第五讲 磁生电 讲义—2020-2021学年浙教版八年级科学下册（含答案）

八年级科学下册 一讲一练
第五讲 磁生电
基础知识讲解
1、电磁感应现象
（1）定义：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。产生的电流叫感应电流。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
（5）能的转化：机械能转变成电能。
2、交流发电机
-10858570485（1）原理：交流发电机就是根据电磁感应现象制成的。
（2）矩形线圈、圆环、电刷、电流表组成了闭合电路。
（3）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）
（4）线圈在磁场转动一周，感应电流方向改变两次；线圈
（1）原理：交流发电机就是根据电磁感应现象制成的。
（2）矩形线圈、圆环、电刷、电流表组成了闭合电路。
（3）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）
（4）线圈在磁场转动一周，感应电流方向改变两次；线圈
43053003745230
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。
3、三种电磁现象的比较
项目
电流的磁效应
磁场对电流的作用
电磁感应
实验装置
发现者
奥斯特
法拉第
能量转化
电能→机械能
机械能→电能
应用
电磁铁
电动机
发电机
巩固提升训练：
1、如图是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是(??? )

A.?电铃应接在A和C之间
B.?CO浓度升高，电磁铁磁性减弱
C.?用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值高
D.?为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向下移
2、如图所示，虚线区域内的“×”为垂直纸面的磁感线．当线框从位置A向右匀速移动到位置B时，线框内产生感应电流的情况，下列说法中正确的是（?? ）
A.?无→有→无→有→无???????????????B.?无→有→无???????????????C.?没有感应电流???????????????D.?一直有感应电流
3、如图所示是一款名为nPower的充电器。它的内部主要由磁性物质以及线圈组成。消费者只需将它带在身上行走散步，或是用手摇方式让它震动即可产生电。此款充电器的发电原理是（??? ）

A.???????????B.???????????C.???????????D.?
4、自行车后架上装有向车头灯供电的小发电机，小发电机的上端有一个摩擦小轮，行驶过程中，当需要小发电机向车头灯供电时，小轮压紧车轮，如图所示，此时小轮在自行车车轮________力的作用下转动，发电机发电，其发电的原理是________，实现机械能能转化成电能。
5、如图为小明在研究电磁之间关系时，连接的一个电路。

（1）闭合开关，滑片P向C端移动，弹簧将________（填“伸长”或“缩短”）。
（2）将虚线框内仪器换成电流表，然后将条形磁体快速插入线圈中，将观察到的现象是________。
6、电和磁之间有密切的联系。
（1）如图1摩拜单车车锁具有自动充电功能，骑行时通过单车滚动的轮轴带动内部带磁模块相对线圈运动，能不断地给蓄电池充电。该工作原理的是________。

（2）如图2是小明在研究电与磁知识时做的实验：甲、乙说明了电流周围存在________。

（3）小明根据实验现象推测：若电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时(如图3)，小磁针也将发生偏转。他推测的主要依据是电荷________会形成电流。你认为图3中小磁针的偏转情况会与他实验中(图2)的________(选填“甲”或“丙”)小磁针的偏转方向相同。

7、如图是某种拍摄机动车闯红灯装置的工作原理示意图。控制电路中的自动开关的开、闭状态与红绿灯联动，a、b为工作电路中的动触头。c、d为静触头，当质量足够大的交通工具(如汽车)通过停止线附近区域的埋地感应线圈时，感应线圈产生足够大的感应电流。摄像系统在电路中被接通可自动拍摄违规车辆。
（1）埋地感应线圈产生感应电流的原理是________(选填“通电线圈在磁场中受力”或“电磁感应”)，当有一辆自行车在闯红灯时，经过地埋感应线圈，摄像系统________(选填“会”或“不会”)拍摄。
（2）当绿灯亮时，自动开关处于________状态。(选填“断开”或“闭合”)
（3）简述汽车闯红灯时被摄像系统自动拍摄的工作原理。
8、近年来，油电混合动力轿车进入驾车族的视线。下表是某同学收集的一款非插电(不用插在电源充电)油电混动汽车的部分数据。请根据数据和相关知识回答：
燃料类型：汽油
排量：2487ml
发动机额定功率：131kw
电动机额定功率：88kw
整车装备质量：1720kg
最大设计总质量：2150kg
最高车速：180km/h
综合工况油耗：4.2L/100km
0-100km/h时间：8.9s
轮胎与地面总接触面积：0.4m?
（1）该车的电动机既可以通电作动力，也可以在刹车时当作发电机发电回收能量。那么作为发电机工作时的能量转化是________?。
（2）如果仅驾驶员(质量80kg)坐车内，车子对地面的压强多大？
（3）有人想买车，下面说法中可作为推荐该车的理由________。
a.属于新能源汽车
b.特有能量回收装置，能把本来浪费的动能转化储存在蓄电池中
c.低速行驶时，由电动机驱动汽车，节约燃油
d.价格比较高
9、电和磁之间有密切的联系。
（1）摩拜单车车锁具有自动充电功能，骑行时通过单车滚动的轮轴带动内部带磁模块相对线圈运动，能不断地给蓄电池充电。该工作原理是________。
（2）小东把白炽灯泡放在U形磁铁的两个磁极之间（如图），闭合开关后发现灯丝在晃动；移去磁铁后，灯丝不再晃动。由此小东猜想到：灯丝的晃动可能是因为灯丝是铁磁性物质，所以被磁铁吸引所致。你认为小东的观点是否正确？请说明理由________。
10、在探究电磁感应现象“感应电流产生的条件”的实验中：

