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课时20.5磁生电(教师版)_初物_八年级上下册+九年级全一册物理_九年级物理全一册_讲义_2025版

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课课时时2200..55 磁磁生生电电((帮帮课课堂堂))((解解析析版版)) 1.理解电磁感应现象; 2.知道产生感应电流的条件; 3.了解发电机的构造和工作原理; 4.会解释和判断电磁感应现象。 知知识识点点一一、、什什么么情情况况下下磁磁能能生生电电 实验探究 什么情况下磁能生电? 将一根导线用细线悬挂起来,并与灵敏电流计(实 验中产生的电流较小,普通电流表检测不出来)、 开关串联组成闭合回路,将导线(用多匝方形线圈 更明显)AB放在蹄形磁体的磁场中,如图所示。 设计实验 其中,蹄形磁体提供磁场,灵敏电流计用来检测电 路中是否有电流并显示电流方向(灵敏检流计零刻 度线在中间,指针可左右偏转以显示电流方向), 开关用来控制电路的通断。 按表格要求进行实验,并将实验现象填入表格中。 实验序 磁场方 灵敏电流计指针的偏转 电路 导体AB的运动方向 号 向 方向 1 向下 向右 向左 2 向下 向左 向右 闭合 3 向上 向右 向右 进行实验 4 向上 向左 向左 5 向上 静止 不偏转 6 向下 静止 不偏转 闭合 7 向上 上、下 不偏转 8 向下 上、下 不偏转 9 断开 重复上面的实验 不偏转 实验1至4中导线AB做切割磁感线运动,灵敏电流计指针偏转,说明有电流产生;实 验5至8中导线AB在磁场中静止或上下运动但不切割磁感线,灵敏电流计指针不偏 现象分析1 转,说明没有电流产生;电路断开,重复以上所有实验,灵敏电流计指针都不发生偏 转,说明也没有电流产生。 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流。这种由于 归纳总结1 导体在磁场中运动而产生的电流的现象叫做电磁感应,产生的电流叫感应电流。 ①比较1、2或3、4可知,在磁场方向不变时,导线做切割磁感线运动的方向相反, 现象分析2 产生的感应电流的方向也相反,说明感应电流方向与导线切割磁感线运动的方向有 关;②比较实验1、3或2、4可知,调换磁体N、S极位置,导线做切割磁感线运动的方向 相同,产生的感应电流的方向相反,说明感应电流方向与磁场方向有关; ③比较实验1、4或2、3可知,调换磁体N、S极的位置,同时使导线做切割磁感线运 动的方向相反,产生的感应电流的方向相同,说明同时使磁场方向和导线切割磁感线 运动方向相反时,产生的感应电流方向不变。 在电磁感应现象中,感应电流的方向跟导线在磁场中做诶个磁感线运动的方向和磁场 的方向有关。只改变磁场方向或导线切割磁感线运动方向,产生的感应电流的方向改 归纳总结2 变;若同时使磁场的方向和导线切割磁感线运动方向反向,则产生的感应电流方向不 变。 特特别别提提醒醒::产产生生感感应应电电流流的的条条件件 1.导体为闭合电路的一部分。如果电路不闭合,导体切割磁感线时不会产生感应电流。 2.导体做切割磁感线运动。(1)如果把磁场比作一块麦田,把磁感线比作生长的小麦,把导体比 作镰刀,要切割小麦,必须让手指的镰刀与竖直的小麦成某一角度,垂直或斜着都可以切割到小 麦,但如果镰刀在平行小麦的方向运动时,则无法切割;(2)由运动的相对性可知,如果导体静 止,让磁场运动,也能产生切割磁感线的效果,也能产生感应电流。 培培优优拓拓展展::影影响响感感应应电电流流大大小小的的因因素素 1.导体做切割磁感线运动的速度越快,感应电流越大; 2.磁场越强,感应电流越大; 3.线圈匝数越多,感应电流越大。 辨辨析析比比较较::磁磁场场对对电电流流的的作作用用与与电电磁磁感感应应现现象象的的对对比比 磁场对电流的作用 电磁感应现象 实验装置 图 探究目的 通电导体在磁场中受力情况 什么情况下磁可以生电 能量转化 电能转化为机械能 机械能转化为电能 电路特征 有电源 有电流表 应用 电动机 发电机 【典例1】如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。 (1)实验中,AB棒的材料可能是塑料还是铝?______(2)我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可 以通过指针偏转的方向判断什么?