2024年初中物理讲义专题练习9全册（人教版）20.5 磁生电（考点解读）（解析版）

\o"10.3物体的浮沉条件及应用"20.5\o"20.5磁生电"磁生电（考点解读）（解析版）1、电磁感应以及产生感应电流的条件（1）电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生电流，这种电流叫感应电流，这一现象叫电磁感应现象。※产生感应电流的条件有三点：①闭合电路；②一部分导体；③切割磁感线运动。（2）历史意义：英国科学家法拉第首先发现的电磁感应现象，这一发现进一步揭示了电与磁之间的联系，证明了磁可以生电。（3）实验装置图：

（4）感应电流方向的影响因素：磁场方向、导体运动方向。如图，电流表指针偏转方向不同显示电流方向的不同。甲乙对比可以说明电流方向与磁场方向有关；甲丙对比可以说明电流方向与运动方向有关。

（5）感应电流大小的影响因素：磁场强弱、导体运动快慢、线圈匝数。

2、动圈式话筒的构造和原理（1）构造如图所示：

（2）工作原理：电磁感应现象；（3）工作过程：对着话筒说话时，产生的声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈在磁场中的这种运动，能产生随着声音的变化而变化的电流，经放大后，通过扬声器还原成声音。（4）话筒把声信号转化为电信号，扬声器把电信号转化为声信号；话筒中机械能转化为电能，扬声器中电能转化为机械能；话筒是电磁感应现象原理，扬声器是通电导体在磁场中受力原理；（5）发电机和动圈式话筒都是电磁感应现象原理；电动机和扬声器都是通电导体在磁场中受力原理。3、发电机的构造和原理（1）发电机的工作原理：电磁感应现象；

（2）发电机的构造：主要有线圈、磁极、铜环和电刷四个基本组成部分，概括地讲是由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成；

实际的大型发电机多采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电，叫旋转磁极式发电机．有的发电机利用电磁铁来代替永磁体；

（3）交流发电机工作过程：如图所示，磁场方向水平向右，abcd是线圈，上面的铜环与b直接相连，下面的铜环与a直接相连；

线圈ab段向纸面里运动时产生电流方向向下，此时cd段向纸面外运动产生电流方向向上；当线圈所在平面运动到与磁感线方向垂直时，由于线圈不切割磁感线，不产生电流；当ab线向纸面外运动时产生向上的电流，此时cd段向纸面里运动产生向下的电流．所以流过电流表的电流方向是变化的，每当线圈所在平面与磁感线垂直时电流表指到零。

（4）发电机与电动机相对比，电动机是因电而动，工作配置中要有电源，消耗电能获得机械能；发电机则是因动而电，工作配置中没有电源，发电机本身就是电源，消耗机械能获得电能；

（5）无论是直流发电机还是交流发电机，线圈产生的都是交流电，交流发电机输出的是交流电，直流发电机是在换向器的作用下输出的是直流电。4、交流电（1）交流发电机产生的感应电流的大小和方向在周期性地变化，这样的电流叫做交变电流，简称交流（AC）；

（2）在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，单位是赫兹，简称赫，符号是Hz。（3）我国家庭电路的交流电电压是220V，频率是50Hz，周期是0.02s，每秒内电流方向变化100次．注意：方向变化100次，周期性变化50次。5、探究电磁感应现象的实验，用实验方法研究产生感应电流的条件：（1）磁场不动；导体向上、向下运动；导体向左或向右运动。（2）导体不动，磁场动，会不会在电路中产生电流。如图所示：

【考点1电磁感应以及产生感应电流的条件】【典例1-1】（2023•杜尔伯特县三模）如图所示的四个装置，下列表述正确的是（）A．图a可用来演示电磁感应现象 B．图b可用来演示电动机原理 C．图c是将机械能转化为电能 D．图d可用来演示电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系【答案】D【分析】（1）奥斯特实验说明电流磁效应，即电流能产生磁场；（2）电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，电路中会产生感应电流；（3）研究磁场对电流的作用要先给导体通电，再将其放入磁场中。根据不同实验的特点，对照各图进行判断即可；（4）比较电磁铁磁性强弱一般用不同的电磁铁来吸引大头针的个数进行判断的。【解答】解：A、是奥斯特实验，演示电流的磁效应的实验装置，故A错误；B、此图中没有电源，即是研究电磁感应现象的实验装置，故B错误；C、此图中有电源，是演示磁场对电流作用的实验装置，将电能转化为机械能，故C错误；D、是演示电磁铁中线圈匝数的多少与磁性强弱的关系的实验装置，故D正确。故选：D。【典例1-2】（2023•揭阳二模）如图甲所示的司南，静止时它的长柄（S极）指向地理的南方，这是因为受到地磁场的作用。如图乙所示装置的闭合电路，当将条形磁铁向下运动时，电路中有（选填“有”或“无”）感应电流产生。【答案】南；地磁场；有。【分析】（1）指南针是根据地磁场的作用工作的，地磁的南极在地理的北极附近，而地磁的北极在地理的南极附近，再根据磁极间的作用规律，可判断指南针的指向；（2）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生电流。