20.5 磁生电（分层作业）-九年级物理全一册同步备课系列（人教版）【解析版】

20.5磁生电一、什么情况下磁能生电1．电磁感应现象：如果把磁感线想象成一根根实实在在的线，把导线想象成一把刀。表达产生电流的条件就容易多了。闭合电路的导体在磁场中做运动时就会产生电流。产生的电流叫做，这种现象叫做。【答案】一部分，切割磁感线，感应电流，电磁感应现象。【详解】闭合电路中的部分导体在磁场中，做切割磁感线运动时，就会产生电流。产生的电流叫感应电流，这种现象叫电磁感应现象。2．影响感应电流大小的因素：切割磁感线的和的强弱程度。【答案】速度，磁场。【详解】影响感应电流大小的因素是切割速度和磁场强度。所以在研究磁场强度与感应电流大小的关系时，需要保持导体运动速度和方向不变，研究切割速度对感应电流大小的影响时，需要保持磁场强度和运动方向不变，只改变导体运动速度。3.如图，在探究磁生电实验中，下列做法能使电流表指针发生偏转的是（）

A．断开开关，导体AB竖直上下运动B．断开开关，导体AB水平左右运动C．闭合开关，导体AB竖直上下运动D．闭合开关，导体AB水平左右运动【答案】D【详解】电磁感应实验中，闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，电路中有感应电流，能使电流表指针发生偏转；AB．断开开关，不能构成闭合电路，导体AB无论怎样运动都不能产生感应电流，故AB不符题意；C．闭合开关，导体AB竖直上下运动，不切割磁感线，不能产生感应电流，故C不符题意；D．闭合开关，导体AB水平左右运动，切割磁感线，能产生感应电流，故D符合题意。故选D。4．探究产生感应电流条件的实验步骤如图中的甲、乙、丙所示：（1）实验中，通过观察来判断电路中是否有感应电流；（2）比较两图可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合；闭合开关，当蹄形磁体或导体做下列的运动，可以产生感应电流的是（填写选项中的字母）。A．导体不动，蹄形磁体做左右运动

B．蹄形磁体不动，导体在蹄形磁体中上下运动C．蹄形磁体不动，导体在蹄形磁体中左右运动

D．蹄形磁体不动，导体在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动

【答案】（1）电流表指针的偏转情况；（2）甲丙，ACD。【详解】（1）实验中，通过观察电流表指针的偏转情况来判断电路中是否有感应电流，若电流表指针发生偏转，说明电流中由感应电流产生；反之，没有感应电流产生。（2）甲丙两图中，导线切割磁感线的方向不变，甲图有闭合开关，电流表指针由发生偏转，则电路中由产生感应电流；丙图没有闭合开关，电流表没有发生偏转，电路中没有感应电流产生，比较甲丙两图可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合。闭合开关：A．导体不动，蹄形磁体做左右运动，闭合电路的部分导体由切割磁感线，电路中会产生感应电流，故A符合题意；

B．蹄形磁体不动，导体在蹄形磁体中上下运动，闭合电路的部分导体没有切割磁感线，电路中没有感应电流产生，故B不符合题意；C．蹄形磁体不动，导体在蹄形磁体中左右运动，闭合电路的部分导体由切割磁感线，电路中会产生感应电流，故C符合题意；

D．蹄形磁体不动，导体在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动，闭合电路的部分导体由切割磁感线，电路中会产生感应电流，故D符合题意。故选ACD。二、发电机5．发电机原理：发电机的原理是。发电机的主要构造：（磁铁）、（线圈）、滑环和电刷。大型发电机一般采用不动，旋转的方式发电，为了得到较强的磁场，要用代替永磁体。【答案】电磁感应，定子，转子，线圈，磁极，电磁铁。【详解】电磁感应原理制成了发电机。发电机由定子和转子、滑环、电刷组成。大型发电设备，为了获取更大的电能，一般采用线圈不动，磁极旋转的方式。因为磁场强度关系到电流强弱，所以一般采用电磁铁代替永磁体。6．交流电：方向和大小周期性变化的电流叫做，简称交流；交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的_______；我国电网以交流供电，频率为Hz。【答案】交变电流，次数，50。【详解】大小、方向周期性变化的电流叫交变电流，简称交流电。交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网以交流供电，频率为50Hz。7．如图所示手摇发电机模型，快速摇动手柄，使线圈在磁场中做切割运动，电路中就会产生电流，这种现象叫作现象，这个过程中能转化为电能。

