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第二十章 电与磁
第5节 磁生电
一．选择题
1．超市的服装贴有磁性标签，未消磁的标签通过超市安检门时，安检门上的线圈会产生电流，触
发报警器达到防盗目的，下列设备与这种安检门的工作原理相同的是（ ）
A．发电机 B．电动机 C．汽油机 D．柴油机
【答案】A
【解析】据“当未消磁的标签通过超市门口的安全门时，安全门上的线圈会产生电流触发警报
器”可知，该过程是将机械能转化为电能的过程，其原理是电磁感应现象，人们利用该现象制
成了发电机，故A正确。
选A。
2．如图是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置有一小块磁铁的密闭空心塑料管，管外缠绕
着线圈，人戴着这种手环走路时，塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内来回运动，线圈中便
会产生电流，液晶屏上就会显示出运动的步数，下列说法错误的是（ ）
A．运动手环的基本原理是电流的磁效应
B．线圈中电流方向是交替变化的
C．管外线圈与液晶屏处于通路，才能在摇动时有电流产生
D．此过程是将机械能转化为电能
【答案】A
【解析】根据“运动手环”的特点可知，管外线圈与液晶屏处于通路，当塑料管运动时，磁铁
在管中反向运动，切割线圈而产生电流，由于塑料管来回运动，所以产生的感应电流的方向是
变化的；因此，运动手环的原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能，该原理
是法拉第最早发现的。故A错误、BCD正确。
选A。3．如图所示，闭合开关后，下列操作不能使电流表指针偏转的是（ ）
A．磁体水平向左运动 B．磁体水平向右运动
C．导体ab水平向左运动 D．导体ab竖直向上运动
【答案】D
【解析】磁体水平向左运动、磁体水平向右运动、导体ab水平向左运动时，导体ab都会在磁场
中做切割磁感线运动，导体中就会产生感应电流，电流表指针会发生偏转；导体 ab竖直向上运
动时，ab没有切割磁感线，不会产生感应电流；故D符合题意。
选D。
4．图中a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。当导线a在磁场中按箭头方向运动
时，不能产生感应电流的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】由图可知，ACD中的闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，所以都会产
生感应电流，B中的导体上下运动，没有切割磁感线，所以不会产生感应电流。
选B。
5．下列四幅图中的设备，与动圈式话筒工作原理相同的是（ ）
A． 电铃 B． 电动平衡车C． 电磁起重机 D． 手摇发电机
【答案】D
【解析】当人对着动圈式话筒说话时，它会产生随人的声音变化而变化的电流，即：闭合电路
的一部分导体做切割磁感线运动时能够产生感应电流。
A、电铃中含有电磁铁，利用的是电流的磁效应，故A不符合题意；
B、电动平衡车的核心是电动机，是根据通电导体在磁场中受力而转动的原理制成的，故 B不符
合题意；
C、电磁起重机的核心元件是电磁铁，是根据电流的磁效应制成的，故C不符合题意；
D、手摇发电机是根据电磁感应现象制成的，故D符合题意。
选D。
6．线上授课时，教师对着麦克风说话。声音使麦克风内膜片振动；引起磁场中与膜片相连的线圈
振动，线圈中就会产生电流，下列装置的工作原理与麦克风相同的是（ ）
A．发电机 B．电冰箱 C．电视机 D．电饭锅
【答案】A
【解析】
A、发电机的工作原理是电磁感应，是闭合电路的一部分线圈做切割磁感线运动产生感应电流，
故A正确。
B、电冰箱主要部件是电动机，电动机是根据通电导体在磁场中受力而运动工作的，故B错误。
C、电视机是利用电的方法来传播光学信息的机器，故C错误。
D、电饭锅是电能转化为内能的装置，故D错误。
选A。
7．观察和实验是物理学家发现和研究物理问题的根本方法，也是我们学习物理的基本方法，图中
能表示发电机的原理的是（ ）
A． B．C． D．
【答案】A
【解析】A、图中没有电源，是电磁感应实验，能表示发电机的原理图，故A符合题意；
B、图中有电源，说明的是磁场对电流的作用，能表示电动机的原理图，故B不合题意；
C、图中是电磁铁，说明的是电流的磁效应，故C不合题意；
D、图中是奥斯特实验，说明的是电流的磁效应，故D不合题意。
选A。
8．如图所示，能够说明发电机工作原理的实验装置是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】A、该图是奥斯特实验，小磁针发生偏转说明通电导体周围有磁场，模拟电流的磁效应
实验；故A不符合题意；
