
1.法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,使人類從蒸汽機時代步入了電氣化時代.下列電器設(shè)備中,根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的是
A.電磁繼電器
B.電動機
C.發(fā)電機
D.電熨斗
2.下列過程中一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( )
A.導(dǎo)體在磁場中,做切割磁感線運動
B.閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中運動
C.只要導(dǎo)體在磁場中運動
D.閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動
3.下列描述的物理情景中,與電動機原理相同的是( )
A.B.
C.D.
4.將導(dǎo)體、開關(guān)和靈敏電流表用導(dǎo)線連接,導(dǎo)體放置在磁極間,如圖所示。下列說法正確的是( )
A.開關(guān)閉合,磁鐵不動,水平向左快速移動,指針不偏轉(zhuǎn)
B.磁極對調(diào)后,開關(guān)閉合,水平向右快速運動,指針要偏轉(zhuǎn)
C.開關(guān)閉合,豎直上下運動,指針要偏轉(zhuǎn)
D.開關(guān)斷開,快速運動,指針可能偏轉(zhuǎn)
5.如圖所示,手腕上所佩戴的“計步器”,其構(gòu)造是在一段塑料管中密封一小塊磁鐵,管外纏繞著線圈。運動時,磁鐵在管中反復(fù)運動,線圈的輸出電流隨之不停地變化,顯示出運動的步數(shù)。“計步器”的基本原理與下列哪幅圖相同( )
A.B.
C.D.
6.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),靈敏電流計的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn),則下列說法正確的是( )
A.該裝置工作時線圈相當(dāng)于電路中的用電器
B.該裝置將電能轉(zhuǎn)化為機械能
C.該裝置是利用電磁感應(yīng)原理工作的
D.若圖中電流計換成干電池,則無風(fēng)吹時,線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動
7.如圖所示,閉合導(dǎo)線框abcd的一部分處于磁場中,將導(dǎo)線框沿圖示方向拉出過程中,則( )
A.在此過程中,電能轉(zhuǎn)化為機械能
B.導(dǎo)線框中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,因為回路中沒有電源
C.導(dǎo)線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,整個導(dǎo)線框都是電源
D.導(dǎo)線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,導(dǎo)線ab段相當(dāng)于電源
8.如圖所示,“○”表示閉合電路在磁場中那部分導(dǎo)體的橫截面,箭頭表示它的運動方向,那么在下列四幅圖中,導(dǎo)體中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( )
A.
B.
C.
D.
9.圖甲是發(fā)電機原理的示意圖,圖乙中的“〇”表示導(dǎo)線ab,當(dāng)它在磁場中分別轉(zhuǎn)動到位置時,運動方向已用箭頭標(biāo)出,圖甲中的導(dǎo)線ab,下列說法正確的是( )
A.在位置1時,電路中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流
B.圖甲的電路中沒有電源
C.在位置3時,電路中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流
D.發(fā)電機產(chǎn)生的電流方向不變
10.電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示,磁體附近的金屬弦被磁化,因此弦振動時,在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音,下列說法不正確的是( )
A.選用銅質(zhì)弦,電吉他仍能正常工作
B.取走磁體,電吉他將不能正常工作
C.增加線圈數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電流
D.弦振動過程中,線圈中的電流方向不斷變化
二、填空題
11.影響感應(yīng)電流方向的因素:__________;_______________.