【答案】磁感线，电磁感应，机械能。【详解】快速摇动手柄，使闭合电路中的线圈在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生电流，这种现象叫作电磁感应现象，这种电流叫感应电流，这个过程中线圈的机械能转化为电能。8.如图所示L为带动线圈转动的摇把，图中指针表示可来回摆动的电流表，关于此装置，下列说法正确的是（）A．这是电动机的工作原理图 B．这是发电机的工作原理图C．该装置将电能转化为机械能 D．通过电流表的电流是直流电【答案】B【详解】AB．带动线圈转动的摇把，电流表的指针来回摆动，说明电路中产生电流，此图是发电机的原理图，故B正确，A错误；C．该装置，消耗机械能，产生电能，将机械能转化为电能，故C错误；D．带动线圈转动的摇把，电流表的指针来回摆动，说明电流的方向不断改变，通过电流表的电流是交流电，故D错误。故选B。9．科学家经过长期研究，发现了电和磁有密切关系，其中最重要的两项研究如图所示，下列判断中不正确的是（）A．甲图所揭示的原理可制成电动机B．乙图是用来研究电磁感应现象的C．甲图中电路闭合，能将机械能转化为电能D．乙图中电路闭合，导体ab左右运动电路中有感应电流【答案】C【解析】A．甲图是导体因通过电流而运动，是电动机的原理，故A正确，不符合题意；B．乙图是因导体运动而产生电流，是研究电磁感应现象的，故B正确，不符合题意；C．甲图中电路闭合，电路中有电流，则通电导体在磁场中会受力而运动，将电能转化为机械能，故C错误，符合题意；D．乙图中电路闭合，导体ab左右运动，符合闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动的条件，所以电路中有感应电流。故D正确，不符合题意。故选C。三、磁记录10．下列实验与动圈式话筒工作原理对应的是（）A BC D【答案】B【解析】A．动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，图中探究的是电磁铁磁性大小的因素，是电流的磁效应，故A不符合题意；B．图中导体在磁场中做切割磁感线的运动，观察电路中是否有电流产生，这是探究电磁感应现象的装置图，故B符合题意；C．图中通电导体周围存在磁场，会影响附近磁针的转动，这是探究电流的磁效应的装置图，故C不符合题意；D．图中通电导体在磁场中受力运动，是探究磁场对电流的作用的装置图，故D不符合题意。故选B。11．如图为_____的模型，是利用_____的原理工作的，工作中产生的感应电流的_____都在做周期性变化，这种电流叫做交变电流。【答案】发电机，电磁感应，大小和方向。【解析】如图所示可知，电路中无电源，闭合电路的线圈在磁场中做切割磁感线运动，线圈中就会产生感应电流，这就是电磁感应现象，所以该装置是发电机模型。根据该模型可知，线圈随时间作周期性旋转，所以发电机产生电流的大小和方向也随时间作周期性变化，这种电流叫做交流电。12.如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线的两端跟灵敏电流表连接。下列说法正确的是（）A．磁体不动，AB水平向右快速移动，指针不偏转B．AB不动，磁体水平向左快速移动，指针会偏转C．磁体不动，AB竖直向上运动，指针会偏转D．磁体不动，AB竖直向下运动，指针会偏转【答案】B【详解】A．磁体不动，AB水平向右快速移动，AB做切割磁感线运动，会产生感应电流，电流表指针会偏转，故A错误；B．AB不动，磁体水平向左快速移动，AB做切割磁感线运动，会产生感应电流，电流表指针会偏转，故B正确；CD．磁体不动，AB竖直向上、向下运动，AB没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流表指针不会偏转，故CD错误。故选B。13．如图所示，小成同学利用两块磁铁、一个线圈等材料制作了一台小型发电机，并用两个LED灯（发光二极管左边为正极，右边为负极）进行了如图连接实验探究。

