20.5 磁生電（分層作業(yè)）-九年級物理全一冊同步備課系列（人教版）【解析版】

20.5磁生電一、什么情況下磁能生電1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象：如果把磁感線想象成一根根實實在在的線，把導線想象成一把刀。表達產(chǎn)生電流的條件就容易多了。閉合電路的導體在磁場中做運動時就會產(chǎn)生電流。產(chǎn)生的電流叫做，這種現(xiàn)象叫做。【答案】一部分，切割磁感線，感應(yīng)電流，電磁感應(yīng)現(xiàn)象?！驹斀狻块]合電路中的部分導體在磁場中，做切割磁感線運動時，就會產(chǎn)生電流。產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2．影響感應(yīng)電流大小的因素：切割磁感線的和的強弱程度?！敬鸢浮克俣?，磁場?！驹斀狻坑绊懜袘?yīng)電流大小的因素是切割速度和磁場強度。所以在研究磁場強度與感應(yīng)電流大小的關(guān)系時，需要保持導體運動速度和方向不變，研究切割速度對感應(yīng)電流大小的影響時，需要保持磁場強度和運動方向不變，只改變導體運動速度。3.如圖，在探究磁生電實驗中，下列做法能使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是（）

A．斷開開關(guān)，導體AB豎直上下運動B．斷開開關(guān)，導體AB水平左右運動C．閉合開關(guān)，導體AB豎直上下運動D．閉合開關(guān)，導體AB水平左右運動【答案】D【詳解】電磁感應(yīng)實驗中，閉合電路的部分導體做切割磁感線運動，電路中有感應(yīng)電流，能使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；AB．斷開開關(guān)，不能構(gòu)成閉合電路，導體AB無論怎樣運動都不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故AB不符題意；C．閉合開關(guān)，導體AB豎直上下運動，不切割磁感線，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C不符題意；D．閉合開關(guān)，導體AB水平左右運動，切割磁感線，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D符合題意。故選D。4．探究產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的實驗步驟如圖中的甲、乙、丙所示：（1）實驗中，通過觀察來判斷電路中是否有感應(yīng)電流；（2）比較兩圖可知，產(chǎn)生感應(yīng)電流的一個條件是電路要閉合；閉合開關(guān)，當蹄形磁體或?qū)w做下列的運動，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（填寫選項中的字母）。A．導體不動，蹄形磁體做左右運動

B．蹄形磁體不動，導體在蹄形磁體中上下運動C．蹄形磁體不動，導體在蹄形磁體中左右運動

D．蹄形磁體不動，導體在蹄形磁體中斜向上或斜向下運動

【答案】（1）電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況；（2）甲丙，ACD?！驹斀狻浚?）實驗中，通過觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況來判斷電路中是否有感應(yīng)電流，若電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明電流中由感應(yīng)電流產(chǎn)生；反之，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生。（2）甲丙兩圖中，導線切割磁感線的方向不變，甲圖有閉合開關(guān)，電流表指針由發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電路中由產(chǎn)生感應(yīng)電流；丙圖沒有閉合開關(guān)，電流表沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，比較甲丙兩圖可知，產(chǎn)生感應(yīng)電流的一個條件是電路要閉合。閉合開關(guān)：A．導體不動，蹄形磁體做左右運動，閉合電路的部分導體由切割磁感線，電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A符合題意；

B．蹄形磁體不動，導體在蹄形磁體中上下運動，閉合電路的部分導體沒有切割磁感線，電路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B不符合題意；C．蹄形磁體不動，導體在蹄形磁體中左右運動，閉合電路的部分導體由切割磁感線，電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C符合題意；

