第5節磁生電[基礎達標練]知識點1電磁感應1．首先發現“電磁感應”的科學家是（）A．奧斯特 B．法拉第 C．安培 D．焦耳【答案】B【解析】A．奧斯特首先發現電流的磁效應，故A不符合題意；B．英國物理學家法拉第最早發現了電磁感應現象，故B符合題意；C．安培發現了安培定則，故C不符合題意；D．焦耳發現了焦耳定律，故D不符合題意。故選B。2．如圖所示的實驗裝置中，用于探究導體在磁場中產生電流的條件的是（）A． B．C． D．【答案】A【解析】A．圖中閉合電路的一部分導體AB在磁場中切割磁感線運動時，會產生感應電流，該圖可以用于探究導體在磁場中產生電流的條件，故A符合題意；B．該圖是電動機的原理圖，能夠說明通電導體在磁場中受力運動，故B不符合題意；C．該圖是探究影響電阻大小因素的實驗原理圖，故C不符合題意；D．該圖是探究電流通過導體產生的熱量的影響因素的實驗裝置，故D不符合題意。故選A。3．如圖甲，小軍將條形磁鐵向下插入線圈時，靈敏電流計的指針偏轉；如圖乙保持條形磁鐵不動，向上提起線圈時，靈敏電流計的指針______（選填“偏轉”或“不偏轉”）。于是他得出初步結論：閉合電路的一部分導體在磁場里做______磁感線的運動時，導體中就會產生______。【答案】

偏轉

切割

感應電流【解析】[1]要產生感應電流，需要滿足兩個條件：①閉合電路；②部分導體做切割磁感線運動。在圖乙中，閉合電路的部分導體（線圈）雖然沒有運動，但磁體向下運動，由運動的相對性可知，這樣操作和條形磁鐵向下插入線圈效果相同，也相當于導體都做切割磁感線運動，故有感應電流產生，靈敏電流計的指針會偏轉。[2][3]通過以上兩個實驗的現象可初步得出電路中產生感應電流的條件，即閉合電路的一部分導體在磁場里做切割磁感線的運動時，導體中就會產生感應電流。4．（2020·浙江杭州·八年級期中）小明把一個釹磁鐵（強力磁鐵）通過銅管時，發現磁鐵下落是緩慢的，且磁性越強，磁鐵下降越慢。小明分析產生這種現象的原因可能是：釹磁鐵下降時，在銅管中產生了__________，隨即使銅管周圍存在__________，與釹磁鐵產生相互作用，使磁鐵下降減慢。釹磁鐵的機械能最終轉化為__________能。【答案】

電流

磁場

電【解析】[1][2][3]當磁鐵下降時會導致銅管的磁通量發生變化，產生感應電流，從而銅管出現感應磁場，與釹磁鐵產生相互作用，使磁鐵下降減慢，釹磁鐵的機械能轉化為電能。5．（2021·湖南懷化·九年級期末）小亮自制了如圖裝置。在有機玻璃管上繞著帶有絕緣層的導線，線圈兩端連接著小功率燈泡，管內放入條形磁鐵，用橡皮塞堵住管口兩端，當沿圖中箭頭方向來回搖動玻璃管時，小燈泡就會發光。該裝置發電的原理是______，線圈中電流的方向是______（選填“變化”或“不變”）的。【答案】

電磁感應

變化【解析】[1][2]手電筒中沒有電源，而要使手電筒發光，必須有提供電能的裝置，該手電筒通過來回搖動消耗機械能提供了電能，由此可知，這是利用電磁感應現象制成的一種手電筒；因為導體運動方向隨著手電筒搖動方向不斷的變化，線圈中產生感應電流的方向也在不斷的變化。知識點2發電機6．周期性地改變________的電流叫交流電．我國供生產和生活用的交流電的周期是________，頻率是________．從電池得到的電流，其方向不變，通常叫________電．我們從手搖發電機得到的電，其電流方向是周期性變化的，因此是________電．【答案】

