【培優(yōu)練習(xí)】《第二節(jié)科學(xué)探究：怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流》(物理滬科九年級全一冊)

1、第二節(jié) 科學(xué)探究：怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流培優(yōu)練習(xí)一、單選題1.圖示為我國新型反潛巡邏機，其機尾的“棍子”叫做磁異探測器，它能將潛艇經(jīng)過海域引起的磁場強弱變化轉(zhuǎn)化為大小變化的電流，從而發(fā)現(xiàn)潛艇的存在。下列圖能反映磁異探測器工作原理的是（）A.B.C.D.2. 如圖所示的環(huán)保型手電筒， 筒內(nèi)沒有電池， 使用時只要來回?fù)u晃手電筒， 使永磁體在線圈中來回運動，燈泡就能發(fā)光。這種手電筒電源的工作原理是（）A. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象B. 電流的磁效應(yīng)C. 磁極間的相互作用D. 通電導(dǎo)體在磁場里受力運動二、填空題3. 由金屬桿組成如圖所示的導(dǎo)軌， 其中水平面上兩平行導(dǎo)軌足夠長且全部置于豎直向上的磁場中， 與傾斜放置的導(dǎo)軌

2、 ABCD平滑且固定連接。 將一金屬棒 ab 從傾斜導(dǎo)軌上一定高度由靜止釋放，運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直接觸且不受摩擦，請你判斷ab 棒在水平導(dǎo)軌上的運動情況：；并從能量轉(zhuǎn)化的角度：。三、計算題4.圖 1 中葉片轉(zhuǎn)動時， 電動機發(fā)電使LED小燈發(fā)光電梯運行有時也會發(fā)電，產(chǎn)生的電能一般通過電阻發(fā)熱而消耗掉。圖 2 中電梯安裝的電能回收裝置，能將產(chǎn)生的電能回收利用。已知電梯空載時轎廂的質(zhì)量比配重的小且鋼纜的質(zhì)量可忽略不計。（ 1）圖 1 發(fā)電的原理是 _；當(dāng)圖 2 轎廂處于空載 _（選填“上行” 或“下行” ）時，電梯將會發(fā)電；（ 2）圖 2 中電梯在空載勻速下行的某段時間內(nèi)，電機消耗的電能E 電

3、=2 105J，其轉(zhuǎn)化為電梯機械能的效率 =80%，配重的重力勢能增加了 E1=2.4 105J則此段時間內(nèi)，配重的動能 _（選填“增加”“減小”或“不變”），并求出轎廂重力勢能的變化量 E2；（ 3）若鎮(zhèn)江擁有電梯數(shù) n=2500 臺，每臺電梯平均每天消耗的電能 E=100kW?h，在全部安裝了電能回收裝置后，可節(jié)約 30%的電能。則這些電梯每天節(jié)約的電能相當(dāng)于完全燃燒多少千克煤所放出的熱量？煤的熱值取q=3 107J/ kg。四、實驗探究題5. 發(fā)電機是如何發(fā)電的呢？同學(xué)們用如圖所示的裝置進行探究（ 1）當(dāng)導(dǎo)體 ab 靜止懸掛起來后， 閉合開關(guān)，靈敏電流計 G指針不偏轉(zhuǎn)， 說明電路中 _（

4、選填“有”或“無”）電流產(chǎn)生（ 2）小芳無意間碰到導(dǎo)體 ab，導(dǎo)體 ab 晃動起來，小明發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，就說： “讓導(dǎo)體在磁場中運動就可產(chǎn)生電流”，但小芳說： “不一定，還要看導(dǎo)體怎樣運動”為驗證猜想，它們繼續(xù)探究，并把觀察到的現(xiàn)象記錄如下：ab 運動方向電流計指針偏轉(zhuǎn)情序號磁體擺放方向況1豎直上下運動不偏轉(zhuǎn)2N極在上水平向左運動向右偏轉(zhuǎn)3水平向右運動向左偏轉(zhuǎn)4N極在下豎直上下運動不偏轉(zhuǎn)5水平向左運動向左偏轉(zhuǎn)6水平向右運動向右偏轉(zhuǎn)分析實驗現(xiàn)象后，同學(xué)們一致認(rèn)為小芳的觀點是_（選填 “正確” 或“錯誤” ）的，比較第 2、3 次實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生的電流的方向跟_有關(guān)；比較第3、6 次實