（1）小成接好电路后，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，（选填“AB”或“BC”）段在做切割磁感线运动，在电路中产生了感应电流，这一现象叫现象；（2）连续转动线圈，将会看到两LED灯交替发光，说明线圈中产生的电流方向（选填“不变”或“周期性改变”）。若将一直流电源代替两LED灯接入电路，闭合开关，则线圈（选填“能”或“不能”）持续转动。【答案】（1）AB，电磁感应；（2）周期性改变，不能。【详解】（1）磁感线是由N极出来，回到S极，即磁感线是水平向右的，当线圈转动到如图所示位置时,AB段在切割磁感线。闭合电路部分导体在磁场中切割磁感线，产生电流的现象叫做电磁感应现象。（2）LED灯具有单向导电性，实验中看到两LED灯交替发光，说明线圈中产生的电流方向周期性改变。若将一直流电源代替两LED灯接入电路，闭合开关，就形成了一个直流电动机，因为电流方向和磁场方向均不发生变化，故线圈受力方向不变，所以不能持续转动。14．小明学习了磁现象的知识后，深受物理学家奥斯特和法拉第科学探索精神的影响，怀着极大的兴趣利用如题图所示装置，探究电磁感应现象。

（1）他应在M、N之间接入；（2）闭合开关，让导体棒AB从图示位置上下运动时，电路中（选填“有”或“没有”）感应电流产生；若导体棒AB不动，左右移动磁铁，电路中（选填“有”或“没有”）感应电流产生；（3）在仪器和电路连接都完好的情况下，某小组的实验现象不太明显，在不增加器材的前提下，请提出一条改进措施：；（4）从能量的角度分析，产生感应电流的过程就是机械能转化为电能的过程，生活中利用电磁感应原理的实例有（列举1个）。（5）小明完成上述实验后，还想探究磁场对通电导体的作用，他只需将M、N两接线柱间的仪器换成即可。【答案】（1）灵敏电流计；（2）没有，有；（3）增大导体AB切割磁感线的速度；（4）动圈式话筒；（5）电源.【详解】（1）为显示电路中有无电流，他应在M、N之间接入灵敏电流计。（2）闭合开关，让导体棒AB从图示位置上下运动时，因此时导体没有切割磁感线，故感应电路中没有感应电流产生；若导体棒AB不动，左右移动磁铁，相当于磁铁不动，导体棒AB向右向左移动，导体切割切割磁感线，电路中有感应电流产生。（3）在仪器和电路连接都完好的情况下，某小组的实验现象不太明显，说明产生的感应电流过小，为增大感应电流，在不增加器材的前提下，改进措施：可以增大导体AB切割磁感线的速度。（4）动圈式话筒：线圈随声音的振动在磁场中做切割磁感运动时产生感应电流，将声信号转化为电信号，工作原理是电磁感应现象。生活中利用电磁感应原理的实例有动圈式话筒。（5）小明完成上述实验后，还想探究磁场对通电导体的作用，电路中应有电源，故他只需将M、N两接线柱间的仪器换成电源即可。15．如图所示，小明和小刚利用蹄形磁体、灵敏电流计、开关、导体AB和若干导线等器材来探究感应电流产生的条件。闭合开关，他们完成操作，将观察到的现象记入表格：序号导体AB的运动情况有无感应电流①左右运动有②上下运动无③前后运动无④斜向上、斜向下运动有（1）分析①、②两次实验现象，小明说：“闭合电路的一部分导体在磁场中的运动方向与磁场方向垂直时，电路中就会产生感应电流。”小刚认为不准确，因为导体AB运动时，其运动方向也与磁场方向垂直，但无感应电流；（2）采纳小刚意见后，小明又说：“闭合电路的一部分导体在磁场中垂直切割磁感线时，电路中才会产生感应电流”，小刚认为不全面，因为导体AB运动时，也有感应电流；（3）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是将能转化为电能；如果将图中的灵敏电流计换成，可以探究磁场对电流的作用。【答案】（1）前后；（2）斜向上/斜向下；（3）机械，电源。【详解】（1）根据表格中收集现象可以发现，导体AB在蹄形磁体中前后运动时，在磁场中的运动方向与磁场方向垂直时，但这个时候没有感应电流产生，所以小明的说法不正确。（2）根据表格中收集现象可以发现，导体AB在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动时，此时虽然在切割磁感线，但不是垂直切割，也有感应电流产生，所以小明说：“闭合电路的一部分导体在磁场中垂直切割磁感线时，电路中才会产生感应电流”是不全面的。（3）闭合电路的一部分导体在磁场切割磁感线运动时，从而产生感应电流，从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是将机械能转化为电能。要探究磁场对电流的作用，电流中需要有电源，所以可将图中的灵敏电流计换成电源。16．（2023·山东聊城·统考中考真题）关于如图所示实验，下列说法正确的是（）