12.電磁感應(yīng)現(xiàn)象:
(1)導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向,跟導(dǎo)體的______方向和______方向有關(guān)。
(2)當(dāng)導(dǎo)體運動方向或磁感線方向兩者中的______發(fā)生改變時,感應(yīng)電流的方向也隨之______;當(dāng)導(dǎo)體運動方向和磁感線方向______都發(fā)生改變時,感應(yīng)電流的方向______。
13.如圖所示,向線圈插入條形磁鐵,電路中能產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象叫做______現(xiàn)象,這個過程中機械能轉(zhuǎn)化為______能。
14.發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的.發(fā)電機工作時將機械能轉(zhuǎn)化成_______能。交流發(fā)電機產(chǎn)生的是大小和方向不斷做周期性變化的電流,叫交流電,我國交流電的頻率是________Hz,電流方向每秒改變100次。
15.如圖所示,在“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”實驗中,閉合開關(guān),讓導(dǎo)體AB靜止在磁場中,回路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生?______;讓導(dǎo)體AB做切割磁感線運動,回路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生?______;當(dāng)回路中有感應(yīng)電流時,將磁極對調(diào),改變磁場方向,感應(yīng)電流的方向是否改變?______。
16.如圖為小明在研究電磁之間關(guān)系時,連接的一個電路;
(1)閉合開關(guān),滑片P向C端移動,彈簧將______(填“伸長”或“縮短”);
(2)將虛線框內(nèi)儀器換成電流表,然后將條形磁體快速插入線圈。與之相連的電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn),這是______現(xiàn)象。
17.發(fā)光二極管只允許電流從二極管的正極流入,負(fù)極流出。如圖所示,將兩只二極管與線圈連成并聯(lián)電路,并將兩只二極管的正負(fù)極接成相反情形。使磁鐵在線圈中左右移動,此時會看見兩只發(fā)光二極管輪流發(fā)光。該裝置發(fā)光根據(jù)的是_____原理,生活中根據(jù)這一原理工作的機器有_____。 小波同學(xué)認(rèn)為用一只發(fā)光二極管也可以,為什么要用兩只呢?我們可以這樣說服小波:實驗中要用兩只二極管的好處,是因為可以方便地研究_____的關(guān)系。
18.小亮在學(xué)習(xí)了“電和磁”的知識后,用甲、乙兩個直流電動機設(shè)計了如圖所示的裝置,閉合開關(guān)S后甲開始轉(zhuǎn)動,同時用皮帶帶動乙轉(zhuǎn)動,小燈泡光。在此過程中,將電能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置是___________(選填“甲”或“乙”)乙的工作原理是___________,生活中應(yīng)用這一原理工作的還有___________(選填“動圈式揚聲器”或“動圈式話筒”),如果要使甲的轉(zhuǎn)動方向與原來相反,則應(yīng)采取的措施是___________。
三、作圖題
19.如題圖所示,表示閉合回路中垂直于紙面的一根導(dǎo)線,當(dāng)在磁場中運動時回路中能產(chǎn)生感應(yīng)電流,請用箭頭標(biāo)出的運動方向(只畫一個),并畫出一條磁感線。
20.如圖,陰影區(qū)域有垂直于紙面的磁場,一封閉銅質(zhì)圓形線框用細(xì)線懸掛,由左側(cè)靜止釋放, 線框以 O 點為圓心向下做圓弧運動, 線框剛進(jìn)入磁場時, 其產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向和受到磁場力的方向如圖所示, 請畫出線框離開磁場的過程中, 感應(yīng)電流方向與受磁場力的方向。
四、實驗題
21.如圖是小明同學(xué)為了探究閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中運動時,產(chǎn)生感應(yīng)電流方向與哪些因素有關(guān)的實驗情景(圖中箭頭表示導(dǎo)體的運動方向)。
(1)比較圖______,說明感應(yīng)電流方向與磁場方向有關(guān);
(2)比較圖______,說明感應(yīng)電流方向與導(dǎo)體運動方向有關(guān);
(3)圖d說明,當(dāng)導(dǎo)體沿______方向運動時,閉合電路中將不產(chǎn)生感應(yīng)電流。
22.圖是小明做“探究什么情況下磁可以生電”的實驗裝置。
(1)實驗時,小明通過觀察___________來判斷電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流;
(2)小明進(jìn)行了如圖所示的5次操作,其中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是___________(選填所有符合要求的操作序號);
(3)完成實驗后,小明認(rèn)為實驗現(xiàn)象不太明顯,請你提出一條改進(jìn)措施:___________;
(4)利用“磁生電”工作的裝置有___________(選填“電鈴”“揚聲器”“動圈式話筒”或“電磁起重機”)。
23.學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象后,小昌同學(xué)想進(jìn)一步探究感應(yīng)電流的大小跟哪些因素有關(guān)。他使用如圖所示的裝置,讓導(dǎo)體棒在U形磁鐵中做切割磁感線運動而產(chǎn)生感應(yīng)電流,記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示。
(1)比較1、2、3三組數(shù)據(jù),可以探究感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線速度的關(guān)系。當(dāng)磁場強弱一定時,導(dǎo)體切割磁感線速度越________,感應(yīng)電流越大;
