1.5磁生电（原卷版）

1.5磁生电学习目标学习目标1、通过探究，知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件；2、了解电磁感应在实际生活中的应用。002预习导学知识点一：电磁感应现象1．1831年，英国物理学家法拉第发现了磁生电的条件和规律，实现了利用磁场获得电流的愿望。这个重大发现，带来了的大规模生产和利用，开辟了电气化的新纪元。2．电路的一部分导体在磁场中做的运动时，导体中就会产生，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫3．感应电流的方向跟导体的和有关。4．如果电路不闭合，当导体做切割磁感线运动时，导体中感应电流，但导体两端会有。5．在电磁感应中，能转化为能。注意点：1．切割运动不一定需要垂直，导体的运动方向与磁感线有一定的角度也可以。2．不是切割运动的情况有两种：一是导体沿磁感线方向运动；二是导体沿自身所在的直线运动。3．感应电流的大小与导体切割磁感线的速度和磁场的强度等有关。(1)当磁场强弱一定时，导体切割磁感线的速度越大，产生的感应电流越大。(2)当导体切割磁感线的速度一定时，磁场越强，产生的感应电流越大知识点二：交流发电机1．都发生的电流叫交流电，如手摇发电机产生的电流就是交流电；的电流叫直流电，如从干电池中获得的电流就是直流电。2．我们所用的电网以电供电，周期是秒，频率为赫。3．交流发电机是利用线圈切割磁感线而产生感应电流，它主要由(线圈)和(磁体)组成，再利用铜环和电刷把线圈产生的电输送给用电器。大型交流发电机为了得到较强的磁场，用代替永磁体。直流电动机和交流发电机的比较：直流电动机交流发电机原理通电线圈在磁场中受到力的作用转动电磁感应现象构造转子(线圈)、定子(磁体)、换向器、电刷等转子(线圈)、定子(磁体)、铜环、电刷等能量转化电能转化为机械能机械能转化为电能线圈内部电流交流电交流电线圈外部电流直流电交流电在电路中的作用用电器电源003考向释疑（2023秋•西湖区校级期中）磁卡在生活中使用越来越广泛，只要将磁卡刷过读卡装置，检测头中就会产生感应电流，便能得到相应的信息。以下电器件中工作原理与此相似的是（）A．电动机 B．发电机 C．电磁继电器 D．电铃（2023春•下城区校级期中）同学们做实验的装置如图所示，闭合开关，先将导体ab水平用力向右移动，导体cd也随之运动起来。则在以上的实验中下列说法正确的是（）A．实验装置中的甲装置运用的原理是电磁感应现象 B．实验装置中的甲装置把电能转化为机械能 C．实验装置中的乙装置产生的现象在生活中的应用是发电机 D．若将导体ab水平用力向左移动，导体cd的运动方向不变（2023春•椒江区校级月考）如图所示是探究“感应电流产生条件”的实验装置。图中a、b接线柱应连接（）A．电源 B．灵敏电流表 C．电压表 D．电阻（2023春•杭州期中）如图所示是动圈式话筒的部分结构，声波使振膜左右振动，连接在振膜上的线圈也随之一起振动，切割永磁体的磁感线产生电流，下列说法正确的是（）A．该物体的工作原理与电吉他相同 B．利用了通电导体在磁场中受力运动的原理 C．利用了电流的磁效应 D．产生了直流电（2023春•洞头区期中）如图，是一种手压式环保节能手电筒的结构示意图。使用时，迅速按压手柄多次，闭合开关灯泡就能发光。这种不需要干电池的手电筒的工作原理是（）A．电磁感应现象 B．电流的磁效应 C．磁极间的相互作用 D．通电线圈在磁场里受力转动（2023春•鹿城区校级期中）在研究电磁感应现象的实验中，蹄形磁体水平放置，将导体ab放入蹄形磁体的磁场中，如图甲所示。（1）导体棒的材料可选择；A.塑料B.玻璃C.铜（2）该实验中能量转化的形式是将转化为电能；（3）闭合开关，此灵敏电流计的指针偏转如图甲。