D．蹄形磁體不動，導體在蹄形磁體中斜向上或斜向下運動，閉合電路的部分導體由切割磁感線，電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D符合題意。故選ACD。二、發(fā)電機5．發(fā)電機原理：發(fā)電機的原理是。發(fā)電機的主要構(gòu)造：（磁鐵）、（線圈）、滑環(huán)和電刷。大型發(fā)電機一般采用不動，旋轉(zhuǎn)的方式發(fā)電，為了得到較強的磁場，要用代替永磁體?！敬鸢浮侩姶鸥袘?yīng)，定子，轉(zhuǎn)子，線圈，磁極，電磁鐵。【詳解】電磁感應(yīng)原理制成了發(fā)電機。發(fā)電機由定子和轉(zhuǎn)子、滑環(huán)、電刷組成。大型發(fā)電設(shè)備，為了獲取更大的電能，一般采用線圈不動，磁極旋轉(zhuǎn)的方式。因為磁場強度關(guān)系到電流強弱，所以一般采用電磁鐵代替永磁體。6．交流電：方向和大小周期性變化的電流叫做，簡稱交流；交變電流的頻率在數(shù)值上等于電流在每秒內(nèi)周期性變化的_______；我國電網(wǎng)以交流供電，頻率為Hz?！敬鸢浮拷蛔冸娏鳎螖?shù)，50?！驹斀狻看笮?、方向周期性變化的電流叫交變電流，簡稱交流電。交變電流的頻率在數(shù)值上等于電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)。我國電網(wǎng)以交流供電，頻率為50Hz。7．如圖所示手搖發(fā)電機模型，快速搖動手柄，使線圈在磁場中做切割運動，電路中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫作現(xiàn)象，這個過程中能轉(zhuǎn)化為電能。

【答案】磁感線，電磁感應(yīng)，機械能?！驹斀狻靠焖贀u動手柄，使閉合電路中的線圈在磁場中做切割磁感線運動，電路中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這種電流叫感應(yīng)電流，這個過程中線圈的機械能轉(zhuǎn)化為電能。8.如圖所示L為帶動線圈轉(zhuǎn)動的搖把，圖中指針表示可來回擺動的電流表，關(guān)于此裝置，下列說法正確的是（）A．這是電動機的工作原理圖 B．這是發(fā)電機的工作原理圖C．該裝置將電能轉(zhuǎn)化為機械能 D．通過電流表的電流是直流電【答案】B【詳解】AB．帶動線圈轉(zhuǎn)動的搖把，電流表的指針來回擺動，說明電路中產(chǎn)生電流，此圖是發(fā)電機的原理圖，故B正確，A錯誤；C．該裝置，消耗機械能，產(chǎn)生電能，將機械能轉(zhuǎn)化為電能，故C錯誤；D．帶動線圈轉(zhuǎn)動的搖把，電流表的指針來回擺動，說明電流的方向不斷改變，通過電流表的電流是交流電，故D錯誤。故選B。9．科學家經(jīng)過長期研究，發(fā)現(xiàn)了電和磁有密切關(guān)系，其中最重要的兩項研究如圖所示，下列判斷中不正確的是（）A．甲圖所揭示的原理可制成電動機B．乙圖是用來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的C．甲圖中電路閉合，能將機械能轉(zhuǎn)化為電能D．乙圖中電路閉合，導體ab左右運動電路中有感應(yīng)電流【答案】C【解析】A．甲圖是導體因通過電流而運動，是電動機的原理，故A正確，不符合題意；B．乙圖是因?qū)w運動而產(chǎn)生電流，是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的，故B正確，不符合題意；C．甲圖中電路閉合，電路中有電流，則通電導體在磁場中會受力而運動，將電能轉(zhuǎn)化為機械能，故C錯誤，符合題意；D．乙圖中電路閉合，導體ab左右運動，符合閉合電路中的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動的條件，所以電路中有感應(yīng)電流。故D正確，不符合題意。故選C。三、磁記錄10．下列實驗與動圈式話筒工作原理對應(yīng)的是（）A BC D【答案】B【解析】A．動圈式話筒的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，圖中探究的是電磁鐵磁性大小的因素，是電流的磁效應(yīng)，故A不符合題意；B．圖中導體在磁場中做切割磁感線的運動，觀察電路中是否有電流產(chǎn)生，這是探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的裝置圖，故B符合題意；C．圖中通電導體周圍存在磁場，會影響附近磁針的轉(zhuǎn)動，這是探究電流的磁效應(yīng)的裝置圖，故C不符合題意；D．圖中通電導體在磁場中受力運動，是探究磁場對電流的作用的裝置圖，故D不符合題意。故選B。11．如圖為_____的模型，是利用_____的原理工作的，工作中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的_____都在做周期性變化，這種電流叫做交變電流?！敬鸢浮堪l(fā)電機，電磁感應(yīng)，大小和方向?！窘馕觥咳鐖D所示可知，電路中無電源，閉合電路的線圈在磁場中做切割磁感線運動，線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所以該裝置是發(fā)電機模型。根據(jù)該模型可知，線圈隨時間作周期性旋轉(zhuǎn)，所以發(fā)電機產(chǎn)生電流的大小和方向也隨時間作周期性變化，這種電流叫做交流電。12.如圖所示，在蹄形磁體的磁場中放置一根導線，導線的兩端跟靈敏電流表連接。下列說法正確的是（）A．磁體不動，AB水平向右快速移動，指針不偏轉(zhuǎn)B．AB不動，磁體水平向左快速移動，指針會偏轉(zhuǎn)C．磁體不動，AB豎直向上運動，指針會偏轉(zhuǎn)D．磁體不動，AB豎直向下運動，指針會偏轉(zhuǎn)【答案】B【詳解】A．磁體不動，AB水平向右快速移動，AB做切割磁感線運動，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針會偏轉(zhuǎn)，故A錯誤；B．AB不動，磁體水平向左快速移動，AB做切割磁感線運動，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針會偏轉(zhuǎn)，故B正確；CD．磁體不動，AB豎直向上、向下運動，AB沒有做切割磁感線運動，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針不會偏轉(zhuǎn)，故CD錯誤。故選B。13．如圖所示，小成同學利用兩塊磁鐵、一個線圈等材料制作了一臺小型發(fā)電機，并用兩個LED燈（發(fā)光二極管左邊為正極，右邊為負極）進行了如圖連接實驗探究。