(2)比較________三組數(shù)據(jù),可以探究感應(yīng)電流的大小與磁場強弱的關(guān)系。當(dāng)導(dǎo)體棒切割磁感線速度一定時,磁場越________,感應(yīng)電流越大。
24.為了探究“感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”。小明將鐵架臺、導(dǎo)體AB、小量程電流表、蹄形磁體、開關(guān)和若干導(dǎo)線按圖連接。
(1)在選擇導(dǎo)體AB的材料時,你認(rèn)為最好選擇______(選填“鋁棒”“銅棒”或“鐵棒”);
(2)閉合開關(guān),小明左右移動導(dǎo)體AB,發(fā)現(xiàn)電流表的指針發(fā)生了擺動, 小明又沿多個不同方向來回移動導(dǎo)體AB,均發(fā)現(xiàn)電流表的指針發(fā)生了擺動;
(3)經(jīng)歷了(2)的探究,小明便得出了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件為:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中運動。你認(rèn)為小明的結(jié)論______(選填“正確”或“不正確”),你認(rèn)為他在實驗中可能存在的問題是:______;
(4)實驗中,小明在電路閉合時將導(dǎo)體AB向右移動一段距離后松開手,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體AB左右擺動,此時小量程電流表的指針______(選填“左右擺動”“偏向一邊”或“靜止不動”)。導(dǎo)體AB擺動過程中,如果不計空氣阻力及導(dǎo)線懸掛點的摩擦,導(dǎo)體AB的機械能將______(選填“變大”“變小”或“不變”)。
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
磁場強弱(磁鐵個數(shù))
1個
1個
1個
2個
3個
導(dǎo)體切割磁感線速度
慢速
中速
快速
慢速
慢速
電流計指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)
1格
2.5格
4格
2格
3格
18.2 科學(xué)探究:怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流
一、單選題
1.法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,使人類從蒸汽機時代步入了電氣化時代.下列電器設(shè)備中,根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的是
A.電磁繼電器
B.電動機
C.發(fā)電機
D.電熨斗
【答案】C
【分析】(1)電動機是利用通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動工作的.
(2)發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象工作的.
(3)電熨斗是利用電流的熱效應(yīng)工作的.
【解析】A、電磁繼電器是利用電流的磁效應(yīng)的原理制成的,不符合題意.
B、電動機的工作原理是利用閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中受到力的作用,不符合題意.
C、發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象工作的,符合題意.
D、電熨斗是利用電流的熱效應(yīng)工作的.不符合題意.
故選C.
【點睛】掌握一些家用電器的工作原理,例如電鈴、電熱器、電風(fēng)扇、電飯鍋、熱水器、發(fā)電機等等.
2.下列過程中一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( )
A.導(dǎo)體在磁場中,做切割磁感線運動
B.閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中運動
C.只要導(dǎo)體在磁場中運動
D.閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動
【答案】D
【解析】A.導(dǎo)體在磁場中,做切割磁感線運動。因為電路不一定閉合,所以不一定滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,故A不符合題意;
B.閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中運動。因為導(dǎo)體不一定做切割磁感線運動,所以,不一定滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,故B不符合題意;
C.只要導(dǎo)體在磁場中運動。因為電路不一定閉合,不一定做切割磁感線運動,所以,不一定滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,故C不符合題意;
D.閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動。滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,故D符合題意。
故選D。
3.下列描述的物理情景中,與電動機原理相同的是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】電動機原理是通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用;
A.圖中沒有電源,開關(guān)閉合時,導(dǎo)體棒在磁場中做切割磁感線運動,電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,這是電磁感應(yīng)原理,故A不符合題意;
B.圖中有電源,是通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用,與電動機的原理相同,故B符合題意;
C.圖中是奧斯特實驗,是通電導(dǎo)體周圍存在磁場,與電動機原理不同,故C不符合題意;
D.圖中是異名磁極相互排斥,與電動機原理不同,故D不符合題意。
故選B。
