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專題03磁生電及其應(yīng)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.磁生電--電磁感應(yīng)概念:電磁感應(yīng)--閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線的運(yùn)動時,導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)。產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。也叫感生電流產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:a電路閉合且一部分導(dǎo)體作切割磁感線運(yùn)動。(缺一不可)b如果電路不閉合,當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時,導(dǎo)體中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,但是在導(dǎo)體兩端會有感應(yīng)電壓。3.感應(yīng)電流的方向與磁場方向和導(dǎo)體運(yùn)動方向有關(guān);改變其中的一個,電流方改變;若同時改變這兩個方向,電流方向不變。4.影響感應(yīng)電流大小的因素(1)增強(qiáng)磁場;(2)增大切割磁感線的有效長度;(3)增加切割磁感線的導(dǎo)體的條數(shù)(4)增加導(dǎo)體切割磁感線的速度;(5)讓導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動的方向與磁感線方向垂直等,都會使得感應(yīng)電流增大。5.在電磁感應(yīng)中,機(jī)械能轉(zhuǎn)變成了電能。發(fā)電機(jī)1.呈閉合回路的矩形線圈在磁場中不斷地轉(zhuǎn)動時,線圈中就有方向不斷改變的感應(yīng)電流產(chǎn)生。2.交流發(fā)電機(jī)就是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的。3.矩形線圈、圓環(huán)、電刷、電流表組成了閉合電路。當(dāng)線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時,切割磁感線,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。4.分析線圈運(yùn)動到幾個特殊位置時產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況:①當(dāng)線圈平面和磁感線垂直時,兩邊的運(yùn)動方向和磁感線平行,不切割磁感線,線圈上無感應(yīng)電流。②當(dāng)線圈平面和磁感線平行時,兩邊的運(yùn)動方向和磁感線垂直,切割磁感線,線圈上有感應(yīng)電流。(注意兩次的切割方向,及電流方向的改變)5.線圈在磁場轉(zhuǎn)動一周,感應(yīng)電流方向改變兩次;線圈不斷轉(zhuǎn)動,則感應(yīng)電流方向不斷作周期性變化。這種周期性改變方向的電流就是交流電。交流電跟我們從電池得到的電流有所不同,從電池得到的電流的方向不變,通常叫做直流電。我國交流電的周期是0、02秒,頻率為50赫茲,即發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)一周用0.02秒,即1秒內(nèi)線圈轉(zhuǎn)50周,每秒出現(xiàn)50個周期,方向改變100次。電磁感應(yīng)的其他應(yīng)用(一)磁場對通電導(dǎo)體的作用1.通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用2.受力方向與電流方向有關(guān):只改變電流方向或只改變磁場方向,導(dǎo)線的受力方向改變;同時改變電流方向和磁場方向,導(dǎo)線的受力方向不變3.受力大小與電流大小和磁場強(qiáng)弱有關(guān):電流越大,磁場越強(qiáng),受力越大。(二)磁場對通電線圈的作用1.通電線圈在磁場中的運(yùn)動情況:通電線圈所在平面與磁場平行時,線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動。通電線圈所在平面與磁場垂直時,線圈不發(fā)生轉(zhuǎn)動。2.通電線圈在磁場中的轉(zhuǎn)動及原理甲線圈受到的力順時針轉(zhuǎn)動乙線圈由于慣性會越過平衡位置丙線圈受到的力逆時針轉(zhuǎn)動A.使線圈靜止在圖乙位置,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)線圈并沒有運(yùn)動,這是由于線圈上、下兩邊受力大小相等、方向相反。該位置是線圈的平衡位置。B.使線圈靜止在圖甲位置,閉合開關(guān),線圈受力沿順時針方向轉(zhuǎn)動,能靠慣性轉(zhuǎn)過平衡位置,但不能繼續(xù)轉(zhuǎn)動下去,最后要返回平衡位置。C.使線圈靜止在圖丙位置,這是剛才線圈轉(zhuǎn)過平衡位置以后所到達(dá)的位置以后所到達(dá)的位置,閉合開關(guān),線圈沿逆時針方向轉(zhuǎn)動,說明線圈在這個位置所受的作用力時阻礙它沿順時針方向轉(zhuǎn)動的。D.通電線圈在磁場里受到力的作用而發(fā)生運(yùn)動時,電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。電動機(jī)就是根據(jù)通電線圈在磁場中因受力發(fā)生轉(zhuǎn)動的原理制成的。3.通電線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時,不立即停下來,而是在此位置附近擺動幾下才停下來。因?yàn)橥娋€圈轉(zhuǎn)到平衡位置時具有一定的速度,由于慣性它會繼續(xù)轉(zhuǎn)動,但由于此時受到磁場力的作用效果使線圈反方向轉(zhuǎn)動,它又會返回平衡位置,所以會擺動幾下后再停下來。一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象及探究1.(2022八下·浦江月考)關(guān)于如圖所示電與磁部分四幅圖的分析,其中正確的是()A.圖(a)裝置能夠用來檢驗(yàn)物體是否帶電,工作原理是異種電荷相互排斥B.根據(jù)圖(b)裝置的原理可以制造電動機(jī),將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能C.圖(c)實(shí)驗(yàn)說明通電導(dǎo)線周圍有磁場,該現(xiàn)象是由奧斯特最先發(fā)現(xiàn)的D.圖(d)線圈式麥克風(fēng)是利用電流的磁效應(yīng)工作的【答案】C【解析】A.圖(a)裝置叫驗(yàn)電器,能夠用來檢驗(yàn)物體是否帶電,工作原理是同種電荷相互排斥,故A錯誤;
B.圖(b)中,導(dǎo)體ab在磁場中做切割磁感線運(yùn)動,會生成感應(yīng)電流,這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,則該裝置的原理可以制造發(fā)電機(jī),將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,故B錯誤;
C.圖(c)中,當(dāng)導(dǎo)線中有電流經(jīng)過時,小磁針的指向會發(fā)生改變,實(shí)驗(yàn)說明通電導(dǎo)線周圍有磁場,該現(xiàn)象是由奧斯特最先發(fā)現(xiàn)的,故C正確;
