1.5 磁生电 导学案（含答案）

磁生电
课前一练
1、下列四幅实验装置图所反映的原理，对发电机的发明有直接影响的是 ( B )
2、一矩形线圈放在蹄形磁铁的两极之间，刚通电时在磁场作用下扭转方向如图甲所示．现将该线圈放在图乙所示的蹄形螺线管间，a、b为螺线管与电源的接口．某同学进行了如下四次操作：
①a接正极b接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流
②b接正极a接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流
③a接正极b接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流
④b接正极a接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流
线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同的是（　D　）
A．①和③ B．②和④ C．①和④ D．②和③
3、如图所示是研究电磁感应的实验装置。
（1）保持导线n6不动．闭合开关。灵敏电流计的指针不动，这时导线中_________电流。
（2）保持电路闭合．当导线曲向左运动和向右运动时，灵敏电流计的指针会向左和向右偏转。表明导线中
的感应电流方向与__________有关。
（3）将U形磁铁反转对调磁极，闭合开关。当导线ab向左运动和向右运动时,灵敏电流计的指针会向右和向左偏转．表明导线中的感应电流方向与_________有关。通电导线在磁场中要受到________的作用，力
的方向跟________方向、________方向都有关。
【答案】(1)没有 (2)导体运动方向 (3)磁场方向
要点导航
一、电磁感应现象
1、电磁感应现象是英国的物理学家法拉第第一个发现的。
2、电磁感应
（1）实验操作：如图所示．将一根导体放入磁场中，导体和电流表串联成一个闭合回路。观察下列情况下电流表中有无电流。
①导体在磁场中不动；
②导体在磁场中做垂直于磁场方向的运动；
③导体在磁场中做平行于磁场方向的运动；
④电路断开时，重复第3步实验。
（2）实验现象：
实验步骤
试验现象
说明
导体在磁场中不动
指针不偏转
无电流
导体向上运动
指针不偏转
无电流
导体向下运动
指针不偏转
无电流
导体向右运动
指针偏转
有电流
导体向左运动
指针偏转,方向与上面相反
有电流
电路断开，导体向右、左运动
指针不偏转
无电流
（3）实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应。产生的电流叫做感应电流。如果电路不闭合,当导体做切割磁感线运动时，导体中不会产生感应电流，但导体两端会有感应电压。
3、电路中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。
4、右手定则：伸开右手，使大拇指跟四指垂直，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感应电流的方向。
5、感应电流的大小的影响因素
（1）导线切割磁感线运动的速度大，电流大；
（2）永磁铁的磁场强度大，电流大；
（3）切割导线的条数多，电流大；
（4）切割磁感线的导线的有效长度长，电流大。
二、交流发电机的工作原理
1、发电机：利用电磁感应原理，将动能转变为电能的机械，可分为交流发电机和直流发电机两类，基本构造如下：
2、发电机的工作过程：
（1）过程图：
（2）工作过程：
甲：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。
乙：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，外部电流方向从A电刷到B电刷。
丙：ab和cd边的运动方向与（a）中相反，与磁场平行（不切割磁感线），线圈中没有电流。
丁：ab和cd边的运动方向与（b）中相反，与磁场垂直（切割磁感线），线圈中有电流，外部电流方向从B电刷到A电刷。
3、交流电：从以上图示分析可知，线圈转动一周。电流方向改变两次。这种周期性改变方向的电流叫做交流电。
（1）周期：完成一次周期性变化需要的时间（秒）。
（2）频率：1秒内完成周期性变化的次数（赫兹）。我国交流电周期是0.02秒,频率为50赫兹。每秒电流方向改变100次。
4、电动机和发电机的比较
