专题1.4 磁生电
一、选择题
1.对于交流电，下列说法中正确的是( C )
A．线圈转动一周，电流方向改变一次，大小改变两次
B．线圈转动一周，电流方向改变两次，大小改变两次
C．线圈转动一周，电流方向改变两次，大小随时间改变
D．线圈转动一周，电流方向改变四次，大小随时间改变
2.如图是探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验的装置示意图，关于该实验，下列说法正确的是(C)
A. 当导体棒沿竖直方向上下运动时，灵敏电流计的指针发生偏转
B. 当导体棒相对水平方向斜向上运动时，灵敏电流计的指针不发生偏转
C. 当导体沿水平方向左或向右运动时，灵敏电流计的指针都会发生偏转
D. 当导体沿水平方向向左和向右运动时，灵敏电流计的指针都向同一方向偏转
3.如图所示，a为闭合电路的部分导体，垂直于纸平面，它在磁场中按箭头所示的方向运动时，不产生感应电流的是( A )
4.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(A)
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
5.小强同学将一个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，电风扇居然变成了“发电机”。关于该实验，下列说法正确的是( B )
A．电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用
B．电风扇发电的原理是电磁感应
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
6.图是分析发电机工作原理的剖面图，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，当它在如图所示磁场中1、2、3、4位置按箭头方向运动时，会产生感应电流的是( D )
A．1和2 B．1、2和3 C．1、3和4 D．2、3和4
7.如图所示的电吉他主要由“拾音器”和“音响”组成，拾音器上装有磁铁和线圈。拨动钢弦，让其振动，导线因切割磁感线而产生不同频率的电流，该电流经放大后通过音响中的扬声器而发声。拾音器和扬声器的工作原理分别与哪个装置的工作原理相同( A )
A．发电机、电动机 B．电动机、发电机
C．发电机、发电机 D．电动机、电动机
8.如图所示，ab为可以沿着光滑的金属轨道移动的导体，若使ab向左运动时，小磁针的N极会向左偏转，则下列说法中正确的是( C )
A．若使ab向左运动时，螺线管的A端为N极
B．若使ab向右运动时，螺线管的A端为S极
C．若使ab向右运动时，小磁针的N极会向右偏转
D．若使ab向右运动时，小磁针的N极仍会向左偏转
第7题 第8题 第9题 第10题
9.如图是探究感应电流产生条件的实验装置，磁体和铜棒均水平放置，闭合开关，当铜棒水平向右运动时，灵敏电流计G的指针向右偏转，为使电流表指针向左偏转，下列方法可行的是(C)
A. 使铜棒竖直向下运动
B. 使铜棒竖直向上运动
C. 将磁体的N、S极对调，仍使铜棒水平向右运动
D. 保持铜棒静止不动，使磁体水平向左运动
10.如图所示为发电机工作原理，下列有关说法正确的是(B)
A. 当发电机工作时，电流始终从电刷A流向电刷B
B. 当磁极不动，线圈反转时，线圈中的电流方向也跟着反向
C. 当线圈不动，磁极转动时，不会有感应电流产生
D. 发电机线圈每转过一圈，电流的方向改变一次
11.小明以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S闭合后，灯泡发光。下列说法不正确的是(D)
A. 甲、乙电机转动 B. 甲电机相当于发电机
C. 乙电机相当于电动机 D. 将电源正、负极对调，灯泡亮度发生改变
第11题 第12题 12.如图所示是某同学自制的发电机，叶轮转动时灵敏电流表的指针便会摆动。下列有关说法不正确的是(A)
A. 该发电机是利用通电导体能在磁场中受力转动的原理制成的
B. 该发电机发电时，把机械能转化为电能
C. 叶轮转动后，会发现灵敏电流表的指针左右摆动，因为该发电机产生的是交流电
D. 由于线圈和支架间存在摩擦等，叶轮的能量不可能全部转化为电能
13.小兵利用如图所示的实验装置来探究“什么情况下磁可以生电”，ab是一根直铜丝，用导线与电流表连接好，闭合开关后，下列操作能使电流表指针偏转的是( A )
A．让导体ab沿水平方向左右运动 B．让导体ab静止在蹄形磁体内
C．让导体ab沿竖直方向上下运动 D．让蹄形磁体沿竖直方向上下运动
第13题 第14题 第15题 14.如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内有一平行于纸面的电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的过程中( D )
A．导体框所受安培力方向相同 B．导体框中产生的电流相同
C．导体框边bc两端电压相同 D．通过导体框截面的电荷量相同
15.如图所示的是直流发电机的工作原理图，关于直流发电机，下列说法中正确的是(A)
A. 直流发电机线圈内产生的是交流电，供给外部电路的是直流电
B. 直线发电机线圈内产生的是直流电，供给外部电路的也是直流电
C. 它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的
D. 图中的E、F称为换向器，它的作用是改变线圈中的电流方向
二、解答题
1.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：闭合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，感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向有关。
