文档内容
专题 20.5 磁生电
知识点一：电磁感应现象
电磁感应：闭合电路里的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫电磁
感应现象，产生的电流叫感应电流。这种现象由英国物理学家法拉第通过实验发现。导体中感应电流的方
向跟导体运动方向和磁感线方向有关。在电磁感应现象中，机械能转化成电能。
知识点二：发电机
（1）发电机由定子和转子构成，实际生活中的大型发电机由于电压很高，电流很强，一般都采用线圈不
动，磁体旋转的方式来发电，而且磁场是用电磁铁代替的。
（2）没有使用换向器的发电机，产生的电流，它的方向会周期性变化，这种电流叫交变电流，简称交流
电。它每秒钟电流方向改变的次数叫频率，单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。我国的交流电频率是50Hz。
（3）使用了换向器的发电机，产生的电流，它的方向不变，这种电流叫直流电。（实质上和直流电动机
的构造完全一样，只是直流发电机是磁生电，而直流电动机是电生磁）。
一、知道电磁感应及应用
从磁生电的条件为突破口逐一领悟核心要素：
1.产生感应电流的条件：
（1）闭合电路；
（2）导体在磁场中做切割磁感线运动（正切、斜切都可以）；（3）切割磁感线运动的导体只能是闭合电路的一部分，三者缺一不可。
2.能量的转化：机械能转化为电能；
3.感应电流的方向决定因素：导体切割磁感线的方向和磁感线的方向；
4.增大感应电流的方法：一是增加磁场的磁性，二是加快运动的速度；
5.生活中的应用实例：发电机、动圈式话筒等。
注意：①区分发电机与电动机的关键是看外部电路有无电源，有电源是电动机，无电源是发电机。②我
国交流电的频率为50Hz，周期为 0.02s，即每秒钟电流的方向改变 100 次．
二、对电磁现象的认识
①首先要明确电磁三现象是指：电流的磁效应、磁生电、磁场对电流的作用；
②归类明确电磁三现象在生活中的应用：A.电流的磁效应；电磁铁、电磁继电器、电磁起重机等；B.电磁
感应：发电机、动圈式话筒；C.磁场对电流的作用：电动机、扬声器；
③审题解题干中所涉及的是关于哪一种电磁现象的原理，然后对号入座辨别。
注意：①电流的磁效应和磁场对电流的作用的区别是磁场的数目不同，分别是一个和两个；②电磁感应和
磁场对电流的作用的区别是电路中有无电源或电流表。
知识点一：电磁感应现象
【例题1】（2019大庆）图示实验装置中，磁体和导体棒均水平放置，断开 S 、闭合S ，使导体棒水平向
2 1
右
运动，电流表G的指针向右偏，这是 现象，为使G的指针向左偏，可使导体棒向 运动，断
开S、闭合S，导体棒能运动起来，依此可制成 （选填“电动机”或“发电机”）。
1 2知识点二：发电机
【例题2】（2020•临沂模拟）如图所示的几种器件，工作时应用了电磁感应现象的是 （ ）
1．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生电流，这种现象叫______，导体
中产生的电流，叫________，其方向与磁场方向和切割磁感线的方向有关．如果两个方向中任意一个改变，
感应电流方向发生改变．
2．发电机是利用电磁感应现象制成的．发电机工作时将机械能转化成____能．交流发电机产生的是大小
和方向不断做周期性变化的电流，叫交流电．我国交流电的频率是_____Hz，电流方向每秒改变100次．
3．如图所示电与磁的实验装置中，属于发电机原理的是（ ）4．关于如图甲、乙所示的实验，下列说法错误的是（ ）
A．甲实验可以研究通电导体周围存在磁场
B．甲实验可以研究电磁感应现象
C．乙实验可以研究通电导体在磁场中受力情况
D．乙实验的过程中，电能转化为机械能
一、选择题
1．（2019湖南湘潭）信用卡刷卡时其磁条经过刷卡机的缝隙线圈出会产生感应电流。以下设备与信用卡
刷卡时工作原理相同的是（ ）
A．排气扇 B．电烤炉 C．电动机 D．发电机
2．（2019湖南邵阳）在一次物理实验中，小于同学连接了如图所示的电路，电磁铁的B端有一个可自由
转动的小磁针，闭合开关后，下列说法错误的是（ ）A．电磁铁的A端为N极
B．小磁针静止时，N极水平指向左
C．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机
D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动，电磁铁磁性增强
3.（2020•武汉模拟）如图所示，在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，保持磁体不动，下列
现象描述正确的是（ ）
A．导线ab竖直向上运动时，电流表指针会偏转
B．导线ab竖直向下运动时，电流表指针会偏转
C．导线ab从图中所示位置斜向上运动时，电流表指针不会偏转
D．导线ab分别水平向右和水平向左运动时，电流表指针偏转的方向相反
4．（2019长沙模拟题）如图是机场的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情景，当探测线圈靠近金属
物体时，在金属物体中就会产生电流，如果能检测出这种变化，就可以判定探测线圈下面有金属物体了．
图中能反映出金属探测器工作原理的是（ ）二、填空题