______ (3)闭合开关,实验探究过程记录如表所示: 次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流 1 静止 无 2 沿磁场方向运动(不切割磁感线运动) 无 3 切割磁感线运动 有 有根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件是什么?______在该运动过程 中,主要将机械能转化为什么能?______ (4)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感 应电流方向与谁的关系?______ (5)若将此装置中灵敏电流计换成什么装置,可进一步探究电动机的工作原理? ______ 【答案】铝;电流方向;闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动;电能; 磁场方向(磁感线方向);电源。 【解析】(1)[1]探究感应电流产生的条件,电路需要形成闭合回路,AB应为导体, 则可能是铝。 (2)[2]可以通过灵敏电流计的正、反向偏转来判断电流的方向。 (3)[3][4]由表格可知,当AB棒在磁场中静止或沿磁场方向运动(不切割磁感线运 动)时,没有感应电流,当AB棒在磁场中切割磁感线运动时,产生感应电流,则总结可得: 电路中产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动;在该运 动过程中,主要将机械能转化为电能。 (4)[5]AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,则磁场方向发生改变,可用于 探究感应电流方向与磁场方向的关系。 (5)[6]将灵敏电流计换成电源,则可观察到通电导体在磁场中受力运动,则可用于 探究电动机的工作原理。 知知识识点点二二、、发发电电机机 11..手手摇摇发发电电机机 甲 乙(1)如图甲所示,把手摇发电机和灯泡用导线连接起来,组成闭合电路。转动摇把带 动线圈在磁场中转动,灯泡发光,说明线圈中有电流产生。转动速度越快,灯泡越亮,说 明电流大小与发电机的转速有关。 (2)如图乙所示,将两个发光二极管极性相反的并联起来,并与发电机串联,转动摇 把,可观察到两个二极管交替发光。这表明发电机产生的电流的方向在不断发生变化。 22..交交变变电电流流及及其其频频率率 (1)交变电流:大小和方向做周期性变化的电流叫交变电流,简称交流。 (2)频率:在交变电流中,电流在每秒内周期性变化的次数叫频率。其单位是赫兹, 简称赫,符号为Hz。我国家庭电网以交流供电,频率为50Hz。 33..发发电电机机 (1)构造:主要有磁体、线圈、铜环和电刷四个基本部分组成。实际的发电机比模型 式发电机要复杂的多,但仍是由转子(转动部分)和定子(固定不动)两部分组成。 ①小型发电机一般采用磁极不动,线圈旋转的方式发电; ②大型发电机一般采用线圈不动、磁极旋转的方式发电,这种发电方式叫旋转磁极式 发电; ③为了得到较强的磁场,常用电磁铁代替永磁体。 (2)发电机工作原理:电磁感应。 (3)发电机的种类:交流发电机和直流发电机。 (4)发电机中的能量转化:机械能转化为电能。 (5)交流发电机的工作原理 工作过程 切割磁感线情况 产生感应电流情况 电流的输出情况 AB边只和铜环2 切割磁感线产生感 接触,CD边只和 应电流。AB边产生 铜环1接触。故 的感应电流由A到 在外电路中电流 AB边向上切割磁感线,CD B,CD边产生的感 是由3经电流表 边向下切割磁感线 应电流由C到D 流向4 线圈中部产生感应 AB边水平向左运动,CD边 不输出电流 电流 水平向右运动,AB边和CD 边运动方向与磁感线方向平 行,不切割磁感线 切割磁感线产生感 AB边只和铜环2 应电流。但电流方 接触,CD边只和 向与前面的相反。 铜环1接触。故 AB边产生的感应电 在外电路中电流 AB边向下切割磁感线,CD 流由B到A,CD边 是由4经电流表 边向上切割磁感线 产生的感应电流由 流向3 D到CAB边水平向右运动,CD边 线圈中部产生感应 不输出电流 水平向左运动,AB边和CD 电流 边运动方向与磁感线方向平 行,不切割磁感线 拓拓展展培培优优::直直流流发发电电机机 交流发电机线圈内产生的是交变电流,向外输出的也是交变电流;直流发电机线圈内产生的也是交 变电流,但在对外输出时把两个铜环换成了换向器,通过换向器的作用使输出电流变成直流电。 