方向

0.02s

50Hz

直流

交流【解析】交流電是電流方向周期性改變的電流，在一個周期之內電流方向變化兩次，頻率為50Hz，周期為0.02s，即在1s內電流方向改變100次；從干電池得到的電流，從正極出來經過用電器回到負極，電流方向不改變，叫做直流電．從手搖發電機得到的電，其電流方向是周期性變化的，因此是交流電．7．如圖是電磁相互作用原理圖，下列四個用電器的工作原理與該原理圖相同的是（）A．電風扇 B．電鈴C．揚聲器 D．動圈式話筒【答案】D【解析】圖中閉合電路的一部分導體在做切割磁感線運動，導體中就會產生感應電流，這就是電磁感應現象。A．電風扇主要靠電動機工作，電動機利用了通電導體在磁場中受力運動的原理，不是利用電磁感應，故A不合題意；B．電鈴是利用電磁鐵來工作的，是利用電流的磁效應制成的，故B不合題意；C．揚聲器工作時，通電線圈就會在磁場中受到力的作用，由于線圈中的電流是交變電流，它的方向不斷變化，線圈就不斷地來回振動，帶動紙盆也來回振動，于是揚聲器就發出了聲音，故C不合題意；D．動圈式話筒是把聲信號轉變成電信號的，聲信號的振動帶動線圈在磁場中振動，產生電流，是電磁感應現象原理，故D符合題意。故選D。8．下列關于直流發電機與交流發電機的有關說法中，不正確的是（

）A．直流發電機工作時，線圈里產生的是直流電B．交流發電機工作時，線圈里產生的是交流電C．不論是交流發電機，還是直流發電機，線圈里產生的都是交流電D．交流發電機的兩個銅環被兩個半環組成的換向器取代，便成了直流發電機【答案】A【解析】交流發電機和直流發電機都是利用線圈在磁場中轉動，產生感應電流這種現象工作的，因此，線圈中產生的電流都是交流電，只是直流電動機向外輸出電流時，由于兩個銅環被兩個半環組成的換向器取代，將交流電變成了直流電，故A錯誤，BCD正確，故選A.9．根據通電線圈在磁場中________轉動的現象可以制成電動機。如圖所示，若將磁鐵的N、S極對調，同時改變導體ab切割磁感線的方向，則電流表指針的擺動方向________（選填“改變”或“不變”）；揚聲器工作原理與________（選填“電動機”或“發電機”）的原理相同。【答案】

受力

不變

電動機【解析】[1]通電線圈在磁場中會受力轉動，將電能轉化成機械能，根據這一現象可以制成了電動機。[2]改變磁場方向或改變導體的運動方向，可以改變感應電流的方向，但若二者都改變，感應電流方向不變。將磁鐵的N、S極對調，磁場方向改變，同時改變導體ab切割磁感線的方向，則感應電流方向不變，所以電流表指針的擺動方向不變。[3]揚聲器工作原理：通電導體在磁場中受力運動，與電動機原理相同。10．水電站攔河大壩使上游水位升高，提高了水的______能，水從大壩的上游流下時沖擊水輪機，通過______（選填“發電機”或“電動機”）把能量最終轉化為______能。【答案】

重力勢

發電機

電【解析】[1]上游水位升高，水的質量變大，高度變大，水的重力勢能變大。[2][3]水從上游流下來時水的重力勢能減小，動能增加，重力勢能轉化為動能，沖擊水輪機的葉輪，使水的動能轉移到葉輪上，水輪機的葉輪，帶動發電機發電，將葉輪上的機械能轉化成電能。11．觀察圖，其中A圖是______流______機的原理圖，B圖是______流______機的原理圖(選填“交”、“直”；“發電”、“電動”)【答案】

