5.3电磁感应
1. 图甲是发电机原理的示意图,图乙中的“○”表示图在磁场中分别转动到1-4位置时,运动方向已用箭头标出,图甲中的导线ab,当它下列说法正确的是(?? )
A.?在位置1时,电路中不会产生感应电流????????????????/B.?图甲的电路中没有电源C.?在位置3时,电路中不会产生感应电流????????????????/D.?发电机产生的电流方向不变
2. 如图,课外探究小组的同学,把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上,形成闭合回路.两个同学迅速摇动这条电线,可以发电使电流表发生偏转.你认为这两个同学朝哪个方向站立时,发电的可能性比较大?(?? )/
A.?朝东西方向站立?????????B.?朝南略偏东方向站立?????????C.?朝南北方向站立?????????D.?朝北略偏东方向站立
3. 关于产生感应电流的条件,下列说法中正确的是(?? )
A.?任何导体在磁场中运动,都能产生感应电流B.?当闭合电路中的一部分导体在磁场中运动时,一定能产生感应电流C.?当闭合电路中的一部分导体在磁场中沿磁感线运动时,就能产生感应电流D.?当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,就能产生感应电流
4. 若地磁场在某区域的磁场强弱和方向处处相同,小明在该区域某处竖直拿着闭合的矩形导电线圈面向南方,如图,则能使线圈中产生感应电流的操作是(?? )/
A.?南北移动线圈?????????????????/B.?将线圈转至水平?????????????????/C.?东西移动线圈?????????????????/D.?上下移动线圈
5. 高考时,工作人员拿着金属探测仪对考生进行检查,以防止考生将手机等含有金属部分的作弊工具带入考场(如图)。当探测仪中的线圈靠近金属导体时,在金属导体内部就会产生一种特殊电流,从而触发报警。则探测仪的工作原理是(? )
/
A.?电磁感应现象?????????????/B.?磁场对电流的作用?????????????/C.?电流的磁效应?????????????/D.?磁极间的相互作用
6. 如图所示为发电机的工作原理图,下列说法正确的是??? (? )
/
A.?发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用B.?线圈在转动过程中,感应电流的大小不变,方向改变C.?线圈在转动过程中,感应电流的大小改变,方向不变D.?线圈在转动过程中,感应电流的大小改变,方向改变
7. 信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区,每个磁化区代表了二进制数1或0,用以储存信息。刷卡时,当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时,在检测头的线圈中会产生变化的电压(如图所示)。当信用卡磁条按图所示方向以该速度拉过阅读检测头时,在线圈中产生的电压随时间的变化关系正确的是(? )
/????? /
A.?/??????????????????????/B.?/C.?/?????????????????????D.?/
8. 如图所示,当开关S接“1”,将滑动变阻器片P由左端滑向右端,弹簧将________(选填:“伸长”或“缩短”);当开关S接“2”,将滑动变阻器片P滑至右端,并剪断弹簧,让条形磁体穿过线圈,产生电磁感应,电流表的指针会________(选填:“发生偏转”或“不动)。/
9. 如图甲,将玩具电动机、电池、小电灯、开关用导线连接起来./
(1)闭合开关,电动机转动,这是利用通电线圈在________里受力转动的原理工作的;如果想改变电动机的转动方向,我们可以采取的措施是________.
(2)刚闭合开关时,小电灯发出明亮的光,但随着电动机转得越来越快,小电灯的亮度逐渐减弱;当转速正常时,小电灯的亮度稳定不变,此时用手指轻轻捏住电动机的转轴,使电动机的转速减慢,你猜想这时小电灯的亮度将________(选填“变亮”“变暗”或“不变”),理由是________.
(3)如果将小电灯换成灵敏电流表,电路连接如图乙,当用手快速转动电动机转轴时,发现灵敏电流表指针偏转,这是________现象,它在生活中的应用有 ________(举出一例即可).
10. 如甲乙两图所示,能说明电动机工作原理的是图?________.发电机是根据?________现象制成的.如图丙所示,在电磁铁正上方用弹簧挂着条形磁铁,当开关S闭合后,在滑片P由b端向a端滑动过程中,会出现的现象是小灯泡亮度?________(选填“增强”或“减弱”),弹簧长度?________(选填“变长”或“缩短”)/
11. 同学们做实验的装置如图所示,闭合开关,先将导体ab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动圈式话筒中,利用右侧原理工作的有________。/
12. 请根据所学知识回答问题:
(1)如图甲、乙所示是科学中很重要的两个实验,甲图装置研究________的规律;乙图装置研究________的规律。
/
(2)如图丙所示是法拉第发明的能够产生持续电流的机器——发电机,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。某科学探究小组仿制的发电机装置如图丁所示,对影响电流大小的因素进行如下探究:/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;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。
13. 如图甲所示,在安装直流电动机模型的实验中,要改变线圈的转动方向,除了改变磁场方向外,可以采用的方法是________? ;完成以上实验后,取下电源换接上小灯泡,在模型的转轴上绕上细线,如右图乙所示,然后快速拉动细线,使线圈转动起来,结果小灯泡发光,此时模型就相当于________? 。/
14. 小勇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”,他将实验中观察到的现象记录在下表中.
