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）（原卷版）

\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）（原卷版）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【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）指向地理的方，这是因为受到的作用。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（选填“有”或“无”）感应电流产生。【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．【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【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；科学家在电与磁的研究中，根据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（选填“扬声器”或“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．【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【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．【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【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极（A.正；B.负），两位置导线ab所受磁场力的方向（A.相同；B.相反）。（2）图3中能体现发电机原理是图（A.丙；B.丁），图丁的ab棒最好选用（A.铜；B.铁；C.铝）材质。【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【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，由于航空铝合金的小（选填“密度”或“体积”），使得整车质量小，惯性，比较灵活：整车产生的最大噪声小于30dB，这是从减弱噪声。（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（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J；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m。【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【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（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性。【变式4-1】（2023•禅城区二模）（1）如图甲所示，电能表的读数是kW•h，如图乙所示，冰墩墩的高度为cm。（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（选填“塑料”或“铜”）。闭合开关后，AB棒向（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（填一个做法即可）。【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。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：。（注意选填字母）​A．①②③B．②③C．②④D．①③④一、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．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）此魔方根据的原理发电，这个过程能转化为电能；（2）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”）。9．（2023•单县二模）（1）如图甲，线圈上方有一铁片，通电后，线圈A端是极，铁片B端是极。（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（选填“C”或“D”）电机，另一个电机为它提供机械能。​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（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？（填写序号）。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，发电机是根据原理制成的；蓝色铁板依据海洋的潮起潮落，把海水中的能转化为能。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（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（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，则电流计指针向偏转。13．（2022秋•泸县校级月考）对人体来说，安全电压一般不高于V；我国家庭使用的交流电频率为Hz，周期s，交流电的方向每周期改变2次，则10min电流方向改变次。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，隔板右侧装置产生的现象与工作原理类似，把能主要转化为能。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（选填“甲”或“乙”）；线圈持续转动时，LED灯甲和乙（选填“同时发光”或“交替发光”）。四、