D.圖(d)中,當(dāng)人說話時,引起線圈式麥克風(fēng)中的線圈振動,它做切割磁感線運(yùn)動,將聲音轉(zhuǎn)化為強(qiáng)弱變化的電流,原理為電磁感應(yīng),故D錯誤。故選C。2.(2022八下·鄞州期末)如圖所示為“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生條件”的實(shí)驗(yàn)裝置。下列說法正確的是()A.蹄形磁體固定不動,當(dāng)導(dǎo)線ab沿水平方向左右運(yùn)動時,靈敏電流計(jì)的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)B.蹄形磁體固定不動,當(dāng)導(dǎo)線ab沿豎直方向上下運(yùn)動時,靈敏電流計(jì)的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.讓導(dǎo)線ab在磁場中保持靜止,蹄形磁體的磁性越強(qiáng),靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度越大D.用匝數(shù)較多的線圈代替單根導(dǎo)線ab,在磁場中保持靜止,靈敏電流計(jì)指針會的偏轉(zhuǎn)角度增大【答案】A【解析】當(dāng)蹄形磁鐵不動時,導(dǎo)體ab沿水平方向運(yùn)動時會切割磁感線,而沿豎直方向運(yùn)動時不會切割磁感線,因此前者電流計(jì)的指針擺動,而后者指針不擺動,故A正確,B錯誤;
讓導(dǎo)線ab在磁場中保持靜止,無論蹄形磁體的磁性多強(qiáng),線圈的匝數(shù)再多,由于沒有做切割磁感線運(yùn)動,因此不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C、D錯誤。故選A。3.如圖所示是研究產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是()A.電磁感應(yīng)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B.只對調(diào)兩個磁極,電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變C.只要導(dǎo)體ab在磁場中運(yùn)動,電流計(jì)的指針就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.只改變導(dǎo)體ab切割磁感線的方向,電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向不發(fā)生改變【答案】B【解析】A.電磁感應(yīng)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,故A錯誤;
B.只對調(diào)兩個磁極,那么磁場方向發(fā)生改變,則感應(yīng)電流方向改變,即電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變,故B正確;
C.只有導(dǎo)體ab在磁場中做切割磁感線運(yùn)動,電流計(jì)的指針才會發(fā)生偏轉(zhuǎn),故C錯誤;
D.只改變導(dǎo)體ab切割磁感線的方向,電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變,故D錯誤。故選B。4.(2020八上·浙江期中)小黃同學(xué)做實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示,閉合開關(guān),先將導(dǎo)體ab水平向右移動,導(dǎo)體cd也隨之運(yùn)動起來。可知:()A.實(shí)驗(yàn)裝置右側(cè)產(chǎn)生的現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用是發(fā)電機(jī)B.實(shí)驗(yàn)裝置左側(cè)運(yùn)用的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象C.實(shí)驗(yàn)裝置左側(cè)運(yùn)用的原理是磁場對電流的作用D.實(shí)驗(yàn)裝置右側(cè)產(chǎn)生將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了電能【答案】B【解析】閉合開關(guān),先將導(dǎo)體ab水平向右移動,它做切割磁感線運(yùn)動,會在電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,因此左邊的相當(dāng)于發(fā)電機(jī);右邊的金屬棒ab通過電流后會在磁場中受力運(yùn)動,因此右邊的相當(dāng)于電動機(jī),故A錯誤;
根據(jù)上面的分析可知,左側(cè)運(yùn)用的是電磁感應(yīng)原理,故B正確、C錯誤;
實(shí)驗(yàn)裝置右側(cè)相當(dāng)于電動機(jī),將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故D錯誤。故選B。5.(2019八下·江干月考)如圖所示,a表示垂直于紙面的一根導(dǎo)體,它是閉合電路的一部分,它在各圖中按所示方向運(yùn)動時,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.B.C.D.【答案】D【解析】四個選項(xiàng)中磁場方向從上到下,A、B、C選項(xiàng)中導(dǎo)體a的運(yùn)動方向都與磁感線相交,即都切割磁感線,因此都能產(chǎn)生感應(yīng)電流;D中導(dǎo)體a的運(yùn)動方向與磁感線方向平行,不會切割磁感線,因此不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D正確。故選D。6.如圖所示是1825年年輕的物理學(xué)家科拉頓做實(shí)驗(yàn)的裝置圖,為避免磁體對小磁針的作用,他把實(shí)驗(yàn)裝置放在兩個房間內(nèi),他在乙房間把磁體放入線圈的過程中,以磁體為參照物,線圈是(填“運(yùn)動”或“靜止”)的,這時科拉頓跑到甲房間再觀察小磁針,發(fā)現(xiàn)小磁針(填“不動”或“轉(zhuǎn)動”),原因是。乙房間出現(xiàn)的電磁現(xiàn)象在物理學(xué)上稱為現(xiàn)象?!敬鸢浮窟\(yùn)動;不動;此時線圈已經(jīng)停止切割磁感線;電磁感應(yīng)【解析】(1)當(dāng)磁體下落時,以磁體為參照物,線圈的位置發(fā)生改變,因此它是運(yùn)動的;
(2)這時科拉頓跑到甲房間再觀察小磁針,發(fā)現(xiàn)小磁針不動,原因是:此時線圈已經(jīng)停止切割磁感線。(3)乙房間出現(xiàn)的電磁現(xiàn)象在物理學(xué)上稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。7.小金做了一個如圖所示的裝置,閉合開關(guān),用外力使導(dǎo)體棒ab水平向右移動,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒cd也隨之運(yùn)動起來,在此實(shí)驗(yàn)中:(1)甲裝置應(yīng)用的原理是。(2)乙裝置中導(dǎo)體棒cd運(yùn)動過程中,電能轉(zhuǎn)化成能。(3)圖B是電吉他主要部件的基本結(jié)構(gòu)圖,當(dāng)撥動金屬吉他弦產(chǎn)生振動時,經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化后將電信號轉(zhuǎn)化為吉他的聲音信號,其工作原理與(填“甲”或“乙”)裝置相同?!敬鸢浮浚?)電磁感應(yīng)(2)機(jī)械(3)甲【解析】(1)根據(jù)圖A可知,在甲裝置中,導(dǎo)體棒ab水平向右移動時,它在磁場中做切割磁感線運(yùn)動,此時會產(chǎn)生感應(yīng)電流,則它的工作原理為電磁感應(yīng)。
(2)乙裝置中的導(dǎo)體中有電流經(jīng)過時,cd在磁場中受力運(yùn)動,將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;
(3)根據(jù)圖B可知,當(dāng)撥動吉他琴弦時,琴弦振動,即在磁場中做切割磁感線運(yùn)動,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,這和甲裝置的原理相同。8.小華在探究怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)將磁體向右插入螺線管中時,觀察到靈敏電流表的指針向右偏轉(zhuǎn),由此可知:。(2)將磁體從螺線管中向左拔出時,會觀察到靈敏電流表的指針向(填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)。(3)通過前兩步實(shí)驗(yàn),可得出感應(yīng)電流的方向與方向有關(guān)?!敬鸢浮浚?)電路中產(chǎn)生了電流(2)左(3)導(dǎo)體的運(yùn)動【解析】(1)將磁體向右插入螺線管中時,觀察到靈敏電流表的指針向右偏轉(zhuǎn),由此可知:電路中產(chǎn)生了電流。