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)分析得出:________?电路中的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
(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:在导体切割磁感线运动方向不变时,感应电流的方向与磁场方向有关
(4)这个现象在生产和生活中的重要应用是________?
(5)针对这个实验,小勇进行了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想,于是他设计了如下的实验方案:①保持磁场强弱不变,让导体AB以________?(填“相同”或“不同”)的速度沿相同方向做切割磁感线运动,观察电流表指针偏转幅度大小.②如果电流表指针偏转幅度不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度________?(填“有关”或“无关”)/
15. 在“探究感应电流的产生”的实验中,小颖同学的四次实验情况分别如图所示./
(1)实验中我们通过观察________来判断是否有感应电流产生;
(2)有同学说:“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动,就会产生感应电流.”你认为他的说法正确吗?________,图________可支持你的结论;
(3)为了探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系;①根据图甲和图乙的实验现象可以得出结论:________;②根据图乙和图丁的实验现象可以得出结论:________。③在上述探究过程中,用到的物理研究方法是________法和________法;
(4)从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是________能转化为________能。
16. 探究利用磁场产生电流的实验中,连接了如图所示的实验装置。/
(1)小华将磁铁快速向下插入螺线管时,观察到电流表原来静止在中间的指针向左偏转,这个现象叫________现象,可以利用这种现象来制造:________(选填“发电机”或“电动机”)
(2)当磁铁的N极分别向上运动和向下运动时,电流表指针偏转方向________(填“变化”或“不变”)。
(3)等电流表的指针恢复到中间位置静止后,要使电流表的指针向右偏转,可以采用的正确方法是_:________。
(4)学校的广播系统中,其中________是利用这个原理工作的。
17.?如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,导体ab、开关、灵敏电流表用导线连接,组成电路.
/
(1)实验中,我们通过电流表指针是否偏转来判断电路中是否有_______?;通过指针偏转的方向判_____?.
(2)闭合开关,让导体ab在磁场中上下运动,发现电流表的指针________?;让导体ab静止,磁铁水平向右运动,则电流表的指针________?.(选填“偏转”或“不偏转”)
(3)如果想进一步探究感应电流的大小与导体运动的快慢是否有关,则应闭合开关,保持其它条件不变,只改变________?,观察________?得出结论.
18. 科学研究需要“大胆猜测、小心求证”。下面是对“感应电流的大小跟哪些因素有关”所作的猜测与求证。猜测1:可能与导线切割磁感线的速度有关;猜测2:可能与导线切割磁感线的方向有关;猜测3:可能与切割磁感线的导线条数有关。/
(1)为了验证以上猜测,某同学先后按图甲、图乙方法进行实验。你认为他的实验是为了验证上述哪个猜测?________。
(2)要利用图甲的装置来验证猜测1,在进行对照实验时,其操作上的区别是________。
19. 电磁感应现象是指:“闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。”小明和芳芳根据课本中的描述做了进一步的探究。请回答:
(1)小明同学提出了“感应电流的大小可能与导体做切割磁感线运动的速度有关”的猜想。实验的主要步骤(已作简化)如下:
连接电路,使导体慢速和快速做切割磁感线运动,观察电流大小。
实验结果:快速切割时电流表读数大,慢速切割时电流表读数小。
实验结论:??????????????????????????????????????????????????????????????? 。
(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。于是她做了如下实验来验证:
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速度做切割磁感线运动。
你认为两次灵敏电流计指针的偏转程度-----------(?? )
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),发现灵敏电流针指针发生偏转。你认为在此实验中产生的感应电流的大小跟什么因素有关?请你总结一下:① ________ ;② ________? 。
/
(4)请用学过的知识分析:当把条形磁铁往上拔出时,灵敏电流针的指针--------(?? )
A.?不会偏转????????????????????B.?偏转且方向与插入时相同?????????????????C.?偏转且方向与插入时相反
