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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 B C 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AB在磁场中做 运动，观察到电流表指针发生偏转，说明回路中有电流产
生，这一过程将机械能转化为电能，根据这个现象制成了 。
【答案】（1）N；（2）切割磁感线，发电机。
【详解】（1）由于磁感线是从N极出发，回到S极，由题图可得，蹄形磁体的上端为N极。
（2）闭合电路中，当导线AB在磁场中做切割磁感线运动时，就会产生感应电流，感应电流流过
电流表，使得电流表指针发生偏转。根据能量转化可知，这一过程是将机械能转化为电能，根据这个
现象制成了发电机。
20．（2023·湖北鄂州·统考中考真题）物理小组的同学们利用如图所示的实验装置，探究导体在磁
场中运动时产生感应电流的条件。（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿 （选填“上下”、“左右”或“前后”）方向运动
时，灵敏电流计指针会发生偏转；
（2）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针都不发生偏转。由此得出
结论： 电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流；
（3）该实验在探究过程中，是将 能转化成电能，生活中的 （填“电动机”或
“发电机”）是根据这一原理制成的。
【答案】（1）左右；（2）闭合；（3）机械，发电机。
【详解】（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右方向运动时，导体做切割磁感线运动，会产生
感应电流，电流表指针会发生偏转。
（2）断开开关，不是闭合电路，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，都不会产生感应电流，电
流表指针都不发生偏转，由此得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路
中就产生感应电流。
（3）产生感应电流的过程中，消耗了机械能，转化为电能，人们利用电磁感应现象制成了发电机。