(2)將磁體從螺線管中向左拔出時,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向與原來相反,則電流表的指針受到磁力的方向也與原來相反,那么會觀察到靈敏電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)。
(3)在相同的條件下,磁體向左運(yùn)動時感應(yīng)電流的方向與向右運(yùn)動時感應(yīng)電流的方向相反,因此感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體的運(yùn)動方向有關(guān)。9.小明同學(xué)做了一個如圖所示的裝置,閉合開關(guān),用外力使導(dǎo)體棒ab水平向左運(yùn)動,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒cd也隨之運(yùn)動起來,則實(shí)驗(yàn)裝置中甲部分的科學(xué)原理是,乙部分產(chǎn)生的現(xiàn)象與的工作原理相似?!敬鸢浮侩姶鸥袘?yīng);電動機(jī)【解析】如圖所示,用外力使導(dǎo)體棒ab水平向左運(yùn)動,ab在磁場中做切割磁感線運(yùn)動,此時會產(chǎn)生感應(yīng)電流,則甲的科學(xué)原理為電磁感應(yīng)。電流通過cd時,cd在磁場中受力而運(yùn)動起來,則乙部分產(chǎn)生的現(xiàn)象與電動機(jī)的工作原理相似。10.(2022八下·諸暨期末)實(shí)驗(yàn)一:小敏多次撥動司南勺柄,每次靜止后,發(fā)現(xiàn)勺柄(S極)始終指向南方(如圖甲)。實(shí)驗(yàn)二:小敏將小磁針放置在水平桌面上(如圖乙),附近沒有其他磁體,待小磁針靜止后,將連接在電路中的一段直導(dǎo)線放置在小磁針的正上方后不動,然后接通電路并改變電流方向,觀察小磁針的偏轉(zhuǎn)情況。實(shí)驗(yàn)三:小敏把線圈B用一根長導(dǎo)線連接形成一個閉合回路,長導(dǎo)線附近放一枚小磁針,待小磁針靜止時,將磁鐵A迅速插入線圈B中(如圖丙),此時小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn);而將磁鐵A放在線圈B中不動時,小磁針恢復(fù)到原來指向且靜止不動。(1)實(shí)驗(yàn)一中勺柄靜止時始終指南是受地磁場作用,你覺得制作司南方形底盤的材料可以是(選填“鐵"、“鈷”或“銅")。(2)實(shí)驗(yàn)二中若想觀察到小磁針偏轉(zhuǎn)方向隨電流方向的改變而改變,直導(dǎo)線應(yīng)該沿(選填“東西”或“南北”)方向放置在小磁針正上方。(3)請分析實(shí)驗(yàn)三中磁鐵A插入線圈B時,小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因:【答案】(1)銅(2)南北(3)由于磁鐵A插入線圈B,使得在閉合回路中線圈B切割磁感線,形成感應(yīng)電流;長導(dǎo)線上有電流通過,由于通電導(dǎo)線周圍存在磁場,使得小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。【解析】(1)為了保證司南的勺柄能夠在底盤上自由轉(zhuǎn)動,那么底片不能為鐵磁性材料,因此制作司南底盤的材料可以是銅。
(2)在正常情況下,小磁針靜止時沿南北方向,因此直導(dǎo)線應(yīng)該沿南北方向放在小磁針的正上方。
(3)實(shí)驗(yàn)三中磁鐵A插入線圈B時,小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因:由于磁鐵A插入線圈B,使得在閉合回路中線圈B切割磁感線,形成感應(yīng)電流;長導(dǎo)線上有電流通過,由于通電導(dǎo)線周圍存在磁場,使得小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。11.(2022八下·嘉興期末)早在1825年法拉第發(fā)現(xiàn)磁生電條件之前,瑞士科學(xué)家科拉頓也曾探究過磁生電的條件。如圖,當(dāng)科拉頓在B房間把磁鐵插入線圈后,急忙跑到A房間觀察,但他沒有觀察到小磁針出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)。哪怕他換上磁性更強(qiáng)的磁鐵進(jìn)行相同的操作,還是沒有觀察到小磁針偏轉(zhuǎn)。(1)科拉頓試圖通過判斷感應(yīng)電流的產(chǎn)生。(2)科拉頓沒有把小磁針與磁鐵放在同一個房間,這樣做的目的是。(3)當(dāng)科拉頓在B房間把磁性很強(qiáng)的磁鐵插入線圈時,閉合電路中已產(chǎn)生較強(qiáng)的電流,但科拉頓依然沒有觀察到小磁針出現(xiàn)偏轉(zhuǎn),其原因是?!敬鸢浮浚?)小磁針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)(2)避免磁鐵的磁場對小磁針偏轉(zhuǎn)的影響(3)因?yàn)楦袘?yīng)電流只是在線圈切割磁感線時產(chǎn)生(或感應(yīng)電流只在電磁鐵插入線圈的瞬間產(chǎn)生),當(dāng)科拉頓跑回到另一房間時,小磁針偏轉(zhuǎn)后又回到了原位置,所以他沒有看到小磁針偏轉(zhuǎn)?!窘馕觥浚?)科拉頓試圖通過小磁針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)判斷感應(yīng)電流的產(chǎn)生。
(2)科拉頓沒有把小磁針與磁鐵放在同一個房間,這樣做的目的是:避免磁鐵的磁場對小磁針偏轉(zhuǎn)的(3)當(dāng)科拉頓在B房間把磁性很強(qiáng)的磁鐵插入線圈時,閉合電路中已產(chǎn)生較強(qiáng)的電流,但科拉頓依然沒有觀察到小磁針出現(xiàn)偏轉(zhuǎn),其原因是:因?yàn)楦袘?yīng)電流只是在線圈切割磁感線時產(chǎn)生(或感應(yīng)電流只在電磁鐵插入線圈的瞬間產(chǎn)生),當(dāng)科拉頓跑回到另一房間時,小磁針偏轉(zhuǎn)后又回到了原位置,所以他沒有看到小磁針偏轉(zhuǎn)。12.學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象后,小雨同學(xué)還想進(jìn)一步探究感應(yīng)電流的大小與哪些因素有關(guān)。他使用的裝置如圖所示:鐵塊E、F上繞有導(dǎo)線并與開關(guān)、滑動變阻器、電源、燈泡組成電路。線框abcd與靈敏電流計(jì)G相連。(線框abcd在鐵塊E、F上方,實(shí)驗(yàn)過程中線框不扭轉(zhuǎn))[猜想與假設(shè)]小雨做出了如下猜想:A.感應(yīng)電流的大小與磁場的強(qiáng)弱有關(guān);B.感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線的速度有關(guān)。[設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)](1)小雨探究猜想A的設(shè)計(jì)思路如下:改變電磁鐵的進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),每次實(shí)驗(yàn)保持線框沿豎直向下穿過電磁鐵磁場的速度相等,觀察并記錄每次實(shí)驗(yàn)中靈敏電流計(jì)G指針偏轉(zhuǎn)的格(2)要探究猜想B,實(shí)驗(yàn)時應(yīng)保持電磁鐵不變,改變線框切割磁感線的速度進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),分別記下每次實(shí)驗(yàn)中靈敏電流計(jì)G指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表所示。