B、电路中有电流，通电导体受到磁场力的作用发生运动，是磁场对电流的作用，是电动机的工
作原理；故B不符合题意；
C、在外力作用下使导体运动，切割磁感应线，电流表指针发生偏转，说明此时有感应电流产生，
这是电磁感应现象，是发电机的工作原理；故C符合题意；
D、该图是电磁铁，利用的是电流的磁效应，故D不符合题意。
选C。
9．对于交流电，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈转动一周，电流方向改变一次，大小改变两次
B．线圈转动一周，电流方向改变两次，大小改变两次C．线圈转动一周，电流方向改变两次，大小随时间改变
D．线圈转动一周，电流方向改变四次，大小随时间改变
【答案】C
【解析】交变电流是线圈在磁场中转动形成的；线圈转动一周即为一个周期；在一个周期内电
流方向改变两次；电流的大小随时间在做周期性变化；
选C 。
10．如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置，导体ab、开关、灵敏电流表用导线连接，组成
电路，闭合开关，下列说法不正确的是（ ）
A．实验中，通过观察电流表指针的偏转来判断电路中是否有感应电流
B．导体ab在垂直纸面方向前后运动时，电路中会产生感应电流
C．保持其它条件不变，只改变导体ab左右运动的方向，是在研究感应电流方向与导体运动方
向的关系
D．若将电流表换成直流电源，则该装置还可以来探究磁场对电流的作用
【答案】B
【解析】
A、该实验中是通过观察电流表指针的偏转来判断电路中是否有感应电流，若灵敏电流表的指针
发生偏转，就说明产生了感应电流，故A正确；
B、导体ab在垂直纸面方向前后运动时，此时导体没有切割磁感线，电路中不会产生感应电流，
故B错误；
C、保持其它条件不变，只改变导体ab左右运动的方向，感应电流的方向也会发生变化，所以
探究的是感应电流方向与导体运动方向的关系，故C正确；
D、若将电流表换成直流电源，则闭合开关后电路中有电流，通电导体在磁场中会受力运动，可
以探究磁场对电流的作用，故D正确。
选B。二．填空题
11．某物理兴趣小组进行“电与磁的关系”的实验探究，在水平桌面上按照如图所示装置进行实验，
闭合开关，使铜棒在水平金属轨道上快速左右运动，观察到灵敏电流计的指针发生偏转，这一
现象与________（选填“电动机”或“发电机”）的工作原理相同；若灵敏电流计指针向右偏
转，小磁针a端向通电螺线管偏转，则a端是________极。
【答案】发电机；N。
【解析】（1）由灵敏电流计的指针发生偏转可知，此时电路中有感应电流产生，所以这一现象
与发电机的工作原理相同；
（2）由灵敏电流计的指针向右偏转可知，感应电流从其正接线柱流入，从而判断出通电螺线管
中的电流方向，通过右手螺旋定则可判断出通电螺线管的右端是S极，再根据异名磁极相互吸
引可判断出小磁针的a端是N极。
12．小金做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒 ab水平向右移动，发现导体棒cd
也随之运动起来，在此实验中：
（1）甲装置应用的原理是________。
（2）乙中导体cd运动过程中，电能转化成________能。
（3）丙图是电吉他主要部件的基本结构图，当接动金属吉他弦产生振动时，经一系列转化后将
电信号转为吉他的声音信号，其工作原理与________（连填“甲”或“乙”）相同。
【答案】（1）电磁感应；（2）机械；（3）甲。
【解析】（1）由题干图可知：闭合开关，将导体ab水平向右移动，此时相当于闭合电路的一部
分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会有感应电流产生，这是利用电磁感应现象的原理实现的，此时导体ab相当于电源；
（2）此时cd有电流通过，在磁场中受力的作用而运动，将电能转化为机械能；
（3）根据图丙可知，没有电源，通过拨动弦转化为电信号，最后转为声音信号，因此该过程为
电磁感应现象，与发电机原理相同，即与甲的原理相同。
13．KTV丰富了人们的业余文化生活，唱歌时用的麦克风（动圈式话筒）如图所示，它的工作原
理是：对着话筒说话时，话筒将声音转变为随声音变化的电流，然后经扬声器（喇叭）还原为
声音。麦克风工作原理与下列装置的工作原理相同的是________。
理由：________。
【答案】C；它们都是电磁感应现象，工作时都是将机械能转化为电能。
【解析】动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，工作时将机械能转化为电能；
A、该装置是电磁铁，是利用了电流的磁效应工作的，故A不符合题意；
B、此图是奥斯特实验，说明了通电导线周围存在着磁场，故B不符合题意；
C、此图中没有电源，当导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，即电磁感应现象，