4.將導(dǎo)體、開關(guān)和靈敏電流表用導(dǎo)線連接,導(dǎo)體放置在磁極間,如圖所示。下列說法正確的是( )
A.開關(guān)閉合,磁鐵不動,水平向左快速移動,指針不偏轉(zhuǎn)
B.磁極對調(diào)后,開關(guān)閉合,水平向右快速運動,指針要偏轉(zhuǎn)
C.開關(guān)閉合,豎直上下運動,指針要偏轉(zhuǎn)
D.開關(guān)斷開,快速運動,指針可能偏轉(zhuǎn)
【答案】B
【解析】A.開關(guān)閉合,磁鐵不動,ab水平向左快速移動,導(dǎo)體ab切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流,指針偏轉(zhuǎn),故A錯誤;
B.磁極對調(diào)后,開關(guān)閉合,水平向右快速運動,導(dǎo)體ab切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流,指針偏轉(zhuǎn),故B正確;
C.開關(guān)閉合,豎直上下運動,導(dǎo)體ab沒有切割磁感線,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,指針不偏轉(zhuǎn),故C錯誤;
D.開關(guān)斷開,快速運動,電路是斷路,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,指針不會偏轉(zhuǎn),故D錯誤。
故選B。
5.如圖所示,手腕上所佩戴的“計步器”,其構(gòu)造是在一段塑料管中密封一小塊磁鐵,管外纏繞著線圈。運動時,磁鐵在管中反復(fù)運動,線圈的輸出電流隨之不停地變化,顯示出運動的步數(shù)?!坝嫴狡鳌钡幕驹砼c下列哪幅圖相同( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】根據(jù)“計步器”的特點可知,當(dāng)塑料管運動時,磁鐵在管中反向運動,切割線圈而產(chǎn)生電流,因此,計步器的基本原理是電磁感應(yīng),產(chǎn)生電流的過程中將機械能轉(zhuǎn)化成了電能;
A.反映電流周圍存在著磁場,故A不符合題意;
B.電路中有電源,是通電線圈在磁場中受力運動,故B不符合題意;
C.如圖電路中有電源,是探究影響電磁鐵磁性大小因素的實驗,故C不符合題意;
D.電路中沒有電源,當(dāng)閉合開關(guān),閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中進(jìn)行切割磁感線運動時,導(dǎo)體中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故D符合題意。
故選D。
6.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),靈敏電流計的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn),則下列說法正確的是( )
A.該裝置工作時線圈相當(dāng)于電路中的用電器
B.該裝置將電能轉(zhuǎn)化為機械能
C.該裝置是利用電磁感應(yīng)原理工作的
D.若圖中電流計換成干電池,則無風(fēng)吹時,線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動
【答案】C
【解析】ABC.圖中線圈、導(dǎo)線和靈敏電流計組成閉合電路,線圈處在磁場中,風(fēng)吹風(fēng)車帶動線圈轉(zhuǎn)動切割磁感線從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,因此圖示裝置與發(fā)電機原理相同,是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象工作的,將機械能轉(zhuǎn)化為電能,該裝置相當(dāng)于電源,故C正確,AB錯誤;
D.若圖中電流計換成干電池,則無風(fēng)吹時,由于通電線圈處在磁場中故而受力轉(zhuǎn)動,但線圈轉(zhuǎn)動至平衡位置因線圈兩端的絕緣漆全部刮掉無法改變線圈中的電流從而不能持續(xù)轉(zhuǎn)動下去,故D錯誤。
故選C。
7.如圖所示,閉合導(dǎo)線框abcd的一部分處于磁場中,將導(dǎo)線框沿圖示方向拉出過程中,則( )
A.在此過程中,電能轉(zhuǎn)化為機械能
B.導(dǎo)線框中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,因為回路中沒有電源
C.導(dǎo)線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,整個導(dǎo)線框都是電源
D.導(dǎo)線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,導(dǎo)線ab段相當(dāng)于電源
【答案】D
【解析】A.向外拉的過程中,消耗機械能,同時導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生電能,所以是機械能轉(zhuǎn)化為電能,故A不符合題意;
BCD.產(chǎn)生感應(yīng)電流需要兩個條件一個是閉合回路,一個是切割磁感線,圖中所示導(dǎo)線框為閉合回路,往外拉的過程中,閉合回路中的ab部分切割磁感線,所以會產(chǎn)生感應(yīng)電流,且導(dǎo)線ab相當(dāng)于電源,故BC不符合題意,D符合題意。
故選D。
8.如圖所示,“○”表示閉合電路在磁場中那部分導(dǎo)體的橫截面,箭頭表示它的運動方向,那么在下列四幅圖中,導(dǎo)體中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】A.由于磁感線水平向右,導(dǎo)體向右水平運動,即導(dǎo)體沒有切割磁感線,所以,回路中沒有感應(yīng)電流,故A不符合題意;
B.由圖知道,磁感線從左向右,導(dǎo)體向下運動,即導(dǎo)體在切割磁感線,所以,回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B符合題意;
C.蹄形磁體N、S極間的磁感線是從N極出發(fā)水平向左回到S極,而導(dǎo)體水平向上運動,沒有做切割磁感線運動,故C不符合題意;
D.磁感線豎直向上,導(dǎo)體沿磁感線向下運動,即導(dǎo)體沒有切割磁感線,所以,電路中沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D不符合題意.