5、驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生的電流的方向還跟_有關(guān)（ 3）在整理器材時，小明未斷開開關(guān)，先撤去蹄形磁鐵，有同學(xué)發(fā)現(xiàn)指針又偏轉(zhuǎn)了！他們再重復(fù)剛才的操作， 發(fā)現(xiàn)電流表的指針都偏轉(zhuǎn)， 請教老師后得知， 不論是導(dǎo)體運動還是磁體運動， 只要閉合電路的一部分導(dǎo)體在 _中做 _運動，電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這就是發(fā)電機發(fā)電的原理，此原理最早由英國物理學(xué)家 _發(fā)現(xiàn)答案和解析1. 【答案】 C【解析】解：由題意可知，磁異探測器能將潛艇經(jīng)過海域引起的磁場強弱變化轉(zhuǎn)化為大小變化的電流，即通過磁場可以產(chǎn)生電流，符合磁生電的特點，因此，可判斷其利用了電磁感應(yīng)的原理，與發(fā)電機的原理相同。A、圖示為奧斯特實驗，是電流的磁效應(yīng)，故不符合

6、題意；B、圖示是通電導(dǎo)體在磁場中受力，是電動機的原理，故不符合題意；C、圖中開關(guān)閉合后，在外力作用下使導(dǎo)體左右移動，切割磁感應(yīng)線，則電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明此時有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是發(fā)電機的工作原理。符合題意；D、圖中有電源，是電動機的原理，故不符合題意。故選： C。磁異探測器最終將信號轉(zhuǎn)換為變化的電流；因此是一個發(fā)電機，利用了電磁感應(yīng)原理。分析下面四幅圖，找出發(fā)電機的原理即可。解答本題的關(guān)鍵要能從題意中分析出該裝置為發(fā)電機，利用了電磁感應(yīng)的原理，再逐一進行判斷。2. 【答案】A【解析】解：手電筒中沒有電池，在晃動手電筒時，手電筒中的永磁體在線圈中運動，運動是相對而言的， 相對于

7、永磁體而言，線圈在做切割磁感線運動，線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流通過燈泡時，小燈泡就會發(fā)光。故選： A。閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時， 就會產(chǎn)生感應(yīng)電流， 這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。來回?fù)u晃手電筒， 使永磁體在線圈中來回運動， 線圈做切割磁感線的運動， 線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，小燈泡就會發(fā)光。此題考查的是生活中的物理，解答這類題就要求我們在生活中多觀察、多思考。3. 【答案】 減速運動，最后靜止；導(dǎo)體棒在下滑過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；滑到水平導(dǎo)軌上后，導(dǎo)體棒需要克服安培力做功，消耗機械能，機械能越來越小，速度越來越慢，最后靜止?！窘馕觥俊痉治觥看祟}主要考查的是學(xué)生對安培力的判

8、定和能量轉(zhuǎn)化知識的理解和掌握，有一定難度。導(dǎo)體棒在下滑過程中， 重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；滑到水平導(dǎo)軌上后，根據(jù)右手定則判斷出導(dǎo)體棒中的電流方向， 再根據(jù)左手定則判斷出導(dǎo)體棒受到安培力的方向，導(dǎo)體棒需要克服安培力做功，消耗機械能，動能越來越小?！窘獯稹繉?dǎo)體棒在下滑過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，做加速運動；滑到水平導(dǎo)軌上后，導(dǎo)體棒做切割磁感線運動，根據(jù)右手定則可以判斷出導(dǎo)體棒中的電流方向為b-a ，再根據(jù)左手定則判斷出導(dǎo)體棒受到安培力的方向和導(dǎo)體棒運動方向相反，對導(dǎo)體棒的運動起到阻礙作用，導(dǎo)體棒需要克服安培力做功，消耗機械能，機械能越來越小，所以做減速運動，最后靜止。故答案為：減速運動，最后靜止；導(dǎo)體棒