實(shí)驗(yàn)次數(shù)切割磁感線的速度電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)1慢速1.5格2中速2.5格3快速4格[分析論證](3)分析表格數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是:其他條件都相同時,,閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。(4)實(shí)驗(yàn)中用電磁鐵代替永磁體的好處是:。(5)按照小雨的設(shè)計(jì)思路探究猜想A,實(shí)驗(yàn)時在操作上存在的困難是:。【答案】(1)磁性強(qiáng)弱(2)磁性強(qiáng)弱(3)導(dǎo)體切割磁感線的速度越大[交流評估](4)易于改變磁體的磁性強(qiáng)弱(5)難以控制每次移動線框的速度相等【解析】(1)猜想A探究感應(yīng)電流大小與磁場強(qiáng)弱的關(guān)系,則:改變電磁鐵的磁場強(qiáng)弱進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),每次實(shí)驗(yàn)保持線框沿豎直向下穿過電磁鐵磁場的速度相等,觀察并記錄每次實(shí)驗(yàn)中靈敏電流計(jì)G指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)。
(2)要探究猜想B,即探究感應(yīng)電流大小與切割磁感線速度的關(guān)系時,實(shí)驗(yàn)時應(yīng)保持電磁鐵磁性強(qiáng)弱不變,改變線框切割磁感線的速度進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),分別記下每次實(shí)驗(yàn)中靈敏電流計(jì)G指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)。
(3)根據(jù)表格可知,變化的因素為切割磁感線的速度,則:其他條件都相同時,導(dǎo)體切割磁感線的速度越大,閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。
(4)實(shí)驗(yàn)中用電磁鐵代替永磁體的好處是:易于改變磁體的磁性強(qiáng)弱。
(5)按照小雨的設(shè)計(jì)思路探究猜想A,實(shí)驗(yàn)時在操作上存在的困難是:難以控制每次移動線框的速度相等。13.風(fēng)是一種潛力很大的新能源。某學(xué)校科技小組結(jié)合所學(xué)知識,對“風(fēng)力發(fā)電”展開探究。(1)科技小組探究“風(fēng)力發(fā)電",應(yīng)選取下列相應(yīng)的哪套裝置?(填字母),原理是。(2)下列實(shí)驗(yàn)中可以讓磁場產(chǎn)生電流的必需的操作是(填字母,多選)。A.實(shí)驗(yàn)時,開關(guān)要閉合,接通電路B.整個電路都在磁場中做切割磁感線運(yùn)動C.電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動D.導(dǎo)體切割磁感線的速度必須要快(3)在探究感應(yīng)電流方向與磁場方向的關(guān)系時,應(yīng)控制不變。(4)在探究“感應(yīng)電流大小與什么因素有關(guān)”時,科技小組的同學(xué)猜想:感應(yīng)電流的大小與磁場的強(qiáng)弱和導(dǎo)體切割磁感線的速度有關(guān)。他們探究感應(yīng)電流大小與磁場強(qiáng)弱的關(guān)系,逐漸增大,但得到的感應(yīng)電流變化不定,沒有規(guī)律,原因是。(5)風(fēng)力發(fā)電的工作過程是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為葉片的動能,再通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為能。(6)電路中產(chǎn)生感應(yīng)電壓的條件是一部分導(dǎo)體在?!敬鸢浮浚?)B;電磁感應(yīng)(2)A;C(3)導(dǎo)體運(yùn)動方向(4)磁場強(qiáng)度;實(shí)驗(yàn)中沒有控制導(dǎo)體運(yùn)動的速度相同和運(yùn)動方向相同(5)電(6)磁場中做切割磁感線運(yùn)動【解析】(1)“風(fēng)力發(fā)電”的主要結(jié)構(gòu)為發(fā)電機(jī),工作原理為電磁感應(yīng),即閉合電路的部分導(dǎo)體,在磁場中做切割磁感線運(yùn)動,這時會產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選B。
(2)電磁感應(yīng)發(fā)生的條件:①閉合電路的部分導(dǎo)體;②在磁場中做切割磁感線運(yùn)動,故A、C符合題意,B、D不合題意。
故選AC。
(3)感應(yīng)電流的方向與磁場方向和導(dǎo)體的運(yùn)動方向有關(guān),根據(jù)控制變量法的要求可知,在探究感應(yīng)電流方向與磁場方向的關(guān)系時,應(yīng)控制導(dǎo)體運(yùn)動方向不變。
(4)他們探究感應(yīng)電流大小與磁場強(qiáng)弱的關(guān)系,逐漸增大磁場強(qiáng)度,但得到的感應(yīng)電流變化不定,沒有規(guī)律,原因是:實(shí)驗(yàn)中沒有控制導(dǎo)體運(yùn)動的速度相同和運(yùn)動方向相同。
(5)風(fēng)力發(fā)電的工作過程是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為葉片的動能,再通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能。(6)電路中產(chǎn)生電流的條件:①有電源提供電壓;②閉合電路。產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:①閉合電路的部分導(dǎo)體;②在磁場中做切割磁感線運(yùn)動。二者比較可知,產(chǎn)生反應(yīng)電壓的條件為:磁場中做切割磁感線運(yùn)動。14.為了探究導(dǎo)體在磁場中怎樣運(yùn)動才能產(chǎn)生電流,某同學(xué)采用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,并將用細(xì)線懸掛的導(dǎo)體ab放入蹄形磁體的磁場中。(1)閉合開關(guān),靈敏電流表指針不會偏轉(zhuǎn);讓導(dǎo)體ab在磁場中左右運(yùn)動,電流表指針偏轉(zhuǎn);斷開開關(guān),讓導(dǎo)體ab在磁場中左右運(yùn)動,電流表指針偏轉(zhuǎn)。(均填“會”或“不會”)(2)閉合開關(guān),讓導(dǎo)體ab在磁場中豎直上下運(yùn)動,電流表指針偏轉(zhuǎn);讓導(dǎo)體ab在磁場中斜向上或斜向下運(yùn)動,電流表指針偏轉(zhuǎn)。(均填“會”或“不會”)(3)綜合(1)(2)可知,導(dǎo)體ab在磁場中運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:導(dǎo)體ab必須是電路的一部分,且一定要做運(yùn)動。(4)在探究過程中:a.閉合開關(guān),讓導(dǎo)體ab在磁場中向左運(yùn)動,電流表指針向右偏轉(zhuǎn);b.閉合開關(guān),讓導(dǎo)體ab在磁場中向右運(yùn)動,電流表指針向左偏轉(zhuǎn);c.斷開開關(guān),將圖中蹄形磁體的N、S極對調(diào),再閉合開關(guān),讓導(dǎo)體ab在磁場中向左運(yùn)動,電流表指針向左偏轉(zhuǎn)。①通過a、b操作,說明感應(yīng)電流的方向與方向有關(guān)。②通過a、c操作,說明感應(yīng)電流的方向與方向有關(guān)。【答案】(1)會;不會(2)不會;會(3)閉合;切割磁感線(4)導(dǎo)體的運(yùn)動;磁場【解析】(1)①閉合開關(guān),靈敏電流表指針不會偏轉(zhuǎn)。讓導(dǎo)體ab在磁場中左右運(yùn)動,磁場沿豎直方向,則導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動,會產(chǎn)生感應(yīng)電路,則電流表指針會偏轉(zhuǎn);
