16.5 电磁感应 发电机
一、单选题
1.如图,蹄形磁铁的磁场中放置一导线,导线与电流表组成闭合回路,下列说法正确的是( )
A.奥斯特用此装置发现了电流磁效应
B.导体竖直方向运动时,电流表指针偏转
C.导体水平方向运动时,电流表指针偏转
D.导体左右运动时,电流表指针偏转方向不变
2.在科学晚会上,小明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,用手推动甲线圈摆动时,乙线圈会随之摆动,对于这个过程,下列说法正确的是( )
A.甲线圈相当于用电器,乙线圈相当于电源
B.推动甲线圈摆动时电能转化为机械能
C.乙线圈随之摆动时机械能转化为电能
D.乙线圈摆动是因为通电导线在磁场中受力
3.如图所示,一种环保型手电筒,筒内有一个能滑动的圆柱形永磁铁,外圈套着一个线圈。只要将手电简沿图中箭头方向来回摇动,手电筒的小灯就能发光。下列与此手电筒工作原理相同的是( )
A.电动机 B.电热水壶
C.发电机 D.扬声器
4.手机无线充电方便了人们的生活,其中电磁感应无线充电是应用最多的无线充电方案。如图所示,它的原理是在送电线圈中通过一定频率的交流电,使线圈的周围形成交变的磁场,通过电磁感应在受电线圈中产生一定的感应电流,从而将能量从发射端转移到接收端。下列选项中和受电线圈工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
5.跳绳也可以“发电”。用一根带有绝缘皮的长铜导线做跳绳,将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连,据动跳绳时,发现灵敏电流计的指针左右摆动。则( )
A.向任意方向摇绳均可产生电流 B.电流方向与绳子运动方向无关
C.此过程中机械能转化为电能 D.跳绳发电属于电流的磁效应
6.图所示是探究电磁感应的实验装置,关于电磁感应现象,下列说法正确的是( )
A.奥斯特发现了电磁感应现象
B.利用电磁感应现象制作了电动机
C.导线在磁场中沿不同方向运动,导线中都会有感应电流产生
D.如果磁感线和切割磁感线方向都变得相反,导线中感应电流的方向不发生改变
7.如图所示为科研人员研制的“发电鞋”,鞋的内部安装了磁铁和线圈,当人体带动磁铁运动时,磁铁产生的磁场通过线圈,从而产生感应电流,当人以5km/h的速度行走时,其发电的功率约为0.4W,下列说法正确的是( )
A.发电鞋工作时将电能转化为机械能
B.发电鞋是利用电流的磁效应原理工作的
C.发电鞋是利用电磁感应原理工作的
D.在人以5km/h的速度行走1h的过程中,发电鞋可以产生约0.4J的电能
8.如图所示, 不是利用电磁感应原理制成的是 ( )
A.动圈式话筒 B.扬声器
C.手摇发电手电筒 D.刷卡机读取信息
二、多选题
9.关于电磁现象,下列说法中正确的是( )
A.发电机是利用电磁感应现象制成的
B.电动机能够把电能转化为机械能
C.奥斯特实验说明了电流周围存在磁场
D.导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中一定会有感应电流通过
10.导体ab通过金属导轨放置在U形磁铁中央,ab与金属导轨接触良好,在虚线框中接入合适的实验器材就可以进行相应的实验探究。下列说法正确的是( )
A.接入电源可以探究电磁感应现象,与电动机原理相同
B.接入灵敏电流计可以探究电磁感应现象,与发电机原理相同
C.接入电源可以探究通电导体在磁场中受力,与电动机原理相同
D.接入灵敏电流计可以探究通电导体在磁场中受力,与发电机原理相同
三、填空题
11.如图所示,运动手环受到了运动爱好者的喜爱,其核心元件为空心塑料管,管外缠有线圈,管内置有一块小磁铁,戴着手环走路时磁铁会在管内反复运动,线圈会产生电流,系统就会记录下运动步数,液晶屏会显示出来,此过程利用了______原理,把机械能转化为电能。以佩戴手环的手腕为参照物,运动手环是______(选填运动或静止)的。
12.如图所示,在“探究感应电流产生的条件”实验中,闭合开关,让导体AB静止在磁场中,回路中是否有感应电流产生?______;让导体AB做切割磁感线运动,回路中是否有感应电流产生?______;当回路中有感应电流时,将磁极对调,改变磁场方向,感应电流的方向是否改变?______。
13.如图是一款能发电的魔方充电器。转动魔方时,它能发电,其原理是_________(选填“电磁感应”或“磁场对电流的作用”)。魔方还能通过USB端口给移动设备充电,给移动设备充电时,魔方相当于电路中的_________(选填“电源”或“用电器”)。
14.如图所示,是一款车轮边缘带有LED灯的儿童滑板车。当脚踏滑板车滑行时,车轮转动时可发电,车轮边缘的LED灯会闪闪发光。则:
(1)车轮转动发电时属于______(选填:“电磁感应现象”或“电流的磁效应现象”);
(2)当小车逐渐加速滑行时,LED灯的亮度增加,由此可判断通过LED灯的电流将会______(选填:“增大”、“不变”或“减小”);
(3)该发电过程中能量转化是将______能转化成电能,最终转化为内能和光能。
15.如图所示的三个装置图a可用来演示________现象,图b中将电池的正负极对调,将观察到的现象是________,根据图c的原理,可以制作_______。
16.如图所示是超市门口安装的防盗报警门,收银员在结账时会将贴在商品上的二维码标签消磁。若商品的二维码标签未经消磁,当人携带该商品通过防盗报警门时,防盗报警门就会产生电流,报警器发出报警声,管理人员就会过来检查,从而达到防盜的目的。防盗报警门产生电流的原理和我们学过的______(选填“电动机”或“发电机”)的原理相同。收银员收款时,扫描商品的条形码标签,黑色的条形码________(选填“吸收”或“反射”)光。购物者在超市LED屏幕上经常会看到商品促销的短视频,这些彩色画面是由红、________、蓝三种色光混合而成的。
17.录音机放音时,磁带贴着放音磁头运动,磁性强弱变化的磁带使放音磁头中产生感应电流,此过程将______能转化为电能,是_____________现象。如图所示,若只增加磁头的线圈匝数,则产生的感应电流将__________(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
18.如图所示,这是市民在乘坐公交车时用公交IC卡购票的情景,当IC卡靠近读卡器时,感应天线接收到电磁辐射,读卡机就可以读取卡内的数据,从而得到相应的付款信息。这种IC卡付款方式依据的主要物理原理是______。
四、实验题
19.如图所示是探究感应电流产生条件的实验装置,ab是一直导体,c是灵敏电流计。
(1)实验时,通过观察______来判断电路中是否有感应电流的;
(2)实验前学生猜想:只要闭合电路的一部分导体在磁场中运动,导体中就会产生感应电流。只使用图中的器材,可以证明他的结论是不正确的,请简述你设计的实验步骤:______;
(3)实验过程中,同学们按图方法进行操作时,实验现象不太明显,请你分别从实验装置或操作过程两方面找出一个原因:______、______;
(4)综合实践活动小组的同学们探究感应电流方向与哪些因素有关时,他进行了如下实验操作:使导体向右运动,看到电流表指针向左偏;然后把磁铁N、S极对调,导体向左运动,看到电流表指针仍向左偏。根据以上现象,得出感应电流的方向与磁场的方向与运动方向无关的结论。他们实验时存在的问题是:______。
20.在“探究感应电流产生条件”的实验中,小明发现电流表指针摆动的角度有时会不同,据此,小明对感应电流的大小与哪些因素有关的问题提出如下猜想:
猜想1:导体的运动方向;
猜想2:与导体切割磁感线运动速度有关;
猜想3:与磁场的强弱有关。
(1)根据你所学的知识可知,猜想1是___________的。
(2)他提出猜想2的依据是:相同条件下,速度越大,___________能越大,转化成电能就越多,为进一步验证猜想2,小明将足够大的磁体放在水平面上,驱动装置通过两根绝缘硬棒ab、cd使导体PQ沿直线水平向右运动。
①同一次实验,应使导体做___________(选填“匀速”或“变速”)运动。
②根据下表的实验数据,可得出感应电流I与速度v的关系是:___________。
实验序号
1
2
3
4
5
6
速度/cm·s-1
1
2
3
4
5
6
电流I/mA
2.0
4.0
5.9
8.1
10
11.8
(3)若要探究猜想3,请写出的简要做法和判断方法。
简要做法:___________。
判断方法:___________。
(4)下列实验中所用的研究方法与本实验相同的有___________(选填序号)
①逐渐抽出玻璃罩内的空气,根据听到铃声还渐减弱推理得出真空不能传声
②在探究平面镜成像特点时,选用两根相同的蜡烛
③研究电流与电压关系时,控制电阻不变
参考答案
1.C
2.D
3.C
4.B
5.C
6.D
7.C
8.B
9.ABC
10.BC
11.电磁感应 静止
12.否 是 是
13.电磁感应 电源
14.电磁感应现象 增大 机械
15.电磁感应现象 小磁针的偏转方向发生改变 电动机
16.发电机 吸收 绿
17.机械 电磁感应 增大
18.电磁感应
19.灵敏电流计指针是否偏转 闭合开关,将导体沿竖直方向上下运动(或沿所在直线方向前后运动) 磁铁的磁性太小或线圈匝数太少 导体切割磁感线的运动速度太慢 实验过程没有控制变量
20.错误 动 匀速 见解析 见解析 见解析 ③