【培優(yōu)練習(xí)】《第二節(jié)科學(xué)探究：怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流》(物理滬科九年級(jí)全一冊(cè))

1、第二節(jié) 科學(xué)探究：怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流培優(yōu)練習(xí)一、單選題1. 圖示為我國(guó)新型反潛巡邏機(jī)，其機(jī)尾的“棍子”叫做磁異探測(cè)器，它能將潛艇經(jīng)過海域引起的磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為大小變化的電流，從而發(fā)現(xiàn)潛艇的存在。下列圖能反映磁異探測(cè)器工作原理的是（）A.B.C.D.2. 如圖所示的環(huán)保型手電筒，筒內(nèi)沒有電池，使用時(shí)只要來回?fù)u晃手電筒，使永磁體在線圈中來回運(yùn)動(dòng)，燈泡就能發(fā)光。這種手電筒電源的工作原理是（）A.電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.電流的磁效應(yīng)C.磁極間的相互作用D.通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受力運(yùn)動(dòng)二、填空題3. 由金屬桿組成如圖所示的導(dǎo)軌，其中水平面上兩平行導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且全部置于豎直向上的磁場(chǎng)中，與傾斜放置的導(dǎo)軌 ABC平滑且固

2、定連接。將一金屬棒ab從傾斜導(dǎo)軌上一定高 度由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直接觸且不受摩擦，請(qǐng)你判斷ab棒在水平導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)情況： ;并從能量轉(zhuǎn)化的角度：。二、計(jì)算題4. 圖1中葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)發(fā)電使LED小燈發(fā)光電梯運(yùn)行有時(shí)也會(huì)發(fā)電，產(chǎn)生的電能一般通過電阻發(fā)熱而消耗掉。 圖2中電梯安裝的電能回收裝置，能將產(chǎn)生的電能回收利用。已知電梯空載時(shí)轎廂的質(zhì)量比配重的小且鋼纜的質(zhì)量可忽略不計(jì)。(1) 圖1發(fā)電的原理是 ；當(dāng)圖2轎廂處于空載 (選填“上行”或“下行”)時(shí)，電梯將會(huì)發(fā)電；(2) 圖2中電梯在空載勻速下行的某段時(shí)間內(nèi)，電機(jī)消耗的電能E電=2X 105J,其轉(zhuǎn)化為電梯機(jī)械能的效率 n =8

3、0%配重的重力勢(shì)能增加了厶 Ei=2.4 X 105J.則此段時(shí)間內(nèi)， 配重的動(dòng)能 (選填“增加”“減小”或“不變”)，并求出轎廂重力勢(shì)能的變化量厶Ea ；(3) 若鎮(zhèn)江擁有電梯數(shù) n=2500臺(tái)，每臺(tái)電梯平均每天消耗的電能E=100kW?h,在全部安裝了電能回收裝置后，可節(jié)約30%的電能。則這些電梯每天節(jié)約的電能相當(dāng)于完全燃燒多少千克煤所放出的熱量？煤的熱值取q=3x 107J/ kg。四、實(shí)驗(yàn)探究題5. 發(fā)電機(jī)是如何發(fā)電的呢？同學(xué)們用如圖所示的裝置進(jìn)行探究.(1) 當(dāng)導(dǎo)體ab靜止懸掛起來后，閉合開關(guān)，靈敏電流計(jì)G指針不偏轉(zhuǎn)，說明電路中 (選填“有”或“無”)電流產(chǎn)生.(2) 小芳無意間碰到

4、導(dǎo)體 ab,導(dǎo)體ab晃動(dòng)起來，小明發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，就說：“讓導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)就可產(chǎn)生電流”，但小芳說：“不一定，還要看導(dǎo)體怎樣運(yùn)動(dòng)” 為驗(yàn)證猜想，它們繼續(xù)探究，并把觀察到的現(xiàn)象記錄如下：序號(hào)磁體擺放方向ab運(yùn)動(dòng)方向電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)情況1豎直上下運(yùn)動(dòng)不偏轉(zhuǎn)2N極在上水平向左運(yùn)動(dòng)向右偏轉(zhuǎn)3水平向右運(yùn)動(dòng)向左偏轉(zhuǎn)4N極在下豎直上下運(yùn)動(dòng)不偏轉(zhuǎn)5水平向左運(yùn)動(dòng)向左偏轉(zhuǎn)6水平向右運(yùn)動(dòng)向右偏轉(zhuǎn)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，同學(xué)們一致認(rèn)為小芳的觀點(diǎn)是 (選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的，比較第2、3次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生的電流的方向跟 有關(guān)；比較第3、6次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生的電流的方向還跟 有關(guān).(3) 在整理器材時(shí)，小明未斷

