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1、第十六章 电 磁 转 换自我控制是最强者的本能。萧伯纳五、电磁感应 发电机 1.通过实验探究,知道什么是电磁感应现象、影响感应电流方向的条件及电磁感应过程中能量形式的转化.2.通过观察发电机的工作过程,知道什么是交变电流及我国交变电流的频率为5 0H z.3.能够对直流电动机和交流发电机的构造、工作原理、能量转化、应用等方面的异同进行对比,提高分析问题的能力,认识到自然现象间的相互联系,了解探究自然奥秘的方法,培养创造发明的意识.夯实基础,才能有所突破1.如图所示是研究电磁感应现象的实验装置,小明做了如下探究:A.开关断开时无论导线a b如何运动,磁铁位置怎样放,灵敏电流表的指针都不动.B.闭
2、合开关后,观察到的实验现象记录如下表:电流表指针磁铁位置导线运动N极在上,S极在下N极在下,S极在上a b保持不动指针不动指针不动a b上下运动指针不动指针不动a b向左运动指针向右偏转指针向左偏转a b向右运动指针向左偏转指针向右偏转分析以上现象可得出的结论有:(1)当电路不闭合时,(2)路闭合时,导线 磁感线运动;(3)感应电流的方向,与 方向、方向有关.2.下列四个图所示的实验装置中,用来研究电磁感应现象的是().3.以下哪种物理现象的发现和利用,实现了电能大规模生产,使人们从蒸汽时代进入电气时代().A.电磁感应现象B.电流通过导体发热C.电流的磁效应D.通电线圈在磁场中会转动4.下列
3、电气设备中利用电磁感应现象原理工作的是().A.电烙铁B.发电机C.电动机D.电磁起重机5.如图甲、乙中,a b导体运动,请分析下述各种情况下导体中有感应电流产生的是().甲 乙A.在图甲中,a b导体沿纸面向左或向右运动B.在图乙中,a b导体沿纸面向左或向右运动C.在图甲中,a b导体垂直纸面向里或向外运动D.在图乙中,a b导体在纸面里上、下运动6.图甲表示闭合电路的部分导体在磁场中向左运动,产生的感应电流的方向垂直纸面向外,则在图乙的四个图中,感应电流方向正确的是().7.科学家在物理学领域里的每次重大发现,都有力地推动了人类文明的进程,最早利用磁场获得电流促使人类进入电气化时代的科学
4、家是().A.牛顿B.奥斯特C.托里拆利D.法拉第8.下图所示的是直流发电机的工作原理图,关于直流发电机下列说法中不正确的是().A.直流发电机线圈内产生的是交流电,供给外部电路的是直流电B.直流发电机线圈内产生的是直流电,供给外部电路的也是直流电C.它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的D.图中的E、F称为换向器,它的作用是改变线圈中的电流方向 实验班提优训练 w w w.x u e k e w a n g.c o m对别人的意见要表示尊重。千万别说:“你错了。”卡耐基9.为研究某种植物在恒温下生长的规律,物理兴趣小组的同学,设计制作了一台如图所示的恒温箱.箱内安装了一根电热
5、丝,按实际需要,电热丝每秒应向箱内提供5 3 9J的热量(设电能全部转化为内能).经选用合适的材料制成后,用2 2 0V的恒压电源供电,测得该电热丝每秒实际供热11 0 0 J.为使电热丝供热达到设计要求,在不改变电热丝阻值及电源电压的条件下,应在箱外怎样连接一个电阻元件?并通过计算确定这个电阻元件的阻值.1 0.小明将微风电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验,用手快速拨动风扇叶片,这时发现小灯泡发光,微风电风扇居然变成了“发电机”.关于该实验,下列说法正确的是().A.电风扇发电的原理是电磁感应B.电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用C.电风扇发电过程是把电能转化为机械能D
