1.5 磁生电 讲义 （学案 含答案）

第四节：磁生电
知识点回顾
1、物理学史：该现象1831年被英国物理学家 发现。
2、定义： 的 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现象。
3、感应电流的方向跟 和 有关。如果改变其中一个量，则电流方向将 ；如果两个量同时改变，则电流方向 。
4、感应电压：无论电路是否闭合，做 的导体两端都会产生感应电压。
5、应用——交流发电机
①构造：线圈（转子）、磁铁（定子）、铜环、电刷
②工作原理：
③能量转换：机械能转化为电能
6、交流发电机和直流发电机在线圈中产生的都是交流电。交流发电机通过 向外输出交流电。直流发电机通过 向外输出直流电。
大型交流发电机一般采用 不动， 旋转的的方式来发电。
7、交流电和直流电：
交流电：电流方向周期性变化的电流。我国交流电的周期是 、频率是 、电流方向1秒改变 次。
直流电：电流方向不变的电流。
基础巩固
1.下列现象中，属于电磁感应现象的是(?? )
A.?变化的磁场使闭合电路产生感应电流??????????????????B.?磁场对电流产生力的作用
C.?插入通电螺线管中的软铁棒被磁化??????????????????????D.?电流周围产生磁场
2.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，则能使线圈中产生感应电流的操作是(?? )
A.?南北移动线圈?????????????????B.?将线圈移至水平?????????????????C.?东西移动线圈?????????????????D.?上下移动线圈
3.在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾。例如1825年日内瓦年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，其类似的实验装置如图甲所示，示意图如图乙。为避免磁铁的磁场对小磁针的作用，科拉顿把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插入线圈，然后跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。下列说法中正确的是(?? )
A.?该实验过程中没有发生电磁感应现象
B.?通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象
C.?科拉顿没看到小磁针偏转，是因为线圈中没有产生电流，所以看不到小磁针偏转
D.?科拉顿没看到小磁针偏转，是因为当他切割完磁感线再跑到另一个房间时，线圈中产生的电流已经消失，所以小磁针也停止偏转
4.现在兴起的智能手机无线充电主要是运用电磁感应技术，当电源的电流通过充电底座中的送电金属线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能接受磁场，产生电流，实现充电。以下设备也是利用“磁生电”工作的是(?? )
A.?电磁起重机???????????????????????????B.?扬声器???????????????????????????C.?电烙铁???????????????????????????D.?动圈式话筒
5.如图为交流发电机原理图，线圈在磁场中转动，则(?? )
A.?两磁极间的磁场方向向左????????????????????????????????????B.?线圈在磁场中切割磁感线
C.?通过灯泡的电流方向不变????????????????????????????????????D.?线圈一定不受磁场力作用
6.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。
思维拓展提高
7.如图所示是“磁生电”的探究过程，你认为以下说法正确的是(?? )
A.?让导线在磁场中静止，蹄形磁铁的磁性越强，电流表指针偏转角度越大
B.?用匝数较多的线圈代替单根导线，且使线圈在磁场中静止，这时电流表指针偏转角度大些
C.?蹄形磁铁固定不动，使导线沿水平方向运动时，电流表指针会发生偏转
D.?蹄形磁铁固定不动，使导线沿竖直方向运动时，电流表指针会发生偏转
8.刷卡机广泛应用于银行、超市等。如图所示的POS刷卡机读出信息的原理是：当带有磁条的信用卡在刷卡机上刷过时，刷卡机的检测头就会产生感应电流，便可读出磁条上的信息。下列设备的工作原理与刷卡机读取信息原理相同的是(?? )
A.?电磁铁??????????????????????????????B.?发电机??????????????????????????????C.?电动机??????????????????????????????D.?电磁继电器
9.在科学晚会上，小科所在的科技小组展示了一个“隔板推物”的节目， 其原理如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。用手推动乙线圈摆动时，甲线圈会随之摆动。对于这个过程，下列说法正确的是(???? )

A.?甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器???????????B.?推动乙线圈摆动时电能转化为机械能
C.?甲线圈随之摆动时机械能转化为电能??????????????????D.?甲线圈摆动是因为通电导体在磁场中受力运动

10如图是机场的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情景，当探测线圈靠近金属物体时，在金属物体中就会产生电流，如果能检测出这种变化，就可以判定探测线圈下面有金属物体了。下列能反映出金属探测器工作原理的是 (??? )

A.??????????????????????????????????????????B.?
C.???????????????????????????????????????????D.?
11.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.?