（1）如图，a、b两接线柱间应接入________（选填电流表、电压表或灵敏电流计）。
（2）在探究过程中，发现每次表盘指针的偏转角度不相同，于是对影响感应电流大小的因素作以下猜想：
猜想一：与导体切割磁感线运动的速度大小有关；
猜想二：与磁场的强弱有关；
猜想三：与导体的匝数有关。
为了验证猜想三，设计的方案是：分别让两个匝数不同的线圈，在如图所示的磁场中水平向左运动，观察电流表指针的偏转角度。请对此方案作出评价，指出存在的主要问题是________，请你说出最终如何判断猜想三是否正确： ________。
11、小敏了解到发光二极管(LED)具有单向导电性，如图甲，当电流从“+”极流入时，LED灯会发光，当电流从“-”极流入时，LED灯则不发光。小敏设想用LED灯来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”，于是将两个相同的LED灯反向并联后接到线路中，与线圈构成闭合电路，并进行了如下实验操作：

①条形强磁铁(钕铁硼强磁铁)的N极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中(如图乙)，发现A灯发光，B灯不发光；
②再将插入线圈中的条形强磁铁快速向上拔出，发现B灯发光，A灯不发光。
（1）实验中，将两个相同的LED灯反向并联的目的是________。
（2）通过上述实验可以获得的结论是________。
（3）在图乙中，若要想证明“感应电流的方向与磁场方向有关”，在做了上述步骤①后，还应该补做的实验是________。
（4）结合上述已获得的结论，小明按图丙实验：将S极朝下放置于线圈中的条形强磁铁快速向上拔出，可以观察到灯A、B的发光情况是 ??????。
A.A灯发光，B灯不发光
B.B灯发光，A灯不发光
C.A和B灯均不发光
D.A和B灯均发光
答案解析：
1、【解答】A.当CO浓度高于设定值后，气敏电阻的阻值减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁的磁场变强，将衔铁吸下来接通CD所在的电路而报警，因此电铃应该接在CD之间，故A错误；
B.当CO浓度升高时，气敏电阻阻值减小，通过电磁铁的电流增大，所以它的磁性变强，故B错误；
C.用久后，电源电压U1会减小，因此通过电磁铁的电流变小，即当CO浓度达到原来的设定值后电磁铁不能将衔铁吸下来接通报警电路。只有CO浓度继续增大，气敏电阻的阻值继续减小，电流继续增大到原来的设定电流时才能报警，因此报警时CO的最小浓度比设定值高，故C正确；
D.报警时通过电磁铁的电流不变，即总电阻不变。当CO浓度更低时，气敏电阻阻值更大，根据R总=R1+R2可知，变阻器的阻值必须变小，即滑片向上移动，故D错误。
故选C。
2、【解答】感应感应电流的条件可知，线框A进入磁场前，不能切割磁感线，因此无感应电流产生；当线框A从刚进入到全部进入前，上下两边没有切割磁感线，左右两边切割磁感线。当线框向右运动时，右边的导线做切割磁感线运动，其左边处于磁场外，符合产生感应电流的条件，此时有感应电流产生；当线框A全部进入磁场后，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；当线框A刚从磁场中出来到全部出来前，线框左边做切割磁感线运动，符合产生感应电流的条件，此时有感应电流产生；当线框A全部出来后，不能切割磁感线，因此无感应电流产生，故A选择正确。故选A
3、【解答】A.当导体中有电流经过时，小磁针的指向发生改变，说明电流周围存在磁场，故A不合题意；
B.闭合开关后，通电的导体会在磁场中受力而运动，这是电动机的工作原理，故B不合题意；
C.当金属棒ab在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针摆动，有感应电流产生，这就是电磁感应现象，故C符合题意；
D.闭合开关后，通过电流的线圈会在磁场中受力转动起来，这就是电动机的模型，故D不合题意。
故选C。
4、【答案】 摩擦力；电磁感应
（2）根据发电机的工作原理解答。
【解答】（1）当需要小发电机向车头灯供电时，小轮压紧车轮，车轮和小轮之间产生相对运动，此时小轮在自行车车轮摩擦力的作用下转动；
（2）发电机发电，其发电的原理是电磁感应，实现机械能能转化成电能。
5、【答案】 （1）缩短
（2）电流表指针发生偏转
（2）根据电磁感应的知识分析判断。
【解答】（1）闭合开关后，线圈上电流方向向左，用右手握住螺线管，四指指尖向左，此时大拇指指向下面，因此线圈的下端为N极，上端为S极。根据“同名磁性相互排斥”可知，条形磁铁受到向上的排斥力，即G=F+F磁。当滑片向C端移动时，电阻变小，电流变大，磁力变大，因此弹簧的弹力变小，弹簧变短。
