沪粤版物理九年级全册17.3　发电机为什么能发电素养提升练含解析

第第页沪粤版物理九年级全册17.3发电机为什么能发电素养提升练（含解析）第十七章电动机与发电机

17.3发电机为什么能发电

基础过关全练

知识点1电磁感应现象

1.(2023广西桂平期末)如图所示,a是闭合电路中的一根垂直于纸面的导体,它在磁场中沿如图所示的方向运动时,不会产生感应电流的是()

ABCD

2.【新独家原创】用如图所示的实验装置探究感应电流产生的条件。

次数磁场方向导体AB运动方向灵敏电流计指针偏转方向

1向上向左向左

2向右向右

3向下向左向右

4向右

(1)历史上首先发现“磁能生电”的科学家是。

(2)实验中,通过观察来判断电路中是否有感应电流。

(3)导体AB静止,让蹄形磁体竖直向上运动时,灵敏电流计的指针(选填“会”或“不会”)偏转。

(4)当导体AB向右运动时,灵敏电流计的指针发生了偏转;调换蹄形磁体的南北极,仍然让导体AB向右运动,小敏发现这时指针偏转的方向改变。这说明感应电流的方向与方向有关。

(5)表格中记录的是某小组同学观察到的部分实验现象,分析可知:闭合电路的一部分导体在磁场中做运动时,导体中就会产生感应电流。

(6)实验中,导体AB相当于电路中的。

(7)比较第1、2次实验的实验现象可知感应电流的方向与有关。

(8)第4次实验中电流计的指针应向(选填“左”或“右”)偏转。

(9)小明同学进行该实验时,在使导体AB运动的过程中,发现灵敏电流计指针偏转的角度比其他同学实验中指针偏转的角度小,即产生的感应电流较小。请你猜想产生的感应电流较小的可能原因是。(写出一条即可)

(10)此实验过程中的能量转化情况是。利用这一原理,人们在生产生活中制成了机。

(11)若要利用该装置探究磁场对电流的作用,需将灵敏电流计换成。

知识点2发电机的工作原理

3.(2022安徽合肥四十五中三模)如图,是交流发电机的工作原理图。下列说法错误的是()

A.发电机的基本原理是电磁感应

B.发电机产生的感应电流大小和方向会周期性变化

C.发电机在工作过程中机械能转化为电能

D.发电机的原理和动圈式扬声器相同

4.(2023福建中考)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,摇动跳绳时,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

5.彤彤同学将一个玩具电动机与小灯泡连接后,使电动机转动,发现小灯泡发光了。对此现象的解释正确的是()

A.电产生了磁,使电动机转动

B.该现象的原理是电流的磁效应

C.磁产生了电,使小灯泡发光

D.此电路没有电源,小灯泡不可能发光

6.【跨学科·物理学与日常生活】(2023北京海淀期末)如图所示是一种环保型手电筒,使用时将它来回摇晃,让磁体在线圈中往复运动,就能使灯泡发光。以下四个选项中与这种手电筒的工作原理相同的是()

A.动圈式话筒B.动圈式扬声器

C.电动机D.电铃

能力提升全练

7.(2022安徽中考,15,★☆☆)用图示装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,实验时蹄形磁体保持静止,导体棒ab处在竖直向下的磁场中。下列操作中能使灵敏电流计的指针发生偏转的是()

A.导体棒ab保持静止

B.导体棒ab向左运动

C.导体棒ab竖直向下运动

D.导体棒ab竖直向上运动

8.(2022广东中考,7,★★☆)图中的a表示垂直于纸面的一段导线,它是闭合电路的一部分。当a在下列磁场中沿图中所示方向运动时,不会产生感应电流的是()

AB

CD

9.(2023广东深圳中考,26,)旱冰鞋的四个轮子会发光,原理是滑动的时候正在做切割磁感线运动。下列选项中和轮子发光的原理相同的是()

A.①通电导线在磁场中受到了力的作用

B.②动圈式话筒

C.③电磁继电器

D.④奥斯特实验

10.(2023江西中考,15,)如图所示,是小安同学自制的一个实验装置。他把带绝缘层的导线绕在塑料管外,导线两端连接着小灯泡,形成闭合电路,管内封闭一个强磁体。沿图中所示方向来回快速摇动装置,小灯泡发光。以下说法正确的是()

