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20.5
磁生电
原卷版
原卷版
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第二十章 电与磁
20.5 磁生电
一、学习目标
一、知识与技能
1.通过实验,探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
2.了解电磁感应在生活、生产中的应用。
3.了解发电机的原理,知道发电机工作过程中的能量转化。
二、过程与方法
引导学生自主探究感应电流产生的条件,进一-步提高科学探究能力。
三、情感、态度与价值观
1.认识自然现象之间是相互联系的,了解探索自然奥秘的科学方法。
2.认识任何创造发明的基础是科学探究的成果,初步具有创造发明的意识。
教学重点
电磁感应现象和磁生电的条件。
教学难点
产生感应电流的条件。
二、学习过程
一)、知识梳理
知识要点 一 探究什么情况下磁能生电
1. 典型探究。
探究装置------(1)该电路没有电源;
(2) 本实验过程中的能量转化:机械能转化为电能。
探究过程:(1)当导体ab顺着磁感线上下运动或静止不动时,电流表指针不偏转,说明电路中没有电流;
(2)当导体ab水平向左运动时,电流表指针向右偏转,表明电路中产生了电流,导体ab中电流方向是从b到a;
(3)当导体ab水平向右运动时,电流表指针向左偏转,表明电路中产生了电流,导体ab中电流方向是从到b;
(4)先将磁体的磁极位置对调,当导体ab水平向左运动时,导体ab中电流方向是从a到b
探究结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流。
2、 电磁感应:这种由于导体在磁场中运动产生电流的现象叫作电磁感应,产生的电流叫作感应电流。
知识要点二 发电机
1.发电机
工作原理
能量转换
能转化为电能
线圈转动
通过铜环和电刷把线圈和用电器连接起来
换向器
直流发电机中有换向器
组成
主要由 和 组成
分类
交流发电机、直流发电机
说明
(1) 在直流发电机中,当线圈位于平衡位置时,线圈内没有电流;
(2) 无论是直流发电机还是交流发电机,线圈内都是交流电
2. 交变电流
交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内 变化的次数。我国电网的交流电的频率是 ,周期是0.02S电流在每秒内产生的周期性变化的次数是 次。
【拓展】电流以的磁效应,磁场对电流的作用,电磁感应的比较
项目
实质
装置特点
能量转化
应用
电流的磁效应
电能生磁
有电源的,小磁针偏转
电能转化为磁能
电磁铁
磁场对电流的作用
磁场对电流有力的作用
有电源
电能转化为机械能
电动机
电磁感应
磁能生电
无电源
机械能转化为电能
发电机
二) 、例题 练习
例1.如图所示的实验装置,可以用来( )
A.研究感应电流的方向与磁场方向的关系
B.研究发电机的工作原理
C.研究通电导体在磁场中所受的力与什么因素有关
D.研究电磁铁的磁性与什么因素有关
练1.1.如图四幅图中,用来研究磁场对电流作用的是
A.B.C.D.
练1.2.如图所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根导体AB,导体的两端跟电流表连接,开关闭合,电路中没有电流。以下操作中,可能使电路中产生电流的是( )
A.将接在电流表上的两根线对调
B.让导体在磁场中静止,换用磁性更强的永磁体
C.将磁体沿左右方向运动
D.将导体换成更粗的
练1.3.如图是关于电磁现象的四个实验,下列说法中错误的是( )
A.图甲是探究电磁感应现象的实验装置
B.图乙是探究电流周围存在磁场的实验装置
C.图丙是探究电动机原理的实验装置
D.图丁是探究发电机原理的实验装置
练1.4.关于下列四幅图片,说法正确的是( )
A.图甲:说明通电导线周围存在磁场
B.图乙:导体ab沿竖直方向上下运动时,电流表指针偏转
C.图丙:闭合开关,蹄形磁体磁极上下对调后,导体ab的运动方向不发生改变
D.图丁:探究的是电磁铁A、B的磁性强弱与电流大小的关系
练1.5.科研人员设计了如图所示一种“能量采集船”,在船的两侧附着可触及水面的旋转“工作臂”,每只“工作臂”的底端装有一只手掌状的,紧贴水面的浮标。当波浪引起浮标上下浮动时,工作臂就前后移动,获得电能储存起来。下列电器设备与“能量采集船”获得能量原理相同的是( )