拉分新题
12.如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置，闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如表所示。
??
实验序号 磁场方向 导体棒ab运动方向 灵敏电流计指针偏转情况
1 向下 向上 不偏转
2
向下 不偏转
3
向左 向右偏
4
向右 向左偏
5 向上 向上 不偏转
6
向下 不偏转
7
向左 向左偏
8
向右 向右偏
（1）实验时通过观察________来判断电路中是否产生感应电流。
（2）由实验可知，闭合电路中的部分导体在磁场中做________运动时，电路中产生感应电流。
（3）比较第4次和第________次实验可知，导体棒运动方向相同时，感应电流的方向与磁场的方向有关。
（4）比较第7次和第8次实验可知，________。
13.探究电磁感应现象：

（1）小雨由电流的磁效应联想到：“既然电能生磁”，那么“磁能否生电”?小雨提出问题时运用的科学方法是________法。
（2）小雨将导线AB、开关S、灵敏电流计和蹄形磁铁按图进行了连接和组装，然后闭合开关进行如下操作，则电路中一定有感应电流的是??????? 。（选填字母代号）
A.只让导线AB上下运动，但不切割磁感线
B.只让蹄形磁铁上下运动，导线AB不切割磁感线
C.让导线AB和蹄形磁铁同时运动
D.只让导线AB向斜上方向运动

14.同学们用如图所示实验装置探究某电机的工作原理。

（1）探究一：感应电流的大小会跟哪些因素有关呢？
小丽猜想：“可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关。
请你提出另一种合理的猜想。 ________。
根据如图所示的实验装置，帮助小丽设计实验来验证她的猜想，简述你的实验方法。________?。
（2）探究二：产生感应电流的条件是什么？
小李完成了如下探究步骤：先将铁棒竖直上下运动(跟磁感应线平行)，发现灵敏电流计的指针没有发生偏转，再将铁棒横向运动或斜向运动时，发现电流计指针发生明显偏转。根据该探究过程的，可以获得的结论是________。

