摆动至B点，此过程中灵敏电流计指针发生了偏转。关于该实验下列说法正确的是（　　）
A．电流计指针偏转，说明电路中产生了电流
B．金属杆向下摆动过程中，能够说明金属杆具有惯性
C．该过程电能转化成机械能
D．若改变AB的摆动方向，电流计指针偏转方向不变
7．如图所示，在虚线框中接入一个适当的元件，可探究感应电流产生的条件。这个元件是（ ）
A．导线 B．干电池
C．电压表 D．灵敏电流计
8．电磁感应
(1)英国物理学家 在1831年发现了电磁感应现象。
(2) 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作电磁感应，产生的电流叫作 。
(3)影响感应电流方向的因素
①导体做切割磁感线运动的方向。
② 方向。
9．下图是常安装在旱冰鞋、滑板车上的闪光轮，它主要由磁体、线圈和发光二极管组成。闪光轮类似于 （选填“发电机”或“电动机”），当它滚动时，不断将 能转化为电能，最终通过发光二极管得到光能。
10．学习了“电与磁”后，某同学绘制了部分知识的思维导图，如图所示。请写出其中的空缺内容：① ；② 。
11．小丹做了一个有趣的实验，她将两个相同的玩具电机A、B的转轴用塑料管连接起来。如图所示，闭合开关S小灯泡发光。此时，电机A相当于 （选填“用电器”“开关”或“电源”），这是利用了 原理。
（拓展性作业）
12．关于电磁现象，下列说法错误的是（　　）
A．电动机工作时将电能转化为机械能
B．指南针静止时N极指向地磁南极
C．闭合电路的部分导体在磁场中运动产生感应电流
D．电磁铁磁性强弱与电流大小有关
13．如图所示，在“探究电磁感应”的实验中，将导体ab、开关和灵敏电流表用导线连接，导体ab放置在磁极间。下列说法正确的是（　　）
A．灵敏电流表的作用是测量电路中感应电流的大小
B．开关闭合，ab竖直上下运动，电路中有感应电流产生
C．开关闭合，磁铁向左移动，指针偏转，磁铁相当于电源
D．利用该实验装置可以得出感应电流方向与磁场方向有关
14．在地铁进站刷卡时，交通卡在闸机上刷过时，闸机的检测器就会产生感应电流，然后读出交通相关信息，如图所示中的工作原理与进站刷卡时原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
15．小明把两个玩具电机用导线连接在一起（如图），用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是（ ）
A．甲电机将电能转化为机械能
B．乙电机转叶是甲电机转叶形成风带动
C．甲电机依据电磁感应来工作
D．乙电机是发电机
16．如图，新能源汽车在进行无线充电时，受电线圈的工作原理与下列哪个实验的原理相同（　　）
A． B．
C． D．
17．如图所示，导体棒ab、cd和开关用导线组成电路，下列说法中正确的是（　　）
A．闭合开关，ab棒上下运动时，cd棒会上下运动
B．断开开关，ab棒左右运动时，cd棒会左右运动
C．闭合开关，ab棒分别斜向上和斜向下运动时，小磁针偏转方向不变
D．闭合开关，ab棒斜向上运动时，小磁针发生偏转，则图甲体现的是电磁感应现象
18．关于磁现象，下列说法正确的是（　　）
A．图甲：司南能指示南北是因为受到地磁场的作用
B．图乙：滑动变阻器滑片向右移动时，电磁铁的磁性会增强
C．图丙：该实验说明通电导体在磁场中受力，这是发电机的工作原理
D．图丁：导体AB竖直向上运动时，电流表指针会发生偏转
19．为了探究手摇发电机发出的电流大小和方向是否是变化的，进行了如下两个实验：
(1)如图甲所示，将手摇发电机与小灯泡连接起来，摇动转轮，可以看到小灯泡发光，这表明电路中有了 。用不同速度摇动转轮，若灯泡亮度 ，则说明电流大小是变化的。
(2)如图乙所示，将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，接下来的操作是 ，若观察到 的现象，说明电流的方向是变化的，这表明该发电机发出的电是 （选填“交流电”或“直流电”）。我国电网以交流电的形式供电，频率为 Hz。
20．“探究感应电流产生条件”的实验装置如图所示。
(1)在选择AB的材料时，你认为最好选择 （选填“塑料”“铜棒”或“铁棒”）。
(2)实验中通过观察电流表指针来 判断是否有感应电流产生；产生感应电流时，导体AB相当于电路中的 （填电路元件名称）。