A. B.C.D.
练1.6.在国际单位制中,电阻的单位是( )
A.帕斯卡 B.法拉第 C.欧姆 D.牛顿
例2.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把电能转化为机械能
B.实验装置中的甲装置运用的原理是电磁感应现象
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
练2.1.关于如图所示的四个实验中的能量转化说法正确的是( )
A. 下压活塞,点燃棉花,势能转化为动能
B. 水蒸气推开试管塞,机械能转化为内能
C.电能转化成内能
D.机械能转化为电能
练2.2.下列选项中,有关科学家和他的主要贡献,对应正确的是:( )
A.牛顿——发现了万有引力 B.帕斯卡——测出了大气压的值
C.沈括——发现了地磁场 D.法拉第——发现了电与磁之间的联系。
练2.3.有人发明了一种“发电地板”,如图所示,发电地板的主要部件由永磁体和线圈组成,行人或车辆通过时,挤压地板使永磁体和线圈发生相对运动,使能发电。该发电地板的工作原理与下列哪个选项的实验原理相同( )
A. B. C. D.
练2.4.电磁炮是利用电磁技术制成一种新型武器,它是利用磁场对通电导体有力的作用来工作的,它具有发射速度快、命中率高的特点。如图所示的实验原理与电磁炮相同的是( )
A. B.
C. D.
例3.提起磁悬浮,多数人最先想到肯定都是磁悬浮列车。事实上,除了交通运输领域,这项技术在音乐播放器上也已经得到应用。不仅是炫酷的黑科技,更是为了 0 面接触无共振的无损音质。内置磁铁,吸附在磁性材料上,带着音乐一起出行。如图为一款无线充电式悬浮 UFO 音箱。使用时底座内的送电线圈产生交变磁场,使音箱内的受电线圈感应到电磁信号, 产生感应电流给音箱充电,音箱悬起并开始播放音乐,下面关于这款音箱的表述正确的是 ( )
A.工作时底座的上部和音箱上端一定是同名磁极
B.送电线圈通电时产生磁场,说明电流具有磁效应
C.受电线圈工作利用的是通电导体在磁场受力转动
D.扬声器的工作原理与发电机的工作原理相同
练3.1.下列关于四幅图的表述正确的是( )
A.鸽子是利用地磁场进行导航的
B.电磁继电器的工作原理是磁场对电流的作用
C.发电机的工作原理
D.电动机的工作原理
练3.2.图甲是灵敏电流计,图乙是其内部结构示意图。实验时,当有电流通过灵敏电流计,其指针就会发生偏转。下图中能反映其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
练3.3.对如图的分析,不正确的是( )
A.图甲:此冲程将内能转化为机械能
B.图乙:使用该滑轮一定省一半的力
C.图丙:水中的“桥”是光反射形成的
D.图丁:可探究产生感应电流的条件
练3.4.能量的转化是自然界普遍的现象。下列关于能量转化的观点错误的是( )
A.水果电池是化学能转化为电能
B.光合作用是光能转化为化学能
C.钻木取火是机械能转化为内能
D.电磁感应现象是电能转化为机械能
练3.5.下列设备中,利用电磁感应原理工作的是( )
A.动圈式扬声器 B.电动机
C.动圈式话筒 D.电磁起重机
练3.6.下列有关电和磁的四幅图,其中描述正确的是( )
A.如图,奥斯特实验证实了磁能产生电
B.如图,由小磁针静止时N极的指向可以判断a端与电源正极连接
C.如图,扬声器与发电机工作原理相同
D.如图,话筒与电动机工作原理相同
练3.7.英国物理学家法拉第揭示了磁生电现象,下列四幅图中与磁生电原理相同的是( )
A.奥斯特实验 B.电铃
C.扬声器 D.话筒
练3.8.选项图中所示的装置中与甲图工作原理相同的是( )
A.自发电手电筒 B.话筒
C.手摇式发电机 D.扬声器
练3.9.旱冰鞋的四个轮子会发光,原理是滑动的时候正在做切割磁感线运动。下列选项中和轮子发光的原理相同的是( )
A.①通电导线在磁场受到了力的作用 B.②动圈式话筒
C.③电磁继电器 D.④奥斯特实验
例4.学习科学知识的价值之一,是将所学知识创造性地服务于社会。如“通电导线在磁场中受到力的作用”就有许多实际应用。下列发明成果应用了这一知识的是( )
A.发电机 B.动圈式话筒
C.电磁继电器 D.电动机
练4.1.众志成城,决胜中考。如图为徐校长在初三期中考试老师会上为求真务实、精诚团结、齐心协作的全体初三老师们指点迷津,加油助威的情景,下列有关说法正确的是( )
A.徐校长的声音是通过空气传播给老师们的
B.我们可以根据音调来判断是徐校长在给老师们做动员大会
C.徐校长身后的LED显示屏中用到的二极管是超导体材料
D.徐校长旁边的话筒工作原理是电流的磁效应
练4.2.如图所示的装置中,当闭合开关,导体ab就会运动起来,下列说法正确的是( )
A.此现象说明磁可以生电
B.只调换蹄形磁铁两极,导体ab的运动方向将改变
C.发电机是利用图示装置原理来工作的
D.将电源正负极对调,导体ab的运动方向不变
练4.3.下列关于“电与磁”说法中正确的是( )
A. 中国最古老的指南针司南利用地磁场对磁体有力的作用来指示南北,其柢指南方
B. 磁感线是磁场中存在的曲线,在磁体外部是从北极出发到南极
C. 扬声器工作过程利用的是电磁感应原理
D. 线圈在磁场中做切割磁感线运动,就会产生感应电流,电灯发光
练4.4.电动自行车因方便、快捷深受人们的喜爱,其核心部件是电动机。如图所示的四个电磁实验中,与电动机工作原理相同的是( )