6、.小灯泡发光是把光能转化为电能 课内与课外的桥梁是这样架设的。1 1.李明利用如图所示实验装置探究电磁感应现象,他把装置中的直铜线a b通过导线接在量程为03A的电流表的两接线柱上,当让a b迅速向右运动时,并未发现电流表指针明显偏转.你认为最可能的原因是().A.感应电流太小,无法使指针明显偏转B.铜线a b太细,换用粗铜棒进行实验便能使指针明显偏转C.a b运动方向不对,应将a b改为向左运动D.a b运动方向不对,应将a b改为上下运动1 2.如下图所示的闭合电路中,a b导线静止.当蹄形磁铁沿水平方向向右运动时,灵敏电流计的指针 (填“会偏转”或“不偏转”);若磁铁运动方向不变,只对调
7、 ,就可以改变感应电流的方向.1 3.我们的生活越来越离不开电,电机(发电机、电动机的统称)在生活中的应用越来越广泛.下图所示的简易电机是 (填“发电机”或“电动机”)正在实现的能量转化是把 .图中的两个分别与线圈两端相连,而又彼此绝缘的铜半环E和F叫 .1 4.如图所示是探究电磁感应现象的实验装置,装置中的直铜线a b通过导线接在灵敏电流计的两接线柱上,当让a b迅速向上运动时,电流表指针 ;将a b改为向左运动 时,电 流 表 指 针 (填“偏 转”或“不 偏转”);实 验 时 开 关 应 该 ,实 验 结 果 表明 .1 5.如图是1 8 2 5年日内瓦年轻的物理学家科拉顿做实验的装置图
8、,为避免磁铁对磁针的作用,把实验装置放在两个房间内,他在乙房间把磁铁放入线圈的过程中,以磁铁为参照物,线圈是 (填“运动”或“静止”)的,这时甲房间的小磁针将 (填“不动”或“转动”),乙房间出现的电磁现象在物理学上称为 现象.1 6.下列用电器中利用电磁感应现象工作的是().A.电烤箱B.电铃C.动圈式话筒D.电风扇1 7.将小电动机与小灯泡按如图所示的电路连接,在小电动机转轴上绕线,然后用力拉线,使电动机转动.在电动机转动过程中,小灯泡发光,该现象中:电产生了磁,使电动机转动;磁产生了电,使小灯泡发光;电动机是电源;转 速 越 快,灯 泡 越 亮.以 上 说 法 中 正 确 的是().A.
9、B.C.D.1 8.下 列 实 验 中 能 探 究“什 么 情 况 下 磁 可 以 生 电”的是().提优特 训第十六章 电 磁 转 换那些背叛同伴的人,常常不知不觉地把自己也一起毁灭了。伊 索1 9.下面说法正确的是().A.发电机是利用通电线圈在磁场里转动的原理工作的B.电动机是利用电磁感应原理工作的C.发电机工作时把机械能转化为电能D.电动机工作时把机械能转化为电能2 0.一个形的金属光滑导轨a b c d与水平面成一定的角度,b c框上接有一个电阻R(导轨电阻不计),处于一个均匀的磁场中,磁感线方向竖直向上,如图所示,另有一个圆柱形金属棒A B放在a b、c d上从静止开始滑下,导轨足
10、够长,最终A B导轨在导轨上匀速下滑,此过程中关于能量的转化的结论正确的是().A.A B的重力势能转化为棒的动能B.A B的重力势能最终转化为导轨中的电能C.A B的重力势能最终转化为电阻的内能D.的重力势能要同时转化为棒的动能和电阻的内能2 1.如图所示,“”是闭合线圈的一条边的截面,当线圈在磁场中旋转一 周 时,下 列 说 法 正 确 的是().A.“”在a、c位置时有感应电流B.“”在b、d位置时有感应电流C.“”中电流的方向改变一次D.此过程是电能转化为机械能 对未知的探索,你准行!2 2.如图所示,图中“”表示磁感线的方向垂直纸面向里,当导体A B向左运动时(A B与C D、E F
11、的接触处都能通电),小磁铁().A.一定转动B.一定不转动C.可能转动,也可能不转动D.无法判断2 3.如果我们将一个小型发电机安装在自行车的转轴上,则我们可以在骑车的过程中得到电能,你认为这样做有什么好处和不利的地方,想一想有没有交通工具上这样做了.2 4.图中,甲图表示闭合电路的部分导体,在磁场中沿箭头所示的方向运动时,导体中的感应电流方向如图,请在乙图中标出感应电流的方向.2 5.在学校实验室开放时,同学们对手摇发电机非常感兴趣,他们想:发电机产生的感应电流大小跟哪些因素有关呢?于是他们开展了探究,以下是他们所用的发电机和实验记录表:实验顺序线圈转速线圈转向小灯泡亮度123(1)根据表格