9.圖甲是發(fā)電機原理的示意圖,圖乙中的“〇”表示導(dǎo)線ab,當(dāng)它在磁場中分別轉(zhuǎn)動到位置時,運動方向已用箭頭標(biāo)出,圖甲中的導(dǎo)線ab,下列說法正確的是( )
A.在位置1時,電路中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流
B.圖甲的電路中沒有電源
C.在位置3時,電路中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流
D.發(fā)電機產(chǎn)生的電流方向不變
【答案】A
【解析】AC.小圓圈“〇”表示垂直于紙面、繞垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動的一根導(dǎo)線,它是閉合電路的一部分;由圖知磁感線方向水平向右,而導(dǎo)線在位置1時的運動方向與磁感線方向平行,不切割磁感線,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流;導(dǎo)線在位置2、3、4時都切割磁感線,能產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A正確,C錯誤;
B.發(fā)電機的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,將機械能轉(zhuǎn)化為電能,則該裝置相當(dāng)于電源,為小燈泡提供電能,故B錯誤;
D.由于導(dǎo)線在不同位置時切割磁感線的方向不同,所以產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向也不同(會變化),故D錯誤。
故選A。
10.電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示,磁體附近的金屬弦被磁化,因此弦振動時,在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音,下列說法不正確的是( )
A.選用銅質(zhì)弦,電吉他仍能正常工作
B.取走磁體,電吉他將不能正常工作
C.增加線圈數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電流
D.弦振動過程中,線圈中的電流方向不斷變化
【答案】A
【解析】A.銅不可以被磁化,則選用銅質(zhì)弦,電吉他不能正常工作,故A錯誤,符合題意;
B.取走磁體,就沒有磁場,振弦不能切割磁感線產(chǎn)生電流,電吉他將不能正常工作,故B正確,不符合題意;
C.增加線圈匝數(shù),可增加電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電壓,在電路的總電阻不變時,可以增大線圈中的感應(yīng)電流,故C正確,不符合題意;
D.弦振動過程中,磁場方向不變,弦的運動方向會不斷變化,則線圈中的電流方向不斷變化,故D正確,不符合題意。
故選A。
二、填空題
11.影響感應(yīng)電流方向的因素:__________;_______________.
【答案】 導(dǎo)體的運動方向 磁場方向
【解析】[1][2]感應(yīng)電流方向與導(dǎo)體運動的方向和磁場的方向有關(guān).
12.電磁感應(yīng)現(xiàn)象:
(1)導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向,跟導(dǎo)體的______方向和______方向有關(guān)。
(2)當(dāng)導(dǎo)體運動方向或磁感線方向兩者中的______發(fā)生改變時,感應(yīng)電流的方向也隨之______;當(dāng)導(dǎo)體運動方向和磁感線方向______都發(fā)生改變時,感應(yīng)電流的方向______。
【答案】 運動 磁場 一個 改變 兩者同時 不變
【解析】(1)[1][2]在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,感應(yīng)電流的方向與兩個因素有關(guān):一是導(dǎo)體運動的方向;二是磁場的方向。
(2)[3][4][5][6]影響感應(yīng)電流方向的兩個因素,如果其中各一個因素的方向發(fā)生改變,則感應(yīng)電流方向也會改變;如果兩個因素同時改變,則感應(yīng)電流方向不變。
13.如圖所示,向線圈插入條形磁鐵,電路中能產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象叫做______現(xiàn)象,這個過程中機械能轉(zhuǎn)化為______能。
【答案】 電磁感應(yīng) 電
【解析】[1]向線圈插入條形磁鐵,線圈切割磁感線,電路中能產(chǎn)生電流,稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
[2]產(chǎn)生了電流,即電能,故將機械能轉(zhuǎn)化為電能。
14.發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的.發(fā)電機工作時將機械能轉(zhuǎn)化成_______能。交流發(fā)電機產(chǎn)生的是大小和方向不斷做周期性變化的電流,叫交流電,我國交流電的頻率是________Hz,電流方向每秒改變100次。
【答案】 機械 50
【解析】[1]發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的,發(fā)電機工作時將機械能轉(zhuǎn)化成電能。
[2]交流發(fā)電機產(chǎn)生的是大小和方向不斷做周期性變化的電流,叫交流電。我國交流電的頻率是50Hz,電流方向每秒改變100次。