现改变磁场方向请在图乙中用箭头表示灵敏电流计的偏转方向。（2023春•镇海区期末）起点为宁波市镇海区威海路，终点为杭州市江干区下沙枢纽的杭甬高速段，将成为国内首条高科技智慧公路，建设远期目标是实现车辆移动式无线充电（如图甲）。图乙是电动汽车无线充电的原理简化图，当路面内的充电线圈接通供电电源之后，该线圈就会产生一个磁场，当电动汽车在公路上的时候，车载线圈中会产生感应电流，实现无线充电。（1）车载线圈中产生电流是利用现象。（2）当充电线圈中某一时刻的电流从a流入，b流出时，则图中充电线圈内部B点的磁场方向（填“向上”或“向下”）。（2023春•西湖区校级期中）小明在做“探究什么情况下磁可以生电”实验时，连接了如图所示的实验装置，PQ、MN为两水平放置的平行金属导轨，两导轨右侧连接定值电阻R，一金属棒垂直搁在两导轨上，与导轨接触良好，接触点分别为a、b．现把该装置放入一大小、方向均不变的磁场区域内，用力F拉动金属棒沿导轨匀速运动时，在闭合回路可产生感应电流，当向右拉动金属棒时，通过金属棒的电流方向为a→b，忽略所有摩擦阻力和除R外其他电阻，则：（1）当向左拉动金属棒时，通过金属棒的电流方向为；（2）当向右拉动金属棒时，金属棒相当于电源给电阻R供电，则此时金属棒的（选填“a”或“b”）端相当于电源的正极。（2023春•东阳市期末）随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线，小到手表、，大到电脑、电动汽车的充电，都已经实现了从理论研发到实际应用的转化。如图是无线充电的原理简化图。当充电器发射线圈接通电源之后，该线圈就会产生一个磁场，此时若将放在充电器上，中的接收线圈即会产生感应电流，实现无线充电。请回答：（1）无线充电时，线圈中产生电流原理是利用现象；（2）当某一时刻发射线圈与接收线圈中部的磁场方向向上时（如图中箭头所指方向），则该时刻发射线圈中的电流方向是（选填“a→b”或“b→a”）。（2023春•西湖区校级期中）如图甲所示是探究电磁感应现象的装置。（1）如图乙所示的四种方式，不能产生感应电流的是（填字母）。（2）利用此装置探究影响感应电流方向的因素，观察到的实验现象记录如表：实验序号磁场方向导体切割磁感线方向灵敏电流计指针偏转方向①向下向右向左②向上向右向右③向下向左向右通过比较上述三次实验记录的信息，可知感应电流方向与有关（选填序号）。①磁场方向②导体切割磁感线方向③灵敏电流计指针偏转方向00401强化训练（2023•温岭市模拟）科学探究是一个不断发现问题、解决问题的过程。下列对电与磁的相关科学史料的解读错误的是（）A．科学知识是固定不变 B．科学发展的背后隐含着人类认识的发展 C．电与磁统一性的证实，揭示了电磁现象的本质 D．问题是在具体的情境中根据人们研究的需要提出的（2023•滨江区一模）小滨同学喜欢电吉他，学习电与磁的知识后，知道了拾音器的基本结构如图。他又查询资料得知：磁体附近的金属弦容易被磁化，当弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音。下列关于拾音器说法正确的是（）A．将磁体换成铁棒，电吉他仍能正常工作 B．电吉他要正常工作，金属弦只能用铁丝 C．线圈中产生感应电流的原理与电磁继电器的工作原理相同 D．线圈中产生感应电流表明机械能可以转化为电能（2023春•武义县期末）如图所示，在光滑的水平面上固定一螺线管，螺线管与灵敏电流表组成闭合回路。有一轻质小车，车上放一条形磁铁，车可以在水平面左右运动，开关闭合，在小车靠近或远离螺线管的过程中（）A．小车只有朝右运动螺线管才有电流 B．小车左右运动螺线管都有电流 C．小车运动越快电流表指针偏转越小 D．