44..动动圈圈式式话话筒筒 话筒(也称传声器)的作用是把声音转换成电流。话筒种类较多,其中动圈式话筒是 依据电磁感应原理制成的。 (1)动圈式话筒的构造:有永磁体、线圈和膜片等构成(如图所示)。 (2)动圈式话筒的工作原理 当声波使膜片振动时,连在膜片上的线圈(也叫音圈)随着膜片一起振动,因为线圈 处于永磁体的磁场中,所以线圈会切割磁感线而产生随声音的变化而变化的感应电流。将 该电流通入扩音机,就能还原声音(电动机原理)。 【典例2】图是一种手压电筒,按压手柄,塑料齿轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转, 使灯泡发光。图中能反映这一过程工作原理的是( )。 A. B. C. D. 【答案】B。【解析】A.手压电筒,按压手柄,塑料齿轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转,使灯泡发 光,是电磁感应现象,A图中,通电导线周围小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在磁 场,不可以反映手压电筒工作原理,故A不符合题意; B.B图中,导体棒在磁场中做切割磁感线运动,电表指针发生偏转,是电磁感应现象, 可以反映手压电筒工作原理,故B符合题意; C.C图中,闭合开关后,导体棒运动,说明通电导线在磁场中会受到力的作用,不可 以反映手压电筒工作原理,故C不符合题意; D.D图中,套有线圈的铁钉可以吸引大头针,说明电流的磁效应,不可以反映手压电 筒工作原理,故D不符合题意。 故选B。 问问题题一一::电电磁磁感感应应 【角度1】探究产生感应电流的条件 产生感应电流的条件是部分导体切割磁感线,所谓“切割磁感线”,垂直切割或斜着 切割都可以,这个过程可以是导体运动切割磁感线,也可以是磁场运动让导体切割磁感线。 【典例1】如图是“科学探究:怎样产生感应电流”的实验装置,用棉线将一段导体 AB悬挂起来,放置于蹄形磁体的磁场中,再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来,组 成了闭合电路。 序 磁体(磁极)放置方式 导体AB运动情况 电流计指针偏转情况 号 1 静置 不偏转 2 上N下S 竖直向上运动 不偏转 3 竖直向下运动 不偏转 4 向左运动 向右偏转 上N下S 5 向右运动 向左偏转6 向左运动 向左偏转 上S下N 7 向右运动 向右偏转 (1)该实验中,灵敏电流计的作用是______、______; (2)某小组进行一系列实验后,观察到的现象如上表所示,由此可知,闭合电路的一 部分导体在磁场中做______运动时,电路中会产生感应电流; (3)比较第______次实验可以得出感应电流方向与磁场方向有关; (4)在此实验过程中,能量转化情况是______能转化为电能,利用这一原理,人们在 生产生活中制成了______ 。 【答案】判断是否产生感应电流;判断感应电流的方向;切割磁感线;4、6(或5、 7);机械;发电机。 【解析】(1)[1][2]电路中有感应电流产生时,灵敏电流计会发生偏转,灵敏电流计 偏转的方向表示感应电流的方向,即灵敏电流计在本实验的作用是判断是否产生感应电流 和判断感应电流的方向。 (2)[3]由表格中数据可以看出,当闭合电路的一部分导体不切割磁感线时,电路中 没有感应电流产生;当闭合电路的一部分导体切割磁感线时,电路中有感应电流产生。 (3)[4]4、6与5、7两组实验,改变磁感线的方向,不改变导体切割磁感线的方向, 电路中产生的感应电流的方向发生改变,4、6与5、7两组实验说明感应电流方向与磁场 方向有关。 (4)[5]实验中,闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流,将机械能转化为电 能。 [6]发电机可以将机械能转化为电能,利用的是电磁感应现象制成的。 【角度2】影响感应电流方向的因素 感应电流的方向与磁场方向、导体切割磁感线方向有关,当其中一个因素发生变化时, 感应电流的方向就会发生变化。若两者同时反向,则感应电流的方向不变。 【典例2】如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。 (1)实验中,AB棒的材料可能是______(填“塑料”或“铝”); (2)我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还 可以通过指针偏转的方向判断______; (3)闭合开关,实验探究过程记录如表所示: 次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流1 静止 无 沿磁场方向运动(不切割磁感 2 无 线运动) 3 切割磁感线运动 有 根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁 场中做______运动,在该运动过程中,主要将机械能转化为电能; (4)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究 感应电流方向与______的关系; (5)若将此装置中灵敏电流计换成______,可进一步探究电动机的工作原理。 【答案】铝;电流的方向;切割磁感线;磁感线的方向;电源。 【解析】(1)探究感应电流产生的条件,电路需要形成闭合回路,AB应为导体,则 可能是铝。 (2)可以通过灵敏电流计的正反偏转来判断电流的方向。 (3)由表格可知,当AB棒在磁场中静止或沿磁场方向运动(不切割磁感线运动)时, 没有感应电流,当AB棒在磁场中切割磁感线运动时,产生感应电流,则总结可得:电路中 产生感应电流的条件是,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,在该运动过 程中,主要将机械能转化为电能。 (4)AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,则磁感线方向发生改变,可用于探 究感应电流方向与磁感线方向的关系。 (5)将灵敏电流计换成电源,则可观察到通电导体在磁场中受力运动,则可用于探 究电动机的工作原理。 问问题题二二::电电磁磁现现象象辨辨析析 电流的磁效应、磁场对电流的作用、电磁感应的比较: 比较项目 实质 装置特点 电流的磁效应 电能生磁 有电源 磁场对电流的作用 磁场对电流有力的作用 有电源 电磁感应 磁能生电 无电源 【典例3】下列各图均与电和磁有关,其中分析正确的是( )。A.图甲中小磁针的N极指向地磁北极 B.图乙能说明电动机的工作原理 C.图丙中P向右滑动能吸引更多铁钉 D.图丁是电动机的工作模型 【答案】D。 【解析】A.地理北极的附近是地磁南极,而图甲中小磁针的N极向上,是指向地磁南 极,故A错误; B.图乙中,有灵敏电流计,闭合开关后,移动导体切割磁感线,会有电流流过灵敏电 流计,这是产生电流,能说明发电机的工作原理,故B错误; C.从图丙可以看到,闭合开关后,P向右滑动,变阻器接入电路的电阻会变大,电路 的电流会变小,磁性减弱,能吸引的铁钉会变少,故C错误; D.从图丁可以看到,开关闭合后,线圈有电流流过,线圈会转动起来,这是电动机的 工作模型,故D正确。 故选D。 考向一:产生感应电流的条件 【典例】(2022·湖南衡阳)如图,在“探究什么情况下磁可以生电”实验中: 序 实验操作 电流表指针偏转情况 号 1 保持导体与磁体静止 不偏转 2 保持磁体静止,导体水平向左切割磁感线 向右偏转 3 保持磁体静止,导体水平向右切割磁感线 向左偏转 … (1)比较1、2(或1、3)实验想象可知,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; (2)要使感应电流方向发生改变,可采取的具体措施是:___________;(选填字 母)A.使用磁性更强的磁体 B.保持磁体静止,只改变导体水平运动的方向 C.上下调换磁极,同时改变导体水平运动的方向 (3)从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是___________能转化为电能: (4)如果将电流表换成___________,可以探究磁场对通电导体的作用。 【答案】①切割磁感线;②B;③机械;④电源。 【解析】(1)[1]比较1、2(或1、3)实验现象可知,保持磁体和导体不动,电路中 不会产生感应电流,但是保持磁体不动,导体水平切割磁感线时会产生感应电流,故可得 出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会产生感应电流。 (2)[2]感应电流方向与磁场方向和导体切割磁感线方向有关,所以想要改变感应电 流的方向,可以只上下调换磁极,或者只改变导体水平运动的方向,如果上下调换磁极, 同时改变导体水平运动的方向,感应电流的方向不会发生变化。 故选B。 (3)[3]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会产生感应电 流,所以是机械能转化为电能。 (4)[4]如果将电流表换成电源,则构成一个完整的闭合回路,这样可以探究磁场对 通电导体的作用。 考向二:发电机原理 【典例】(2022·武威)如图所示,一种环保型手电筒,筒内有一个能滑动的圆柱形 永磁铁,外圈套着一个线圈。只要将手电简沿图中箭头方向来回摇动,手电筒的小灯就能 发光。下列与此手电筒工作原理相同的是( )。 A. 电动机 B. 电热水壶 C. 发电机 D. 扬声器 【答案】C。【解析】手摇电筒是利用电磁感应现象制成的,磁铁在线圈中来回运动,使线圈切割 磁感线,从而产生了感应电流,使小灯泡发光。 A.电动机是根据通电线圈在磁场中受到力转动制成的,故A不符合题意; B.电热水壶利用电流的热效应工作的,故B不符合题意; C.发电机是根据电磁感应现象制成的,故C符合题意; D.扬声器是利用通电导体在磁场中受力的原理,故D不符合题意。 故选C。 【【基基础础强强化化】】 1.下列实验装置与探究内容不相符的是( )。 A. 探究电动机工作原理 ; B. 探究电流的磁效应; C. 探究磁场对电流的作用 ; D. 探究磁极间的相互作用 【答案】A。 【解析】A. 图中是探究电磁感应的实验装置,根据这一原理可制成发电机。故A不相 符,符合题意。 B. 图中奥斯特实验,探究通电导体周围存在磁场(即电流的磁效应)。故B相符,不符合题意。 C. 图中装置探究通电导体在磁场中受力,即探究磁场对电流的作用。故C相符,不符 合题意。 D. 图中装置探究磁极间相互的引力和斥力作用。故D相符,不符合题意。 2.关于图中所示的四个情景,下列说法中正确的是( )。 A. 触接后小磁针将发生偏转,说明电流周围有磁场; B. 磁场中导体ab竖直向上运动时,电流表指针会发生偏转; C. 闭合开关后磁场中的导体ab运动,依据该实验原理可 制成发电机; D. 通电螺线管周围的磁场强弱与电流方向有关 【答案】A。 【解析】A.题图是奥斯特实验,导线触及电源后,电路中有电流,小磁针将发生偏转, 说明电流周围有磁场,故A正确; B.由题图可知,磁场中导体ab竖直向上运动时,不切割磁感线,不会产生感应电流, 电流计的指针不会偏转,故B错误; C.图中有电源,闭合开关后,通电导体在磁场中受力而运动,依据该实验原理可制成 电动机,故C错误; D、图中通电螺线管周围的磁场强弱与电流的大小有关,而磁场方向与电流的方向有关, 故D错误。 故选A。 3.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 【答案】A。 【解析】A.甲图为奥斯特实验,说明通电导线周围存在磁场,故A正确; B.导体ab沿竖直方向上下运动时,没有切割磁感线,没有感应电流的产生,电流表 指针不偏转,故B错误; C.闭合开关,蹄形磁体磁极上下对调后,改变了磁场方向,电流方向不变,则受力方 向改变即导体ab的运动方向发生改变,故C错误; D.丁图中电磁铁A、B是串联的,电流相等,电磁铁A、B匝数不同,探究的是电磁铁 A、B的磁性强弱与线圈匝数的关系,故D错误。 故选A。 4.英国物理学家 ______发现了著名的电磁感应现象,从而实现了机械能向电能的大规 模转化,根据这个发现,后来发明了 ______(选填“发电机”或“电动机”)使人类大规 模用电成为可能,开辟了电气化的时代。 【答案】法拉第;发电机。 【解析】[1][2]法拉第发现电磁感应现象,后来根据此原理发明了发电机,为人类大 规模获得电能提供了可能。 5.如图所示的三个装置。图b可用来演示______现象,图a中将电池的正负极对调, 将观察到的现象是______,根据图c的原理,可以制作______。 【答案】电磁感应;小磁针的偏转方向改变;电动机。 【解析】[1]图b中,开关闭合时,若导体ab做切割磁感线运动,会产生感应电流, 这是电磁感应现象。 [2]图a中将电池的正负极对调,此时导线中电流的方向发生变化,电流产生磁场的方 向发生变化,小磁针的偏转方向发生了变化,则表明通电导体周围磁场的方向与电流的方 向有关。