直

發電

交

發電【解析】把任意一邊的運動路線和方向畫出來，線圈每次轉動到A.B兩點時，切割磁感線的方向發生改變，電流方向也要發生改變．所以線圈轉動一周，電流方向變化兩次．交流電：周期性改變方向的電流．直流電：得到的電流的方向不變．[能力提升練]12．下列四幅圖中與歌詠比賽使用的動圈式話筒原理相同的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】當你對著話筒說話時，產生的聲音使膜片振動，與膜片相連的線圈也跟著一起振動，而線圈處在磁場中，線圈振動時切割磁感線，能產生隨著聲音變化而變化的電流，感應電流經過放大后，通過揚聲器還原成聲音。話筒運用的是電磁感應的原理。A．圖導線與電池負極接觸，導線中就會有電流，小磁針就會發生偏轉，說明電流的周圍存在磁場，故A不符合題意；B．閉合開關，通電導體在磁場中就會運動起來，說明導體受到力的作用，原理是通電導體在磁場中受到力的作用，故B不符合題意；C．圖中沒有電源，當閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，導體中會產生感應電流，是電磁感應現象，故C符合題意；D．電磁繼電器的工作原理圖，原理是電流的磁效應，故D不符合題意。故選C。13．在科技活動中，小光所在的科技小組展示了一個“隔板推物”的節目，其原理如圖所示。甲、乙兩線圈分別懸掛在兩個蹄形磁鐵的磁場中，兩線圈通過導線連接構成一個閉合回路。用手推動甲線圈擺動時，乙線圈會隨之擺動。對于這個過程，下列說法正確的是（）A．推動甲線圈擺動時電能轉化為機械能B．乙線圈擺動的方向與甲線圈擺動的方向無關C．乙線圈隨之擺動的原理和發電機原理相同D．甲線圈不動，推動左側磁鐵，乙線圈也可能擺動【答案】D【解析】A．推動甲線圈擺動的過程做切割磁感線運動，閉合的回路中有感應電流產生，是發電機的工作原理，所以甲線圈相當于電源，工作時將機械能轉化為電能，故A錯誤；C．甲線圈作為電源給乙線圈提供電能，乙線圈相當于通電導體在磁場中受力運動，運動方向和電流方向及磁場方向有關，是電動機的工作原理，工作時電能轉化為機械能，故C錯誤；B．由前面分析知道，甲線圈中產生了感應電流，則甲線圈相當于電源，乙線圈相當于用電器；若改變甲線圈擺動的方向，感應電流的方向發生變化，則乙線圈受力的方向也會改變，即乙線圈擺助的方向跟著改變，故B錯誤；D．推動左側磁鐵時，同甲線圈擺動一樣，相當于甲線圈會在磁場中作切割磁感線運動，所在的閉合回路中依然會產生的感應電流，所以乙線圈也可能擺動，故D正確。故選D。14．風是一種潛力很大的新能源，地球上可用來發電的風力資源幾乎是現在全世界水力發電量的10倍。因此國內外都很重視利用風力來發電。某校科技小組結合所學知識，利用如圖裝置對“風力發電”展開探究。以下觀點不正確的是（）A．只要銅棒AB在磁場中運動，就會產生感應電流B．只改變銅棒AB運動方向時，感應電流的方向改變C．感應電流的大小與銅棒AB切割磁感線的速度有關D．風力發電的工作過程是將機械能轉化為電能的過程【答案】A【解析】A．根據產生感應電流的條件可知：要產生感應電流，導體必須是閉合電路的一部分，同時必須做切割磁感線運動，故A錯誤，符合題意；B．感應電流的方向與磁場方向和導體運動的方向有關，只改變銅棒AB運動方向或磁場方向時，感應電流的方向都會改變，故B正確，不符合題意；C．感應電流的大小與磁場的強弱和導體運動的速度有關，運動速度越快，產生的感應電流越大，故C正確，不符合題意；D．風力發電的工作過程是將機械能轉化為電能的過程，故D正確，不符合題意。故選A。15．如圖所示的是電磁學的兩個實驗。如圖甲，線圈abcd逆時針轉動，在如圖甲所示位置，靈敏電流計的指針向左偏轉。下列說法中正確的是（）A．圖甲是電動機的工作原理圖，圖乙是發電機的工作原理圖B．在圖甲中，線圈的ab邊和cd邊中電流的方向是相同的C．線圈abcd由圖甲所示位置轉過180°時，靈敏電流計的指針仍向左偏轉D．