（1）小成接好電路后，以一定的速度連續(xù)轉(zhuǎn)動線圈，當線圈轉(zhuǎn)動到如圖所示位置時，（選填“AB”或“BC”）段在做切割磁感線運動，在電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，這一現(xiàn)象叫現(xiàn)象；（2）連續(xù)轉(zhuǎn)動線圈，將會看到兩LED燈交替發(fā)光，說明線圈中產(chǎn)生的電流方向（選填“不變”或“周期性改變”）。若將一直流電源代替兩LED燈接入電路，閉合開關(guān)，則線圈（選填“能”或“不能”）持續(xù)轉(zhuǎn)動?！敬鸢浮浚?）AB，電磁感應(yīng)；（2）周期性改變，不能?！驹斀狻浚?）磁感線是由N極出來，回到S極，即磁感線是水平向右的，當線圈轉(zhuǎn)動到如圖所示位置時,AB段在切割磁感線。閉合電路部分導體在磁場中切割磁感線，產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象。（2）LED燈具有單向?qū)щ娦?，實驗中看到兩LED燈交替發(fā)光，說明線圈中產(chǎn)生的電流方向周期性改變。若將一直流電源代替兩LED燈接入電路，閉合開關(guān)，就形成了一個直流電動機，因為電流方向和磁場方向均不發(fā)生變化，故線圈受力方向不變，所以不能持續(xù)轉(zhuǎn)動。14．小明學習了磁現(xiàn)象的知識后，深受物理學家奧斯特和法拉第科學探索精神的影響，懷著極大的興趣利用如題圖所示裝置，探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