[3]图c中,导体通电后会在磁场中受力而运动,根据该原理可以制成电动机。 6.如图是一种常用的动圈式话筒。当你对着话筒说话时,声音使与膜片相连的线圈振 动,线圈在磁场中的这种振动,能产生随着声音变化而变化的___,这是___。 【答案】电流;电磁感应。 【解析】[1][2]当对着话筒说话时,产生的声音会使与膜片相连的线圈振动,线圈在 磁场里的振动,会切割磁感线产生感应电流,这种感应电流随着声音的变化而变化,这是 电磁感应现象。 7.如图所示,AB和CD是两根固定且平行的水平金属导轨,符号“×”表示垂直于纸 面指向纸而里的磁场的磁感线。现将铜棒EF和GH垂直放在金属导轨上,当拉动GH使其向 左或向右移动时,发现EF也向左或向右移动。则GH棒上发生的能量的转化是__________; 请解释发生上述现象的原因_______。 【答案】机械能转化为电能;EF导体,有电流通过,通电导体在磁场中受力,会运动。 【解析】[1]因为GH运动,在磁场中切割磁感线,在GH中会产生感应电流,故发生的 能量转化是把机械能转化为电能。 [2]拉动GH使其向左或向右移动时,GH在磁场中切割磁感线,会产生感应电流,可以 把GH当作电源,把电流提供给EF,这时EF相当于通电导体放入磁场中,通电导体在磁场 中受力,所以也会向左或向右运动。 8.无线充电是一种更便捷的充电方式。如图甲所示是市场上支持无线充电的智能手机 和充电器。无线充电的原理是:电流通过送电线圈(充电器内)产生磁场,受电线圈(手 机上)靠近磁场时就会产生电流,给智能手机充电,如图乙所示。送电线圈处的工作原理 是______(选填“奥斯特”、“法拉第”)发现的,受电线圈处用到了如下图______(选 填“A”、“B”)所示的实验原理。A、 B、 【答案】奥斯特;B。 【解析】[1]电流通过送电线圈(充电器内)产生磁场,说明电流周围存在磁场,因此 送电线圈处的工作原理是电生磁,是奥斯特发现的。 [2]受电线圈(手机上)靠近磁场时就会产生电流,这是磁生电现象,即电磁感应现象, 是由法拉第发现的,用到了图B所示的实验原理。 【【素素养养提提升升】】 9.含有金属线圈的门禁卡靠近周围有磁场的读卡器,就会在门禁卡工作电路中产生电 流。下列选项中与这一工作原理相同的是( )。 A. B. C. D. 【答案】D。 【解析】含有金属线圈的门禁卡靠近周围有磁场的读卡器,就会在门禁卡工作电路中 产生电流,门禁卡切割磁感线产生感应电流,是电磁感应现象。 A.A图是通电导线的周围存在磁场,是奥斯特实验的原理图,故A不符合题意; B.B图是通电导线在磁场中受力的作用,与电动机的工作原理图相同,故B不符合题 意; C.C图是通电线圈在磁场中受力的作用,与电动机的工作原理图相同,故C不符合题 意; D.D图是闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流,是电磁感应现象,故D符合 题意。 故选D。 10.同学们做实验的装置如图所示,闭合开关,先将导体ab静止,导体cd也静止;然 后将导体ab竖直上下移动,导体cd还静止;再将导体ab水平向右移动,导体cd也随之 运动起来。初步可知: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。实验装置右侧这部分相当于______(选填“电动机”或“发电机”);如果导体ab水 平变为向左运动,则导体cd的运动方向______(选填“会”或“不会”)改变。 【答案】切割磁感线;电动机;会。 【解析】[1]先将导体ab静止,导体ab竖直上下移动,都没有产生感应电流,再将导 体ab水平向右移动,切割磁感线时,会产生电流,故结论是闭合电路的一部分导体在磁场 中做切割磁感线运动时,产生感应电流。 [2]左边切割磁感线产生感应电流,故左边是发电机,右边装置通电导线在磁场中受力 而运动,故右边的装置是电动机。 [3]如果导体ab水平变为向左运动,产生感应电流的方向发生变化,则导体cd的受力 发生变化,故导体cd的运动方向会发生改变。 11.物理兴趣小组用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。 (1)实验中,通过观察______来判断电路中是否有感应电流; (2)闭合开关,若磁体不动,导体ab沿______(选填“上下”或“左右”)方向运 动时,电流表指针会发生偏转;若导体ab不动,左右移动磁体,电路中______(选填 “有”或“无”)感应电流; (3)断开开关,无论磁体如何放置、导体棒怎样运动,电流表指针都不发生偏转。