【解答】解：（1）地磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用，因为指南针是根据地磁场的原理工作的，地磁的南极在地理的北极附近，而地磁的北极在地理的南极附近，根据异名磁极相互吸引，静止时它的长柄（S极）指向地理的南方；（2）如图乙所示装置的闭合电路，当将条形磁铁向下运动时，由于线圈相对于磁体是向上运动的，切割了磁感线，电路中有感应电流产生。故答案为：南；地磁场；有。【变式1-1】（2023•遵化市二模）轮滑鞋大都装有闪光轮，就是在轮子内部嵌入线圈和磁体，当轮子转动时内部线圈车轮转动，切割磁感线产生感应电流，把机械能转化为电能，从而使二极管发光。下与其工作原理相同的是（）A． B． C． D．【答案】C【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，这叫电磁感应现象。【解答】解：当轮子转动时内部线圈随着车轮转动，切割磁感线产生感应电流，把机械能转化为电能，从而使二极管发光，这是电磁感应现象；A．图中装置是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，故A不符合题意；B．图中的装置是探究通电导体在磁场中受力运动的实验，是将电能转化为机械能，为电动机的原理，故B不符合题意；C．图中导体在磁场中切割磁感线就能在电路中产生感应电流，是电磁感应现象，故C符合题意；D．图中的实验为奥斯特实验，是探究电流的磁效应，故D不符合题意。故选：C。【变式1-2】（2023•门头沟区二模）关于电和磁，下列说法中正确的是（）A．导体周围存在磁场 B．磁感线是真实存在的 C．电动机能够把电能转化为机械能 D．只要导体在磁场中做切割磁感线运动，就会产生感应电流【答案】C【分析】（1）奥斯特实验证明通电导体周围存在磁场；（2）磁感线为人们为了形象的研究磁场的分布情况及其特点，而引入的一些带箭头的曲线，不是真实存在的；（3）电动机是把电能转化为机械能的装置。（4）产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会有感应电流。【解答】解：A、由奥斯特实验可知，通电导体周围存在磁场，不通电没有磁场，故A错误；B、为了形象描述磁场的性质而引入了磁感线，磁感线不是磁场中真实存在的，故B错误；C、电动机工作时需要消耗电能，将电能转化为机械能，故C正确；D、闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会有感应电流；如果电路不闭合，则不会产生感应电流；故D错误。故选：C。【变式1-3】（2023•尉氏县三模）世界上第一个发现电与磁之间联系的物理学家是奥斯特；科学家在电与磁的研究中，根据通电导线在磁场中受力的作用这一原理发明了电动机；根据电磁感应现象发明了发电机，也制造出了动圈式话筒（选填“扬声器”或“动圈式话筒”）。【答案】奥斯特；通电导线在磁场中受力的作用；动圈式话筒。【分析】（1）奥斯特发现了电流周围存在磁场，是世界上第一个发现电与磁之间有联系的人；（2）电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的；（3）根据电磁感应现象发明了发电机；动圈式话筒的原理是电磁感应。【解答】解：由物理常识可知，奥斯特是世界上第一个发现电与磁之间有联系的人；根据通电导线在磁场中受力的作用这一原理发明了电动机；动圈式扬声器的原理是通电导体在磁场受力运动，动圈式话筒的原理是电磁感应。故答案为：奥斯特；通电导线在磁场中受力的作用；动圈式话筒。【考点2动圈式话筒的构造和原理】【典例2-1】（2023•莱芜区模拟）如图是话筒的原理图。在弹性膜片后面粘接金属线圈，线圈处于永久磁体的磁场中，声波使膜片振动，将声信号变为电信号。选项中与其工作原理相同的是（）A． B． C． D．【答案】D【分析】（1）电磁起重机是利用电流的磁效应来工作的。（2）扬声器是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理来工作的。（3）电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理来工作的。（4）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象，发电机和动圈式话筒就是利用该原理制成的。【解答】解：动圈式话筒是利用电磁感应现象来工作的。A、电磁起重机是利用电流的磁效应来工作的，与话筒的原理不同，故A不符合题意；B、扬声器是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理来工作的，与话筒的原理不同，故B不符合题意；C、电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理来工作的，与话筒的原理不同，故C不符合题意；D、发电机是利用电磁感应现象来工作的，与话筒的原理相同，故D符合题意。故选：D。【变式2-1】（2023•碑林区校级模拟）小华同学通过学习物理知识认识到了很多用电器的物理原理，以下用电设备工作原理与其下方实验所对应原理不匹配的是（）用电器电饭锅电磁起重机电风扇动圈式话筒实验装置ABCDA．A B．B C．C D．D【答案】D【分析】（1）电饭锅是利用电流的热效应来工作的。（2）电磁起重机是利用电流的磁效应来工作的。（3）电风扇是利用通电导体在磁场中受力的原理来工作的。（4）动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的。