（2） 将条形磁体快速插入线圈中 ，相当于线圈在磁场中做切割磁感线运动，因此会产生感应电流，那么电流表的指针会发生偏转。
6、【答案】 （1）电磁感应
（2）磁场
（3）定向移动；甲
【解答】（1） 骑行时通过单车滚动的轮轴带动内部带磁模块相对线圈运动，能不断地给蓄电池充电。该工作原理是电磁感应。
（2） 如图2是小明在研究电与磁知识时做的实验：甲、乙说明了电流周围存在磁场；
（3）他推测的主要依据是电荷定向移动会形成电流。因为将正电荷移动的方向规定为电流方向，所以图3中电流方向向左，那么图3中小磁针的偏转情况会与上题中甲小磁针的偏转方向相同。
7、【答案】 （1）电磁感应；不会
（2）断开
（3）当信号灯为红灯时，自动开关闭合，此时汽车闯红灯，通过停止线附近区域的埋地感应线圈时，感应电源产生足够大的感应电流，使电磁铁磁性增强，衔铁下吸，动粗头a、b与静触头c、d接通，工作电路中的摄像系统可自动拍摄违规车辆。
【解答】（1）地埋感应线圈产生感应电流的原理是电磁感应。当有一辆自行车在闯红灯时，经过地埋感应线圈，由于自行车的质量太小，因此产生的感应电流太小，电磁铁的磁场太弱，不能吸引衔铁接通摄像电路，因此摄像系统不会拍摄。
（2）当绿灯亮时，自动开关处于断开状态；
（3）汽车闯红灯时被摄像系统自动拍摄的工作原理：当信号灯为红灯时，自动开关闭合，此时汽车闯红灯，通过停止线附近区域的埋地感应线圈时，感应电源产生足够大的感应电流，使电磁铁磁性增强，衔铁下吸，动粗头a、b与静触头c、d接通，工作电路中的摄像系统可自动拍摄违规车辆。
8、【答案】 （1）机械能转换为电能
（2）F=G=mg=（1720kg+80kg）×10N/kg=1.8×104N
P= FS=1.8×104N0.4m2 =4.5×104Pa
（3）bc
【解答】（1） 作为发电机工作时的能量转化： 机械能转换为电能 ；
（2）?该车对地面的压力为：F=G=mg=（1720kg+80kg）×10N/kg=1.8×104N；
该车对地面的压强为：?p=FS=1.8×104N0.4m2=4.5×104Pa?。
（3）a.该车为油电混动，不属于新能源汽车，故a不合题意；
b.特有能量回收装置，能把本来浪费的动能转化储存在蓄电池中，故b符合题意；
c.低速行驶时，由电动机驱动汽车，节约燃油，故c符合题意；
d.价格比较高，会增加购车成本，故d不合题意。
故选bc。
9、【答案】 （1）电磁感应
（2）不正确；发光的灯泡中有电流通过，电流处于磁场中，要受到力的作用，会引起灯丝的运动；家庭中用电器通过的是交流电，也就是电流的方向发生周期性的改变，所以灯丝受到的力的方向再改变，于是会引起灯丝在晃动.
【解答】（1）摩拜单车车锁具有自动充电功能，骑行时通过单车滚动的轮轴带动内部带磁模块相对线圈运动，能不断地给蓄电池充电。该工作原理是：电磁感应；
（2）我认为小东的观点不正确，因为：发光的灯泡中有电流通过，电流处于磁场中，要受到力的作用，会引起灯丝的运动；家庭中用电器通过的是交流电，也就是电流的方向发生周期性的改变，所以灯丝受到的力的方向再改变，于是会引起灯丝在晃动.。
10、【答案】 （1）灵敏电流计
（2）开关没有闭合；没有控制线圈切割磁感线速度大小不变；；比较指针两次偏转角度，若相差不大，与线圈匝数无关；若相差明显，与线圈匝数有关
【解答】（1）a、b两点接入的电表肯定与金属棒串联，由于产生的电流较小，不容易检测到，所以应该接入灵敏电流计；
（2）该方案中存在的问题是： 开关没有闭合；没有控制线圈切割磁感线速度大小不变；
判断猜想三是否正确的方法为： 比较指针两次偏转角度，若相差不大，与线圈匝数无关；若相差明显，与线圈匝数有关 。
11、【答案】 （1）通过LED的发光来判断电流方向
（2）在其它条件一定时，感应电流的方向与导体的运动方向有关
（3）条形强磁铁的S极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中
（4）A
【解答】（1）实验中，将两个相同的LED灯反向并联的目的是：通过LED的发光来判断电流方向；
（2）根据乙图中的实验可知，磁铁的运动方向不同，即线圈的运动方向不同，A、B的发光情况不同，那么说明： 在其它条件一定时，感应电流的方向与导体的运动方向有关 ；
（3）在乙图中，磁铁N极向下从线圈上拔出时，B灯发光，A灯不发光；
在丙图中，磁铁S极向下从线圈上拔出时，二者其他因素相同，只有磁场方向相反，那么产生电流方向与乙中的相反，即B灯不发光，A灯发光，故选A。