小车运动方向改变电流表指针偏转方向不变（2023春•滨江区校级月考）如图所示，×表示磁场方向垂直纸面向里，金属棒MN在水平导轨abcd上无摩擦向右滑动时，金属棒MN中电流方向为：从N流向M。则下列说法不正确的是（）A．增大MN的速度，通过R的电流会变大 B．MN左、右运动时，切割了磁感线 C．若MN向左滑动，电阻R中电流方向为从c流向a D．该图反映了电动机原理（2023•滨江区模拟）2021年4月19日，上海国际车展媒体日首日，特斯拉的展上出现一位穿着“刹车失灵”和特斯拉标识T恤的女士进行维权。当日，该女士站上特斯拉车顶，情绪十分激动，并做出敲打车顶的行为，喊着“特斯拉刹车失灵”。制动能量回收是特斯拉电动汽车的重要技术之一。（1）电动汽车的可逆电机在汽车减速或制动时，电源自动停止供电，此时将机械能转化为电能并储存在蓄电池中，机械能转化为电能的原理是：；电动汽车汽车行驶过程中，司机和乘客都需要系好安全带，这是为了减小司机和乘客由于带来的危害。（2）电动汽车的核心部件之一是电动机，它利用的原理是：在磁场中受到力的作用。（2022春•西湖区校级期中）如图所示，将一根导体棒ab两端用细导线与灵敏电流计组成一个闭合回路。让导体棒ab水平向左运动时，电流计的指针向右偏转；（1）导体棒ab水平向右运动时电流计的指针向左偏转，说明感应电流的方向与有关。（2）让导体棒ab沿竖直方向上下运动时，电路中感应电流（填“有”或“没有”）。（3）研究表明：感应电流的大小与下列因素有关的是（填字母）。A．导线切割的速度大小B．磁场的强弱C．导体的总长度（2022春•义乌市校级月考）为研究感应电流方向的影响因素，某同学设计了如图所示实验方案，将两只二极管与线圈连成并联电路，并将两只二极管的正负极接成相反情形。使磁铁在线圈中左右移动，此时会看见两只发光二极管轮流发光。（发光二极管只允许电流从二极管的正极流入，负极流出。）（1）该装置发光的原理是；（2）实验中用两只二极是为了研究的关系。（2020春•宁波期末）无线充电不仅在行业，在电动汽车上也很热门，这给人类带来很大的便捷。人们还打算将无线充电的技术应用到高速公路上，在公路的柏油层下方，按一定的距离布置初级线圈，当电动汽车从上面经过时，线圈产生磁场，并对汽车充电。这种无线充电过程涉及的科学知识用了如图所示实验原理。（2022春•定海区校级期中）如图所示，新型智能无线充电技术应用了电磁感应原理，当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场，带有金属线圈的智能靠近该磁场就能产生电流，通过“磁生电”来实现充电。下列设备也是利用“磁生电”原理工作的是（）A．发电机 B．电动机 C．电烙铁 D．电磁起重机（2022春•拱墅区月考）电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，能够被磁化通常所说的磁性材料是指强磁性物质。铁磁性材料一般是Fe、Co、Ni元素及其合金，稀土元素及其合金，以及一些Mn的化合物。因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法不正确的有（）A．取走磁体，电吉他将不能正常工作 B．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 C．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化（2021春•西湖区校级期中）在交流发电机中，当线圈平面，①转至与磁感线垂直位置时，感应电流为零：②转过与磁感线平行时，感应电流改变方向；③转至与磁感线平行时，感应电流为零；④转过与磁感线方向垂直时，感应电流方向改变，以上说法正确的是（）A．①③ B．②③ C．①④ D．