在圖乙中，線圈的ab邊和cd邊受力的方向是相反的【答案】D【解析】A．圖甲中線圈轉動時，線圈會切割磁感線，會產生感應電流，是電磁感應現象，是發電機的原理圖；圖乙中通電線圈在磁場中會發生轉動，是電動機的原理圖，故A錯誤；B．在圖甲中，磁場的方向不變，線圈的ab邊和cd邊切割磁感線的方向相反，線圈的ab邊和cd邊中電流的方向是相反的，故B錯誤；C．線圈abcd由圖甲所示位置轉過180°時，線圈的ab邊和cd邊運動的方向與初始方向相反，電流的的方向相反，靈敏電流計的指針向右偏轉，故C錯誤；D．圖乙中，線圈的ab邊和cd邊所處磁場方向相同，電流方向不同，所以受力的方向是相反的，故D正確。故選D。16．小亮在學習了“電和磁”的知識后，用甲、乙兩個直流電動機設計了如圖所示的裝置，閉合開關S后甲開始轉動，同時用皮帶帶動乙轉動，小燈泡發光。下列說法不正確的是（）A．在此過程中，甲裝置將電能轉化為機械能B．乙的工作原理是磁場對電流的作用C．動圈式話筒的工作原理與乙相同D．對調電源正負極可使甲的轉動方向與原來相反【答案】B【解析】A．閉合開關S后，電源與甲電動機接通，電流通過甲電動機的線圈，線圈在磁場中受力而轉動，將電能轉化為機械能，故A正確，不符合題意；B．甲電動機帶動乙電動機一起轉動，乙電動機內部的線圈在磁場中切割磁感線，產生感應電流，小燈泡發光，此時乙電動機相當于發電機，其工作原理是電磁感應現象，故B錯誤，符合題意；C．動圈式話筒是利用振動膜片帶動線圈在磁場中做切割磁感線運動，產生隨聲音信號變化的感應電流制成的，即電磁感應現象，它的工作原理與乙相同，故C正確，不符合題意；D．通電導體在磁場中的受力方向與電流的方向和磁場的方向有關，如果將電源正負極對調，電流方向改變，磁場方向不變，則甲電動機轉動方向改變，故D正確，不符合題意。故選B。17．如圖所示是一種手腕上佩戴的“計步器”，其構造是在一段塑料管中密封一小塊磁鐵，管外纏繞著線圈。運動時，磁鐵在管中反復運動，線圈的輸出電流隨之不停地變化，顯示出運動的步數。“計步器”的基本原理與下列哪幅圖不相同（）A． B．C． D．【答案】D【解析】A．根據計步器的特點可知，當塑料管運動時，磁鐵在管中反復運動，線圈切割磁感線而產生電流。因此，計步器的基本原理是電磁感應，話筒是利用說話的聲音使話筒的膜片振動，與膜片相連的線圈在永磁體中振動，切割磁感線，產生感應電流，所以工作原理是電磁感應現象，故A不符合題意；BC．圖中電路中沒有電源，當閉合開關，閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中有感應電流產生，這是電磁感應現象，故BC不符合題意；D．圖中電路有電源，是通電線圈在磁場中受力轉動，與“計步器”的基本原理不同，故D符合題意。故選D。18．隨著自媒體的興起，像快手、火山、抖音給我們的生活帶來很多影響。網紅錄制視頻時往往會用到各種精致的話筒，話筒的工作原理與以下哪個用電器工作原理相同（）A．手搖手電筒 B．電風扇C．電磁起重機 D．電鈴【答案】A【解析】動圈式話筒是根據電磁感應現象工作的。A．手搖手電筒都是根據電磁感應原理工作的，故A符合題意；B．電風扇的工作原理是通電導體在磁場中受力而運動，故B不符合題意；C．電磁起重機是利用電流的磁效應來工作的，故C不符合題意；D．電鈴是根據電流的磁效應工作的，故D不符合題意。故選A。19．請按要求完成下列各實驗：（1）在如圖甲所示的電路中，當開關閉合時，發現導體棒沿著水平金屬軌道向左運動，這個現象說明_____；（2）如圖乙所示，使金屬棒快速水平向右運動，發現靈敏電流計的指針向左偏轉，這表明電路中產生了電流，其物理原理是_____原理，此過程中能量的轉化情況是_____；（3）如圖丙是電吉他主要部件的基本結構圖，當接通電源，撥動金屬弦產生振動時，經一系列轉化后將電信號轉為吉他的聲音信號，其工作原理與_____（選填“甲”或“乙”）相同。【答案】