（1）他應(yīng)在M、N之間接入；（2）閉合開關(guān)，讓導體棒AB從圖示位置上下運動時，電路中（選填“有”或“沒有”）感應(yīng)電流產(chǎn)生；若導體棒AB不動，左右移動磁鐵，電路中（選填“有”或“沒有”）感應(yīng)電流產(chǎn)生；（3）在儀器和電路連接都完好的情況下，某小組的實驗現(xiàn)象不太明顯，在不增加器材的前提下，請?zhí)岢鲆粭l改進措施：；（4）從能量的角度分析，產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程就是機械能轉(zhuǎn)化為電能的過程，生活中利用電磁感應(yīng)原理的實例有（列舉1個）。（5）小明完成上述實驗后，還想探究磁場對通電導體的作用，他只需將M、N兩接線柱間的儀器換成即可?！敬鸢浮浚?）靈敏電流計；（2）沒有，有；（3）增大導體AB切割磁感線的速度；（4）動圈式話筒；（5）電源.【詳解】（1）為顯示電路中有無電流，他應(yīng)在M、N之間接入靈敏電流計。（2）閉合開關(guān)，讓導體棒AB從圖示位置上下運動時，因此時導體沒有切割磁感線，故感應(yīng)電路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生；若導體棒AB不動，左右移動磁鐵，相當于磁鐵不動，導體棒AB向右向左移動，導體切割切割磁感線，電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生。（3）在儀器和電路連接都完好的情況下，某小組的實驗現(xiàn)象不太明顯，說明產(chǎn)生的感應(yīng)電流過小，為增大感應(yīng)電流，在不增加器材的前提下，改進措施：可以增大導體AB切割磁感線的速度。（4）動圈式話筒：線圈隨聲音的振動在磁場中做切割磁感運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流，將聲信號轉(zhuǎn)化為電信號，工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。生活中利用電磁感應(yīng)原理的實例有動圈式話筒。（5）小明完成上述實驗后，還想探究磁場對通電導體的作用，電路中應(yīng)有電源，故他只需將M、N兩接線柱間的儀器換成電源即可。15．如圖所示，小明和小剛利用蹄形磁體、靈敏電流計、開關(guān)、導體AB和若干導線等器材來探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。閉合開關(guān)，他們完成操作，將觀察到的現(xiàn)象記入表格：序號導體AB的運動情況有無感應(yīng)電流①左右運動有②上下運動無③前后運動無④斜向上、斜向下運動有（1）分析①、②兩次實驗現(xiàn)象，小明說：“閉合電路的一部分導體在磁場中的運動方向與磁場方向垂直時，電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流?！毙傉J為不準確，因為導體AB運動時，其運動方向也與磁場方向垂直，但無感應(yīng)電流；（2）采納小剛意見后，小明又說：“閉合電路的一部分導體在磁場中垂直切割磁感線時，電路中才會產(chǎn)生感應(yīng)電流”，小剛認為不全面，因為導體AB運動時，也有感應(yīng)電流；（3）從能量的角度來分析，感應(yīng)電流的產(chǎn)生過程是將能轉(zhuǎn)化為電能；如果將圖中的靈敏電流計換成，可以探究磁場對電流的作用。【答案】（1）前后；（2）斜向上/斜向下；（3）機械，電源?！驹斀狻浚?）根據(jù)表格中收集現(xiàn)象可以發(fā)現(xiàn)，導體AB在蹄形磁體中前后運動時，在磁場中的運動方向與磁場方向垂直時，但這個時候沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，所以小明的說法不正確。（2）根據(jù)表格中收集現(xiàn)象可以發(fā)現(xiàn)，導體AB在蹄形磁體中斜向上或斜向下運動時，此時雖然在切割磁感線，但不是垂直切割，也有感應(yīng)電流產(chǎn)生，所以小明說：“閉合電路的一部分導體在磁場中垂直切割磁感線時，電路中才會產(chǎn)生感應(yīng)電流”是不全面的。（3）閉合電路的一部分導體在磁場切割磁感線運動時，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從能量的角度來分析，感應(yīng)電流的產(chǎn)生過程是將機械能轉(zhuǎn)化為電能。要探究磁場對電流的作用，電流中需要有電源，所以可將圖中的靈敏電流計換成電源。16．（2023·山東聊城·統(tǒng)考中考真題）關(guān)于如圖所示實驗，下列說法正確的是（）