A. B.C. D.
练4.5.电动汽车刹车时,汽车电动机“变身”为发电机,将汽车动能转化为电能,简称动能回收系统。下列实验中与动能回收系统原理相同的是( )
A.B.C.D.
练4.6.下列关于电与磁的四个实验认识,正确的是( )
A.甲实验能说明电流周围存在磁场
B.乙实验中通电螺线管左端是S极
C.丙实验是电能转化为机械能,与发电机的原理相同
D.丁实验是机械能转化为电能,与电动机的原理相同
练4.7.如图是一款带滚轮的书包,其内部没有装电池,但拖动书包使轮子滚动时,嵌在轮子里的灯会发光。下图各实验装置中,能反映此现象原理的是( )
A.B.C.D.
练4.8.如图所示实验装置的原理与电动机的工作原理相同的是( )
A.B.C.D.
练4.9.法拉第生活的时代,伏打电池昂贵、产生电流小,为了获得廉价的电力,他在10年的探索中,发现了电磁感应现象。下列设备是利用电磁感应现象工作的是( )
A.手摇发电机 B.电磁炉 C.电风扇 D.动圈式扬声器
练4.10.2021年4月,海南舰在三亚某军港交接入列。海南舰作为海上大型作战平台,备受关注。下列说法正确的是( )
A.海南舰在海面静止时,甲板上的飞机起飞后,受到的浮力不变
B.在加速靠近海岛的过程中,船舱内的坦克相对于海岛是静止的
C.舰船电力由柴油发电机提供,发电机原理跟家用电风扇原理相同
D.因流速大压强小,两军舰在海上并列航行时要保持一定的距离
例5.如图所示的四个装置可以演示不同的电磁现象,下列说法不正确的是( )
A. 如图,可以用来演示电流的磁效应
B. 如图,可以用来探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数多少的关系
C. 如图,可以用来演示磁场对通电导线的作用
D. 如图,可以用来演示电磁感应现象,根据该现象制成了电动机
练5.1.下列有关图中所示物理知识描述正确的是( )
A.图甲是家用电风扇的工作原理图
B.图乙拔插头时可以用力直接拉扯电线
C.图丙中开关应接在零线和用电器之间
D.图丁中对一灯丝加热,右侧灯泡将变暗
练5.2.电与磁的关系在现代技术上有着广泛的应用,关于电磁现象的下列说法中正确的是( )
A.图甲是利用“电生磁”将铁钉磁化,根据安培定则可判断出铁钉的上端是N极
B.图乙是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时产生感应电流,这是奥斯特最早发现的电磁感应现象
C.图丙是通电小线圈在磁场作用下转动,机械能转化为电能
D.图丁中把小磁针放在地球赤道附近,小磁针静止时N极指向地理南极附近
练5.3.无线充电技术应用了特斯拉线圈,如图,用一不通电的LED灯靠近正在通电的特斯拉线圈时,LED灯发光了,灯被点亮的现象可以用我们学过的哪一知识来解释( )