20. 在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中:
/
(1)小明设计的电路如图甲所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根导线ab,ab的两端分别跟开关,螺线管连接,螺线管旁放置一个小磁针,当ab中产生电流时,螺线管中有________通过,小磁针会发生偏转;
(2)小明闭合开关后,不管导线ab在磁场中怎样运动,小磁针都不偏转,是没有产生电流,还是产生的电流太微弱?他换用了一个灵敏电流表代替螺线管和小磁针,如果灵敏电流表指针发生偏转,表明ab中产生电流,实验的情况如图乙所示。
A、观察并分析①②③现象可知:导体静止时,不能产生感应电流;导体沿着磁感线方向运动时,不能产生感应电流;导体切割磁感应线运动时,能产生感应电流;
B、观察并分析③④现象可知:产生感应电流的条件之一是________;
(3)对比图甲和图乙两次实验后,小明认为:图甲中小磁针不发生偏转,不是没有产生电流,而是________。
21.(1)如图甲所示,赤道表面地磁感线与水平地面平行指向北方,导线与能测微弱电流的电流表组成闭合电路,下列哪种操作可让电流表指针摆动? ????。
A.?导线水平南北放置,水平向东运动?/B.?导线水平南北放置,水平向上运动C.?导线水平东西放置,水平向下运动?D.?导线水平东西放置,水平向北运动/
(2)科学家猜测,A地海龟在春季是利用地磁场(如图甲)向南返回出生地的,以下为相关研究。
/,甲) /,乙)
①??? 春季A地某屏蔽磁场的实验室,无磁场环境下海龟无固定游向,把海龟置于模拟地磁场中(用图乙简化示意),图中1为磁体N极,2为磁体________极,按科学家猜测,海龟应向________?(填“左”或“右”)游动。
②??? 地磁场在缓慢变化,科学家每年记录海龟出生地筑巢地点移动的方向,并追踪地磁场的微小移动方向,发现________,现象符合猜测。
22.在学校实验室开放时,同学们对手摇发电机非常感兴趣,他们想: 发电机产生感应电流大小跟哪些因素有关呢?于是他们开展了探究,如图是他们所用的发电机和实验记录表:/
(1)根据表格可知,他们准备研究发电机产生感应电流的大小是否与________有关。
实验顺序
线圈转速
线圈转向
小灯泡亮度
1
2
3
(2)他们根据小灯泡的亮度来判断电路中感应电流的大小,像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”。下列方法属于“转换法”的是________(填序号)①通过力的作用效果来感知力;②比较速度大小时,选取一定的时间, 比较通过的路程;③根据纯净物中元素种类的多少来区分单质与化合物;④用力的示意图表示力的三要素
(3)判断电流大小,除了借助小灯泡观察之外,实验室常用________表来测量。
23. 如图所示,某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件,实验时保持磁体位置不变.
/
(1)如图甲所示,电流计指针不偏转,这是因为导体ab________?.
(2)如图乙所示,电流计指针也不偏转,这是因为________?.
(3)如图丙所示,电流计指针仍不偏转,这是因为导体ab虽有运动,但没有________?.
(4)分析比较图四个实验现象,可以初步得出产生感应电流的条件:________?的部分导体,在磁场中做________?运动.
24. 如图所示,将一根导体棒ab的两端用细导线与灵敏电流计组成一个闭合电路,并用绝缘细线悬挂起来放在U形磁铁的磁场中。/
(1)让导体棒ab水平向左运动时,灵敏电流计指针向右偏转;导体棒ab水平向右运动时,指针向左偏转,说明感应电流的方向与________有关;
(2)让导体棒ab水平向右缓慢运动时,灵敏电流计的指针向左偏转的角度较小;导体棒ab水平向右快速运动时,灵敏电流计的指针向左偏转的角度较大。说明感应电流的大小与________有关。
(3)让导体棒ab沿竖直方向上下运动时,电路中________(填“有”、“没有”)感应电流产生;
(4)下列电器中,应用电磁感应原理制成的是 (填字母)。
A.?电铃???????????????????????????/B.?电风扇???????????????????????????/C.?动圈式话筒???????????????????????????/D.?动圈式扬声器
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】A
【解析】【解答】AC、小圆圈“○”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线,它是闭合电路的一部分。由图磁感线方向水平向右,1的运动方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,不能产生感应电流;2、3、4的运动方向切割磁感线,能产生感应电流,故A正确,C错误;B、发电机的原理是电磁感应现象,将机械能转化为电能,发电机线圈就是电源,故B错误;D、发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化,这种电流叫交流电,故D错误。故选A【分析】产生感应电路的条件:①闭合电路的一部分导体;②导体切割磁感线运动。根据图示判断1、2、3、4位置按箭头方向运动时,是否切割磁感线即可判断出能否产生感应电流。产生感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关。