②斷開開關(guān),讓導(dǎo)體ab在磁場中左右運(yùn)動,雖然此時導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動,但是電路不是閉合的,因此不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,即電流表指針不會偏轉(zhuǎn)。
(2)①閉合開關(guān),讓導(dǎo)體ab在磁場中豎直上下運(yùn)動,則導(dǎo)體的運(yùn)動方向與磁場方向平行,此時不做切割磁感線運(yùn)動,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,則電流表指針不會偏轉(zhuǎn);
②讓導(dǎo)體ab在磁場中斜向上或斜向下運(yùn)動,此時導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動,會產(chǎn)生感應(yīng)電流,則電流表指針會偏轉(zhuǎn)。
(3)綜合(1)(2)可知,導(dǎo)體ab在磁場中運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:導(dǎo)體ab必須是閉合電路的一部分,且一定要做切割磁感線運(yùn)動。
(4)①分析a、b操作可知,磁場方向相同,只有導(dǎo)體運(yùn)動方向不同,那么說明:感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體的運(yùn)動方向有關(guān)。
②分析a、c操作可知,導(dǎo)體的運(yùn)動方向相同,而磁場方向不同,那么說明:感應(yīng)電流的方向與磁場方向有關(guān)。15.(2022八下·東陽期末)學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象后,小科同學(xué)想進(jìn)一步探究感應(yīng)電流的大小與哪些因素有關(guān)。他使用的裝置如圖所示:鐵塊E、F上繞有導(dǎo)線并與開關(guān)、滑動變阻器、電源、燈泡組成電路。線框abcd與靈敏E電流計(jì)G相連。(線框abed在鐵塊E、F上方,如實(shí)驗(yàn)過程中線框不扭轉(zhuǎn))[猜想與假設(shè)]小科做出了如下猜想:A.感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線的速度有關(guān);B.感應(yīng)電流的大小與磁場的強(qiáng)弱有關(guān)。[設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]小科探究猜想A的設(shè)計(jì)思路如下:實(shí)驗(yàn)時保持電磁鐵磁性強(qiáng)弱不變,改變線框切割磁感線的速度進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),分別記下每次實(shí)驗(yàn)中靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表所示。實(shí)驗(yàn)次數(shù)切割磁感線的速度電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)1慢速1.5格2中速2.5格3快速4格[分析論證](1)分析表格數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是:其他條件都相同時,,閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。(2)[交流評估]小科為驗(yàn)證猜想B,設(shè)計(jì)思路如下:改變電磁鐵的進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),每次實(shí)驗(yàn)線框豎直向下穿過電磁鐵磁場,觀察并記錄每次實(shí)驗(yàn)中靈敏電流計(jì)G指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)。(3)實(shí)驗(yàn)中用電磁鐵代替永磁體的好處是:(4)按照小科的設(shè)計(jì)思路驗(yàn)證猜想B,得到的感應(yīng)電流變化不定,沒有規(guī)律,原因可能是【答案】(1)導(dǎo)體切制磁感線的速度越大(2)磁性強(qiáng)弱(3)易于改變磁體的磁性強(qiáng)弱(4)沒有控制每次移動線框的速度相等【解析】(1)根據(jù)表格可知,導(dǎo)體切割磁感線的速度不斷增大,因此:其他條件都相同時,導(dǎo)體切制磁感線的速度越大,閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。
(2)根據(jù)猜想B可知,變化的因素為磁場的強(qiáng)弱,則:設(shè)計(jì)思路如下:改變電磁鐵的磁性強(qiáng)弱進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),每次實(shí)驗(yàn)線框豎直向下穿過電磁鐵磁場,觀察并記錄每次實(shí)驗(yàn)中靈敏電流計(jì)G指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)。
(3)實(shí)驗(yàn)中用電磁鐵代替永磁體的好處是:易于改變磁體的磁性強(qiáng)弱;
(4)按照小科的設(shè)計(jì)思路驗(yàn)證猜想B,得到的感應(yīng)電流變化不定,沒有規(guī)律,原因可能是沒有控制每次移動線框的速度相等。二、發(fā)電機(jī)16.(2020九上·寧波月考)如圖所示,L為帶動線圈轉(zhuǎn)動的搖把,圖中表示指針可來回擺動的電流表,關(guān)于此工作原理圖,下列說法正確的是()A.這是電動機(jī)的工作原理圖B.用該原理制成的機(jī)器正常工作時,電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C.用該原理可制成手搖發(fā)電機(jī),轉(zhuǎn)動搖把L讓線圈轉(zhuǎn)起來,靈敏電流表的指針會來回擺動D.用該原理可制成手搖發(fā)電機(jī),如果只拿掉電流表,其他電路連接不變,轉(zhuǎn)動搖把L讓線圈轉(zhuǎn)動,線圈中仍會產(chǎn)生電流【答案】C【解析】轉(zhuǎn)動搖把時,線圈做切割磁感線運(yùn)動,電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以電流表指針來回擺動,這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,是發(fā)電機(jī)的原理。而電動機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的原理工作的,故A錯誤,C正確;
B.發(fā)電機(jī)在工作的過程中,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,故B錯誤;
D.用該原理可制作手搖發(fā)電機(jī),如果只拿掉電流表,其他電路連接不變,轉(zhuǎn)動搖把L讓線圈轉(zhuǎn)動,由于電路處于斷路狀態(tài),所以線圈中不會產(chǎn)生電流,故D錯誤。故選C。17.如圖所示,badc是一個U形金屬導(dǎo)軌,pq是根金屬棒,可以在金屬導(dǎo)軌上滑動。金屬導(dǎo)軌處于一個蹄形磁鐵中,一重物通過定滑輪的細(xì)繩與金屬棒pq相連,整個裝置置于水平桌面上并處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)重物開始下落且金屬棒pq在磁場內(nèi)運(yùn)動的過程中()A.金屬棒pq中有電流,此過程電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B.金屬棒pq中無電流,此過程電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C.金屬棒pq中有電流,此過程機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能D.金屬棒pq中無電流,此過程機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能【答案】C【解析】根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件來判斷,會產(chǎn)生電流,導(dǎo)體運(yùn)動具有機(jī)械能,產(chǎn)生電流具有電能,所以是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