【解答】解：A、实验装置是探究电流产生的热量与电流、通电时间的关系，与电饭锅的原理是匹配的，故A不符合题意；B、实验装置说明电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关，与电磁起重机的原理是匹配的，故B不符合题意；C、实验装置说明通电导体在磁场中要受到力的作用，与电风扇中的电动机的原理是匹配应的，故C不符合题意；D、实验装置说明通电导体的周围存在磁场，是电流的磁效应，而动圈式话筒是利用电磁感应现象来工作的，不是匹配的，故D符合题意。故选：D。【变式2-2】（2023•西城区二模）如图所示是动圈式话筒构造示意图。当你对着话筒说话时，声音使膜片振动，与膜片相连的处在磁场中的线圈也跟着一起振动，线圈中产生大小和方向都变化的电流。下列四个实验中，与动圈式话筒的工作原理相同的是（）A． B． C． D．【答案】D【分析】动圈式话筒工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器。由此可知其工作原理是电磁感应现象。【解答】解：当人对着动圈式话筒说话时，它会产生随人的声音变化而变化的电流，即：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时能够产生感应电流。A．此装置有电源，通电后，磁场中的金属棒会受力运动，说明通电导线在磁场中受力的作用，故A不符合题意；B．此图是奥斯特实验，即说明了通电导线周围存在着磁场，故B不符合题意；C．图中电磁继电器，利用的是电流的磁效应，故C不符合题意；D．此图中没有电源，当ab做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，即电磁感应现象，故D符合题意。故选：D。【考点3发电机的构造和原理】【典例3-1】（2023•庐阳区校级三模）如图是交流发电机的原理图，此时线圈平面与磁感线垂直，则（）A．线圈转动到图示位置的瞬间，不会产生感应电流 B．交流发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用 C．交流发电机是将电能转化成机械能的装置 D．线圈匀速转动时，线圈中产生的电流方向改变，但大小不变【答案】A【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会产生感应电流；发电机的工作原理是电磁感应现象；感应电流的大小与磁场强弱、导体运动速度有关。【解答】解：A、图中所示位置，线圈与磁感线垂直，转动时不切割磁感线，不会产生感应电流，故A正确；BC、发电机的工作原理是电磁感应现象，此过程中，机械能转化为电能，故BC错误；D、线圈匀速转动时，线圈切割磁感线的强度不同，所以产生的电流的大小也不同，故D错误。故选：A。【典例3-2】（2023•大冶市模拟）根据我们所学的电与磁的知识，回答下列问题：（1）将某单向导电的LED（导通状态如图1）接入图2电路，线圈先后经过甲、乙位置且LED发光，可判断电源的左端为B极（A.正；B.负），两位置导线ab所受磁场力的方向B（A.相同；B.相反）。（2）图3中能体现发电机原理是图B（A.丙；B.丁），图丁的ab棒最好选用AC（A.铜；B.铁；C.铝）材质。【答案】（1）B；B；（2）B；AC。【分析】（1）图中LED具有单向导电性，据此判断电源正负极；通电导线在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，即只要改变一个量，其受力的方向就会改变。根据图示分析流过导线的电流方向，即可判断受力方向；（2）读图，通过判断电路中有无电源这一主要特征，可得出两图中到底是发电机原理还是电动机的原理。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会产生感应电流。【解答】解：（1）因为图中LED具有单向导电的特性，电流方向由A到B，因此与B脚相连的为电源正极，即电源的左端为负极，右端为正极；由于电流从电源的正极出发，故图甲中a导线的电流方向是由内到外；在图乙中，a导线中的电流方向是由外到内，与图甲的电流方向相反；由于磁场方向不变，导线中的电流方向改变，则a导线的受力方向改变，a导线所受磁场力的方向相反；（2）读图可知，丙图中给线圈通电，使其在磁场中受力转动，是通电导体在磁场中受力，是电动机的原理，图丁中没有电源，是闭合线圈在磁场中切割磁感线产生感应电流，使电流表指针偏转，是发电机的原理；铁是磁性材料，在电磁感应实验中被磁化后会影响实验效果，所以最好选用非磁性导体材料铜或铝比较好。故答案为：（1）B；B；（2）B；AC。【变式3-1】（2023•秦都区校级三模）小明以塑料为连接轴将自己家的两个玩具电机的转轴连接起来，如图，开关S闭合后，灯泡发光，下列说法正确的是（）A．甲相当于发电机，乙相当于电动机 B．灯泡发光是有电流通过连接轴 C．增加电池的节数，小灯泡亮度不变 D．将电源正负极对调，灯泡亮度发生改变【答案】A【分析】（1）电动机是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的。发电机是利用电磁感应的原理制成的。（2）感应电流的大小与线圈的转动方向无关。【解答】解：AB、闭合开关，乙中的通电导体在磁场中受力运动，所以乙相当于电动机；通过连接轴，使甲中的线圈转动，甲中的线圈在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，感应电流流经过小灯泡，小灯泡会发光，所以甲相当于发电机，故A正确、B错误；C、增加电池的节数，通过乙的电流变大，乙转动变快，则甲中的线圈切割磁感线的速度变大，产生的感应电流变大，通过小灯泡的电流变大，小灯泡实际功率变大，小灯泡变亮，故C错误；D、将电源正负极对调，通过乙的电流不变，乙的转速不变，甲的转速不变，产生的感应电流大小不变，灯泡亮度不变，故D错误。