通電導體在磁場中受力運動

電磁感應

機械能轉化為電能

乙【解析】（1）[1]由圖甲可知，閉合開關，導體棒中通過一定的電流，導體棒沿著水平金屬軌道向左運動，這個現象說明通電導體在磁場中受力運動。（2）[2][3]金屬棒快速水平向右運動，靈敏電流計的指針向左偏轉，說明電路中產生了電流，因為閉合電路的一部分導體切割磁感線，產生感應電流，屬于電磁感應現象，此過程中，機械能轉化為電能。（3）[4]根據圖丙可知，通過撥動弦轉化為電信號，最后轉為聲音信號，因此該過程為電磁感應現象，與發電機原理相同，即與乙的原理相同。20．如圖所示，導體棒ab在蹄形磁鐵中靜止時，小磁針N極指向下（如圖甲）；導體棒ab水平向右運動時，小磁針N極指向右（如圖乙）。（1）當ab棒豎直向上運動時，小磁針N極指向______（選填“上”、“下”或“右”）；（2）當ab棒水平向左運動時，棒內電流方向______（選填“由a到b”或“由b到a”）。【答案】

下

由b到a【解析】（1）[1]當ab棒豎直向上運動時，沒有做切割磁感線運動，不能夠產生感應電流，螺線管不能夠產生磁場，故小磁針N極仍然指向下。（2）[2]導體棒ab水平向右運動時，小磁針N極指向右，由磁極間的相互作用規律可知螺線管的右端為N極，再根據安培定則，可知棒內電流方向由a到b，小磁針N極指向右；當ab棒水平向左運動時，切割磁感線的運動方向相反，棒內電流方向相反，螺線管的磁場方向改變，所以棒內電流方向由b到a。21．如圖所示是研究磁產生電的實驗裝置。（1）圖甲所示實驗中通過觀察電流表指針___________來判斷是否有感應電流產生；（2）若要使圖甲的電路中產生感應電流，要滿足的條件有：一是開關要___________；二是導體AB在磁場中做___________運動；（3）如圖乙所示是實驗室用的手搖發電機，在發電機和小燈泡電路里串聯一個電流表，慢慢搖動手柄，觀察到電流表的指針左右搖擺，這表明該發電機發出的電是___________（選填“直流電”或“交流電”）；（4）觀察手搖發電機燈泡的發光與手電筒燈泡的發光的不同之處是___________。【答案】

是否偏轉

閉合

切割磁感線

交流電

見解析【解析】（1）[1]圖甲是探究的磁產生電的實驗裝置，實驗中通過觀察電流表指針是否偏轉來判斷是否有感應電流產生，若電流表指針偏轉表示有感應電流產生。（2）[2][3]要使圖甲的電路中產生感應電流，需要閉合回路，且導體在磁場中做切割磁感線運動，即一是開關要閉合；二是導體AB在磁場中做切割磁感線運動。（3）[4]慢慢搖動手柄，觀察到電流表的指針左右搖擺，說明電流方向在改變，故表明該發電機發出的電是交流電。（4）[5]手搖發電機燈泡發出來的光有閃爍，因為手搖發電機產生出來的是交流電且電壓不穩；手電筒燈泡發出來的光亮度穩定，因為手電筒是電池供電，電壓穩定。22．丹麥物理學家奧斯特在實驗室里做了一次演示實驗，當他給導線通電時，導線附近的磁針發生輕微偏轉，電流產生了磁場！科學家們逆向思考，通過實驗發現利用磁場也能產生電流。小明想探究產生電流的條件和規律，他將導體ab、開關、靈敏電流表和蹄形磁體按圖甲所示的方式進行安裝。（1）小明通過觀察___________來判斷電路中是否有感應電流；（2）要使電路中產生感應電流，小明的操作應該是（寫出一種方法）___________；（3）此實驗原理和乙丙中哪種相同？___________（填寫符號）；（4）要探究感應電流方向是否與導體運動方向有關，則實驗時應保持___________方向不變，改變___________，并觀察電流表指針偏轉的方向；（5）如果將靈敏電流表換成___________，可以觀察磁場對通電導體的作用。【答案】