5、開開關(guān)，先撤去蹄形磁鐵，有同學(xué)發(fā)現(xiàn)指針又偏轉(zhuǎn)了！他們?cè)僦貜?fù)剛才的操作， 發(fā)現(xiàn)電流表的指針都偏轉(zhuǎn)， 請(qǐng)教老師后得知，不論是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng) 還是磁體運(yùn)動(dòng)，只要閉合電路的一部分導(dǎo)體在 中做運(yùn)動(dòng)，電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這就是發(fā)電機(jī)發(fā)電的原理，此原理最早由英國(guó)物理學(xué)家發(fā)現(xiàn).答案和解析1. 【答案】 C【解析】 解：由題意可知，磁異探測(cè)器能將潛艇經(jīng)過海域引起的磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為大小變化的電流， 即通過磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電流，符合磁生電的特點(diǎn)，因此，可判斷其利用了電磁感應(yīng)的原理，與 發(fā)電機(jī)的原理相同。A、圖示為奧斯特實(shí)驗(yàn)，是電流的磁效應(yīng)，故不符合題意；B圖示是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力，是電動(dòng)機(jī)的原理，故不符合題意；C圖中

6、開關(guān)閉合后，在外力作用下使導(dǎo)體左右移動(dòng)，切割磁感應(yīng)線，則電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明此時(shí)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是發(fā)電機(jī)的工作原理。符合題意；D圖中有電源，是電動(dòng)機(jī)的原理，故不符合題意。故選： C。磁異探測(cè)器最終將信號(hào)轉(zhuǎn)換為變化的電流； 因此是一個(gè)發(fā)電機(jī)， 利用了電磁感應(yīng)原理。 分析 下面四幅圖，找出發(fā)電機(jī)的原理即可。解答本題的關(guān)鍵要能從題意中分析出該裝置為發(fā)電機(jī)，利用了電磁感應(yīng)的原理， 再逐一進(jìn)行判斷。2. 【答案】 A【解析】解：手電筒中沒有電池， 在晃動(dòng)手電筒時(shí)，手電筒中的永磁體在線圈中運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)是相對(duì)而言的， 相對(duì)于永磁體而言，線圈在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流

7、通過燈泡時(shí)，小燈泡就會(huì)發(fā)光。故選： A。閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流， 這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。來回?fù)u晃手電筒， 使永磁體在線圈中來回運(yùn)動(dòng)， 線圈做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)， 線圈中就會(huì)產(chǎn)生 感應(yīng)電流，小燈泡就會(huì)發(fā)光。此題考查的是生活中的物理，解答這類題就要求我們?cè)谏钪卸嘤^察、多思考。3. 【答案】 減速運(yùn)動(dòng)，最后靜止；導(dǎo)體棒在下滑過程中， 重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能； 滑到水平導(dǎo)軌上后， 導(dǎo)體棒需要克服安培力做 功，消耗機(jī)械能，機(jī)械能越來越小，速度越來越慢，最后靜止。【解析】【分析】 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)安培力的判定和能量轉(zhuǎn)化知識(shí)的理解和掌握，有一定難度。 導(dǎo)體棒在下