(3)保持导体AB切割磁感线运动的方向不变，仅将磁体N、S极对调，是为了探究感应电流方向与 的关系。
(4)探究感应电流大小与导体运动快慢是否有关时，应闭合开关，保持其他条件不变，具体操作是 。
(5)若将此装置中的电流表换成 ，可探究电动机的工作原理。
（探究性作业）
21．进一步研究图甲部分的工作原理，如图甲，闭合电路部分导体a向右运动时，会产生电流，这是 现象，在物理学中，用“ ”表示电流的方向垂直于纸面向里，“⊙”表示电流的方向垂直于纸面向外，用箭头v表示导体（或磁体）的运动方向。则ABCD四个图，不能产生感应电流是 图。能产生感应电流的请在导体上用“×”或“●”表示其电流方向 。
22．2024年1月18日，天舟七号货运飞船在中国空间站成功对接（图甲）。当货运飞船和核心舱相互靠近时，为减缓撞击带来的影响，货运飞船与核心舱间需配置缓冲装置。
(1)“飞天”兴趣小组根据以上信息结合物理知识，设计了如图乙所示的缓冲装置简化图。当条形磁体和通电螺线管靠近时，产生相互排斥的力，说明通电螺线管左端为 极；为增大排斥力，滑动变阻器的滑片P应向 端滑动。
(2)如图丙是一款航天员造型音箱，其工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用，图丁和图戊所示实例中与该音箱工作原理一致的是图 ，能产生感应电流的是图 。
23．科普阅读题：阅读短文，回答问题
强大的四合一音乐充电宝
随着通讯业的发展和手机的普及，各种配套设备应运而生。如图甲是一款新型的充电宝，它是糅合了无线智能手表充电、无线手机充电、USB有线充电、蓝牙音箱四种功能合一的充电宝。如图乙充电宝上面采用磁吸式设计，可以为智能手表充电；充电宝下面是无线充电设备，利用电流流过送电线圈产生磁场，手机中的受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，给智能手机充电；充电宝配有蓝牙音箱，可以与手机无线连接播放音乐。充电宝配备了4000mAh的超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时即可将充电宝电池电量充至一半以上，极大地方便了人们的使用。
电池名称 锂离子电池
电压 3.7V
容量 4000mAh
(1)充电宝在给智能手表充电时采用了磁吸固定触点，磁吸是利用 磁极相互吸引的原理制成的；电流流过送电线圈会产生磁场，这一现象我们称之为电流的磁效应，是物理学家 发现的。
(2)下列选项的实验中与手机受电线圈的工作原理是相同的是 ；而音箱的纸盆能发声是根据选项 中的实验原理制成的（均填序号）；
(3)已知该充电宝电池的部分参数如图所示，电池充满电储存的电能为 J；用一个标注“输出5V，4A”的快速充电器来给充电宝充电，假设快速充电器的充电效率为90%，则用快速充电器将电池从零充满需要的时间为 s；
答案部分
核心巩固：
1．【答案】B
【详解】A．电磁感应现象是由法拉第发现的，不是安培，故A错误；
B．由资料记载，可知宋代沈括最早对地磁偏角现象进行了描述，故B正确；
C．电流的磁效应是奥斯特发现的，不是法拉第，故C错误；
D．发电机是根据法拉第发现的电磁感应现象制成的，奥斯特未发明发电机，故D错误。
故选B。
2．【答案】D
【详解】麦克风的工作原理是法拉第的电磁感应：导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流。
A．图中原理是通电导线周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图中原理是通电导体在磁场中受力运动，故B不符合题意；
C．图为电磁铁，原理是通电导线周围存在磁场，故C不符合题意；
D．图为探究产生感应电流条件的装置图，原理是导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流。故D符合题意。
故选D。
3．【答案】C
【详解】A．1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，即通电导线周围存在磁场；并不是任何导线周围都存在磁场，故A错误；
B．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故B错误；
C．电磁铁的磁性强弱除了跟电流的大小有关外，还与线圈匝数有关，故C正确；