A.灯丝中电流方向保持不变

B.实验现象表明电能够生磁

C.该现象属于电磁感应现象

D.此装置与电动机原理相同

11.(2022广东佛山禅城华英学校三模,6,★★☆)无线充电原理是送电线圈产生变化的磁场,受电线圈靠近该磁场时就会产生感应电流,从而给智能手机充电,如图所示,受电线圈处用到了下面哪个实验的原理()

AB

CD

12.(2022广西百色中考,19,★☆☆)如图所示是“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,使导体ab向左运动,电路中感应电流(选填“有”或“无”),这一过程机械能转化为能。

13.(2022湖北黄冈中考,11,★☆☆)有些小朋友玩的旱冰鞋,其内部虽然没有电池,但旱冰鞋的轮子滚动时,嵌在轮子中的LED灯会发光。这是因为轮子在滚动的过程中,发生了电磁感应现象,产生了,LED灯相当于(选填“电源”或“用电器”)。(选填“发电机”或“电动机”)就是根据电磁感应的原理制成的。

14.(2023广西柳州中考,22,)小夕用如图甲的装置探究电磁感应现象。

(1)他上下移动单根导线时,观察到灵敏电流计的指针;左右移动该导线时,观察到灵敏电流计的指针。

(2)他通过这个实验现象得出初步结论:闭合电路的一部分导体在磁场里做磁感线的运动时,导体中就会产生电流。

(3)为了进一步验证这个结论,他又用如图乙的装置进行实验,发现将条形磁铁向下插入线圈时,灵敏电流计的指针;保持条形磁铁在线圈中不动,向上提起线圈时,灵敏电流计的指针,结果符合上述实验结论。

素养探究全练

15.【科学思维】某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图1。

图1

图2

(1)该LED在两次实验中发光情况如图2所示,两次实验线圈均在转动,线圈1顺时针转动,由此可知线圈2转动(选填“顺时针”或“逆时针”)。

(2)如图3,导体棒a与该LED相连;在某磁场中,使a垂直于纸面左右往复运动(虚线为运动轨迹),LED交替发出红、黄光,则该过程a中电流方向(选填“不变”或“变化”),该磁场可能的分布包括图4中哪些选项。

图3

图4

答案全解全析

基础过关全练

1.C四个选项图中磁感线的方向都向下。图A、B、D中的导体运动时都会切割磁感线,会产生感应电流;只有图C中导体运动时没有切割磁感线,不会产生感应电流。故选C。

2.(1)法拉第(2)灵敏电流计的指针是否发生偏转(3)不会(4)磁场(5)切割磁感线(6)电源(7)导体运动方向(8)左(9)导体切割磁感线的速度较小(10)机械能转化为电能发电(11)电源

解析(1)历史上首先发现“磁能生电”的科学家是法拉第;(2)实验中,通过观察灵敏电流计的指针是否发生偏转来判断电路中是否有感应电流;(3)导体AB静止,当蹄形磁体竖直向上运动时,相当于磁体不动,导体向下运动,导体的运动方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,所以电路中没有感应电流产生,灵敏电流计的指针不会偏转;(4)导体AB运动的方向不变,改变磁场的方向,灵敏电流计指针偏转的方向改变,感应电流的方向发生了改变,这说明感应电流的方向与磁场方向有关;(5)得出的实验结论是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生;(6)导体AB相当于电路中的电源;(7)比较第1、2次实验现象发现,磁场方向相同,导体运动的方向不同,电流计指针的偏转方向不同,感应电流的方向不同,说明感应电流的方向跟导体运动方向有关;(8)分析第3、4次实验,磁场方向相同,导体AB运动方向改变,灵敏电流计指针偏转方向应改变;(9)感应电流小的原因可能是导体切割磁感线的速度较小、磁体磁性太弱等;(10)在此实验过程中,能量转化情况是机械能转化为电能,利用这一原理,人们在生产生活中制成了发电机;(11)将电流计换成电源时,导体AB就成了通电导体,在磁场中会受到力的作用,可以探究电动机的工作原理。