A. B.
C. D.
练5.4.下列关于物理学史的说法正确的是( )
A.托里拆利实验首次证明了大气压的存在 B.奥斯特第一个发现电磁感应现象
C.牛顿提出力是保持物体运动状态的原因 D.卢瑟福提出原子核式模型
练5.5.如图所示经,给手机无线充电时,充电板内的送电线圈产生交变磁场,使手机内的受电线圈感应到电磁信号,产生感应电流给手机电池充电。下列说法不正确的是( )
A.送电线圈利用电流的磁效应产生变化磁场
B.受电线圈利用电磁感应原理产生感应电流
C.手机充电的过程中,电能转化为化学能
D.受电线圈产生电流与电动机工作原理相似
练5.6.手机无线充电技术是通过电磁感应原理来实现充电的,该原理的发现者是( )
A.奥斯特 B.欧姆 C.焦耳 D.法拉第
练5.7.以下设备工作时利用电磁感应原理的( )
A.洗衣机 B.发电机
C.电热水器 D.电风扇
例6.如图所示,闭合开关后,将直导体AB拉开一定幅度后松手,使其在磁场中自由摆动(不计空气阻力),以下说法中正确的是( )
A.导体棒AB将一直摆动
B.电流表指针将一直左右摆动
C.利用此实验的原理是电动机
D.动圈式话筒的原理跟此实验原理相同
练6.1.下列关于电与磁现象的描述中,不正确的是( )
A.图甲所示条形磁体两端磁性最强
B.图乙所示电流周围存在磁场
C.图丙所示通电导线在磁场中受力
D.图丁所示导线沿任意方向运动都会产生感应电流
练6.2.跳绳也可以“发电”。用一根带有绝缘皮的长铜导线做跳绳,将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连,据动跳绳时,发现灵敏电流计的指针左右摆动。则( )
A.向任意方向摇绳均可产生电流 B.电流方向与绳子运动方向无关
C.此过程中机械能转化为电能 D.跳绳发电属于电流的磁效应
练6.3.为了节能环保,现在国家正在大力推广电动汽车,电动汽车中核心的部分是电动机,下列选项中能够反应电动机原理的是( )
A. B.
C. D.
练6.4.小明和爸爸翻看课本的时候看到了图装置,此装置可以来研究 ( )
A.感应电流的方向与导体运动方向的关系
B.产生感应电流的大小与磁场强弱的关系
C.通电导体周围的磁场方向与什么因素有关
D.通电导体周围的磁场强弱与什么因素有关
练6.5.现代武器中有一种新型电磁炮,它是利用电磁技术制成的一种先进武器,具有速度快、命中率高等特点,其原理是利用磁场对通电导体的作用。下图中与此工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
练6.6.如图所示,下列说法中正确的是( )
A.由图甲可知∶低功率用电器使用两孔插座而大功率的使用三孔插座供电
B.由图乙可知∶通电导体在磁场中受力的作用
C.由图丙可知∶动圈式扬声器利用了该原理
D.由图丁可知∶只要导体在磁场中运动,闭合电路中就会产生电流
练6.7.如图所示为科研人员研制的“发电鞋”,鞋的内部安装了磁铁和线圈,当人体带动磁铁运动时,磁铁产生的磁场通过线圈,从而产生感应电流,当人以5km/h的速度行走时,其发电的功率约为0.4W,下列说法正确的是( )
A.发电鞋工作时将电能转化为机械能
B.发电鞋是利用电流的磁效应原理工作的
C.发电鞋是利用电磁感应原理工作的
D.在人以5km/h的速度行走1h的过程中,发电鞋可以产生约0.4J的电能
练6.8.发现电磁感应现象的科学家是()
A.焦耳 B.奥斯特 C.法拉第 D.安培
例7.如图所示的四个实验,反映电动机基本原理的是( )
A. B.
C. D.
练7.1.如图所示是探究电磁现象的四个实验装置,下列说法中正确的是( )
A.图甲实验能证明通电导体周围有磁场,这个现象是法拉第最早发现的
B.图乙中开关闭合,磁场中的导体棒会受力运动,该过程机械能转化为电能
C.图丙中当导体棒AB上下运动时灵敏电流计指针偏转
D.图丁是电磁继电器的结构图,它是利用电流的磁效应工作的
练7.2.如图所示,甲、乙、丙、丁是四幅实验图。下列说法正确的()
A.图甲说明磁场是由磁感线组成的
B.利用图乙的原理可制造发电机
C.图丙证明电流周围存在磁场
D.由图丁可知:只要导体在磁场中运动,闭合电路中就能产生电流
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