A．装置中的AB是轻质塑料棒B．用该装置可探究“什么情况下磁可以生电”C．只要开关闭合，灵敏电流计的指针就会偏转D．根据该实验揭示的原理发明了电动机【答案】B【详解】A．塑料棒是绝缘体，不容易导电，不能产生感应电流，实验不能成功，故A错误；B．金属棒在磁场中以不同的方式运动，观察电流表的指针是否发生偏转，是否会产生感应电流，探究“什么情况下磁可以生电”，故B正确；C．只闭合开关，金属棒不切割磁感线，不会产生感应电流，灵敏电流计的指针不会偏转，故C错误；D．该实验是探究电磁感应现象，根据该实验的原理发明了发电机，故D错误。故选B。17．（2023·湖北宜昌·统考中考真题）如图甲把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，可以看到小灯泡会发光。下列说法正确的是（）

A．发电机是利用电流的磁效应来工作的B．发电机将电能转化为了机械能C．线圈转得越快，小灯泡越亮D．如果将小灯泡换成如图乙的电流表，指针一直偏向右边【答案】C【详解】A．发电机的工作原理是电磁感应，不是利用电流的磁效应，故A错误；B．发电机消耗机械能获得电能，是将机械能能转化为了电能，故B错误；C．发电机线圈转得越快，切割磁感线的速度就越大，则产生的感应电流越大，小灯泡越亮，故C正确；D．如果将小灯泡换成如图乙的电流表，当线圈在磁场中转动做切割磁感线运动时，在前半圈和后半圈，线圈切割磁感线的方向是相反的，则产生的感应电流方向也不断交替改变，故电流表的指针会不断左右交替偏转，故D错误。故选C。18．（2023·内蒙古通辽·统考中考真题）现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时，将机械能转化为电能，为汽车提供后续的能量，下列四个装置中与此原理相同的是（）A．

B．

C．

D．

【答案】C【详解】由题意可知，汽车刹车时的能量回收装置是利用电磁感原理工作的，其工作时闭合电路中的线圈做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，将机械能转化为电能。A．将通电导线靠近小磁针后，小磁针会发生偏转，说明电流周围有磁场，是电流的磁效应，故A不符合题意；B．电铃的主要部件是电磁铁，是利用电流的磁效应工作的，故B不符合题意；C．对着动圈式话筒说话，声波引起膜片振动，会带动线圈做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，将机械能转化为电能，其原理是电磁感应现象，故C符合题意；D．动圈式扬声器工作时，通电线圈在磁场中受到力振动，将电能转化为机械能而发声，故D不符合题意。故选C。19．（2023·吉林长春·统考中考真题）在“探究什么情况下磁可以生电”实验中，实验装置如图所示：

（1）根据图中磁感线方向判断蹄形磁体的上端是极；（2）让导线