D．闭合电路的部分导体，只有在磁场中做切割磁感线的运动，在电路中才会产生电流，故D错误。
故选C。
4．【答案】B
【详解】由题意可知，电磁弹射器的工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A．电磁起重机主要部分是电磁铁，是利用电流的磁效应工作的，故A不符合题意；
B．扬声器的原理是磁场对电流的作用，即通电导体在磁场中受到力的作用而运动，故B符合题意；
C．动圈式话筒把声信号转化为电信号，是电磁感应原理，故C不符合题意；
D．电热水壶是利用电流的热效应工作的，故D不符合题意。
故选B。
5．【答案】C
【详解】A．如图，小磁针转动，说明磁针受到了磁场对其施加的力的作用，说明通电导体周围存在磁场，即电流具有磁效应，故A不符合题意；
B． 如果，是电磁继电器的应用，利用了电流磁效应，故B不符合题意；
C． 如图，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，灵敏电流计指针偏转，这是电磁感应现象，故C符合题意；
D．如图，通电导体在磁场中受力运动，反映了电动机的工作原理，故D不符合题意。
故选C。
6．【答案】A
【详解】A．金属杆在做切割磁感线运动时产生了感应电流，使灵敏电流计指针偏转，故A正确；
B．金属杆向左摆动是因为受到了重力的作用，故B错误；
C．金属杆在做切割磁感线运动时产生了感应电流，可知该过程中机械能转化为电能，故C错误；
D．未改变磁场方向的情况下，金属杆从B点向右摆动，则金属杆切割磁感线的方向发生了改变，感应电流方向也会发生改变，则灵敏电流计指针偏转方向和前一次相反，故D错误。
故选A。
7．【答案】D
【详解】A．导线只是电流的传导路径，不能检测电流，故A不符合题意。
B．干电池是提供电能的装置，不是检测电流的，故B不符合题意。
C．电压表是测量电压的仪器，不能直接检测电流，故C不符合题意。
D．灵敏电流计可以检测微弱的电流，能够用于探究感应电流产生的条件，故D符合题意。
故选D。
8．【答案】(1)法拉第 (2) 闭合 切割磁感线 感应电流 (3)磁场
【详解】（1）英国物理学家 迈克尔·法拉第 在1831年发现了电磁感应现象。法拉第在电化学、磁光效应和电磁场理论方面也做出了开创性贡献。
（2）[1][2][3]根据法拉第的发现可知：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作 电磁感应 ，产生的电流叫作 感应电流 。
（3）影响感应电流方向的因素有导体做切割磁感线运动的方向和磁场方向。改变导体做切割磁感线运动的方向或磁场方向，感应电流的方向都会发生改变。
9．【答案】发电机 机械
【详解】[1][2]当闪光轮滚动时，闪光轮中闭合电路的一部分线圈在磁场中做切割磁感线运动，此时电路中会产生感应电流。故闪光轮类似于发电机，将机械能转化为电能，再通过发光二极管将电能转化为光能。
10．【答案】 磁 电磁感应
【详解】[1]电流通过导体时，会在导体周围产生磁场，这种现象被称为电流的磁效应。这种磁效应的一个典型应用就是电磁铁。
[2]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象，发电机就是根据这个原理制成的。
11．【答案】电源 电磁感应
【详解】[1][2]闭合开关后，电动机B转动，同时带动电动机A转动，电动机A内的线圈切割磁感线，产生感应电流，小灯泡发光，因此，此时电机A相当于发电机为小灯泡提供电源，发电机是利用电磁感应原理工作的。
素养提升：
12．【答案】C
【详解】A．电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，消耗了电能得到了机械能，故电动机是把电能转化为机械能的机器，故A正确，不符合题意；
B．地球是一个大磁体，其周围的空间存在着磁场，即地磁场，地理北极为地磁南极，指南针静止时N极指向地理北极即地磁南极，故B正确，不符合题意；
C．闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，不一定产生感应电流，只有切割磁感线运动时，能产生感应电流，故C错误，符合题意；
D．在插入的铁芯一定的情况下，电磁铁的磁性强弱不但与电流大小有关，还与线圈的匝数有关，故D正确，不符合题意。
故选C。
13．【答案】D