小 明由此得出结论:闭合电路的部分导体在磁场中做_______运动时,电路中就产生感应电流; (4)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,请提出一条改 进措施:_______。 【答案】电流表指针是否偏转;左右;有;切割磁感线;将导体ab换成多匝线圈(或 换磁性更强的磁体,增大导体ab切割磁感线的运动速度)。 【解析】(1)[1]实验中,通过观察灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感 应电流存在,指针偏转表明电路中有感应电流,否则电路中没有感应电流。 (2)[2][3]闭合开关,若磁体不动,导体ab沿左右方向运动时,导体做切割磁感线 运动,电路中有感应电流,电流表指针会发生偏转;若导体ab不动,左右移动磁体,相当 于导体做切割磁感线运动,电路中有感应电流。 (3)[4]断开开关,电路开路,无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动,都不会产生感 应电流,说明产生感应电流,电路闭合,由实验现象可知闭合电路的一部分导体在磁场中 进行切割磁感线运动,导体中有感应电流产生。(4)[5]实验现象中电流表指针偏转不明显,是电流太弱,从装置上的改进方法:可 以换用磁性更强的磁铁、可以换用匝数更多的线圈、可以换用量程更小的小量程电流表; 从操作角度改进:可以加快导体的移动速度,即使导体切割磁感线运动的速度更快。 【【能能力力培培优优】】 12.如图甲所示是探究“感应电流产生的条件”的实验装置。 (1)闭合开关,导体ab上下运动时,灵敏电流计的指针______(选填“偏转”或 “不偏转”); (2)在实验中,发现灵敏电流计的指针偏转角度较小,请写出一种增大感应电流的方 法______; (3)同学们把实验装置改装成图乙所示,闭合开关,当让导体棒ab做切割磁感线运 动时,导体棒cd将会______(选填“运动”或“静止”),原因是______。 【答案】不偏转;增强磁场;运动;导体ab中有电流产生,相当于电源;通电的导体 棒cd在磁场中受到力的作用。 【解析】(1)[1]导体沿竖直方向运动,运动方向与磁场平行,故不切割磁感线,不 会产生感应电流,指针不发生偏转。 (2)[2]感应电流的大小与磁场的强弱、导体切割磁感线的速度有关,因此要增大灵 敏电流计的偏转角度,应该增强磁场或加快导体切割磁感线的速度。 (3)[3][4]图乙所示,闭合开关,当让导体棒 做切割磁感线运动时,导体 中有 电流产生,相当于电源;通电的导体棒 在磁场中受到力的作用将会运动。 13.小亮探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,如图所示,实验时控制磁场方 向相同,改变导体ab的运动方向,请你帮他解决实验中遇到的问题: (1)导体水平左右运动,如图甲所示,灵敏电流计指针______(选填“偏转”或“不 偏转”); (2)导体竖直上下运动,如图乙所示,灵敏电流计指针______(选填“偏转”或“不 偏转”);(3)导体水平左右运动,如图丙所示,灵敏电流计指针______( 选填“向一边偏 转”或“左右偏转”),说明电路中有电流产生; (4)如果想把该实验装置改装成探究磁场对电流作用的装置,需对器材做的改进是将 灵敏电流计换作______。 【答案】不偏转;不偏转;左右偏转;电源。 【解析】(1)[1]导体在磁场中运动时产生感应电流的条件是闭合电路中的部分导体 切割磁感线。图甲中,开关断开,电路断路,导体水平左右运动切割磁感线,但电路中不 会产生感应电流,电流计指针不偏转。 (2)[2]图乙中,开关闭合,电路连通,导体竖直上下运动,没有切割磁感线,电路 中没有感应电流产生,电流计指针不偏转。 (3)[3]如图丙,电路闭合,导体水平左右运动切割磁感线,所以会有感应电流产生。 感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关,导体水平左右运动切割磁感线时,切割磁 感线的方向不断改变,所以感应电流的方向也不断改变,因此灵敏电流计指针左右偏转。 (4)[4]要把该实验装置改装成探究磁场对电流作用的装置,则电路中需要有电源, 需对器材做的改进是将电流计换做电源。