(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发电机。
(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以不同(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有关(填“有关”或“无关”)。
2.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)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，说明电流大小跟导体做切割磁感线运动的速度有关；
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，说明电流大小还跟切割磁感线的导线长度有关；
③保持圆盘转速不变，换用磁性更强的磁铁，发现电流表指针偏转更大，说明电流大小跟磁场强弱有关。
例4 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感应电流的大小与导体运动的快慢有关。
写出验证你的猜想的主要步骤：
主要步骤：实验电路如答图所示。 ①让导体ab以较慢的速度在磁场中向右运动。观察灵敏电流表的指针偏转角度。②让导体ab在同一磁场中以较快的速度在磁场中向右运动，观察灵敏电流表的指针偏转角度。③比较两次灵敏电流表偏转角度的大小，即可知道感应电流的大小可能与导体运动快慢的关系。
(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切割磁感线运动；
(b)然后用单根导线以相同的情况切割磁感线运动。
你认为两次灵敏电流表指针偏转程度A。
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体来做实验(如图1－3－25所示)，发现灵敏电流表指针发生偏转。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磁体强弱，
②磁体运动的快慢。
(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改变切割磁感线方向(或改变磁极方向)，
②改变磁极方向(或改变磁体的运动方向)。
专题1.4 磁生电
一、选择题
1.对于交流电，下列说法中正确的是( )
A．线圈转动一周，电流方向改变一次，大小改变两次
B．线圈转动一周，电流方向改变两次，大小改变两次
C．线圈转动一周，电流方向改变两次，大小随时间改变
D．线圈转动一周，电流方向改变四次，大小随时间改变
2.如图是探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验的装置示意图，关于该实验，下列说法正确的是( )
A. 当导体棒沿竖直方向上下运动时，灵敏电流计的指针发生偏转
B. 当导体棒相对水平方向斜向上运动时，灵敏电流计的指针不发生偏转
C. 当导体沿水平方向左或向右运动时，灵敏电流计的指针都会发生偏转
D. 当导体沿水平方向向左和向右运动时，灵敏电流计的指针都向同一方向偏转
3.如图所示，a为闭合电路的部分导体，垂直于纸平面，它在磁场中按箭头所示的方向运动时，不产生感应电流的是( )
4.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( )
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
5.小强同学将一个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，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通电导线在磁场中受到力的作用
B．电风扇发电的原理是电磁感应
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
6.图是分析发电机工作原理的剖面图，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，当它在如图所示磁场中1、2、3、4位置按箭头方向运动时，会产生感应电流的是( )
A．1和2 B．1、2和3 C．1、3和4 D．2、3和4
7.如图所示的电吉他主要由“拾音器”和“音响”组成，拾音器上装有磁铁和线圈。拨动钢弦，让其振动，导线因切割磁感线而产生不同频率的电流，该电流经放大后通过音响中的扬声器而发声。拾音器和扬声器的工作原理分别与哪个装置的工作原理相同( )
A．发电机、电动机 B．电动机、发电机
C．发电机、发电机 D．电动机、电动机
8.如图所示，ab为可以沿着光滑的金属轨道移动的导体，若使ab向左运动时，小磁针的N极会向左偏转，则下列说法中正确的是( )
A．若使ab向左运动时，螺线管的A端为N极
B．若使ab向右运动时，螺线管的A端为S极
C．若使ab向右运动时，小磁针的N极会向右偏转
D．若使ab向右运动时，小磁针的N极仍会向左偏转
第7题 第8题 第9题 第10题
9.如图是探究感应电流产生条件的实验装置，磁体和铜棒均水平放置，闭合开关，当铜棒水平向右运动时，灵敏电流计G的指针向右偏转，为使电流表指针向左偏转，下列方法可行的是( )
A. 使铜棒竖直向下运动
B. 使铜棒竖直向上运动
C. 将磁体的N、S极对调，仍使铜棒水平向右运动
D. 保持铜棒静止不动，使磁体水平向左运动
10.如图所示为发电机工作原理，下列有关说法正确的是( )
A. 当发电机工作时，电流始终从电刷A流向电刷B
B. 当磁极不动，线圈反转时，线圈中的电流方向也跟着反向
C. 当线圈不动，磁极转动时，不会有感应电流产生
D. 发电机线圈每转过一圈，电流的方向改变一次
11.小明以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S闭合后，灯泡发光。下列说法不正确的是( )