15.如圖所示,在“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”實驗中,閉合開關(guān),讓導(dǎo)體AB靜止在磁場中,回路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生?______;讓導(dǎo)體AB做切割磁感線運動,回路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生?______;當(dāng)回路中有感應(yīng)電流時,將磁極對調(diào),改變磁場方向,感應(yīng)電流的方向是否改變?______。
【答案】 否 是 是
【解析】[1]只有當(dāng)閉合回路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,電路中才會產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以閉合開關(guān),讓導(dǎo)體AB靜止在磁場中時,回路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生。
[2]讓導(dǎo)體AB做切割磁感線運動時,閉合回路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流。
[3]回路中的電流方向和磁場方向以及導(dǎo)體運動方向有關(guān),當(dāng)磁場方向或?qū)w的運動方向變得相反時,感應(yīng)電流的方向會發(fā)生改變。所以當(dāng)回路中有感應(yīng)電流時,將磁極對調(diào),改變磁場方向,感應(yīng)電流的方向也會發(fā)生改變。
16.如圖為小明在研究電磁之間關(guān)系時,連接的一個電路;
(1)閉合開關(guān),滑片P向C端移動,彈簧將______(填“伸長”或“縮短”);
(2)將虛線框內(nèi)儀器換成電流表,然后將條形磁體快速插入線圈。與之相連的電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn),這是______現(xiàn)象。
【答案】 縮短 電磁感應(yīng)
【解析】(1)[1]滑片P向C端移動,滑動變阻器接入電路的電阻減小,根據(jù)歐姆定律可知,電流變大,線圈的磁性增強;由圖可知,根據(jù)電流流向,利用安培定則可知,線圈的下端為N極,上端為S極;同名磁極相互排斥,電流變大,磁性增強,則排斥力變大,故彈簧將縮短。
(2)[2]將條形磁鐵迅速插入線圈中,條形磁鐵和線圈發(fā)生了相對運動,線圈做切割磁感線運動,線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,與之相連的電流表指針就會發(fā)生偏轉(zhuǎn),這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
17.發(fā)光二極管只允許電流從二極管的正極流入,負(fù)極流出。如圖所示,將兩只二極管與線圈連成并聯(lián)電路,并將兩只二極管的正負(fù)極接成相反情形。使磁鐵在線圈中左右移動,此時會看見兩只發(fā)光二極管輪流發(fā)光。該裝置發(fā)光根據(jù)的是_____原理,生活中根據(jù)這一原理工作的機器有_____。 小波同學(xué)認(rèn)為用一只發(fā)光二極管也可以,為什么要用兩只呢?我們可以這樣說服小波:實驗中要用兩只二極管的好處,是因為可以方便地研究_____的關(guān)系。
【答案】 電磁感應(yīng) 發(fā)電機 感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體切割磁感線運動的方向
【解析】[1][2]磁鐵和線圈之間發(fā)生了相對運動,線圈做了切割磁感線的運動,就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,使二極管發(fā)光;發(fā)電機就是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原理制成的。
[3]線圈的運動方向發(fā)生改變時,感應(yīng)電流的方向就會放生改變,從而使不同的發(fā)光二極管發(fā)光,即用兩個二極管可以探究感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體切割磁感線運動的方向的關(guān)系。
18.小亮在學(xué)習(xí)了“電和磁”的知識后,用甲、乙兩個直流電動機設(shè)計了如圖所示的裝置,閉合開關(guān)S后甲開始轉(zhuǎn)動,同時用皮帶帶動乙轉(zhuǎn)動,小燈泡光。在此過程中,將電能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置是___________(選填“甲”或“乙”)乙的工作原理是___________,生活中應(yīng)用這一原理工作的還有___________(選填“動圈式揚聲器”或“動圈式話筒”),如果要使甲的轉(zhuǎn)動方向與原來相反,則應(yīng)采取的措施是___________。
【答案】 甲 電磁感應(yīng) 動圈式話筒 對調(diào)電源正負(fù)極
【解析】[1]甲裝置閉合開關(guān),電路有電流,通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動,將電能轉(zhuǎn)化為機械能。
[2]甲轉(zhuǎn)動時帶動乙轉(zhuǎn)動,乙裝置這個閉合回路的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時做切割磁感線運動,電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,使燈泡發(fā)光,將機械能轉(zhuǎn)化為電能,這個現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
[3]動圈式揚聲器將電信號轉(zhuǎn)化為聲信號。動圈式話筒將聲信號轉(zhuǎn)化為電信號,利用發(fā)聲時的振動帶動線圈振動從而切割磁感線產(chǎn)生強弱不同的電流,所以動圈式話筒利用了電磁感應(yīng)原理。