故选：A。【变式3-2】（2023•天山区校级模拟）无链条电动自行车因省力、灵活、安静等优点，成为城市中一种理想的交通工具。（1）车身是由航空铝合金制造，由于航空铝合金的密度小（选填“密度”或“体积”），使得整车质量小，惯性小，比较灵活：整车产生的最大噪声小于30dB，这是从声源处减弱噪声。（2）此车可以通过骑行者踩脚踏板获得能量，踩脚踏板获得的能量存储在自行车框架中的锂电池内，这个过程相当于发电机（选填“发电机”或“电动机”）的工作原理。为保证电动车续航能力，该车采用了能量密度大的锂电池，其能量密度达180W•h/kg，若锂电池的质量为2kg，电池充满电时电能为1.296×106J；若车行驶中受到的阻力均为50N，这些能量有80%转化为动能，则车可以行驶20736m。【答案】（1）密度；小；声源处；（2）发电机；1.296×106；20736【分析】（1）材料的密度越小，与同体积的其它物质相比，质量小，惯性小；减弱噪声可以在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。（2）发电机是利用电磁感应原理来工作的；根据W＝Fs和效率公式进行计算。【解答】解：（1）车身是由航空铝合金制造，由于航空铝合金的密度小，根据m＝ρV，使得整车质量小，惯性小，比较灵活：整车产生的最大噪声小于30dB，这是从声源处减弱噪声。（2）锂电池的能量密度达180W•h/kg，若锂电池的质量为2kg，电池充满电时电能为：W＝180W•h/kg×2kg＝360W•h＝360×3600s＝1.296×106J；根据得到：W有＝ηW＝Fs＝fs，所以车行驶的路程为：。故答案为：（1）密度；小；声源处；（2）发电机；1.296×106；20736。【考点4探究电磁感应现象的实验】【典例4-1】（2022•大庆）某同学利用如图所示的实验装置探究电磁感应现象，实验时开关S始终闭合且磁体保持静止，下列探究过程及结论均合理的是（）A．导线ab保持静止，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明磁不能生电 B．导线ab上下运动，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明导体在磁场中运动不会产生感应电流 C．导线ab分别向左、向右运动，观察到灵敏电流计指针偏转方向不同，说明感应电流的方向与导线运动方向有关 D．磁体的S极在上时，使导线ab向左运动；N极在上时，使导线ab向右运动。观察到两次灵敏电流计指针偏转方向相同，说明感应电流的方向与磁场方向无关【答案】C【分析】产生感应电流的条件有两个：电路是闭合的；导体在磁场中做切割磁感线运动；感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关。【解答】解：A、导线ab保持静止，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，是因为导体没有做切割磁感线运动，不能说明磁不能生电，故A错误；B、导线ab上下运动，导体没有做切割磁感线运动，并不会产生感应电流，未观察到灵敏电流计指针发生偏转；当导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，故B错误；C、导线ab分别向左、向右运动，导体运动方向发生了变化，观察到灵敏电流计指针偏转方向不同，说明感应电流的方向与导线运动方向有关，故C正确；D、磁体的S极在上时，使导线ab向左运动；N极在上时，使导线ab向右运动；导体运动方向和磁场方向同时发生了变化，观察到两次灵敏电流计指针偏转方向相同，不能说明感应电流的方向与磁场方向无关，故D错误。故选：C。【典例4-2】（2023•碑林区校级模拟）在“探究感应电流产生的条件”实验中：（1）实验装置如图所示，AB棒的材料可能是铝（选填“塑料”、“铝”或“陶瓷”）。（2）闭合开关，让导体AB在蹄形磁体中向右运动，电流表指针会偏转（选填“会”或“不会”），说明电路中有感应电流产生。（3）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与磁场方向的关系。在这个实验中机械能转化为了电能，但这些电能却无法再自发地转化为AB棒的机械能，这说明能量的转化有方向性。【答案】（1）铝；（2）会；（3）磁场方向；方向。【分析】（1）铝是导体，塑料、陶瓷是绝缘体，据此分析；（2）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生感应电流的现象叫电磁感应现象；（3）感应电流方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场的方向有关；电磁感应现象中，主要是将机械能转化为电能；能量在转化的过程中具有方向性，很多能量转化的实例都说明了这一点。【解答】解：（1）在探究电磁感应现象的实验中，我们必须保证处于磁场中的这部分是导体，三种物质中，塑料、陶瓷是绝缘体，铝是导体，所以我们应选择铝棒；（2）闭合开关，让导体AB在蹄形磁体中向右运动，导体AB切割磁感线，会产生感应电流，因此电流表指针会偏转；（3）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验时，只有磁场的方向发生了改变，因此是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系；在此过程中，主要是将机械能转化为电能；电能可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些能量却无法自动转化为机械能。