①②④（2023春•玉环市期末）法拉第长达10年的艰辛探索深深感染了小玉同学，他在课后组织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”，实验结果如表：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极在下竖直方向上、下运动不偏转N极在下水平向左运动向左偏转N极在下水平向右运动向右偏转N极在下倾斜向右上方运动有偏转（1）根据实验结果，小玉由表得出结论：感应电流的方向与导体运动方向有关。同组小环同学认为不够严谨，需要补充实验，请指出其不足之处：。（2）小玉进一步分析得出：导体切割磁感线运动时可以产生感应电流。图乙中垂直于纸面放置的导体ab在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：（选填数字序号）。（3）他们想进一步探究“产生感应电流的大小与哪些因素有关”。猜想并建立假设：产生感应电流的大小与导体切割磁感线运动的速度大小有关。要验证该假设应该进行的操作是：。（2023春•上城区校级期中）小双想探究感应电流的大小与什么因素有关，他设计了如图所示的装置进行实验。铁块上绕有导线，线框与灵敏电流表（G表示）相连（线框高度大于铁块高度，实验过程中线框不旋转）。（1）当开关闭合时，电磁铁的A端是极。（2）让线框分别从h1和h2（h2大于h1）竖直下落并穿入磁极A、B之间，G表指针对应的转角度分别为θ1和θ2（θ2大于θ1），这样做的目的是为了探究感应电流的大小与有关。（3）把变阻器的滑片移至左端，线框从h1的高度下落，G表指针的偏转角为θ3，观察到θ3大于θ1，表明感应电流的大小还与有关。（2023春•金华期中）学校开展项目化学习挑战赛——为夜跑者设计制作节能夜跑灯。【项目要求】设计制作节能夜跑灯，将日常跑步产生的机械能转化为电能使LED灯发光。【提供器材】塑料水管、胶塞、圆柱形强磁体、漆包线、LED灯（额定电压为1.8V）。（1）该项目学习经历时间较长，包含的重要环节有：①学习节能夜跑灯的工作原理一电磁感应现象：②小组合作设计夜跑灯结构图：③小组合作制作夜跑灯：④公布节能夜跑灯评价标准；⑤节能夜跑灯展示评比；⑥探究感应电压大小的影响因素。你认为上述环节最合理的排序是。（2）小科小组用磁性相同的磁体，以相同的速度切割磁感线，探究感应电压大小和线圈匝数关系，具体数据如下表所示，根据表中数据分析，在其他条件不变的情况下，小科小组至少要绕制匝线圈，才能使额定电压为1.8V的LED灯正常发光。线圈匝数50匝100匝150匝200匝感应电压0.18V0.36V0.54V0.72V（3）甲图为小科小组制作好的节能夜跑灯的结构图，线圈缠绕在塑料水管外壳并与LED灯构成闭合电路，磁体应置于乙图手臂的（填“A”或“B”）部位，请简述理由。（2022春•温州期中）如图甲所示是一种自行车上的“摩电灯”，它依靠自行车车轮的转动带动摩电灯上端的小轮转动，就能使前端的照明灯发光；图乙这种摩电灯的结构示意图，这说明摩电灯内部结构是（选填“电动机”或“发电机”），这个过程的工作原理是。（2022春•东阳市期末）学习了电磁感应现象后，小科同学想进一步探究感应电流的大小与哪些因素有关。他使用的装置如图所示：铁块E、F上绕有导线并与开关、滑动变阻器、电源、灯泡组成电路。线框abcd与灵敏E电流计G相连。（线框abed在铁块E、F上方，如实验过程中线框不扭转）[猜想与假设]小科做出了如下猜想：A．感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关；B．感应电流的大小与磁场的强弱有关。[设计与进行实验]小科探究猜想A的设计思路如下：实验时保持电磁铁磁性强弱不变，改变线框切割磁感线的速