2.【答案】A
【解析】【解答】由于地球的周围存在磁场,且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极,所以当两个同学在迅速摇动电线时,总有一部分导线做切割磁感线运动,因此电路中就产生了感应电流,导致了电流表的指针偏转。要使感应电流变大,就要使导线尽可能地切割更多的磁感线,由于磁感线是南北方向的,所以两个同学东西方向站立,切割的磁感线最大,即产生的感应电流最大。故选A【分析】电流表指针偏转,可以确定这是电磁感应现象。因此要使产生的感应电流变大,就要使导体切割更多的磁感线,结合地磁场的方向即可确定这两个同学的站立方向。
3.【答案】D
【解析】【解答】A、导体在磁场中运动,若没有闭合回路是不会产生感应电流的;即使是闭合的回路,导体的运动既可以是沿磁感线运动,也可是切割磁感线,只有切割才会产生感应电流,故A错误;B、只有闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动才能产生感应电流,如果不切割磁感线,就不会产生感应电流,故B错误;C、当闭合电路中的一部分导体在磁场中沿磁感应线运动时,不切割磁感线,即穿过闭合电路的磁通量不发生变化,则闭合电路中没有感应电流,故C错误;D、当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感应线运动时,磁通量发生变化,才一定会产生感应电流,故D正确。故选:D【分析】产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化,或只有闭合回路中的部分导体切割磁感线才能在回路中产生感应电流。
4.【答案】B
【解析】【解答】ACD、整个闭合电路都在磁场中,不是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,不符合产生感应电流的条件,因此无感应电流产生,故ACD均不符合题意;B、将线圈从竖直转至水平,闭合电路,是部分导体在磁场中做了切割磁感线运动,因此会产生感应电流,回路的有效面积发生变化,磁通量发生了变化,可以产生感应电流,故B符合题意。故选:B【分析】产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动,即回路中的磁通量发生变化,满足上述条件,导体中才有感应电流。
5.【答案】A
【解析】【分析】由题意可知,金属探测器是将线圈靠近金属物体时,相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线,从而产生了电流。
【解答】题中“当探测仪中的线圈靠近金属导体时,金属导体内部就会产生一种特殊电流”,可以确定该设备制成的原理是电磁感应现象。
故答案为:A
6.【答案】D
【解析】【分析】知道发电机、电动机的原理,并能理解发电机工作时其内部电流大小、方向的变化特点是解决该题的关键。发电机是利用电磁感应现象制成的,在发电机工作时,电流的大小和方向是时刻变化的,据此分析即可解决。
【解答】A、电动机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用,故错误;
BCD、发电机的基本原理是电磁感应,线圈在转动过程中,感应电流的大小是变化的,感应电流的方向是变化的,故BC错误,D正确;
故选D
7.【答案】B
【解析】【分析】做题的关键是看懂甲图中二进制数1或0与电压的对应关系,从甲图中可以看出二进制数1对应的电压是正向上变化的波形,二进制数0对应的电压是负向下变化的波形。
【解答】根据二进制数与电压的对应关系,当如乙图进行刷卡时,从乙图上二进制数字的排列顺序会出现相应的电压变化,与乙图对应的电压变化为B。
故选B
二、填空题
8.【答案】伸长;发生偏转
【解析】【分析】利用安培右手定则判断通电螺线管的N、S极,在根据磁极间的作用规律判断弹簧的变化;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。【解答】当开关S接“1”,根据右手定判断出电螺线管的上端为N极,与上面的S极相互吸引,同时随着将滑动变阻器片P由左端滑向右端 , 变阻器阻值变小,电流增大,通电螺线管的磁性增强,所以弹簧长度会伸长;当开关S接“2”,将滑动变阻器片P滑至右端,并剪断弹簧,让条形磁体穿过线圈,此时相当于闭合电路的一部分导体在做切割磁感线的运动,会产生电磁感应现象,闭合电路中会产生感应电流,所以电流表的指针会发生偏。故答案为:伸长;发生偏转
9.【答案】(1)磁场;改变电流的方向(2)变亮;电流变大(3)电磁感应;发电机
【解析】【解答】(1)闭合开关,电动机转动,电动机的原理就是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理工作的;如果想改变电动机的转动方向,我们可以采取的方法是:改变电流的方向或改变磁场的方向;(2)捏住电动机的转轴,会将电动机消耗的电能转化为内能,由非纯电阻电路转化为纯电阻电路,电源输出的所有功率都变为线圈电阻消耗的热功率了,而加在其上的电压不变,所以电流急剧上升,电动机线圈大量发热,此时电流变大,灯泡变亮;(3)电路连接如图乙,当用手快速转动电动机转轴时,发现灵敏电流表指针偏转,这是电磁感应现象,它在生活中的应用有发电机等.【分析】(1)通电导体在磁场中会受力转动,影响电动机转动方向的因素有:电流的方向和磁场的方向;(2)当电路中电流变大时,灯泡就会变亮;(3)发电机就是根据电磁感应现象制成的.