3.D由于线圈的边框切割磁感线的速度和方向周期性变化,发电机产生的感应电流大小和方向也在周期性变化,产生的是交流电,B正确;发电机的线圈在转动过程中,消耗机械能,产生电能,即将机械能转化为电能,C正确;发电机的工作原理是电磁感应,动圈式扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,两者的原理不同,A正确,D错误。

4.C由于地磁场是南北方向的,因此摇绳时要尽量东西方向站立,这样才会直接切割磁感线,A错误;感应电流方向与绳子运动方向、磁场的方向有关,B错误;跳绳发电属于电磁感应现象,将机械能转化为电能,C正确,D错误。

5.C通过外力使电动机转动,这时的设备就变成了一个发电机。发电机是利用电磁感应制成的,是磁生电。故选C。

6.A在使用环保型手电筒时将它来回摇晃,让磁体在线圈中往复运动,能使灯泡发光,这是电磁感应现象;动圈式话筒是把声信号转化成电信号,声音的振动带动线圈在磁场中振动产生感应电流,是电磁感应现象,A正确;扬声器把电信号转化为声信号,利用通电导体在磁场中受力运动的原理,B错误;电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,C错误;电铃通电时,其内部的电磁铁具有磁性,利用了电流的磁效应,D错误。

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7.B蹄形磁体和导体棒ab都静止,导体棒没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,不能使灵敏电流计的指针发生偏转,A错误;蹄形磁体静止,导体棒ab向左运动,导体棒做切割磁感线的运动,会产生感应电流,能使灵敏电流计的指针发生偏转,B正确;蹄形磁体静止,导体棒ab竖直向下、向上运动,导体棒没有做切割磁感线的运动,不会产生感应电流,不能使灵敏电流计的指针发生偏转,C、D错误。故选B。

8.D由图知,当a在A、B、C选项中的磁场中沿图中所示方向运动时,导线做切割磁感线运动,所以会产生感应电流,A、B、C不符合题意;当a在D选项中的磁场中沿图中所示方向运动时,导线没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,D选项符合题意。故选D。

9.B图①中通电导线在磁场中受到力的作用,是磁场对电流的作用,不符合题意;图②的动圈式话筒利用了电磁感应原理,与轮子的发光原理相同,符合题意;图③的电磁继电器利用了电流的磁效应,不符合题意;图④是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,不符合题意。故选B。

10.C由题可知,这是利用电磁感应现象制成的一种装置,与发电机的原理相同,故B、D错误,C正确;强磁体运动方向随着该装置摇动方向的变化不断变化,因此线圈中产生的感应电流的方向也在不断变化,故A错误。

11.D无线充电技术的工作原理是电磁感应;图A中是奥斯特实验,说明通电直导线周围存在磁场,是电流的磁效应,A不符合题意;图B中给导体通电,导体在磁场中会运动,说明通电导体在磁场中受到力的作用,B不符合题意;图C是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验,利用了电流的磁效应,C不符合题意;图D中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,是电磁感应现象,D符合题意。

12.有电

解析闭合开关,使导体ab向左运动,导体ab做切割磁感线运动,所以电路中有感应电流,这一过程消耗了机械能,获得了电能,故将机械能转化为电能。

13.解析小朋友玩的旱冰鞋,其内部虽然没有电池,但旱冰鞋的轮子滚动时,嵌在轮子中的LED灯会发光。这是因为轮子在滚动的过程中,发生了电磁感应现象,产生了感应电流,LED灯相当于用电器。发电机是根据电磁感应的原理制成的。

14.(1)不偏转偏转(2)切割(3)偏转偏转

解析(1)导体沿竖直方向运动(上下移动),不切割磁感线,不会产生感应电流,指针不发生偏转;导体沿水平方向运动(左右移动),切割磁感线,会产生感应电流,指针发生偏转。(2)通过实验得出初步结论:闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流。(3)图乙中,导体(线圈)没有运动,但磁铁向下运动,或磁铁不动,导体(线圈)向上运动,都相当于导体做切割磁感线运动,故有感应电流产生,灵敏电流计的指针会偏转。

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15.(1)顺时