12、可知,他们准备研究发电机产生感应电流的大小是否与 有关.(2)手摇发电机在发电时将 能转化为电能.(3)他们根据小灯泡的亮度来判断电路中感应电流的大小,像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”.下列方法属于“转换法”的是 (填序号):根据磁铁吸引大头针的多少来判断磁性的强弱;根据能否进行新陈代谢来区分生物与非生物;根据纯净物中元素种类的多少来区分单质与化合物.(4)判断电流大小,除了借助小灯泡观察之外,实验室常用 表来测量.2 6.如图所示,虚线区域内的“”为垂直纸面向里的磁感线,当金属框沿光滑绝缘斜面的顶端,由静止开始滑到底端时,具有的动能为E1;若将金属框换成质量相同
13、的塑料框,其他条件不变,塑料框滑到底端时,具有的动能为E2.请判断E1和E2的大小关系,并简要说明判断理由.(提示:金属框是导体,有电阻)实验班提优训练 w w w.x u e k e w a n g.c o m先相信自己,然后别人才会相信你。罗曼罗兰2 7.法拉第电磁感应现象是指:“闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流.”小明和芳芳根据课文中的描述进行了进一步探究.(1)小明同学提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想.除此以外你的猜想是:.写出验证你的猜想的主要步骤并分析实验结论:(2)芳芳同学思考:线圈的一边在磁场中做切割磁感线运动与单根导线在
14、磁场中做切割磁感线运动,产生的感应电流的大小可能不一样.于是她验证如下:甲乙先用大约2 5圈的漆包线圈的一条边框较快地切割磁感线运动,如图甲所示;然后用单根导线以相同的情况切割磁感线运动.你认为两次灵敏电流计指针偏转程度()A.较大B.较大C.一样大D.无法确定(3)实验过程中小明与芳芳又用线圈和条形磁铁来做实验,如图乙所示,发现灵敏电流计指针发生偏转.你认为在此实验中产生感应电流大小跟什么因素有关?请你总结一下.(写出两条);.(4)在(2)、(3)两个实验中,如何改变感应电流的方向?每个实验各写出一种方法.;.2 8.地磁发电:将长约5 0m的铜芯双绞线做成5匝长3m、宽2m的矩形线框,两
15、端接在灵敏电流计上.两个同学面对面站立将线框拉开,形成一个长回路,脚踏着线框的一边,两位同学将另一边像甩跳绳那样以每秒4到5圈的频率摇线框,甚至可以找个同学在线框中跳绳.随着导线切割地磁场,回路中就会有感应电流产生,电流计指示的电流最大值可达3 0mA,这就是利用地磁发电.请你说明这种发电的原理,怎样才能获得更大的电流.2 9.阅读下面短文.会发光的电磁跷跷板 小明制作了如图甲所示的电磁跷跷板参加学校的科技节活动.该电磁跷跷板是在两端封闭的透明塑料管中放有一块磁性很强的磁铁,塑料管外绕有金属丝作为线圈,在线圈两端并联两只发光二极管,其电路如图乙所示.二极管具有单向导电性,电流只能从二极管的正极
16、流入,负极流出.演示时,将塑料管上下跷动,磁铁便在线圈中左右移动,相当于线圈导体在磁场中做切割磁感线运动,这时会看见两只发光二极管轮流发光.请回答下列问题:(1)电磁跷跷板中发光二极管轮流发光是根据 原理工作的,也是根据这一原理工作的(填“电动机”或“发电机”).(2)电磁跷跷板上下翘动时,为什么发光二极管会轮流发光?解剖真题,体验情境。3 0.(2 0 1 2河南)用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,若导体a b不动,左右移动磁铁,电路中 (填“有”或“无”)感应电流.(3)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的
17、实验现象不太明显.请提出一条改进措施:.(4)该实验的结论是:闭合电路的一部分导体,在磁场中做 磁感 线 运动 时,导 体 中 就 会 产 生 感 应电流.提优特 训五、电磁感应 发电机1.(1)不发生电磁感应现象(2)切割 能产生电磁感应现象(3)磁感线 导线运动 解析 注意实验现象的观察和分析.2.A 3.A 4.B5.C 解析 根据电路是否闭合,且切割磁感线运动判断.6.B7.D 解析 法拉第电磁感应现象(磁生电).8.A 解析 交、直流发电机的主要区别是:直流发电机在线圈引出端是换向器,而交流发电机用“滑环”直接引出.9.串联一个1 8.8 6的电阻.1 0.A1 1.A 解析 在电磁