故選C。18.(2022·蕭山模擬)插電混動型汽車是新能源汽車的一種。它可以連接充電樁給電池充電,汽車運(yùn)行時電池給馬達(dá)供電驅(qū)動,這種模式稱為純電模式;也可以到加油站加油,利用汽油給引擎(汽油機(jī)或柴油機(jī))工作啟動驅(qū)動,這種模式稱為純油模式。當(dāng)汽車處于剎車減速狀態(tài)下,馬達(dá)又對能量進(jìn)行回收,給電池充電,所以大大實(shí)現(xiàn)節(jié)源。如圖所示為插電混動型汽車在純電模式下運(yùn)行時的能量轉(zhuǎn)換示意圖,圖甲是正常前進(jìn)狀態(tài),圖乙為剎車狀態(tài)。請仔細(xì)閱讀,結(jié)合所學(xué)知識,從下列選項(xiàng)中選出正確的選項(xiàng)()A.甲圖中的左側(cè)馬達(dá)相當(dāng)于電動機(jī),乙圖中的馬達(dá)相當(dāng)于發(fā)電機(jī)B.甲圖中的左側(cè)馬達(dá)相當(dāng)于發(fā)電機(jī),乙圖中的馬達(dá)相當(dāng)于電動機(jī)C.甲圖中電池給馬達(dá)供電,電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.乙圖中馬達(dá)給電池供電,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為電能【答案】A【解析】根據(jù)圖甲可知,當(dāng)汽車正常行駛時,馬達(dá)驅(qū)動汽車車輪,將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,相當(dāng)于電動機(jī)。根據(jù)乙圖可知,當(dāng)汽車剎車時,車輪帶動馬達(dá)轉(zhuǎn)動,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,相當(dāng)于發(fā)電機(jī)。
故A正確,而B、C、D錯誤。故選A。19.(2022八下·余杭期中)如圖所示是手搖發(fā)電機(jī)模型,下列說法中正確的()A.發(fā)電時,線圈在磁場中始終在切割磁感線B.它是利用通電導(dǎo)體在磁場中受力原理發(fā)電的C.燈泡發(fā)光的亮暗與手搖轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動方向有關(guān)D.在一個周期,線圈內(nèi)電流方向改變兩次【答案】D【解析】A.發(fā)電時,當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時,此時沒有切割磁感線,故A錯誤;
B.它是利用電磁感應(yīng)的原理發(fā)電的,故B錯誤;
C.燈泡發(fā)光的亮暗與手搖轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的速度有關(guān),即與切割磁感線的速度有關(guān),故C錯誤;
D.在一個周期,線圈內(nèi)電流方向改變兩次,故D正確。故選D。20.某同學(xué)制作了如圖所示的裝置:風(fēng)吹動時,風(fēng)車帶動磁體上方的線圈轉(zhuǎn)動(線圈兩端引出線上的絕緣漆已全部刮掉),靈敏電流計(jì)的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn),則下列說法正確的是()A.該裝置是利用磁場對電流的作用原理工作的B.該裝置工作時線圈相當(dāng)于電路中的用電器C.該裝置工作時線圈中產(chǎn)生的是交變電流D.若圖中電流計(jì)換成干電池,則無風(fēng)吹時,線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動【答案】C【解析】A.線圈轉(zhuǎn)動,在磁場中切割磁感線,靈敏電流計(jì)指針擺動說明有電流產(chǎn)生,這是電磁感應(yīng),故A錯誤;
B.此時線圈發(fā)電,向外提供電能,應(yīng)該為電源,故B錯誤;
C.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動時,線圈產(chǎn)生的電流方向不斷改變,因此為交流電,故C正確;
D.將電流計(jì)換成干電池后,無風(fēng)吹時,當(dāng)線圈到達(dá)一個特定位置后,它受到的磁力方向與轉(zhuǎn)動方向相反,從而時線圈不能持續(xù)轉(zhuǎn)動下去,故D錯誤。故選C。21.(2021八下·杭州期中)如圖所示的是直流發(fā)電機(jī)的工作原理圖,關(guān)于直流發(fā)電機(jī)下列說法中正確的是()A.圖中的E,F(xiàn)稱為換向器,它的作用是改變線圈中的電流方向B.直流發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)產(chǎn)生的是直流電,供給外部電路的也是直流電C.它是利用通電線圈在磁場中受到力的作用而轉(zhuǎn)動的原理工作的D.直流發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)產(chǎn)生的是交流電,供給外部電路的是直流電【答案】D【解析】無論是直流發(fā)電機(jī),還是交流發(fā)電機(jī),線圈中產(chǎn)生的都是交流電,只是直流電動機(jī)在線圈外部有一個換向器,將交流電轉(zhuǎn)化為直流電,故A、B錯誤,D正確;
直流發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)的原理工作的,故C錯誤。故選D。22.(2022·紹興)如圖是手機(jī)無線充電的原理簡化圖。當(dāng)充電器線圈接通電源之后,該線圈就會產(chǎn)生一個磁場,當(dāng)手機(jī)放在充電器上的時候,手機(jī)中的線圈就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,實(shí)現(xiàn)無線充電。(1)手機(jī)線圈中產(chǎn)生電流是利用現(xiàn)象。(2)當(dāng)充電器線圈中某一時刻的電流方向如圖所示,則圖中B點(diǎn)的磁場方向是(選填“向上”或“向下”)。(3)與傳統(tǒng)方式相比,請你對這種充電方式進(jìn)行評價:?!敬鸢浮浚?)電磁感應(yīng)(2)向上(3)優(yōu)點(diǎn):使用方便,兼容性強(qiáng),可以一對多充電,解決了接口不匹配問題等,缺點(diǎn):充電效率較低,電磁輻射較大,價格高等?!窘馕觥浚?)手機(jī)線圈中產(chǎn)生電流是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
(2)電流從上往下看是逆時針轉(zhuǎn)動,利用右手螺旋定則判斷B點(diǎn)磁場方向是向上;
(3)與傳統(tǒng)方式相比,對這種充電方式進(jìn)行評價:優(yōu)點(diǎn):使用方便,兼容性強(qiáng),可以一對多充電,解決了接口不匹配問題等,缺點(diǎn):充電效率較低,電磁輻射較大,價格高等。23.(2021八下·奉化期末)如圖是法拉第發(fā)明的紫銅圓盤發(fā)電機(jī)。轉(zhuǎn)動搖柄使圓盤旋轉(zhuǎn)起來,電路中就會產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象叫。如果要改變圓盤發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流方向,可采用的方法是。(寫出一點(diǎn)即可)【答案】電磁感應(yīng);改變圓盤的轉(zhuǎn)動方向(或改變磁場方向)【解析】(1)轉(zhuǎn)動搖柄使圓盤旋轉(zhuǎn)起來,電路中就會產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。