10.【答案】乙;电磁感应;增强;变长
【解析】【解答】解:(1)电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的,电路中有电源,故应为图乙;发电机是根据电磁感应原理制成的,电路中无电源,为图甲;(2)读图可知,当滑片P从b端到a端滑动过程中,变阻器的阻值变小,电路中的电流变大,因此,电磁铁的磁性变强;电流从螺线管的下端流入,上端流出,右手握住螺线管,使四指指向电流方向,则螺线管的上端为N极.根据异名磁极相互吸引可知,条形磁铁与电磁铁的相互作用为吸引,当电磁铁的磁性变强时,吸引力变大,则弹簧长度变长.故答案为:乙;电磁感应;增强;变长【分析】(1)电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的,发电机是根据电磁感应原理制成的;(2)根据滑动变阻器的变化,可判断电流大小的变化,知道电流越大,螺线管的磁性越强.先根据电流的方向,利用安培定则可判断螺线管的极性,再根据磁极间的相互作用可判断与条形磁体的作用力,进而判断弹簧长度的变化.
11.【答案】电磁感应现象;①
【解析】【分析】本题主要考查学生对电动机以及发电机原理的理解和掌握,是中招的热点。要解答本题需掌握:发电机是利用电磁感应现象原理制成的,以及电动机和发电机的工作过程是两个相反的过程。【解答】(1)如图所示:当导体ab水平向右移动,相当于一发电机,即闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,是电磁感应的现象;(2)这时ab相当于电源,cd相当于通电导线,通电导线放入磁场中受到力的作用,即是电动机原理,电风扇中有电动机,故答案为:①电风扇;故答案为:电磁感应现象;①。
12.【答案】(1)通电导线在磁场中受到力的作用;电磁感应(2)导体做切割磁感线运动的速度;切割磁感线的导线长度;磁性更强的磁铁
【解析】【分析】电动机是利用通电线圈能在磁场中转动的原理制成的,是将电能转化为机械能的装置。发电机是根据电磁感应原理制成的,是一种能把机械能转化为电能的装置。甲实验是电动机的原理,也是探究磁场对通电导线的作用的实验装置,实验中导体ab相当于用电器,将电能转化为机械能;乙实验是发电机的原理,也是探究磁能否生电的实验装置,实验中导体ab相当于电源,将机械能转化为电能。【解答】(1)如图甲、乙所示是科学中很重要的两个实验,甲图装置研究通电导线在磁场中受到力的作用的规律;乙图装置研究电磁感应的规律。(2)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,“部分导体”可以是直的导体,也可以是弯曲的导体(如金属圆盘)。故答案为:(1)通电导线在磁场中受到力的作用;电磁感应;(2)导体做切割磁感线运动的速度;切割磁感线的导线长度;磁性更强的磁铁
13.【答案】改变电流方向;发电机
【解析】
【分析】直流电动机和发电机都是由定子和转子组成,当将电动机的电源摘掉,用外力让电动机旋转,则可当作发电机使用。另外,电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关,要想改变电动机的转动方向,可改变磁场方向或线圈中电流的方向。
【解答】如图甲所示,在安装直流电动机模型的实验中,要改变线圈的转动方向,除了改变磁场方向外,可以采用的方法是改变电流方向。完成以上实验后,取下电源换接上小灯泡,在模型的转轴上绕上细线,如右图乙所示,然后快速拉动细线,使线圈转动起来,结果小灯泡发光,此时模型就相当于发电机。故答案为:改变电流方向??? 发电机
三、实验探究题
14.【答案】(1)闭合(2)导体切割磁感线运动方向(导体运动方向)(3)2、6或3、7(4)发电机(5)不同;有关
【解析】【解答】解:(1)分析可知,产生感应电流的现象中,闭合电路中的部分导体在磁场里的运动方向与磁场方向垂直,即导体中产生感应电流时闭合电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动.(2)比较实验2和3(或6和7)可知:在磁场方向一定时,导体切割磁感线运动方向改变,感应电流的方向就改变.(3)比较实验2和6(或3和7)可知:在导体切割磁感线运动方向(或导体运动方向)不变时,磁场方向改变,感应电流的方向就改变.(4)实验中采用的是控制变量法,闭合电路中电流表中的电能是由于导体的运动而产生的,可见消耗的是机械能,所以实验过程中是机械能转化成电能,其重要应用是发电机的发明.(5)探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度是否有关,应该保持磁场强弱不变,让导体AB以不同的速度沿相同方向做切割磁感线运动,观察电流表指针偏转幅度大小.如果电流表指针偏转幅度不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关,如果电流表指针偏转幅度相同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度无关.故答案为:(1)闭合;(2)导体切割磁感线运动方向(导体运动方向);(3)2、6或3、7;(4)发电机;(5)①不同;②有关【分析】(1)产生感应电流的三个条件:闭合电路;一部分导体;切割磁感线运动.(2)根据图示分析感应电流的方向是在什么方向的变化下而变化的,若在磁场方向不变时,只有导体运动方向再改变,感应电流也在变化,则说明感应电流的方向一定与导体运动方向有关;(3)电磁感应现象实现了机械能向电能的转化,重要应用是发电机.(4)探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度是否有关,应采用控制变量法