工作时将机械能转化为电能，故C符合题意；
D、此装置中有电源，即通电后，磁场中的金属棒会受力运动，工作时将电能转化为机械能，故
D不符合题意。
选C。
14．在CES（消费电子展）亚洲展会上，有一款“未来基因健身车”的自发电智能单车，如图所示，
骑行时利用线圈在磁场中转动发电，发电的原理是________，发电过程________能转化为电能。【答案】电磁感应；机械。
【解析】骑行时，闭合电路的导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，利用的是电磁感应现
象，在发电的过程中，机械能转化为电能。
15．我国供生产和生活用的交流电，周期是________秒，频率是________赫兹，交流发电机的原理
是________。
【答案】0.02；50Hz；电磁感应。
【解析】交流电频率WEI f＝50Hz，则它的周期T＝ ＝ ＝0.02s，
交流发电机的原理是利用了电磁感应现象。
16．在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验中，已知电路器件均完好。
小明按图甲所示连接电路，导体棒沿水平方向向右快速运动，电流表指针不发生偏转，这是因
为________；当小明按图乙所示，将导体棒沿水平方向左右往复运动过程中，电流表的指针发
生了偏转。如果想使电流表指针偏转更明显一些，下列方法中可行的是 ________（选填编号
①换用量程更小且更灵敏的电流表；②使导体棒在蹄形磁体中沿竖直方向运动）。
【答案】开关没有闭合；①。
【解析】
（1）如图甲所示，导体ab向右运动，电流计指针不偏转，因为开关没有闭合；
（2）①换用量程更小且更灵敏的电流表，可以使电流表指针偏转更明显一些，故①正确；
②使导体棒在蹄形磁体中沿竖直方向运动，不切割磁感线，没有感应电流产生，故②不正确；
故选①。
三．实验探究题
17．在历史的长河中，有相当长的一段时间里，人们认为电现象和磁现象是互不相关的。直到1820
年，丹麦物理学家________（选填“安培”、“奥斯特”或“法拉第”）发现，电流周围存在磁场，成为世界上第一个发现电与磁联系的科学家。如图是“探究导体在磁场中运动时产生感
应电流条件”的实验装置。闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实
验观察到的现象如下表（实验中电流由左进入电流计，指针向左偏，电流由右进人电流计，指
针向右偏）。
实验序号 磁场方向 导体棒ab运动方向 灵敏电流计指针偏转
情况
1 向下 向上 不偏转
2 向下 不偏转
3 向左 向右偏
4 向右 向左偏
5 向上 向上 不偏转
6 向下 不偏转
7 向左 向左偏
8 向右 向右偏
（1）实验表明，闭合电路中的部分导体在磁场中做下列哪种运动时，电路中产生感应电流
________。
A．平行磁感线运动
B．切割磁感线运动
（2）导体中产生的电流方向，与导体的运动方向，以及磁感线的方向都有关系，根据题给信息，
分析判断下列方向关系正确的是________。
【答案】奥斯特；（1）B；（2）C。
【解析】丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流的磁效应；（1）产生感应电流的条件是闭合电路中导体做切割磁感线运动，故选B；
（2）根据实验3可知，当磁场的方向向下时，导体向左运动时，电流表指针向右偏转，说明电
流是从b到a的，即电流垂直于纸面向外，故A错误；
根据实验7可知，当磁场的方向向上时，导体向左运动时，电流表指针向左偏转，说明电流是从
a到b的，即电流垂直于纸面向里，故B错误；
根据实验8可知，当磁场的方向向上时，导体向右运动时，电流表指针向右偏转，说明电流是从
b到a的，即电流垂直于纸面向外，故C正确；
故选C。
18．如图是“探究什么情况下磁可以生电”的实验，蹄形磁体和灵敏电流计均放在水平桌面上。使
导体AB在磁场中竖直向上或竖直向下运动，发现电流计的指针均不偏转；使导体 AB在磁场中
水平向右或水平向左运动，发现电流计的指针左右偏转。这些现象说明：闭合电路的一部分导
体在磁场中做________运动时，会产生电流，电流的方向与导体的________有关。若用匝数很
多的线圈代替导体AB重复上述实验，产生的电流________（选填“变大”、“变小”或“不
变”）。
【答案】切割磁感线；运动方向；变大。
【解析】如图是“探究什么情况下磁可以生电”的实验，蹄形磁体和灵敏电流计均放在水平桌面上
使导体AB在磁场中竖直向。上或竖直向下运动，发现电流计的指针均不偏转；使导体AB在磁场
中水平向右或水平向左运动，发现电流计的指针左右偏转。这些现象说明：闭合电路的一部分导体
在磁场中做切割磁感线运动时，会产生电流，电流的方向与导体的运动方向有关。若用匝数很多的
线圈代替导体AB重复上述实验，产生的电流变大。