(2)如果要改變圓盤發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流方向,可采用的方法是改變圓盤的轉(zhuǎn)動方向(或改變磁場方向)。24.醫(yī)生給心臟疾病患者做手術(shù)時需要利用電磁血流量計(jì)來檢測血流速度,其示意圖如圖所示。使用時,將血管置于兩磁極之間,接線柱a、b與血管壁接觸,就會有微弱電流產(chǎn)生,儀表顯示出血流速度。電磁血流量計(jì)的工作原理與(填“電動機(jī)”或“發(fā)電機(jī)”)的原理相似。圖中若僅調(diào)換兩磁極的位置,則流過儀表電流的方向?qū)?填“不變”或“改變”)?!敬鸢浮堪l(fā)電機(jī);改變【解析】(1)根據(jù)圖片可知,血液相當(dāng)于金屬導(dǎo)體,它流動時做切割磁感線運(yùn)動,這時會產(chǎn)生感應(yīng)電流,發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,則電磁血流量計(jì)的工作原理與發(fā)電機(jī)的工作原理相同。
(2)圖中若僅調(diào)換兩磁極的位置,則磁場方向改變,那么流過儀表電流的方向?qū)⒏淖儭?5.(2022八下·臨海月考)如圖所示,用漆包線繞成矩形線圈,將線圈兩端的導(dǎo)線拉直并用刀將漆全部刮掉,作為轉(zhuǎn)動軸,將線圈放在金屬支架上,在它下面放一塊小磁體,用紙做一個小風(fēng)車固定在轉(zhuǎn)動軸上,將裝置與小量程電流表相連,使小風(fēng)車轉(zhuǎn)動,可觀察到的現(xiàn)象,說明電路中有電流產(chǎn)生,此過程中能轉(zhuǎn)化為電能。若將電流表換成干電池接入電路,線圈(填“能”或“不能”)持續(xù)轉(zhuǎn)動?!敬鸢浮侩娏鞅碇羔槹l(fā)生偏轉(zhuǎn);機(jī)械;不能【解析】(1)將線圈放在金屬支架上,在它下面放一塊小磁體,用紙做一個小風(fēng)車固定在轉(zhuǎn)動軸上,將裝置與小量程電流表相連,使小風(fēng)車轉(zhuǎn)動,可觀察到電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,說明電路中有電流產(chǎn)生,此過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
(2)將電流表換成干電池后,會有電流經(jīng)過線圈,而通過電流的線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動起來。由于不能改變通過線圈的電流方向,因此到達(dá)平衡位置負(fù)極時,線圈會左右擺動,最終靜止下來,即線圈不能持續(xù)轉(zhuǎn)動。26.(2022八下·臨海月考)小科對手機(jī)無線充電的原理感到好奇。查閱資料后得知:充電時充電器內(nèi)的發(fā)射線圈產(chǎn)生磁場,手機(jī)內(nèi)的接收線圈會產(chǎn)生感應(yīng)電流給電池充電,結(jié)構(gòu)如圖甲。學(xué)過電磁感應(yīng)原理的小科提出質(zhì)疑:手機(jī)和充電器在充電過程中都不動,并沒有做切割磁感線運(yùn)動,為何會產(chǎn)生感應(yīng)電流?對此,他設(shè)計(jì)了圖乙實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。(P線圈代表接收線圈,Q線圈代表發(fā)射線圈)(1)閉合開關(guān)后靈敏電流計(jì)指針被沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)。小科認(rèn)為,可能是P線圈中的電流過小,于是他將滑片向左移。他的這一操作是基于什么猜想?(2)他將滑片向左移后,仍未觀察到指針偏轉(zhuǎn),但再斷開開關(guān)、閉合開關(guān)、移動滑片時靈敏電流計(jì)指針有明顯偏轉(zhuǎn)。請教老師后得知當(dāng)閉合電路圍成的平面內(nèi),磁感線數(shù)量發(fā)生改變時,電路中能產(chǎn)生感應(yīng)電流。請根據(jù)上述事實(shí),解釋在該實(shí)驗(yàn)中若導(dǎo)體ab上下運(yùn)動時,則閉合電路中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因(圖丙)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)開關(guān)及滑動變阻器狀態(tài)靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向1開關(guān)由斷開變?yōu)殚]合向左2開關(guān)由閉合變?yōu)閿嚅_向右3開關(guān)閉合時,滑片向左移動向左4開關(guān)閉合時,滑片向右移動向右5開關(guān)閉合后,滑片不移動不偏轉(zhuǎn)6改變電源正負(fù)極,閉合開關(guān),滑片向左移動向左7改變電源正負(fù)極,閉合開關(guān),滑片向右移動向右(3)小科發(fā)現(xiàn)不同情況下靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向不同。他猜測與Q線圈中的電流方向改變有關(guān),于是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄現(xiàn)象。請先判斷小科的說法是否正確,并合理選擇上表格中的兩次實(shí)驗(yàn)說明理由?!敬鸢浮浚?)磁場強(qiáng)度越強(qiáng),P線圈中的感應(yīng)電流越大(2)該閉合電路內(nèi)磁感線數(shù)量未發(fā)生改變(3)不正確,比較3、6或4、7可知,Q線圈中的電流方向改變,其他條件不變,靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向不改變,說明感應(yīng)電流方向與Q線圈中的電流方向無關(guān)【解析】(1)合開關(guān)后靈敏電流計(jì)指針被沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)。小科認(rèn)為,可能是P線圈中的電流過小,于是他將滑片向左移。他的這一操作是基于猜想:磁場強(qiáng)度越強(qiáng),P線圈中的感應(yīng)電流越大。
(2)在該實(shí)驗(yàn)中若導(dǎo)體ab上下運(yùn)動時,則閉合電路中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因(圖丙):該閉合電路內(nèi)磁感線數(shù)量未發(fā)生改變。
(3)小科的說法不正確,理由:比較3、6或4、7可知,Q線圈中的電流方向改變,其他條件不變,靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向不改變,說明感應(yīng)電流方向與Q線圈中的電流方向無關(guān)。27.(2019八下·秀洲月考)(1)如圖是電學(xué)中很重要的兩個實(shí)驗(yàn),其中甲圖裝置是研究的規(guī)律;乙圖裝置是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律。(2)如丙圖中左圖是法拉第發(fā)明的能夠產(chǎn)生持續(xù)電流的機(jī)器:發(fā)電機(jī),金屬圓盤可以看成是由無數(shù)根長度等于圓盤半徑的導(dǎo)線組成的。金屬圓盤在磁極間不斷轉(zhuǎn)動,每根導(dǎo)線都在做切割磁感線運(yùn)動,從而產(chǎn)生持續(xù)的電流。某校探究小組仿制了這個發(fā)電機(jī)裝置(如丙圖中右圖),對影響電流大小的因素進(jìn)行如下探究:①當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增大時,電流表指針偏轉(zhuǎn)增大,說明電流大小跟有關(guān);②保持圓盤轉(zhuǎn)速不變,換用一個半徑更大的金屬圓盤,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)更大,說明電流大小還跟有關(guān);③保持圓盤轉(zhuǎn)速不變,換用,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)更大,說明電流大小跟磁場強(qiáng)弱有關(guān)。【答案】(1)通電導(dǎo)體在磁場中受到力而運(yùn)動(2)轉(zhuǎn)速或者切割磁感線的速度;切割磁感線的導(dǎo)線長度;磁性更強(qiáng)的磁體【解析】(1)如圖是電學(xué)中很重要的兩個實(shí)驗(yàn),其中甲圖裝置是研究通電導(dǎo)體在磁場中受到力而運(yùn)動的規(guī)律;乙圖裝置是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律。