15.【答案】(1)电流表指针是否偏转(2)不正确;丙(3)感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向有关;感应电流的方向与磁场(或磁感线)方向有关;控制变量;转换(4)机械;电
【解析】【分析】电路中有电流时,电流表的指针转动,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;需要掌握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;控制变量法就是每一次只改变其中的某一个变量,而控制其余几个变量不变,从而研究被改变的这个变量对事物影响,分别加以 研究,最后再综合解决问题的方法;用能直接观测的量来显示不易直接观测量的方法叫做“转换法”;在此过程中,消耗了机械能得到了电能,所以是机械能转化为 电能。【解答】(1)实验时,通过观察电流表的指针是否偏转,来确定电路中是否产生感应电流.(2)要产生感应电流,闭合电路的部分导体在磁场中要做切割磁感线运动;如图丙,竖直移动金属棒不能切割磁感线运动,此时电路中没有产生电流,故说法“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动,就会产生感应电流”是错误的,所以丙图可支持自己的判断。(3)①根据图甲和图乙的实验现象可知:磁场方向不变,导体切割磁感线运动方向改变,电流计指针的摆动方向发生改变,说明感应电流与导体的切割运动方向有关;②根据图乙和图丁的实验现象可知:导体切割磁感线运动方向不变,磁场方向不变,电流计指针的摆动方向发生改变,说明感应电流与磁场(或磁感线)有关;③感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关,根据控制变量法进行实验;电流的方向通过电流表指针的偏转方向反映出来,采用“转换法”。(4)导体运动消耗了机械能,得到了电能,所以在此过程中,机械能转化为电能。故答案为:(1)电流表指针是否偏转(2)不正确、丙(3)①感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向有关;②感应电流的方向与磁场(或磁感线)方向有关;③控制变量;转换(4)机械;电
16.【答案】(1)电磁感应;发电机(2)变化(3)保持线圈的位置不动,对调磁铁的磁极,插入线圈(4)动圈式话筒
【解析】【解答】(1)将磁铁快速向下插入螺线管时,观察到电流表原来静止在中间的指针向左偏转,这就是电磁感应现象,即常说的磁生电;利用这一原理制成了发电机;(2)当磁铁的N极分别向上运动和向下运动时,相当于线圈切割磁感线运动运动方向发生了改变,产生感应电流方向也会改变,电流表指针偏转方向改变;(3)感应电流方向与磁场方向的关系,可以控制导体运动方向不变,改变磁场方向,即保持线圈的位置不动,然后对调磁极,用另一端向下插入线圈,使电流表的指针向右偏转;(4)当人对着动圈式话筒说话时,它会产生随人的声音变化而变化的电流,即:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时能够产生感应电流。故答案为:(1)电磁感应;发电机;(2)变化;(3)保持线圈的位置不动,对调磁铁的磁极,插入线圈;(4)动圈式话筒【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这就是电磁感应现象;电磁感应现象的最重要的应用是发电机;导体只有做切割磁感线运动时,导体中才会产生感应电流;产生的感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关,当其中一个方向改变时,电流方向改变;若导体运动方向和磁场方向同时改变,电流方向不改变;动圈式话筒工作过程是:声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器,由此可知其工作原理是电磁感应现象。
17.【答案】(1)感应电流;电流的方向(2)不偏转;偏转(3)导体运动的速度;电流表指针偏转的幅度
【解析】【解答】解:(1)感应电流就是通过灵敏电流表的指针偏转来体现的,若灵敏电流表的指针发生偏转,就说明产生了感应电流;同时还可以通过指针偏转的方向判断电流的方向;
(2)闭合开关,让导体ab在磁场中上下运动,由运动方向与磁感线方向平行,没有切割磁感线,所以电流表的指针不偏转;
让导体ab静止,磁铁水平向右运动,切割磁感线,则会产生感应电流,电流表的指针偏转.