该现象说明能量的转化具有方向性。故答案为：（1）铝；（2）会；（3）磁场方向；方向。【变式4-1】（2023•禅城区二模）（1）如图甲所示，电能表的读数是2021.3kW•h，如图乙所示，冰墩墩的高度为3.70cm。（2）如图丙是探究“电流产生的热量跟什么因素有关”的装置。实验中通过观察U形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种实验研究的方法叫转换法。（3）图丁是“探究什么情况下磁可以生电”的装置。导体AB用棉线悬挂起来，AB棒材料应选择铜（选填“塑料”或“铜”）。闭合开关后，AB棒向左右（选填“左右”或“上下”）运动时，灵敏电流计的指针会发生偏转，说明电路中产生了感应电流。为了得到更大的感应电流，可以增强磁场或加快切割磁感线的速度（填一个做法即可）。【答案】（1）2021.3；3.70；（2）高度差；转换；（3）铜；左右；增强磁场或加快切割磁感线的速度。【分析】（1）电能表是测量用户在某段时间内用电器消耗电能的仪表，单位是千瓦时，最后一位是小数。刻度尺在读数时要估读到分度值的下一位。（2）在探究“电流产生的热量跟什么因素有关”的实验中，采用转换法。（3）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象，发电机和动圈式话筒就是利用该原理制成的。要得到更大的电流，可以增强磁场或加快切割磁感线的速度。【解答】解：（1）如图甲所示，电能表的读数是2021.3kW•h，如图乙所示，该刻度尺的分度值是1mm，冰墩墩的高度为3.70cm。（2）如图丙是探究“电流产生的热量跟什么因素有关”的装置。实验中通过观察U形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种实验研究的方法叫转换法。（3）图丁是“探究什么情况下磁可以生电”的装置。导体AB用棉线悬挂起来，AB棒材料应选择铜（导体）。闭合开关后，AB棒向左右运动时，灵敏电流计的指针会发生偏转，说明电路中产生了感应电流。为了得到更大的感应电流，可以增强磁场或加快切割磁感线的速度。故答案为：（1）2021.3；3.70；（2）高度差；转换；（3）铜；左右；增强磁场或加快切割磁感线的速度。【变式4-2】（2023•石景山区二模）某同学利用如图甲所示的实验装置探究“闭合电路中的导体在磁场中做怎样的运动会产生感应电流”，图中N、S是磁极，在两极中间区域，前后相对位置放置一对“米”字镂空塑料板，如图乙所示，辅助导体在磁场中沿①②③三个方向做直线运动。用图丙可以描述图甲中的导体ab位置、运动轨迹和磁感线，其中虚线代表导体运动轨迹。实验时开关S1始终闭合且磁体保持静止。实验结果如下表：磁场情况导体ab在磁场中的运动情况灵敏电流计偏转情况N极在下静止不偏转N极在下沿①做竖直上、下运动不偏转N极在下沿②做水平向左运动向左偏转N极在下沿②做水平向右运动向右偏转N极在上沿②做水平向左运动向右偏转N极在上或在下③做倾斜方向运动均有偏转​（1）根据以上信息，判断下列说法正确的是BC。A.导体ab保持静止，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明磁不能生电B.导体ab竖直上下运动，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明此时没有产生感应电流C.磁体的N极在下时，导体ab分别沿水平向左、水平向右运动，观察到灵敏电流计指针偏转方向不同，说明感应电流的方向与导体运动方向有关D.磁体的N极在下时，使导体ab水平向右运动；N极在上时，使导体ab水平向左运动，观察到两次灵敏电流计指针偏转方向相同，说明感应电流方向与磁场方向无关（2）在以上实验的基础上进一步分析得出：“切割磁感线运动”时可以产生感应电流，据此可以推理，图中垂直于纸面放置的导体ab在以下几种分布情况的磁场中沿虚线运动时，可以产生感应电流的是：D。（注意选填字母）​​A．①②③B．②③C．②④D．①③④【答案】BC；D。【分析】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，这种现象叫电磁感应现象；结合控制变量法进行解答。【解答】解：（1）A、导体ab保持静止，导体ab在磁场中未做切割磁感线的运动，导体中就不会产生电流，所以，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，不能说明磁不能生电，故A错误；B、导体ab竖直上下运动，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明此时没有产生感应电流，故B正确；C、磁体的N极在下时，导体ab分别沿水平向左、水平向右运动，观察到灵敏电流计指针偏转方向不同，说明感应电流的方向与导体运动方向有关，故C正确；D、根据控制变量法，应控制磁体的N极位置相同，改变导体ab水平运动方向，观察灵敏电流计指针偏转方向是否相同，来说明感应电流方向与磁场方向是否有关，故D错误；故选：BC；（2）图①③④中导体ab在磁场中做切割磁感线的运动，导体中会产生电流，图②中导体ab在磁场中未做切割磁感线的运动，导体中就不会产生电流；故选：D。