5．（2019湖南长沙）物理兴趣小组在老师的指导下做了一个有趣的“摇绳发电”实验。如图，他们用一
根导线做成跳绳，将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动“跳绳”时，发现灵敏电流计的
指针左右摆动，这说明导线中产生了 ，摇绳发电将 能转化为电能。
6.（2019•济宁模拟题）发电机的工作原理 ．能说明直流电动机工作原理的是图中的 图．
7．（2018海南模拟题）如图是一款能发电的魔方充电器，转动魔方时，他根据 （选填“电流的磁
效应”“电磁感应”或“通电导体在磁场中受力”）的原理发电，这个过程 能转化为电能，产生的
电能储存于魔方内．魔方还能通过USB端口给移动设备充电，给移动设备充电时，魔方相当于电路中的
（选填“电源”或“用电器”）8．（2019齐齐哈尔模拟题）闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，导体中就产生电流，
这种现象叫做 ，利用这一原理制成了 ．（选填“电动机”或“发电机”）
9．（2019湖北洪湖模拟题）1825年瑞士物理学家科拉顿将一根直导线平行地放在小磁针的上方，然后与
另一个房间的螺旋线圈组成闭合电路，如图所示，他把一根条形磁铁插入螺旋线圈内，再跑到另一个房间
内观察小磁针是否偏转，进行多次实验他都没有发现小磁针偏转．科拉顿、法拉第等物理学家相继进行了
上述试验，是为了探究 ；在实验中，科拉顿用到了1820年丹麦物理学家 发现“电流
的周围存在着磁场”的实验装置．
三、实验探究题
10．（2019湖北武汉）某同学利用如图所示的实验装置探究什么情况下磁可以生电。
（1）实验时应将电流表、导线ab串联起来组成______回路。
（2）该同学进行以下尝试，能使电流表指针偏转的是______（填字母标号）。
A．导线ab在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体
B．导线在磁场中静止，但不用单根导线ab，而用匝数很多的线圈
C．蹄形磁体静止，导线ab从图中所示位置水平向左或水平向右运动D．蹄形磁体静止，导线ab从图中所示位置竖直向上或竖直向下运动
E．蹄形磁体静止，导线ab从图中所示位置斜向上或斜向下运动
（3）如图所示的实验装置中，将电流表换成______进行触接，还可以探究电动机的工作原理。
11．（2019湖北滨州）我市风能资源丰富，现各地陆续安装了风力发电机。风力发电机的原理是利用自然
风吹动发电机风叶转动，带动内部发电机组发电。某兴趣小组提出了一个问题：风力发电机的发电功率大
小可能与哪些因素有关？他们针对这个问题提出如下猜想：
猜想一：风力发电机的发电功率大小可能与风速大小有关
猜想二：风力发电机的发电功率大小可能与风叶长度有关
猜想三：风力发电机的发电功率大小可能与风叶个数有关
猜想四：……
针对以上猜想一和猜想二，该兴趣小组设计了实验方案，准备了以下主要实验器材：小型风力发电机（含
形状相同长度分别为10cm、15cm、20cm的风叶共三组）、电吹风、电压表、导线若干。
实验过程中，先将电压表连接在小型发电机输出电路两端，电压表示数可反映发电机的发电情况。用电吹
风吹出的风模拟自然风，正对发电机风叶吹风，进行多次实验，实验数据记录如下：
实验序号 风叶长度/cm 电吹风档位 风叶个数 电压表示数/v
1 10 弱 3 0.5
2 10 中 3 0.8
3 10 强 3 1.2
4 15 中 3 1.3
5 20 中 3 1.8
根据以上实验回答下列问题：
（1）本实验是通过 来反映发电机发电功率大小的；
（2）比较实验序号为 （填上表中实验序号）三次实验所得数据，可验证猜想 （选填
“一”或“二”），结论是：其他条件都相同时，风速越大，风力发电机的发电功率越大。（3）比较实验序号为2、4、5三次实验所得数据，可验证猜想 （选填“一”或“二”），结论是：
。
12．（2019河南模拟题）发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究．
（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中 （选填“有”或
“无”）电流产生．
（2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了 偏转，就说：“让导体在
磁场中运动就可产生电流”，但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动”．为验证猜想，它们继续探究，
并把观察到的现象记录如下：
分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是 （选填“正确”或“错误”）的，比较第2、3次实验
现象发现，产生的电流的方向跟 有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟 有关．
（3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的
操作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部
分导体在 中做 运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物
理学家 发现．