[4]通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用,受到的力的方向與電流方向和磁感線方向有關(guān),如果要使甲的轉(zhuǎn)動方向與原來相反,則可以對調(diào)電源的正負(fù)極,讓電路中電流的方向相反。
三、作圖題
19.如題圖所示,表示閉合回路中垂直于紙面的一根導(dǎo)線,當(dāng)在磁場中運動時回路中能產(chǎn)生感應(yīng)電流,請用箭頭標(biāo)出的運動方向(只畫一個),并畫出一條磁感線。
【答案】
【解析】磁體外部的磁感線都是從磁體的N極出發(fā),回到S極的。閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中作切割磁感線運動時,導(dǎo)體中就產(chǎn)生感應(yīng)電流,只要a的運動能切割磁感線,回路中就能產(chǎn)生感應(yīng)電流。如圖
20.如圖,陰影區(qū)域有垂直于紙面的磁場,一封閉銅質(zhì)圓形線框用細(xì)線懸掛,由左側(cè)靜止釋放, 線框以 O 點為圓心向下做圓弧運動, 線框剛進(jìn)入磁場時, 其產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向和受到磁場力的方向如圖所示, 請畫出線框離開磁場的過程中, 感應(yīng)電流方向與受磁場力的方向。
【答案】
【解析】線框以 O 點為圓心向下做圓弧運動, 線框剛進(jìn)入磁場時, 銅質(zhì)圓形線框右側(cè)部分產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為沿線框向上,受到磁場力的方向水平向左;線框離開磁場的過程中,銅質(zhì)圓形線框左側(cè)部分切割磁感線的方向不變,因磁場方向不變,故銅質(zhì)圓形線框左側(cè)部分中的感應(yīng)電流也是沿線圈向上;因電流方向不變及磁場方向不變,故銅質(zhì)圓形線框左側(cè)部分受到的磁場力的方向保持不變,即線框離開磁場的過程中受磁場力的方向水平向左,如下所示:
四、實驗題
21.如圖是小明同學(xué)為了探究閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中運動時,產(chǎn)生感應(yīng)電流方向與哪些因素有關(guān)的實驗情景(圖中箭頭表示導(dǎo)體的運動方向)。
(1)比較圖______,說明感應(yīng)電流方向與磁場方向有關(guān);
(2)比較圖______,說明感應(yīng)電流方向與導(dǎo)體運動方向有關(guān);
(3)圖d說明,當(dāng)導(dǎo)體沿______方向運動時,閉合電路中將不產(chǎn)生感應(yīng)電流。
【答案】 ab bc 磁感線
【解析】(1)[1]為了說明感應(yīng)電流方向與磁場方向有關(guān),需要改變磁場方向,而控制導(dǎo)體運動方向不變,而圖a導(dǎo)體向右運動,電流計指針右偏,圖b中導(dǎo)體運動方向不變,磁場方向改變,電流計指針左偏,所以應(yīng)該比較圖ab。
(2)[2]為了說明感應(yīng)電流方向與導(dǎo)體運動方向有關(guān),需要改變導(dǎo)體運動方向,而控制磁場方向不變,圖b導(dǎo)體向右運動,電流計指針左偏;圖c中磁場方向不變,導(dǎo)體運動方向改變,電流計指針右偏,所以應(yīng)該比較圖bc。
(3)[3]產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動,所以當(dāng)導(dǎo)體沿磁感線方向運動時,沒有切割磁感線,所以不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。
22.圖是小明做“探究什么情況下磁可以生電”的實驗裝置。
(1)實驗時,小明通過觀察___________來判斷電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流;
(2)小明進(jìn)行了如圖所示的5次操作,其中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是___________(選填所有符合要求的操作序號);
(3)完成實驗后,小明認(rèn)為實驗現(xiàn)象不太明顯,請你提出一條改進(jìn)措施:___________;
(4)利用“磁生電”工作的裝置有___________(選填“電鈴”“揚聲器”“動圈式話筒”或“電磁起重機”)。
【答案】 靈敏電流計的指針是否偏轉(zhuǎn) ①③④ 將導(dǎo)體AB換成多匝線圈 動圈式話筒
【解析】(1)[1]感應(yīng)電流的有無是通過靈敏電流計的指針是否偏轉(zhuǎn)來體現(xiàn)的,若靈敏電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),就說明產(chǎn)生了感應(yīng)電流。
(2)[2]閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,①導(dǎo)體棒AB水平向右運動,導(dǎo)體棒AB做切割磁感線運動,產(chǎn)生感應(yīng)電流;③導(dǎo)體棒AB斜向上運動,導(dǎo)體棒AB做切割磁感線運動,產(chǎn)生感應(yīng)電流;④磁體水平向左運動,導(dǎo)體棒AB切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流。②導(dǎo)體棒AB豎直運動,沒有切割磁感線運動,不產(chǎn)生感應(yīng)電流;⑤磁體豎直向上運動,磁感線沒有被導(dǎo)體切割,不產(chǎn)生感應(yīng)電流。所以①③④可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。
(3)[3]電流的大小應(yīng)與切割磁感線的速度、磁場強度、線圈匝數(shù)有關(guān);將導(dǎo)體AB換成多匝線圈(或換磁性更強的磁體,增大導(dǎo)體AB切割磁感線的運動速度)。