(3)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.
故答案为:(1)感应电流;电流的方向;
(2)不偏转;偏转;
(3)导体运动的速度;电流表指针偏转的幅度.
【分析】(1)在探究感应电流的实验中,是通过灵敏电流表指针的偏转来却定感应电流的产生及电流方向的;
(2)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;
(3)要验证感应电流的大小和导体切割磁感线运动快慢的关系,就要控制其它因素一定,而导体的运动的速度不同.
18.【答案】(1)猜测3(2)在几次操作中磁铁向下的速度要不同
【解析】【分析】电磁感应产生的感应电流大小与磁场强弱,切割磁感线的方向,切割磁感线的速度和切割磁感线的导线条数有关。可根据控制变量法设置对照实验的方法进行解题。【解答】(1)由图可知甲、乙的不同是导线线圈的数量不同,所以实验在控制导线条数,验证的应该是猜测3;(2)猜测1提出的是与切割磁感线的速度有关,所以实验中要控制切割磁感线的速度不同,故可填操作上的区别是:在几次操作中磁铁向下的速度要不同。故答案为:(1)猜测3;(2)在几次操作中磁铁向下的速度要不同
19.【答案】(1)感应电流的大小与导体做切割磁感线运动的速度有关(2)A(3)磁性强弱;线圈匝数(4)C
【解析】【分析】本题考查电磁感应现象的知识。
(1)实验的结论要根据实验探究的目的进行描述。与探究的问题相对应,要回答探究的问题。正确或不正确。(2)在电磁感应现象中我们可以总结为“大小影响大小,方向影响方向。”
(3)根据题目的选材进行判读。
(4)感应电流方向与磁场方向和导体切割方向有关。只改变磁场方向和导体切割方向,那么感应电流方向改变;同时改变磁场方向和导体切割,那么感应电流方向不变。
【解答】
(1)根据实验结果“快速切割时电流表读数大,慢速切割时电流表读数小。”可知探究的问题“感应电流的大小可能与导体做切割磁感线运动的速度有关”是正确的。故答案可描述为“感应电流的大小与导体做切割磁感线运动的速度有关,且切割速度越快,感应电流就越大。”(2)根据题目描述,a导线有25匝,b才单根,所以根据大小影响大小的规律,可以推测应该是a时电流大。
(3)“小明与芳芳又用线圈和条形磁铁来做实验”,那么线圈的匝数,条形磁铁的磁场强弱可能会影响感应电流的大小,故本题应该是线圈的匝数,条形磁铁的磁场强弱。
(4)根据”只改变磁场方向和导体切割方向,那么感应电流方向改变;同时改变磁场方向和导体切割,那么感应电流方向不变。”,4小题中只改变了切割的方向,所以电流方向改变。故选C。
故答案为:1.感应电流的大小与导体做切割磁感线运动的速度有关;2.A;3.线圈的匝数,条形磁铁的磁场强弱;4.C。
20.【答案】(1)电流(2)闭合电路(3)产生的电流太微弱
【解析】【分析】蹄形磁铁中,磁感线是从N极指向S极的,而要想产生感应电流,必须让闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,观察导体ab是否切割磁感线是判断的关键.明确产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动.
【解答】解:(1)当导体ab中产生电流时,螺线管中有电流通过,螺线管周围形成磁场,小磁针受磁力作用会发生偏转.(2)图乙中的电路都是闭合电路:B、观察并分析③④现象可知:产生感应电流的条件之一是闭合电路.(3)对比图甲和图乙两次实验后,图甲中小磁针不发生偏转,不是没有产生电流,而是产生的电流太微弱.
故答案为:(1)电流;(2)闭合电路;(3)产生的电流太微弱.