【详解】A．在“探究产生感应电流的条件”的实验中，灵敏电流计的作用是判断感应电流的有无、大小及判断感应电流的大小和方向，故A错误；
B．开关闭合，ab竖直上下运动，没有切割磁感线，电路中不会产生感应电流，故B错误；
C．开关闭合，磁铁向左移动，指针偏转，产生感应电流，导体ab相当于电源，故C错误；
D．研究感应电流方向与磁场方向的关系，要控制导体切割方向不变，只改变磁场的方向，故调换磁铁N、S极，故利用该实验装置可以得出感应电流方向与磁场方向有关，故D正确。
故选D。
14．【答案】C
【详解】刷卡时，交通卡在闸机上刷过时，闸机的检测器就会产生感应电流，利用了电磁感应原理。
A．奥斯特实验，展示的是电流的磁效应（电生磁），与电磁感应原理不同。故A不符合题意；
B．电磁继电器，核心元件是电磁铁，利用电流的磁效应工作，故B不符合题意；
C．装置中没有电源，导体切割磁感线产生电流，是电磁感应现象，与刷卡原理相同。故C符合题意；
D．装置中有电源，是通电导体在磁场中受力运动（电动机原理），原理不同。故D不符合题意；
故选C。
15．【答案】C
【详解】AC．用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来，甲电机相当于发电机，其工作原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能，故A错误，C正确；
BD．甲电机转动，带动乙电机也转动，乙电机相当于电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受力运动，将电能转化为机械能，故BD错误。
故选C。
16．【答案】D
【详解】电动汽车驶到供电线圈装置上时，受电线圈可感应出电流，这过程是磁生电，即电磁感应现象。
A．图中磁体靠近小磁针，使小磁针发生偏转，说明不同磁体的磁极间存在力的作用，故A不符合题意；
B．图中给导体通电，导体ab会运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用，故B不符合题意；
C．图中闭合开关，给导体通电，说明通电直导线周围存在磁场，是电流的磁效应，故C不符合题意；
D．图中AB是闭合电路的一部分导体，AB做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象，故D符合题意。
故选D。
17．【答案】D
【详解】A．闭合开关后，ab棒上下运动时，没有切割磁感线，不会产生感应电流，电路中无电流，cd棒不会受力运动，故A错误；
B．断开开关后，电路是断路状态。即使ab棒左右运动（切割磁感线），也无法形成闭合回路，不能产生感应电流。没有电流通过cd棒，cd棒就不会在磁场中受力运动。故B错误；
C．闭合开关，ab棒分别斜向上和斜向下运动时，切割磁感线的方向改变，感应电流方向改变，cd棒受力方向也会改变（小磁针偏转方向由电流磁场方向决定），因此小磁针偏转方向会改变，故C错误；
D．闭合开关，ab棒斜向上运动时切割磁感线产生感应电流，电流通过导线产生磁场使小磁针偏转，这一过程是电磁感应现象（闭合电路的一部分导体切割磁感线产生感应电流），故D正确。
故选D。
18．【答案】A
【详解】A．图甲中，地球是个巨大的磁体，而司南是个小磁铁，司南能指示南北是因为受到地磁场的作用，故A正确；
B．图乙中，滑动变阻器滑片向右移动时，接入电路的阻值变大，电路的电流变小，因此电磁铁的磁性会减弱，故B错误；
C．图丙中，有电源，闭合开关，导体ab中有电流通过，导体ab会运动起来，说明通电导线在磁场中受力的作用，这是电动机的工作原理，故C错误；
D．图丁中，导体AB竖直向上运动时，没有切割磁感线，因此不会产生感应电流，因此电流表指针不会发生偏转，故D错误。
故选A。
19．【答案】(1)电流 改变 (2) 缓慢转动转轮 两个发光二极管交替发光 交流电 50
【详解】（1）[1]小灯泡发光表明电路中有了电流。
[2]电流大小影响灯泡亮度，用不同速度摇动转轮，若灯泡亮度发生变化，说明电流大小是变化的。
（2）[1][2][3]发光二极管具有单向导电性，接下来的操作是缓慢摇动转轮，若观察到两个发光二极管交替发光，说明电流方向在变化，电流方向变化的电是交流电；
[4]我国电网交流电的频率为50Hz。
20．【答案】(1)铜棒 (2)是否偏转 电源 (3)磁场方向 (4)改变导体AB的水平运动速度，观察电流表的指针偏转情况 (5)电源