故答案为：BC；D。一、选择题。1．（2023•本溪二模）如图是一款能自动发电的健身车，蹬车时车轮带动内部的线圈在磁场中转动，就会产生感应电流，为车上的蓄电池充电，蓄电池又可为健身车上的用电设备供电。关于该健身车，下列说法正确的是（）A．健身车放在水平地面上时对地面的压力约为2.5N B．健身车的高度约为12dm C．车轮转动一段时间后，用手触摸会感到温热，其温度约为100℃ D．健身车发电时的工作原理与扬声器的工作原理相同【答案】B【分析】不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断不符合实际的是哪一个。发电机的工作原理是电磁感应现象。【解答】解：A、健身车放在水平地面上时对地面的压力等于其自身的重力，约为400N，故A错误；B、健身车的高度在1m左右，约为12dm＝1.2m，故B正确；C、车轮转动一段时间后，用手触摸会感到温热，其温度约为45℃，故C错误；D、健身车发电时的工作原理是电磁感应现象；扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，两者原理不相同，故D错误。故选：B。2．（2023•秦淮区二模）下列关于电磁现象的说法，正确的是（）A．图甲：a为磁体s极 B．图乙：P向右滑动能吸引更多铁钉 C．图丙：该装置中导体AB竖直向上运动，电流表指针偏转 D．图丁：只对调电源正负极，线圈转动方向就会发生改变【答案】D【分析】（1）磁体周围的磁感线总是从N极发出，回到S极；（2）当线圈的匝数一定时，电磁铁中的电流越大，磁性越强；（3）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生电流，这种电流叫感应电流，这一现象叫电磁感应现象；（4）通电线圈在磁场中的转动方向与磁场方向和电流方向有关。【解答】解：A．由磁感线的方向可得，a为磁体的N极，b为磁体的S极，故A错误；B．P向右滑动，接入电路的电阻阻值变大，电流变小，磁性变弱，不能吸引更多铁钉，故B错误；C．导体AB竖直向上运动，运动方向与磁感线方向平行，不能切割磁感线，不能产生感应电流，电流表指针不偏转，故C错误；D．只对调电源正负极，电流的方向发生改变，故线圈受到力的方向发生改变，故线圈转动方向就会发生改变，故D正确。故选：D。3．（2023•柘城县一模）如图是正在工作的风力发电机，下列能反映其工作原理的是（）A． B． C． D．【答案】D【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应现象，应用于发电机。【解答】解：从图中可以看到，该风力发电机是把风能转化为机械能，再转化为电能，其工作原理是电磁感应，发电机的工作原理。A．有电流流过导体时，导体附近的小磁针，会发生偏转，说明通电导体周围存在磁场，这是电流的磁效应，故A不正确；B．通电直导线，在磁场中会受到力的作用，这是电动机的工作原理，故B不正确；C．在电流大小相等时，线圈的匝数越多，吸引的大头针越多，这是电流的磁效应，故C不正确；D．这是一个风扇，通过人手转动扇叶，从而产生电流，灯泡发光，其工作原理是电磁感应，发电机的工作原理，故D正确。故选：D。4．（2023•灌云县校级一模）如图所示的四个装置，关于它们的说法正确的是（）A．图a可用来演示电流的磁效应 B．图b可用来演示电磁感应现象 C．图c可用来演示磁场对电流的作用 D．图d可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系【答案】C【分析】（1）电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，电路中会产生感应电流；（2）电流磁效应是指电流能产生磁场；奥斯特实验证明了通电导线周围存在磁场；（3）研究磁场对电流的作用要先给导体通电，再将其放入磁场中；（4）比较电磁铁磁性强弱一般用不同的电磁铁来吸引大头针；根据不同实验的特点，对照各图进行判断即可。【解答】解：A、图a是研究电磁感应现象的实验装置，故A错误；B、图b是奥斯特实验，是电流的磁效应的实验装置，故B错误；C、图c是演示磁场对电流作用的实验装置，故C正确；D、图d是演示电磁铁的磁性强弱与线圈匝数关系的实验装置，故D错误。故选：C。5．（2022•新抚区模拟）图中是模仿中国科技馆“电磁感应摆”组装的实验装置，甲、乙两个线圈用导线连接起来，构成闭合电路，分别放入磁场中，让甲线圈在磁场中做切割磁感线运动，乙线圈就会随之摆动。关于这个现象，下列说法正确的是（）A．甲线圈运动过程中，把电能转化为机械能 B．乙线圈摆动过程中，把机械能转化为电能 C．根据乙线圈摆动的原理可以制成电动机 D．只改变甲线圈切割磁感线的方向，乙线圈摆动方向不变【答案】C【分析】根据通电导体在磁场中受力和电磁感应的原理来对图中的装置进行分析，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力，发电机的原理是电磁感应，电动机工作时消耗电能，得到机械能；发电机工作时将机械能转化为电能。【解答】解：A．由题知，当甲线圈在磁场中做切割磁感线运动时，闭合的回路中有感应电流产生，是发电机的工作原理，该过程中将机械能转化为电能，故A错误；BC．乙线圈摆动的原理是通电导体在磁场中受力的作用，是电动机的工作原理，将电能转化为机械能，故B错误，C正确；D．改变甲线圈切割磁感线的方向，感应电流的方向会发生改变，乙线圈摆动方向随着改变，故D错误。故选：C。6．