9、在下滑過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；滑到水平導(dǎo)軌上后，導(dǎo)體棒需要克服安培力做功，消耗機械能，機械能越來越小，速度越來越慢，最后靜止。4. 【答案】 電磁感應(yīng)現(xiàn)象；上行；不變【解析】解：（ 1）發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，將機械能轉(zhuǎn)化為電能；由圖知轎廂處于空載上行時，配重下降，將機械能轉(zhuǎn)化為電能，電梯將會發(fā)電；（2）電梯在空載勻速下行時，質(zhì)量不變，速度不變，所以動能不變；在此過程中，消耗了電能 E 電 ，轉(zhuǎn)化為電梯的機械能的效率為 80%，則為電梯有效利用的能力是 80%E電 ，電梯的配重和轎廂組成一個整體，能量守恒，配重的重力勢能增加了E1，轎廂重力勢能的變化為 E2則 E2+80%E 電=

10、 E1，554變形得： E2= E1-80%E電 =2.4 10 J-80% 2 10 J=8 10 J； E=nE =2500 100kW?h 30%=75000kW?h=2.7 1011J；由 E=mq得燃燒煤的質(zhì)量：m=9000kg。故答案為：（1）電磁感應(yīng)現(xiàn)象；上行；（2）不變；轎廂重力勢能的變化量E2 為8 104J；（3）電梯每天節(jié)約的電能相當(dāng)于完全燃燒9000kg煤所放出的熱量。（ 1）發(fā)電機的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象；配重下降時，轎廂處于空載上行，將機械能轉(zhuǎn)化為電能；（ 2）影響動能的因素是質(zhì)量和高度；根據(jù)能量守恒：轎廂重力勢能的變化為E2+80% E 電=配重的重力勢能增加了E1，

11、即 E2+80% E 電 = E1，求出轎廂重力勢能的變化量E2；（ 3）根據(jù) E=nE算出每天回收的電能，根據(jù) E=mq算出燃燒煤的質(zhì)量。本題考查了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用、 熱量的計算和能量的相互轉(zhuǎn)化， 其中能量的轉(zhuǎn)化有一定的難度。5. 【答案】 無；正確；導(dǎo)體的運動方向；磁場方向；磁場；切割磁感線；法拉第【解析】解：（1）當(dāng)導(dǎo)體 ab 靜止懸掛起來后，閉合開關(guān)， 此時導(dǎo)體沒有做切割磁感線運動，靈敏電流計G指針不偏轉(zhuǎn)，說明電路中無電流產(chǎn)生；（ 2）根據(jù)表格中的信息可知，當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動時，電流計指針不一定偏轉(zhuǎn)，說明不一定產(chǎn)生電流，故小芳的觀點是正確的；比較第 2、3 次實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)， 磁場方向相同， 導(dǎo)體運動的方向不同， 產(chǎn)生電流的方向不同，即產(chǎn)生的電流的方向跟導(dǎo)體運動方向有關(guān)；比較第 3、6 次實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)， 導(dǎo)體運動的方向相同， 磁場方向不同， 產(chǎn)生電流的方向不同，即產(chǎn)生的電流的方向還跟磁場方向有關(guān)（ 3）電路閉合時，不論是導(dǎo)體運動還是磁體運動，導(dǎo)體會做切割磁感線運動，所以導(dǎo)體中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這種現(xiàn)象是電磁感應(yīng)，此原理最早由英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)的故答案為：（