第5节 磁生电　专题复习与巩固训练

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第5节 磁生电　专题复习与巩固训练
【要点详解】
知识点1：电磁感应现象
1．电磁感应现象
闭合电路的一部分导体在磁场中做 时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。21·世纪*教育网
说明 奥斯特实验揭示了电生磁，法拉第实验揭示了磁生电，它们共同反应了电与磁的相互联系。
2．产生感应电流的条件
（1）产生感应电流的两个条件缺一不可：一是导体为 （不是全部）；二是导体做切割磁感线运动。【版权所有：21教育】
（2）如果电路不闭合，当导体做切割磁感线运动时，导体不能产生感应电流，但在导体两端会有感应电压。
说明 对于“切割磁感线运动”可以作如下理解：把导体想象成一把刀，把磁感线当成草，如果“小刀”的运动能把“草”“割断”，则这种运动就是“切割运动”；如果“小刀”的运动不能把“草”“割断”，则这种运动就不是“切割运动”。切割运动不一定需要垂直，导线的运动方向与磁感线有一定的角度也可以。不是切割运动的情况有两种：（1）导体沿磁感线方向运动（体现在课本实验中为上下运动）；（2）导体沿自身所在的直线运动。
3．影响感应电流方向的因素
（1）感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关。改变切割方向或改变磁场方向，感应电流的方向随之改变；若切割方向和磁场方向同时改变，则感应电流的方向 。
（2）感应电流、磁场和导体切割磁感线三者的方向关系可用右手定则判断：如图所示，伸开右手，使大拇指跟其余四指 ，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，大拇指指向导体运动的方向，那么，其余伸开的四指所指的方向就是 。
4．影响感应电流大小的因素
一般情况下，增大感应电流的方法有：（1）增强磁场强度；（2）增大切割磁感线的导体的有效长度；（3）增加切割磁感线的导体的条数；（4）增大导体切割磁感线的 ；（5）让导体切割磁感线的速度的方向与磁感线方向 等。
5．能量转化
在电磁感应现象中，用力移动导体，消耗了机械能，却在闭合电路中产生了电能。这就实现了 向电能的转化。
例1 波士顿大学的科学家设计了一种“波浪能量采集船”，如图所示。在船的两侧装有可触及水面的“工作臂”，“工作臂”的底端装有手掌状的、紧贴水面的浮标。当波浪使浮标上下浮动时，工作臂就前后移动，完成能量的采集，并把它们储存到船上的大容量电池中。图中能反映“波浪能量采集船”能量采集原理的是（ ）
知识点2 交流发电机
（1）原理： 。
（2）基本结构：磁铁、矩形线圈、铜环、电刷等。
（3）线圈运动到几个特殊位置时产生感应电流的情况：
①当线圈平面和磁感线垂直时，两边的运动方向和磁感线 ，不切割磁感线，线圈中无感应电流。www.21-cn-jy.com
②当线圈平面和磁感线平行时，两边的运动方向和磁感线垂直，切割磁感线，线圈中有感应电流。
（4）交流发电机的工作过程
①如图甲所示，ab和cd边的运动方向与磁场平行（不切割磁感线），线圈中没有电流。
②如图乙所示，ab和cd边的运动方向与磁场垂直（切割磁感线），线圈中有电流，线圈中的电流方向为d→c→b→a。外部电流方向从B电刷到A电刷。
③如图丙所示，ab和cd边的运动方向与图甲中相反，与磁场平行（不切割磁感线），线圈中没有电流。
④如图丁所示，ab和cd边的运动方向与图乙中相反，与磁场垂直（切割磁感线），线圈中有电流，线圈中的电流方向与图乙中的相反，为a→b→c→d。外部电流方向从A电刷到B电刷。21世纪教育网版权所有
（5）交流发电机的能的转化：发电机是把 转化为电能的装置。
（6）线圈在磁场中转动一周，感应电流方向改变两次。
（7）交流发电机的定子和转子：实际使用的大型发电机中的转子不是线圈（线圈是由多匝铜线绕制成的，因此很重），而是电磁铁。大型发电机一般采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电的。2·1·c·n·j·y
例2 将两个电流表（主要部件是永久磁铁和带有指针的线圈）G1和G2用导线连接起来，如图所示。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．G2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是因为通电导线在磁场中受力而摆动
【易错点拨】
易错点： 区别电动机和发电机的原理
例3 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，下列说法正确的是（ ）【来源：
A．实验装置中的甲装置产生的现象在生活中的应用是
电动机
B．实验装置中的乙装置的原理是电磁感应现象
C．实验装置中的乙装置把机械能转化为电能
D．如果回路均为超导材料制成，且导体ab与cd之间距离足够大，当回路中产生感应电
流后，同时撤去两蹄形磁体，则回路中电流很长时间不消失
【巩固提升】
1．如图所示的四个装置，关于它们的说法中错误的是（ ）
A．图a可用来演示电磁感应现象　　　B．图b可用来演示电流的磁效应
C．图c中螺线管的右端是N极　　　　D．图d可用来演示发电机的工作原理