直流电动机
交流发电机
原理
利用通电线圈在磁场里发生转动的原理制成
利用电磁感应原理制成
构造
与电刷接触的是换向器
与电刷接触的是两个铜环
能量转化
电能 机械能
机械能 电能
在电路中的作用
用电器
电源
同步练习
1、以下关于电磁感应现象的说法正确的是（ D ）
A. 导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中一定会产生感应电流
B. 感应电流的方向由磁场方向和导体的运动方向来决定
C. 导体在磁场中运动就会产生感应电流
D. 电磁感应现象的重要应用之一是制成了发电机
2、导体在磁场里做切割磁感线运动时（ C ）
A. 一定产生感应电流
B. 一定不产生感应电流
C. 若电路是闭合的，会产生感应电流
D. 无法确定
3、如图是一种磁悬浮地球仪的示意图，底座里面有一个电磁铁，可使内部有磁体的地球仪悬浮在空中。下列有关地球仪的说法正确的是（ B ）
A．如果想取下地球仪，应先切断电源
B．这种装置是根据同名磁极相互排斥的原理来工作的
C．换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，地球仪受到的磁力大小不变
D．换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，且距离不变，改变电磁铁线圈中的电流方向就可以了
4、中国科技馆有一个“会发电的衣服”的展台，在展台中可以做模拟“发电纤维发电” 的实验。实验过程及现象如下：踩动踏步机踏板，带动压电薄膜振动，使得一些与压 电薄膜相连的小灯发光；增大踩动踏板的频率，压电薄膜振动得更剧烈，发光小灯的 数量增加。则下列四个选项中，判断正确的是（ABC）
A．压电薄膜振动时可以产生电压
B．小灯发光说明振动的压电薄膜中产生了电流
C．发光小灯的数量与踩动踏板的频率有关
D．增大踩动踏板的频率，压电薄膜发电的总功率变小
5、直流电动机中转子的线圈通过换向器、电刷和直流电源相连接，这里换向器与电刷的作用是（　B　）
A．不断改变电流的方向，使线圈能够完成正、反转动
B．适时地自动改变电流的方向使线圈始终向一个方向转动
C．不断地改变磁场的方向以改变线圈转动的方向
D．不断地改变磁场的方向，使线圈始终朝一个方向转动
6、POS刷卡机的广泛应用给人们的生活带来了便利．POS机的刷卡位置有一个绕有线圈的小铁环制成的检测头（如图所示）．在使用时，将带有磁条的信用卡在POS机指定位置刷一下，检测头的线圈中就会产生变化的电流，POS机便可读出磁条上的信息．下图中能反映POS刷卡机读出信息原理的是（　B　）
7、关于交流发电机中的电流, 下列正确的说法是（ D ）
A. 线圈中产生的电流是直流电, 而供给外部电路的电流是交流电
B. 线圈中产生的电流是直流电, 而供给外部电路的电流也是直流电
C. 线圈中产生的电流是交流电, 而供给外部电路的电流是直流电
D. 线圈中产生的电流是交流电, 而供给外部电路的电流仍是交流电
8、如下图中a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，它在磁场中运动方向如图所示。导体中不能产生感应电流的是（ A ）
A B C D
9、如图所示，在一个金属圆环中有一个可以绕轴OO’匀速转动的条形磁铁，当磁铁旋转时，下列说法正确的是( C )
A．金属环中有感应电流
B．因金属环不动，故环中无感应电流
C．金属环中有感应电流，且是交流电
D．金属环中有感应电流，且是直流电
10、明将灵敏电流计和线圈连接成如图电路，来研究电磁感应现象。图甲与图乙中线圈的匝数是相同的，将相同的条形磁铁以相同的速度插入线圈中，以下叙述正确的是( B )
A．甲、乙两图中电流方向相同
B．甲、乙两图中电流计指针都发生偏转
C．当磁铁不动时，电流计也有示数
D．此现象中电能转化为机械能
11、如图为实验室常用电流表内部构造图．多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈与一根指针相连．当线圈中有电流通过时，它受力转动带动指针偏转，便可显出电流的大小．图中与这一过程工作原理相同的是（　C　）
A． B． C． D．
12、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。
【答案】（1）没有切割磁感线运动；（2）开关没有闭合；（3）切割磁感线运动；（4）闭合回路 切割磁感线运动。