15.小科对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料后得知：充电时充电器内的发射线圈产生磁场，手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电，结构如图甲。学过电磁感应原理的小科提出质疑：手机和充电器在充电过程中都不动，并没有做切割磁感线运动，为何会产生感应电流？对此，他设计了图乙实验进行验证。
操作序号 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向
1 开关由断开变为闭合 向左
2 开关由闭合变为断开 向右
3 开关闭合时，滑片向左移动 向左
4 开关闭合时，滑片向右移动 向右
5 开关闭合后，滑片不移动 不偏转
6 改变电源正负极，闭合开关，滑片向左移动 向左
7 改变电源正负极，闭合开关，滑片向右移动 向右
（1）通过实验小科发现当Q线圈有变化的________时，P线圈中就会产生感应电流。
（2）小科向老师请教，得知当闭合电路围成的平面内，磁感线数量发生改变时，电路中就能产生感应电流。请根据上述事实，解释课本实验中导体ab上下运动时不产生感应电流的原因（图丙）________。
（3）小科发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。他猜测与Q线圈中的电流方向改变有关于是进行实验并记现象。请判断小科的说法是否正确，并合理选择上表格中的两次实验说明理由________。
第四节：磁生电
知识点回顾
1、物理学史：该现象1831年被英国物理学家 法拉第 发现。
2、定义：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现象。
3、感应电流的方向跟 导体运动方向 和 磁场方向 有关。如果改变其中一个量，则电流方向将改变；如果两个量同时改变，则电流方向不变。
4、感应电压：无论电路是否闭合，做切割磁感线的导体两端都会产生感应电压。
5、应用——交流发电机
①构造：线圈（转子）、磁铁（定子）、铜环、电刷
②工作原理：电磁感应
③能量转换：机械能转化为电能
6、交流发电机和直流发电机在线圈中产生的都是交流电。交流发电机通过 铜环 向外输出交流电。直流发电机通过 换向器 向外输出直流电。
大型交流发电机一般采用 线圈 不动， 磁极旋转的的方式来发电。
7、交流电和直流电：
交流电：电流方向周期性变化的电流。我国交流电的周期是 0.02秒 、频率是 50赫 、电流方向1秒改变 100 次。
直流电：电流方向不变的电流。
基础巩固
1.下列现象中，属于电磁感应现象的是(?? )
A.?变化的磁场使闭合电路产生感应电流??????????????????B.?磁场对电流产生力的作用
C.?插入通电螺线管中的软铁棒被磁化??????????????????????D.?电流周围产生磁场
【答案】 A
【考点】产生电磁感应现象的条件和规律
2.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，则能使线圈中产生感应电流的操作是(?? )
A.?南北移动线圈?????????????????B.?将线圈移至水平?????????????????C.?东西移动线圈?????????????????D.?上下移动线圈
【答案】 B
【考点】产生电磁感应现象的条件和规律
3.在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾。例如1825年日内瓦年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，其类似的实验装置如图甲所示，示意图如图乙。为避免磁铁的磁场对小磁针的作用，科拉顿把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插入线圈，然后跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。下列说法中正确的是(?? )
A.?该实验过程中没有发生电磁感应现象
B.?通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象
C.?科拉顿没看到小磁针偏转，是因为线圈中没有产生电流，所以看不到小磁针偏转
D.?科拉顿没看到小磁针偏转，是因为当他切割完磁感线再跑到另一个房间时，线圈中产生的电流已经消失，所以小磁针也停止偏转
【答案】 D
【考点】产生电磁感应现象的条件和规律
4.现在兴起的智能手机无线充电主要是运用电磁感应技术，当电源的电流通过充电底座中的送电金属线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能接受磁场，产生电流，实现充电。以下设备也是利用“磁生电”工作的是(?? )
A.?电磁起重机???????????????????????????B.?扬声器???????????????????????????C.?电烙铁???????????????????????????D.?动圈式话筒
【答案】 D
【考点】电磁感应
5.如图为交流发电机原理图，线圈在磁场中转动，则(?? )
A.?两磁极间的磁场方向向左????????????????????????????????????B.?线圈在磁场中切割磁感线
C.?通过灯泡的电流方向不变????????????????????????????????????D.?线圈一定不受磁场力作用
【答案】 B
【考点】磁场和磁感线，电磁感应
6.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。
【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。
【考点】电磁铁的其他应用，电磁感应
思维拓展提高
7.如图所示是“磁生电”的探究过程，你认为以下说法正确的是(?? )
A.?让导线在磁场中静止，蹄形磁铁的磁性越强，电流表指针偏转角度越大
B.?用匝数较多的线圈代替单根导线，且使线圈在磁场中静止，这时电流表指针偏转角度大些
C.?蹄形磁铁固定不动，使导线沿水平方向运动时，电流表指针会发生偏转
D.?蹄形磁铁固定不动，使导线沿竖直方向运动时，电流表指针会发生偏转
【答案】 C
【考点】探究电磁感应现象的实验
8.刷卡机广泛应用于银行、超市等。如图所示的POS刷卡机读出信息的原理是：当带有磁条的信用卡在刷卡机上刷过时，刷卡机的检测头就会产生感应电流，便可读出磁条上的信息。下列设备的工作原理与刷卡机读取信息原理相同的是(?? )
A.?电磁铁??????????????????????????????B.?发电机??????????????????????????????C.?电动机??????????????????????????????D.?电磁继电器
【答案】 B
【考点】产生电磁感应现象的条件和规律
9.在科学晚会上，小科所在的科技小组展示了一个“隔板推物”的节目， 其原理如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。用手推动乙线圈摆动时，甲线圈会随之摆动。对于这个过程，下列说法正确的是(???? )

A.?甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器???????????B.?推动乙线圈摆动时电能转化为机械能
C.?甲线圈随之摆动时机械能转化为电能??????????????????D.?甲线圈摆动是因为通电导体在磁场中受力运动
【答案】 D
【考点】电磁感应，磁场对通电导线的作用
10如图是机场的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情景，当探测线圈靠近金属物体时，在金属物体中就会产生电流，如果能检测出这种变化，就可以判定探测线圈下面有金属物体了。下列能反映出金属探测器工作原理的是 (??? )