(2)①當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增大時,電流表指針偏轉(zhuǎn)增大,說明電流大小跟轉(zhuǎn)速或者切割磁感線的速度有關(guān);
②保持圓盤轉(zhuǎn)速不變,換用一個半徑更大的金屬圓盤,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)更大,說明電流大小還跟、切割磁感線的導(dǎo)線長度有關(guān);
③保持圓盤轉(zhuǎn)速不變,換用磁性更強(qiáng)的磁體,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)更大,說明電流大小跟磁場強(qiáng)弱有關(guān)。三、電磁感應(yīng)的其他應(yīng)用28.(2022八下·溫嶺期末)溫嶺某地沿海安裝了許多風(fēng)力發(fā)電機(jī),其原理利用以下哪個實(shí)驗(yàn)()A.B.C.D.【答案】C【解析】風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
A.閉合開關(guān)后,通過電流的導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動,這是電動機(jī)的工作原理,故A不合題意;
B.閉合開關(guān)后,相互串聯(lián)的兩個電磁鐵的電流相等,線圈匝數(shù)多的吸引的大頭針數(shù)量多,說明電磁鐵的磁場強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)有關(guān),故B不合題意;
C.當(dāng)線圈在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時,電流表的指針擺動,說明有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故C符合題意;
D.當(dāng)導(dǎo)線中有電流經(jīng)過時,小磁針的指向發(fā)生偏轉(zhuǎn),這說明電流周圍存在磁場,故D不合題意。故選C。29.(2022八下·新昌期末)為了節(jié)能,中國高鐵采用了“再生制動”技術(shù),即動車到站前關(guān)閉電源,由于慣性,動車?yán)^續(xù)前進(jìn),此時電機(jī)線圈隨車輪在磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電流。下列實(shí)驗(yàn)中,與“再生制動”的工作原理一致的是()A.B.C.D.【答案】B【解析】A.當(dāng)導(dǎo)線中有電流經(jīng)過時,小磁針的指向發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明電流周圍存在磁場,故A不合題意;
B.當(dāng)導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時,電流表的指針擺動,說明有感應(yīng)電流產(chǎn)生,這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故B符合題意;
C.閉合開關(guān)后,通過電流的導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動,這是電動機(jī)的工作原理,故C不合題意;
D.串聯(lián)的兩個電磁鐵中電流相等,線圈匝數(shù)多的吸引的大頭針數(shù)量多,即電磁鐵的磁場強(qiáng)度與線圈匝數(shù)有關(guān),故D不合題意。故選B。30.(2022八下·吳興期末)如圖是一款能發(fā)電的魔方充電器,轉(zhuǎn)動魔方時,就能發(fā)電。下列各圖中實(shí)驗(yàn)與其工作原理相同的是()A.B.C.D.【答案】D【解析】A.當(dāng)導(dǎo)線中有電流經(jīng)過時,小磁針的指向發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明電流周圍存在磁場,故A不合題意;
B.兩個電磁鐵串聯(lián)時,線圈匝數(shù)多的吸引大頭針數(shù)量多,這說明電磁鐵的磁場強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)有關(guān),故B不合題意;
C.閉合開關(guān)后,通過電流的導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動,這是電動機(jī)的工作原理,故C不合題意;
D.當(dāng)導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時,電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明有電流產(chǎn)生,故D符合題意。故選D。31.(2022八下·舟山月考)POS刷卡機(jī)的廣泛應(yīng)用給人們的生活帶來了便利。POS機(jī)的刷卡位置是一個繞有線圈的小鐵環(huán)制成的檢測頭(如圖所示),使用時,將帶有磁條的信用卡在POS機(jī)指定位置刷一下,檢測頭的線圈中就會產(chǎn)生變化的電流,POS機(jī)便可讀出磁條上的信息。下圖中能反映POS刷卡機(jī)工作原理的是()A.B.C.D.【答案】B【解析】A.當(dāng)導(dǎo)線中有電流經(jīng)過時,小磁針的指向發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明電流周圍存在磁場,故A不合題意;
B.閉合開關(guān)后,導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時,靈敏電流計(jì)的指針擺動,說明有電流產(chǎn)生,這就是電磁感應(yīng),故B符合題意;
C.閉合開關(guān)后,通過電流的導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動,這是電動機(jī)的工作原理,故C不合題意;
D.閉合開關(guān)后,通過電流的線圈在磁場受力轉(zhuǎn)動,這是電動機(jī)的工作原理,故D不合題意。故選B。32.(2022九下·杭州月考)近年來,我國各地火車站陸續(xù)推行電子車票入站。電子車票,也稱“無紙化”車票,乘客網(wǎng)上購票后,直接通過“刷身份證”或“掃手機(jī)”即可順利進(jìn)站。如圖所示,這是乘客通過“刷身份證”進(jìn)站時的情景,將身份證靠近檢驗(yàn)口,機(jī)器感應(yīng)電路中就會產(chǎn)生電流,從而識別乘客身份。與這一原理相同的是()A.B.C.D.【答案】D【解析】A.當(dāng)導(dǎo)線中有電流經(jīng)過時,小磁針的指向發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明電流周圍存在磁場,故A不合題意;
B.當(dāng)線圈中有電流經(jīng)過時,鐵屑成規(guī)律分布,說明電流的磁效應(yīng),故B不合題意;
C.閉合開關(guān)后,通過電流的導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動,這是電動機(jī)的工作原理,故C不合題意;
D.當(dāng)導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時,電流表的指針擺動,說明有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故D符合題意。故選D。33.(2022·溫州模擬)手機(jī)無線充電技術(shù)逐步成熟,充電底座里的發(fā)送線圈接通交流電,從而產(chǎn)生變化的磁場,使手機(jī)內(nèi)的接收線圈中產(chǎn)生一定的電流,完成充電。下列
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