(4)[4]揚聲器是把電信號轉(zhuǎn)化為聲信號,利用通電導(dǎo)體在磁場中受力原理;電鈴、電磁起重機的主要部件是電磁鐵,利用電流的磁效應(yīng);動圈式話筒是把聲信號轉(zhuǎn)變成電信號的,聲信號的振動帶動線圈在磁場中振動,產(chǎn)生電流,是電磁感應(yīng)原理。
23.學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象后,小昌同學(xué)想進(jìn)一步探究感應(yīng)電流的大小跟哪些因素有關(guān)。他使用如圖所示的裝置,讓導(dǎo)體棒在U形磁鐵中做切割磁感線運動而產(chǎn)生感應(yīng)電流,記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示。
(1)比較1、2、3三組數(shù)據(jù),可以探究感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線速度的關(guān)系。當(dāng)磁場強弱一定時,導(dǎo)體切割磁感線速度越________,感應(yīng)電流越大;
(2)比較________三組數(shù)據(jù),可以探究感應(yīng)電流的大小與磁場強弱的關(guān)系。當(dāng)導(dǎo)體棒切割磁感線速度一定時,磁場越________,感應(yīng)電流越大。
【答案】 快 1、4、5 強
【解析】(1)[1]比較1、2、3三組數(shù)據(jù)可知,在磁場強弱一定時,導(dǎo)體切割磁感線速度越快,電流計指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)越大,說明產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大,說明感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線速度有關(guān),當(dāng)磁場強弱一定時,導(dǎo)體切割磁感線速度越快,感應(yīng)電流越大。
(2)[2][3]要探究感應(yīng)電流的大小與磁場強弱的關(guān)系,要控制導(dǎo)體切割磁感線速度相同,只改變磁場強弱,比較電流計指針偏轉(zhuǎn)格數(shù),電流計指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)越大,說明產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大,因此由1、4、5三組數(shù)據(jù)可知,當(dāng)導(dǎo)體棒切割磁感線速度一定時,磁場越強,產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。
24.為了探究“感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”。小明將鐵架臺、導(dǎo)體AB、小量程電流表、蹄形磁體、開關(guān)和若干導(dǎo)線按圖連接。
(1)在選擇導(dǎo)體AB的材料時,你認(rèn)為最好選擇______(選填“鋁棒”“銅棒”或“鐵棒”);
(2)閉合開關(guān),小明左右移動導(dǎo)體AB,發(fā)現(xiàn)電流表的指針發(fā)生了擺動, 小明又沿多個不同方向來回移動導(dǎo)體AB,均發(fā)現(xiàn)電流表的指針發(fā)生了擺動;
(3)經(jīng)歷了(2)的探究,小明便得出了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件為:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中運動。你認(rèn)為小明的結(jié)論______(選填“正確”或“不正確”),你認(rèn)為他在實驗中可能存在的問題是:______;
(4)實驗中,小明在電路閉合時將導(dǎo)體AB向右移動一段距離后松開手,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體AB左右擺動,此時小量程電流表的指針______(選填“左右擺動”“偏向一邊”或“靜止不動”)。導(dǎo)體AB擺動過程中,如果不計空氣阻力及導(dǎo)線懸掛點的摩擦,導(dǎo)體AB的機械能將______(選填“變大”“變小”或“不變”)。
【答案】 銅棒 不正確 導(dǎo)體AB沒有上下或前后運動 左右擺動 減小
【解析】(1)[1]探究“感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”,在選擇導(dǎo)體AB的材料時,不能選擇鐵棒,因為鐵棒會被磁化,影響實驗效果,而鋁棒和銅棒不會被磁化,而銅棒比鋁棒的導(dǎo)電性好,故選銅棒。
(3)[2][3]產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是:閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動。小明的結(jié)論不準(zhǔn)確,為了得出準(zhǔn)確的結(jié)論,應(yīng)分別使導(dǎo)體棒在磁場中沿不同方向運動,比較切割磁感線和不切割磁感線時是否都能獲得感應(yīng)電流。
(4)[4][5]導(dǎo)體AB左右擺動,切割磁感線方向不斷改變,所以電流方向不斷改變,電流表指針會左右擺動;導(dǎo)體運動過程中,將機械能轉(zhuǎn)化為電能,所以機械能不斷減少。
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
磁場強弱(磁鐵個數(shù))
1個
1個
1個
2個
3個
導(dǎo)體切割磁感線速度
慢速
中速
快速
慢速
慢速
電流計指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)
1格
2.5格
4格
2格
3格
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