A.??????????????????????????????????????????B.?
C.???????????????????????????????????????????D.?
【答案】 B
【考点】电磁感应
11.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.?
【答案】 C
【考点】电磁感应
拉分新题
12.如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置，闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如表所示。
??
实验序号 磁场方向 导体棒ab运动方向 灵敏电流计指针偏转情况
1 向下 向上 不偏转
2
向下 不偏转
3
向左 向右偏
4
向右 向左偏
5 向上 向上 不偏转
6
向下 不偏转
7
向左 向左偏
8
向右 向右偏
（1）实验时通过观察________来判断电路中是否产生感应电流。
（2）由实验可知，闭合电路中的部分导体在磁场中做________运动时，电路中产生感应电流。
（3）比较第4次和第________次实验可知，导体棒运动方向相同时，感应电流的方向与磁场的方向有关。
（4）比较第7次和第8次实验可知，________。
【答案】 （1）灵敏电流计指针是否偏转
（2）切割磁感线
（3）8
（4）磁场方向相同时，感应电流的方向与导线运动的方向有关
【考点】产生电磁感应现象的条件和规律
13.探究电磁感应现象：

（1）小雨由电流的磁效应联想到：“既然电能生磁”，那么“磁能否生电”?小雨提出问题时运用的科学方法是________法。
（2）小雨将导线AB、开关S、灵敏电流计和蹄形磁铁按图进行了连接和组装，然后闭合开关进行如下操作，则电路中一定有感应电流的是??????? 。（选填字母代号）
A.只让导线AB上下运动，但不切割磁感线
B.只让蹄形磁铁上下运动，导线AB不切割磁感线
C.让导线AB和蹄形磁铁同时运动
D.只让导线AB向斜上方向运动
【答案】 （1）逆向思维
（2）D
【考点】电磁感应
14.同学们用如图所示实验装置探究某电机的工作原理。

（1）探究一：感应电流的大小会跟哪些因素有关呢？
小丽猜想：“可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关。
请你提出另一种合理的猜想。 ________。
根据如图所示的实验装置，帮助小丽设计实验来验证她的猜想，简述你的实验方法。________?。
（2）探究二：产生感应电流的条件是什么？
小李完成了如下探究步骤：先将铁棒竖直上下运动(跟磁感应线平行)，发现灵敏电流计的指针没有发生偏转，再将铁棒横向运动或斜向运动时，发现电流计指针发生明显偏转。根据该探究过程的，可以获得的结论是________。
【答案】 （1）可能跟导体切割磁感应线的力度有关；在相同条件下，让导体以不同的速度做切割磁感线运动，观察灵敏电流计的指针偏转程度，并重复做多次实验。
（2）产生感应电流的条件之一是切割磁感应线
【考点】产生电磁感应现象的条件和规律
15.小科对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料后得知：充电时充电器内的发射线圈产生磁场，手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电，结构如图甲。学过电磁感应原理的小科提出质疑：手机和充电器在充电过程中都不动，并没有做切割磁感线运动，为何会产生感应电流？对此，他设计了图乙实验进行验证。
操作序号 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向
1 开关由断开变为闭合 向左
2 开关由闭合变为断开 向右
3 开关闭合时，滑片向左移动 向左
4 开关闭合时，滑片向右移动 向右
5 开关闭合后，滑片不移动 不偏转
6 改变电源正负极，闭合开关，滑片向左移动 向左
7 改变电源正负极，闭合开关，滑片向右移动 向右
（1）通过实验小科发现当Q线圈有变化的________时，P线圈中就会产生感应电流。
（2）小科向老师请教，得知当闭合电路围成的平面内，磁感线数量发生改变时，电路中就能产生感应电流。请根据上述事实，解释课本实验中导体ab上下运动时不产生感应电流的原因（图丙）________。
（3）小科发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。他猜测与Q线圈中的电流方向改变有关于是进行实验并记现象。请判断小科的说法是否正确，并合理选择上表格中的两次实验说明理由________。
【答案】 （1）电流
（2）该闭合电路内磁感线数量未发生改变
（3）不正确，比较3、6或4、7，电流方向改变，其他条件不变，灵敏电流计指针偏转方向不改变，说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关，故小科的论证不正确。
【考点】探究电磁感应现象的实验