（2023•新乡三模）（多选）如图所示，ab、cd两铜棒分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两铜棒通过导线连接构成一个闭合回路，用手推动铜棒ab水平摆动时，铜棒cd也会随之摆动。对于这个过程，下列说法正确的是（）A．铜棒ab相当于电源，铜棒cd相当于用电器 B．竖直上下移动铜棒ab，铜棒cd也会随之摆动 C．铜棒cd运动时是发电机的工作原理 D．仅调换右侧蹄形磁铁的上下磁极，铜棒cd摆动方向与原来相反【答案】AD【分析】（1）闭合电路的一部分导体在磁场做切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应现象；（2）电动机是根据通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的；（3）通电导体在磁场中运动方向跟电流方向和磁场方向有关。【解答】解：ABC、闭合开关，ab和cd组成一个闭合电路，闭合电路的一部分铜棒ab在磁场中进行切割磁感线运动，即铜棒ab水平摆动时，闭合电路中有了感应电流，这种现象是电磁感应现象；竖直上下移动铜棒ab，不会产生感应电流；电路中有了感应电流之后，感应电流经过铜棒cd，铜棒cd成为通电导体在磁场中受力而运动，这是电动机的工作原理；所以，铜棒ab相当于电源，铜棒cd相当于用电器，故A正确、BC错误；D、通电导体在磁场中运动方向跟电流方向和磁场方向有关，仅调换右侧蹄形磁铁的上下磁极，铜棒cd摆动方向与原来相反，故D正确。故选：AD。7．（2023•潍坊模拟）（多选）如图所示是小明设计的一个简易电流表，图中N、S为永磁体的两个磁极，线圈和指针成一定的角度固定在一起，指针下端配有重球，a、b是简易电流表的接线柱（）A．简易电流表能够工作的主要原理是电磁感应 B．如图所示，指针所指的位置应该是简易电流表的0刻度线 C．如果b为正接线柱，正确使用电流表时指针会向左侧偏转 D．通过线圈的电流不变，指针下端的重球质量越大，指针偏转角度越小【答案】BD【分析】（1）利用图示的装置分析出其制成原理；（2）根据线圈的平衡状态分析；（3）磁极间的作用规律：同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引；（4）指针下端的重球质量越大，使指针偏转时需要的力就越大。【解答】解：A．由题意可知，简易电流表能够工作的主要原理是通电导体在磁场中受力运动，故A错误；B．如图所示，线圈处于平衡位置，所以指针所指的位置是简易电流表的0刻度线，故B正确；C．如果b为正接线柱，电流从b到a，由安培定则可知，线圈左端为N，根据磁极间的作用规律可知，通电后电流表时指针会向右侧偏转，故C错误；D．通过线圈的电流不变，线圈与磁铁之间的磁力不变，如果指针下端的重球质量越大，需要的使指针偏转的作用力就越大，所以电流不变时，指针偏转角度越小，故D正确。故选：BD。二、填空题。8．（2023•海州区校级三模）如图是一款能发电的魔方充电器，转动魔方即可产生电能。产生的电能储存于魔方内并通过USB端口给移动设备充电。（1）此魔方根据电磁感应的原理发电，这个过程机械能转化为电能；（2）给移动设备充电时，魔方相当于电路中的电源（选填“电源”或“用电器”）。【答案】（1）电磁感应；机械；（2）电源。【分析】（1）（2）利用电磁感应现象可以产生感应电流；在电磁感应现象中机械能转化为电能；在对外供电的过程中，电源会提供电能。【解答】解：（1）转动魔方时，闭合电路的导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，利用的是电磁感应现象；在发电的过程中，电能转化为机械能；（2）魔方给移动设备充电时，魔方提供电能，相当于电路中的电源。故答案为：（1）电磁感应；机械；（2）电源。9．（2023•单县二模）（1）如图甲，线圈上方有一铁片，通电后，线圈A端是S极，铁片B端是N极。（2）如图乙，将C、D两个微型电动机的转轴对接并固定在一起，闭合开关后，两电动机一起转动，小灯泡（与C固定在一起）发光，能够产生感应电流的是C（选填“C”或“D”）电机，另一个电机为它提供机械能。​【答案】（1）S；N；（2）C【分析】（1）根据安培定则和磁极间的相互作用规律分析；（2）通电导体在磁场中受到磁力的作用而运动，将电能转化为机械能，其实际应用是电动机；闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，这种现象叫电磁感应，该过程中机械能转化为电能，其实际应用是发电机。【解答】解：（1）通电后，电流从螺线管的右端流入，根据安培定则可知，线圈的A端为S极，铁皮被磁化，根据异名磁极相互吸引可知，B端为N极；（2）闭合开关，电源与D电动机接通，电流通过D电动机，D电动机转动，将电能转化为机械能，其原理是通电导体在磁场中受力而运动；D电动机带动C电动机一起转动，C电动机内部的线圈在磁场中切割磁感线，产生感应电流，小灯泡发光，此时C电动机相当于发电机，将机械能转化为电能，其工作原理是电磁感应现象。故答案为：（1）S；N；（2）C。10．（2023•从化区二模）某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图1所示。（1）如图2是实验室用的手摇发电机简易图，闭合开关后，甲图线圈顺时针转动，LED发光；乙图线圈顺时针转动，LED发红（选填“红”或“黄”）光。（2）如图3所示，图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合回路的一部分。如果它在四个磁场中水平运动时，图4中哪种情况不会产生感应电流？