靈敏電流計的指針是否偏轉

使導體ab左右運動

乙

磁場

導體運動方向

電源【解析】（1）[1]感應電流的有無是通過靈敏電流計的指針是否偏轉來體現的，若靈敏電流表的指針發生偏轉，就說明產生了感應電流；否則電路中沒有感應電流。（2）[2]產生感應電流的條件是閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動，所以小明可以使導體ab左右運動。（3）[3]乙中沒有電源，導體切割磁感線，會產生感應電流，故乙正確；丙中有電源，屬于電動機的原理。（4）[4][5]要探究感應電流方向是否與導體運動方向有關，根據控制變量法，實驗時應保持磁場的方向不變，改變導體運動的方向。（5）[6]磁場對通電導體有力的作用，電路中一定有電源，所以把小量程電流表換成電源，導體ab成為通電導體在磁場中受力的作用。23．在“探究感應電流的產生”的實驗中，某同學的四次實驗情況分別如圖所示。（1）有同學說：“只要閉合電路中的一部分導體在磁場中運動，就會產生感應電流。”你認為他的說法對嗎？______（選填“對”或“不對”），圖______可支持你的結論；（2）為了探究感應電流的方向跟磁場方向和導體運動方向之間的關系：①根據圖甲和圖乙的實驗現象可知：在磁場方向相同的情況下，感應電流的方向與______有關；②根據圖乙和圖丁的實驗現象可知：在導體的運動方向相同的情況下，感應電流的方向與______有關；（3）從能量的角度來分析，感應電流的產生過程是______能轉化為______能的過程。【答案】

不對

丙

導體運動方向

磁場方向

機械

電【解析】（1）[1][2]要產生感應電流，閉合電路的部分導體在磁場中要做切割磁感線運動，如圖丙，雖然導體運動了，但導體運動時不切割磁感線，而是順著磁感線的方向運動，電流表的指針沒有偏轉，即電路中沒有感應電流產生，所以此同學的說法不對。（2）①[3]圖甲導體向右運動，電流計的指針向左偏轉；圖乙磁場方向不變，導體向左運動，電流計的指針向右偏轉，由甲、乙兩圖可知，在磁場方向相同的情況下，感應電流方向與導體的運動方向有關。②[4]圖乙N極在上，導體向左運動，電流計的指針向右偏轉；圖丁導體運動方向不變，改變了磁場的方向，使S極在上，電流計的指針向左偏轉，由乙、丁兩圖可知，在導體的運動方向相同的情況下，電流的方向與磁場（或磁感線）的方向有關。（3）[5][6]導體做機械運動，消耗了機械能，得到了電能，所以在此過程中，機械能轉化為電能。24．小華在探究電磁現象的實驗中，設計了如圖所示的實驗裝置。（1）①在圖甲中將磁體向右插入螺線管中時，觀察到靈敏電流計的指針向右偏轉，由此可知：電路中有______產生；②將磁體從螺線管中向左拔出時，會觀察到靈敏電流計的指針向______偏轉（選填“左”或“右”）；③通過前兩步實驗，可得出感應電流的方向與______的方向有關；（2）圖乙裝置的實驗結果表明磁場對通電導體______；為了使實驗效果更明顯，圖中的金屬棒最好選用______（填字母代號）。A．鐵棒 B．玻璃棒 C．鋁棒【答案】

感應電流

左

導體做切割磁感線運動

有力的作用

C【解析】（1）[1]將磁鐵向右插入螺線管時，此時螺線管跟磁鐵之間發生相對運動，螺線管切割磁感線，靈敏電流計的指針偏轉，說明電路中產生了感應電流。[2]將磁鐵從螺線管中向左拔出，導體切割磁感線的運動方