21.【答案】(1)C(2)S;左;海龟出生地筑巢地点移动的方向与地磁场微小变化的方向一致
【解析】【分析】(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,在电路中会产生电流的现象叫电磁感应现象;(2)右手螺旋定则(安培定则)可以判定通电螺线管中的磁极方法为:用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中的电流方向,大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北极;(3)海龟能利用地磁场返回出生地,科学家记录的海龟筑巢地点的变化与追踪到的地磁场的移动情况应有联系。
【解答】(1)A、B、D中的导线在磁场中运动时没有磁感线,所以不会产生电流,C中的导线在磁场中运动时切割磁感线能产生电流,所以C选项正确。(2)①根据右手螺旋定则可知,甲中的1为磁体的N极,2为磁体的S极。海龟会利用地磁场向南返回出生地,地理的南极是地磁的北极,所以海龟会向1左游动。②因为科学家猜测海龟会利用地磁场返回出生地筑巢,所以地磁场的变化会影响海龟筑巢地点的变化,当发现海龟出生地筑巢地点移动的方向与地磁场微小变化的方向一致,现象符合猜测。故答案为:(1)C;(2)S;左;海龟出生地筑巢地点移动的方向与地磁场微小变化的方向一致
22.【答案】(1)线圈转速、线圈转向(2)①(3)电流表
【解析】【分析】(1)表格需要记录的有实验中控制的因素和得到的现象,根据因素可以得到研究的因素是什么;(2)物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法;(3)电流表是测量电流大小的工作。【解答】(1)根据表格可知,线圈转速、线圈转向是实验中要控制的因素,小灯泡亮度是实验中得到的现象。据此可知,他们准备研究发电机产生感应电流的大小是否与线圈转速、线圈转向有关;(2)实验通过小灯泡亮度的变化这个现象来判断电流的大小,这种方法叫“转换法”。①通过力的作用效果来感知力,力不可直接观察利用作用效果进行观察使用了“转换法”;②比较速度大小时,选取一定的时间, 比较通过的路程,没有使用“转换法”;③根据纯净物中元素种类的多少来区分单质与化合物,没有使用“转换法”;④用力的示意图表示力的三要素,这是利用了模型。故可填①;(3)判断电流大小,除了借助小灯泡观察之外,实验室常用电流表来测量。故答案为:(1)线圈转速、线圈转向;(2)①;(3)电流表
23.【答案】(1)没有切割磁感线运动(2)没有闭合开关(3)切割磁感线运动(4)闭合电路;切割磁感线运动
【解析】【解答】
(1)导体没有切割磁感线运动,如图甲所示,电流计指针不发生偏转,因为导体没有运动;
(2)导体水平向右运动,如图乙所示,电流计指针不偏转,因为开关没有闭合;
(3))导体竖直上下运动,如图丙所示,电流计指针不发生偏转,尽管导体运动,但导体没有作切割磁感线运动;
(4)分析比较图四个实验现象,由此可得出,感应电流产生的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中有感应电流.
故答案为:(1)没有切割磁感线运动;(2)没有闭合开关;(3)切割磁感线运动;(4)闭合电路;切割磁感线运动.
【分析】根据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,对各个图示逐一分析即可.
24.【答案】(1)导体运动方向(2)导体运动速度(3)没有(4)C
【解析】【分析】此题主要探究电磁感应实验.首先要掌握电磁感应现象的概念,掌握产生感应电流的条件,考查了学生根据实验现象得出结论的能力.同时考查了电动机的制作原理。特别是动圈式话筒和动圈式扬声器,要正确区分必须了解它们的工作过程,话筒将振动转化成变化的电流;扬声器将变化的电流转化成振动,要解决此题,需要掌握电磁感应现象的概念,知道发电机是根据电磁感应原理制成的,动圈式话筒也是利用的电磁感应现象。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。同时要知道产生感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关。【解答】(1)从已知条件可以看出,当导体ab的运动方向发生变化时,电流计指针的偏转方向发生变化,即电流的方向发生了改变,所以可以看出感应电流方向与导体的运动方向有关,故答案为:导体运动方向;(2)ab切割磁感线的速度慢时,电流计的指针偏转角度较小;当ab快速运动时,电流计的偏转角度变大,这说明电路中的电流变大,所以可以看出感应电流的大小与导体的运动速度有关,故答案为:导体运动速度;(3)让导体棒ab沿竖直方向上下运动时,导体的运动方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,所以电路中没有感应电流产生,故答案为:没有;(4)电铃是利用的电磁铁的性质,通电时有磁性,断电时无磁性,电风扇可以转动,是因为它的主要构造是电动机,电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的。动圈式话筒就是因为声音的振动使话筒的膜片振动,带动线圈运动而切割磁感线,产生与振动相应的电流,然后再通过扬声器还原成声音.是根据电磁感应原理工作的。动圈式扬声器是因为线圈中通过变化的电流,从而使它受磁场的力忽大忽小,所以引起膜片的振动,而产生声音,它是利用电流在磁场中受力的原理工作的,故答案为:C。故答案为:(1)导体运动方向;(2)导体运动速度;(3)没有;(4)C。