②（填写序号）。【答案】（1）红；（2）②。【分析】（1）感应电流的方向与导体运动方向、磁场的方向有关；（2）产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会有感应电流。【解答】解：（1）闭合开关后，甲图线圈顺时针转动，由图可知，LED发黄光；乙图中磁场的方向发生了改变，线圈顺时针转动，则产生的感应电流的方向会发生改变，所以LED发红光。（2）a在四个磁场中水平运动时，图4中只有②中没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流。故答案为：（1）红；（2）②。11．（2023•长春一模）在码头附近的海面上，放置一些蓝色铁板，就可以源源不断获取电力。如图所示，装置中有液压马达、蓄电池和发电机，发电机是根据电磁感应原理制成的；蓝色铁板依据海洋的潮起潮落，把海水中的机械能转化为电能。【答案】电磁感应；机械；电【分析】发电机是根据电磁感应现象制成的，发电机将机械能转化为电能。【解答】解：发电机的工作原理是电磁感应现象，在该过程中，蓝色铁板依据海洋的潮起潮落，将机械能转化为电能。故答案为：电磁感应；机械；电。12．（2023•宜兴市模拟）为了探究导体在磁场中怎样运动，才能在电路中产生电流，采用了图中所示的实验装置：（1）断开开关，让导体ab在蹄形磁体中左右运动，电流计指针不会（会/不会，下同）偏转；闭合开关，让导体在蹄形磁场中竖直上下运动，电流计指针不会偏转。（2）闭合开关，将导体ab向左运动，发现电流计指针向左偏转，如果将导体ab向右运动，则电流计指针向右（左/右，下同）偏转，如果将此磁体磁极上下对调，将导体ab向左运动，则电流计指针向右偏转。【答案】（1）不会；不会；（2）右；右。【分析】（1）产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动；（2）感应电流的方向与磁场的方向和切割磁感线的方向有关。【解答】解；（1）将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，断开开关，让导体在蹄形磁体中左右运动，虽然导体切割磁感线，但由于开关是断开的，所以电路中没有感应电流产生，电流计指针不会偏转；闭合开关，让导体在蹄形磁场中竖直上下运动，导体没有做切割磁感线运动，电流计指针不会偏转；（2）感应电流方向与导体运动的方向和磁场方向有关，闭合开关后，使导体ab水平向左运动，电流表指针向左发生偏转；那么ab向右运动时，保持磁极不变，灵敏电流表指针向右偏转；如果将磁体两极上下对调，将导体ab向左运动，灵敏电流表指针向右偏转。故答案为：（1）不会；不会；（2）右；右。13．（2022秋•泸县校级月考）对人体来说，安全电压一般不高于36V；我国家庭使用的交流电频率为50Hz，周期0.02s，交流电的方向每周期改变2次，则10min电流方向改变60000次。【答案】36；50；0.02；60000。【分析】（1）知道交流电的频率，根据T＝求出周期。（2）交流电的频率是50Hz表示电流在1s内要经过50个周期，1s内电流方向改变100次。（3）交流电每经过一个周期，电流要改变2次。【解答】解：人体安全电压≤36V，即不高于36V。我国使用的交流电的电压为220V，发电机线圈在磁场中1s转50圈，即1s内有50个周期，频率为50Hz；一个周期的时间为：，交流电1s内有50个周期，则10min等于600s，有30000个周期；交流电的方向每周期改变2次，故10min电流方向改变60000次。故答案为：36；50；0.02；60000。14．（2022•姜堰区校级模拟）科技活动中，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回路.用手推动左侧甲线圈摆动时，右侧乙线圈会随之摆动.其中隔板左侧装置应用的原理是电磁感应，隔板右侧装置产生的现象与电动机工作原理类似，把电能主要转化为机械能。【答案】电磁感应；电动机；电；机械。【分析】根据电磁感应原理和通电导体在磁场中受力运动来对图中的装置进行分析；发电机的工作原理是电磁感应，工作时将机械能转化为电能；电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，电动机工作时消耗电能，得到机械能。【解答】解：甲线圈摆动的过程做切割磁感线运动，闭合的回路中有感应电流产生，是发电机的工作原理，所以甲线圈相当于电源，工作时将机械能转化为电能；乙线圈表示的是通电导体在磁场中受力运动，是电动机的工作原理，其能量转化是电能转化为机械能。故答案为：电磁感应；电动机；电；机械。三、实验探究题。15．（2023•越秀区校级二模）如图所示，小彤同学利用两块磁铁、一个线圈等材料制作了一台小型发电机，并用一个LED灯和开关（发光二极管）连接了图中电路。（1）二极管具有单向导电性，当以一定的速度连续转动线圈，当线圈转动到如图所示位置时，LED恰好发光，则当线圈转到图b位置时，LED不能发光（选填“能”或“不能”）；（2）闭合电路中的感应电流与磁场方向、导线运动方向有关。在实验图C中，发光的是LED乙（选填“甲”或“乙”）；线圈持续转动时，LED灯甲和乙同时发光（选填“同时发光”或“交替发光”）。【答案】（1）不能；（2）乙；同时发光【分析】（1）二极管具有单向导电性；线圈转动过程中，产生的是交流电；（2）根据二极管的发光情况分析电流的方向是否发生变化。【解答】解：（1）线圈在转动过程中产生的是交流电，当线圈转动到如图所示位置时，LED恰好发光，则当线圈转到图b位置时