8、滑過程中， 重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能； 滑到水平導(dǎo)軌上后， 根據(jù)右手定則判斷出導(dǎo)體 棒中的電流方向， 再根據(jù)左手定則判斷出導(dǎo)體棒受到安培力的方向， 導(dǎo)體棒需要克服安培力 做功，消耗機(jī)械能，動(dòng)能越來越小?！窘獯稹繉?dǎo)體棒在下滑過程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能， 做加速運(yùn)動(dòng)；滑到水平導(dǎo)軌上后，導(dǎo)體棒做切 割磁感線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則可以判斷出導(dǎo)體棒中的電流方向?yàn)?b-a ，再根據(jù)左手定則判斷 出導(dǎo)體棒受到安培力的方向和導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)方向相反， 對(duì)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)起到阻礙作用， 導(dǎo)體棒 需要克服安培力做功，消耗機(jī)械能，機(jī)械能越來越小，所以做減速運(yùn)動(dòng)，最后靜止。故答案為：減速運(yùn)動(dòng)，最后靜止；導(dǎo)體棒在下滑過程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為

9、動(dòng)能；滑到水平導(dǎo) 軌上后，導(dǎo)體棒需要克服安培力做功，消耗機(jī)械能，機(jī)械能越來越小，速度越來越慢，最后 靜止。4. 【答案】 電磁感應(yīng)現(xiàn)象；上行；不變【解析】解：（ 1）發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能； 由圖知轎廂處于空載上行時(shí)，配重下降，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，電梯將會(huì)發(fā)電； （2）電梯在空載勻速下行時(shí)，質(zhì)量不變，速度不變，所以動(dòng)能不變； 在此過程中，消耗了電能E 電，轉(zhuǎn)化為電梯的機(jī)械能的效率為80%，則為電梯有效利用的能力是80%E電,電梯的配重和轎廂組成一個(gè)整體，能量守恒，配重的重力勢(shì)能增加了Ei,轎廂重力勢(shì)能的變化為 E2則厶Ez+80% E電=厶Ei，5 5 4變形得：

10、= Ei-80%E電=2.4 X 10 J-80%X 2X 10 J=8X 10 J；（3）每天回收的電能： E=nEn =2500X 100kW?hX 30%=75000kW?h=2.7 X 1011J；由厶E=m（得燃燒煤的質(zhì)量：m=9000kg。 故答案為：( 1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象；上行；(2) 不變；轎廂重力勢(shì)能的變化量厶 E2為8X 104J；(3) 電梯每天節(jié)約的電能相當(dāng)于完全燃燒9000kg 煤所放出的熱量。( 1 )發(fā)電機(jī)的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象； 配重下降時(shí)，轎廂處于空載上行，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；(2) 影響動(dòng)能的因素是質(zhì)量和高度；根據(jù)能量守恒：轎廂重力勢(shì)能的變化為Ea+80% E電

11、 =配重的重力勢(shì)能增加了厶 已即厶Ez+80% E = Ei,求出轎廂重力勢(shì)能的變化量 E2；(3) 根據(jù) E=nEn算出每天回收的電能，根據(jù) E=mq算出燃燒煤的質(zhì)量。本題考查了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用、 熱量的計(jì)算和能量的相互轉(zhuǎn)化, 其中能量的轉(zhuǎn)化有一定的 難度。5. 【答案】 無；正確；導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向；磁場(chǎng)方向；磁場(chǎng)；切割磁感線；法拉第【解析】解：(1) 當(dāng)導(dǎo)體ab靜止懸掛起來后，閉合開關(guān)，此時(shí)導(dǎo)體沒有做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，靈敏電流計(jì)G指針不偏轉(zhuǎn)，說明電路中無電流產(chǎn)生；(2) 根據(jù)表格中的信息可知,當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針不一定偏轉(zhuǎn),說明不一 定產(chǎn)生電流,故小芳的觀點(diǎn)是正確的；比較第 2、3 次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn), 磁場(chǎng)方向相同, 導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向不同, 產(chǎn)生電流的方向不同, 即產(chǎn)生的電流的方向跟導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)；比較第 3、6 次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn), 導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向相同, 磁場(chǎng)方向不同, 產(chǎn)生電流的方向不同, 即產(chǎn)生的電流的方向還跟磁場(chǎng)方向有關(guān)(3) 電路閉合時(shí),不論是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)還是磁體運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體會(huì)做切割磁感線運(yùn)動(dòng),所以導(dǎo)體中 有感應(yīng)電流產(chǎn)生,這種現(xiàn)象是電磁感應(yīng),此原理最早由英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)的故答案為：( 1