A．裝置中的AB是輕質(zhì)塑料棒B．用該裝置可探究“什么情況下磁可以生電”C．只要開關(guān)閉合，靈敏電流計的指針就會偏轉(zhuǎn)D．根據(jù)該實驗揭示的原理發(fā)明了電動機【答案】B【詳解】A．塑料棒是絕緣體，不容易導電，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，實驗不能成功，故A錯誤；B．金屬棒在磁場中以不同的方式運動，觀察電流表的指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是否會產(chǎn)生感應(yīng)電流，探究“什么情況下磁可以生電”，故B正確；C．只閉合開關(guān)，金屬棒不切割磁感線，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，靈敏電流計的指針不會偏轉(zhuǎn)，故C錯誤；D．該實驗是探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)該實驗的原理發(fā)明了發(fā)電機，故D錯誤。故選B。17．（2023·湖北宜昌·統(tǒng)考中考真題）如圖甲把一臺手搖發(fā)電機跟小燈泡連接起來，使線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，可以看到小燈泡會發(fā)光。下列說法正確的是（）

A．發(fā)電機是利用電流的磁效應(yīng)來工作的B．發(fā)電機將電能轉(zhuǎn)化為了機械能C．線圈轉(zhuǎn)得越快，小燈泡越亮D．如果將小燈泡換成如圖乙的電流表，指針一直偏向右邊【答案】C【詳解】A．發(fā)電機的工作原理是電磁感應(yīng)，不是利用電流的磁效應(yīng)，故A錯誤；B．發(fā)電機消耗機械能獲得電能，是將機械能能轉(zhuǎn)化為了電能，故B錯誤；C．發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)得越快，切割磁感線的速度就越大，則產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大，小燈泡越亮，故C正確；D．如果將小燈泡換成如圖乙的電流表，當線圈在磁場中轉(zhuǎn)動做切割磁感線運動時，在前半圈和后半圈，線圈切割磁感線的方向是相反的，則產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向也不斷交替改變，故電流表的指針會不斷左右交替偏轉(zhuǎn)，故D錯誤。故選C。18．（2023·內(nèi)蒙古通遼·統(tǒng)考中考真題）現(xiàn)代電動汽車為了節(jié)能，都安裝了能量回收裝置，在汽車剎車時，將機械能轉(zhuǎn)化為電能，為汽車提供后續(xù)的能量，下列四個裝置中與此原理相同的是（）A．

B．

C．

D．

【答案】C【詳解】由題意可知，汽車剎車時的能量回收裝置是利用電磁感原理工作的，其工作時閉合電路中的線圈做切割磁感線運動，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，將機械能轉(zhuǎn)化為電能。A．將通電導線靠近小磁針后，小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明電流周圍有磁場，是電流的磁效應(yīng)，故A不符合題意；B．電鈴的主要部件是電磁鐵，是利用電流的磁效應(yīng)工作的，故B不符合題意；C．對著動圈式話筒說話，聲波引起膜片振動，會帶動線圈做切割磁感線運動，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，將機械能轉(zhuǎn)化為電能，其原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故C符合題意；D．動圈式揚聲器工作時，通電線圈在磁場中受到力振動，將電能轉(zhuǎn)化為機械能而發(fā)聲，故D不符合題意。故選C。19．（2023·吉林長春·統(tǒng)考中考真題）在“探究什么情況下磁可以生電”實驗中，實驗裝置如圖所示：

（1）根據(jù)圖中磁感線方向判斷蹄形磁體的上端是極；（2）讓導線