A. 甲、乙电机转动 B. 甲电机相当于发电机
C. 乙电机相当于电动机 D. 将电源正、负极对调，灯泡亮度发生改变
第11题 第12题 12.如图所示是某同学自制的发电机，叶轮转动时灵敏电流表的指针便会摆动。下列有关说法不正确的是( )
A. 该发电机是利用通电导体能在磁场中受力转动的原理制成的
B. 该发电机发电时，把机械能转化为电能
C. 叶轮转动后，会发现灵敏电流表的指针左右摆动，因为该发电机产生的是交流电
D. 由于线圈和支架间存在摩擦等，叶轮的能量不可能全部转化为电能
13.小兵利用如图所示的实验装置来探究“什么情况下磁可以生电”，ab是一根直铜丝，用导线与电流表连接好，闭合开关后，下列操作能使电流表指针偏转的是( )
A．让导体ab沿水平方向左右运动 B．让导体ab静止在蹄形磁体内
C．让导体ab沿竖直方向上下运动 D．让蹄形磁体沿竖直方向上下运动
第13题 第14题 第15题 14.如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内有一平行于纸面的电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的过程中( )
A．导体框所受安培力方向相同 B．导体框中产生的电流相同
C．导体框边bc两端电压相同 D．通过导体框截面的电荷量相同
15.如图所示的是直流发电机的工作原理图，关于直流发电机，下列说法中正确的是( )
A. 直流发电机线圈内产生的是交流电，供给外部电路的是直流电
B. 直线发电机线圈内产生的是直流电，供给外部电路的也是直流电
C. 它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的
D. 图中的E、F称为换向器，它的作用是改变线圈中的电流方向
二、解答题
1.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：闭合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”)。
2.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。
例4 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：
主要步骤：实验电路如答图所示。 ①让导体ab以较慢的速度在磁场中向右运动。观察灵敏电流表的指针偏转角度。②让导体ab在同一磁场中以较快的速度在磁场中向右运动，观察灵敏电流表的指针偏转角度。③比较两次灵敏电流表偏转角度的大小，即可知道感应电流的大小可能与导体运动快慢的关系。
(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切割磁感线运动；
(b)然后用单根导线以相同的情况切割磁感线运动。
你认为两次灵敏电流表指针偏转程度 。
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体来做实验，发现灵敏电流表指针发生偏转。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 。
专题1.4 磁生电
1、磁生电－－电磁感应
⑴电磁感应－－闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，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。也叫感生电流
⑵电路不闭合，当导体做切割磁感线运动时，没有感应电流，但是导体中却有感应电压。
⑶产生感应电流的条件：电路闭合且一部分导体作切割磁感线运动。
⑷感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关；改变其中的一个，电流方改变；若同时改变这两个方向，电流方向不变。
⑸在电磁感应中，机械能转变成了电能。
2、感应电流的方向与导体切割磁感线的方向、磁场的方向有关。这三个方向可用右手定则来判定。
右手四指与大拇指垂直并在同一平面内,手心对着N极(让磁感线垂直穿过手心),大拇指指向导体切割磁感线的运动方向, 则四指所指示的方向就是导体中感应电流的方向.
3、影响感应电流大小的因素是导线切割的速度大小、 永磁体的强度、切割导线的条数、切割导线的有效长度。而与导线切割的速度方向无关。
4、交流发电机的工作原理：
⑴呈闭合回路的矩形线圈在磁场中不断地转动时，线圈中就有方向不断改变的感应电流产生。
⑵交流发电机就是根据电磁感应现象制成的。
⑶矩形线圈、圆环、电刷、电流表组成了闭合电路。当线圈在磁场中转动时，切割磁感线，线圈中产生感应电流。
⑷分析线圈运动到几个特殊位置时产生感应电流的情况：
当线圈平面和磁感线垂直时，两边的运动方向和磁感线平行，不切割磁感线，线圈上无感应电流。
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，线圈上有感应电流。（注意两次的切割方向，及电流方向的改变）
⑸线圈在磁场转动一周，感应电流方向改变两次；线圈不断转动，则感应电流方向不断作周期性变化。这种周期性改变方向的电流就是交流电。
交流电跟我们从电池得到的电流有所不同，从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电。
我国交流电的周期是0、02秒，频率为50赫兹，即发电机线圈转一周用0.02秒，即1秒内线圈转50周，每秒出现50个周期，方向改变100次。
发电机由转子和定子两部分组成。一般采用线圈不动、磁极旋转的方法来发电。还用电磁体代替永磁体。
5、发电机和电动机的结构本质上是一样的。因此电动机也可以做发电机。 交流发电机发电时，线圈内是交流电，对外供应也是交流电；直流发电机发电时，线圈内是交流电，对外部供电是直流电。