【详解】（1）要探究感应电流产生的条件，电路需是闭合回路且有导体做切割磁感线运动，所以AB应选用导体。塑料是绝缘体，不容易导电；铁棒会被磁体磁化，影响实验结果，而铜棒是导体且不会被磁化，因此最好选择铜棒。
（2）[1][2]当电路中有电流时，灵敏电流计指针会转动，因此可以通过观察电流表的指针是否偏转来确定是否产生了感应电流。产生感应电流时，导体AB能提供电能，相当于电路中的电源。
（3）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调进行实验时，只有磁场的方向发生了改变，则这次实验主要是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系。
（4）要验证感应电流的大小和导体运动快慢的关系，就要控制其它因素一定，而导体的运动快慢不同，通过观察电流表的指针偏转情况，得出感应电流的大小和导体运动速度的关系。可改变导体AB的水平运动速度，观察电流表的指针偏转情况。
（5）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，所以需要将此装置中的电流表换成电源。
自我超越：
21．【答案】电磁感应 D 见解析
【详解】[1]如图甲，闭合电路部分导体a向右运动时，做切割磁感线运动，电路中会产生电流，这种现象叫电磁感应。
[2]ABCD四个图，因D图中导体没有切割磁感线，电路中不会产生感应电流。
[3]感应电流方向与导体运动方向及磁场方向有关。A图和甲图导体切割磁感线的大方向相同，而磁场方向不变，故产生的感应电流方向相同；B图中，磁场方向改变，磁体向右运动，而导体不动，相当于磁体不动，导体向左运动，产生感应电流方向与甲相反；C图中，磁场方向不变，导体切割磁感线的方向改变了，故产生的感应电流方向与甲图中相反。如图所示
22．【答案】(1) N (2) 戊 丁
【详解】（1）[1]条形磁体右端为 N 极，由于 “相互排斥”，通电螺线管左端需与条形磁体右端磁极相同，因此通电螺线管左端为N 极。
[2]增大排斥力需增强螺线管磁性，而磁性强弱与电流大小正相关，电流越大，磁性越强。滑动变阻器滑片P向A端滑动时，接入电路的电阻丝长度变短，电阻减小，电路电流增大，螺线管磁性增强。
（2）[1][2]音箱的工作原理是“通电导线在磁场中受力”，电动机原理，需有电源供电。 图丁：无电源，导体在磁场中运动切割磁感线，是电磁感应现象，发电机原理，产生感应电流； 图戊：有电源，通电导体在磁场中受力运动，与音箱工作原理一致。 因此，与音箱原理一致的是图戊；能产生感应电流的是图丁。
23．【答案】(1)异名 奥斯特 (2) B C (3)53280 2960
【详解】（1）[1]磁体间的作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。充电宝在给智能手表充电时采用了磁吸固定触点，是利用了磁体间异名磁极相互吸引的原理。
[2]1820年，丹麦物理学家奥斯特在实验中发现了通电导线周围存在磁场，即电流的磁效应。
（2）[1]根据题干信息“手机中的受电线圈靠近该磁场时就会产生电流”，可知手机无线充电的原理是电磁感应现象。
图A是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，即电流的磁效应。
图B是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，与手机受电线圈工作原理相同。
图C是通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理。
图D是探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验。
因此，与手机受电线圈工作原理相同的是B。
[2]蓝牙音箱工作时，变化的电流通过线圈，线圈在磁场中受到力的作用，带动纸盆振动发声，其原理是通电导体在磁场中受力运动，与图C的原理相同。
（3）[1]由表格参数可知，电池的电压U=3.7V，容量为4000mAh。电池充满电储存的电能为
[2]快速充电器的输出功率为
充电时，充电宝电池获得的功率为
将电池从零充满所需的时间为
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