18、感应现象中产生感应电流的大小与运动导体的粗细无关,B错;铜线a b以相同的速度向右运动、向左运动时产生感应电流大小是相等的,向右运动时,未发现电流表指针明显偏转,向左运动也不会发现电流表指针明显偏转,C错;当a b改为上下运动时,不切割磁感线,不产生感应电流,因此更不会使电流表的指针偏转,D错;未发现电流表指针明显偏转的真正原因是产生的感应电流太小,而电流表的量程相对较大造成的.1 2.会偏转 磁极位置(N、S对调)解析 注意相对运动概念.1 3.电动机 电能转化为机械能 换向器 解析 图示装置中有“电源”.1 4.不偏转 偏转 闭合 闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中
19、就会产生电流1 5.运动 转动 电磁感应1 6.C 解析 声音(机械能)动圈振动电磁感应电流(随声音变化)1 7.D 解析 此时的电动机内部发生了电磁感应现象.1 8.B 解析A是“电生磁”,C、D是磁场对电流的作用.1 9.C 解析 注意两种机械的原理和能的转化形式.2 0.C 解析 由于A B的动能不变,A B在切割磁感线运动,产生电流,重力势能转化为电能最终转化为电阻的内能.2 1.A 解 析 根 据 感 应 电 流 产 生 的 条件分析.2 2.A 解析 导体A B C D A组成一个闭合电路.根据产生感应电流的条件可知:本题中导体A B向左运动时切割磁感线,会产生感应电流,当这个电流
20、通过螺线管时,螺线管产生磁场,通电螺线管附近的磁场对小磁针作用,使其发生转动.2 3.好 处:夜 间 行 车 时,可 利 用 电 能 照 明;不利之处:骑行时阻力大,自行车轮胎磨损严重;应用:汽车、摩托车上面有这样的装置.2 4.乙中导体内电流方向垂直于纸面向外2 5.(1)线圈转速和线圈转向(2)机械(动)(3)(4)电流2 6.E1E2.因为金属框是导体,所以它在通过磁场的过程中会因切割磁感线产生感应电流,使一部分机械能转化为电能(电能又转化为内能),故E1E2.解析 因为斜面光滑所以塑料框的机械能守恒.2 7.(1)感应电流的大小可能与切割磁感线的速度有关步骤:先用闭合电路中的一部分导体
21、在磁场里缓慢地切割磁感线运动,观察电流表指针的变化情况;再在磁场中快速地切割磁感线,观察电流表指针的变化情况.分析实验结论:如果两次电流表指针的变化不相同,则说明感应电流的大小可能与切割磁感线的速度有关;如果相同,则说明感应电流的大小可能与切割磁感线的速度无关.(2)A(3)线 圈 的 匝 数 条 形 磁 铁 磁 性的强弱(4)改变导体切割磁感线运动的方向 改变磁场方向 解析(1)根据提示的情景,进行合理的猜想,并针对自己的猜想设计相应的实 验;(2)从芳芳同学所做的实验中我们能看出她在两次实验中控制了导体切割磁感线运动的速度,改变了线圈的匝数,切割磁感线的导体数量越多,电路中的感应电流越大,
22、故选A;(3)在该次实验中采用的是条形磁铁在线圈中运动的方法,产生的感应电流大小除了与磁场的强弱有关外还应与线圈的匝数有关;(4)感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关,要想改 变 感 应 电 流 的 方 向 可 从 这 两 个 方面入手.2 8.原 理:电 磁 感 应.获 得 更 大 电 流 的 方 法:(1)增加线圈匝数;(2)减小导线的电阻.2 9.(1)电磁感应 发电机(2)因为当磁铁向低处滑动时,磁铁穿过闭合线圈,线圈相当于在做切割磁感线运动,产生感应电流,此时,电流通过两个二极管中的一个,故该二极管发亮;当另一端低时,磁铁又向相反方向穿过线圈,产生相反方向的电流,故另一个二极管也会发亮.所以,二极管会轮流发光 解析 做此类题目一定要注意联系我们平时所学的知识,所以在复习阶段要充分注意做好物理知识的建构和联系,使知识形成网络.3 0.(1)电流表指针是否偏转(2)有(3)将导体a b换成多匝线圈(4)切割