2．科学家经过长期研究，发现了电和磁有密切关系，其中最重要的两项研究如图所示，下列判断中不正确的是（ ）21教育网
A．甲图所揭示的原理可制成电动机
B．乙图是用来研究电磁感应现象的
C．甲图中电路闭合，能将机械能转化为电能
D．乙图中电路闭合，导体ab左右运动，电路中有感应电流
3．如图所示的充电鞋垫，利用脚跟起落驱动磁性转子旋转，线圈中就会产生电流，从而就能给鞋面上的充电电池充电，这种充电鞋垫的工作原理是（ ）2-1-c-n-j-y
A．电磁感应现象
B．电流的磁效应
C．磁极间的相互作用
D．通电线圈在磁场里受力转动
4． 一次家庭探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，惊讶的发现了灯丝在晃动。关于这种现象，下列说法正确的是（ ）21教育名师原创作品
A．灯丝晃动是一种电磁感应现象
B．灯丝晃动是内能转化成了机械能
C．灯丝晃动是受到磁体的吸引作用
D．灯丝晃动是磁场对电流的作用
5. 法拉第曾发明了一种能够产生持续电流的机器——发电机。某校探究小组仿制了这个发电机装置（如图），对影响电流大小的因素进行如下探究。金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的。金属圆盘在磁极间不断转动，每根导线都在做切割磁感线运动，从而产生持续的电流。21*cnjy*com
（1）当圆盘转速增大时，电流表指针偏转增大，说明电流大小跟 有关。
（2）保持圆盘转速不变，换用一个半径更大的金属圆盘，发现电流表指针偏转更大，说明电流大小还跟 有关。21·cn·jy·com
（3）保持圆盘转速不变，换用 ，发现电流表指针偏转更大，说明电流大小跟磁场强弱有关。
6. 在交流发电机中，当线圈平面转至（ ）
A．与磁感线垂直时，感应电流最大 B．与磁感线平行时,感应电流改变方向
C．与磁感线垂直时，感应电流改变方向 D．与磁感线平行时，感应电流为零
7. 科学家经过长期研究，发现了电和磁有密切的联系，其中两项重要的科学探究如图甲、乙所示。下列关于这两项科学探究的说法正确的是（ ）【出处：21教育名师】
A．甲图中导体棒ab沿水平方向快速运动时，灵敏电流表指针将会发生偏转
B．甲图实验中将电能转化为导体棒ab的机械能
C．乙图中闭合开关后，仅将蹄形磁体磁极上下对调，导体棒ab受力方向不变
D．乙图实验中将导体棒ab的势能转化为动能
8．无线充电是一种增加手机续航时间的方式，如图甲所示。市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分都符合总部位于美国的业界团体“无线充电联盟（WPC）”所制定的“Qi”规格。Qi源自汉语“气功”中的“气”。“Qi”技术的原理是，电流流过送电线圈产生磁场，受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，给智能手机充电，如图乙所示。受电线圈处用到了图中哪个实验的原理（ ）21cnjy.com
9．如图是一款能发电的魔方充电器，转动魔方时，它根据
（填“电流的磁效应”、“电磁感应”或“通电导体在磁场中受力”）的原理发电，这个过程 转化为电能，产生的电能储存于魔方内。魔方还能通过USB端口给移动设备充电，给移动设备充电时，魔方相当于电路中的 （填“电源”或“用电器”）。
10．电动自行车的“心脏”是电动机，它是利用 的原理工作的；关闭电源，人用力踩脚踏板，电动机就变成了“发电机”，从而实现“自发电”，它的发电原理是 。
11．我国供生产和生活用的交流电，周期是 秒，频率是 赫兹，电流的方向每秒钟改变 次。交流电和直流电的区别是 　　　　
。
12．探究“产生感应电流条件”的实验步骤如图甲、乙、丙所示。
（1）本实验中，我们通过观察 来判断电路中是否有感应电流。
（2）通过比较 两图可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合；通过比较甲、乙两图可知，产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做 运动。
（3）若图甲中AB棒不动，磁铁左右水平运动，电路 （填“有”或“无”）感应电流。21*cnjy*com
（4）若某同学用图甲所示进行实验，发现现象不太明显。请提出一条改进措施：
。
（5）在产生感应电流的实验中，将 能转化为电能，生活中的 机就是根据上述原理工作的。
第5节 磁生电　专题复习与巩固训练　　参考答案
【要点详解】
知识点1：切割磁感线运动 闭合电路的一部分 不变 垂直 感应电流的方向 速度 垂直 机械能 例1 A 【来源：21·世纪·教育·网】
知识点2：电磁感应 平行 机械能 例2 D
【易错点拨】
例3 D
【巩固提升】
1—4. DCAD
5. （1）圆盘转速 （2）切割导线的长度 （3）磁性更强的磁铁
6—8. CAB
9. 电磁感应 机械能 电源
10. 通电线圈在磁场中受力转动 电磁感应
11. 0.02 50 100 交流电的方向周期性改变，直流电方向不改变
12.（1）电流表指针是否发生偏转 （2）甲、丙 切割磁感线 （3）有 （4）增强磁铁的磁性或加快切割的速度等 （5）机械 发电www-2-1-cnjy-com
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