【培优练习】《第二节 科学探究：怎样产生感应电流》（物理沪科九年级全一册）.docx

第二节 科学探究：怎样产生感应电流培优练习 一、单选题1. 图示为我国新型反潜巡逻机，其机尾的“棍子”叫做磁异探测器，它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为大小变化的电流，从而发现潜艇的存在。下列图能反映磁异探测器工作原理的是（）A. B. C. D. 2. 如图所示的环保型手电筒，筒内没有电池，使用时只要来回摇晃手电筒，使永磁体在线圈中来回运动，灯泡就能发光。这种手电筒电源的工作原理是（）A. 电磁感应现象B. 电流的磁效应C. 磁极间的相互作用D. 通电导体在磁场里受力运动二、填空题3. 由金属杆组成如图所示的导轨，其中水平面上两平行导轨足够长且全部置于竖直向上的磁场中，与倾斜放置的导轨ABCD平滑且固定连接。将一金属棒ab从倾斜导轨上一定高度由静止释放，运动过程中始终与导轨垂直接触且不受摩擦，请你判断ab棒在水平导轨上的运动情况： ；并从能量转化的角度： 。三、计算题4. 图1中叶片转动时，电动机发电使LED小灯发光电梯运行有时也会发电，产生的电能一般通过电阻发热而消耗掉。图2中电梯安装的电能回收装置，能将产生的电能回收利用。已知电梯空载时轿厢的质量比配重的小且钢缆的质量可忽略不计。（1）图1发电的原理是_；当图2轿厢处于空载_（选填“上行”或“下行”）时，电梯将会发电；（2）图2中电梯在空载匀速下行的某段时间内，电机消耗的电能E电=2105J，其转化为电梯机械能的效率=80%，配重的重力势能增加了E1=2.4105J则此段时间内，配重的动能_（选填“增加”“减小”或“不变”），并求出轿厢重力势能的变化量E2；（3）若镇江拥有电梯数n=2500台，每台电梯平均每天消耗的电能E=100kWh，在全部安装了电能回收装置后，可节约30%的电能。则这些电梯每天节约的电能相当于完全燃烧多少千克煤所放出的热量？煤的热值取q=3107J/kg。四、实验探究题5. 发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中_（选填“有”或“无”）电流产生（2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流”，但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动”为验证猜想，它们继续探究，并把观察到的现象记录如下：序号磁体摆放方向ab运动方向电流计指针偏转情况1N极在上竖直上下运动不偏转2水平向左运动向右偏转3水平向右运动向左偏转4N极在下竖直上下运动不偏转5水平向左运动向左偏转6水平向右运动向右偏转分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是_（选填“正确”或“错误”）的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟_有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟_有关（3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在_中做_运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家_发现答案和解析1.【答案】C【解析】解：由题意可知，磁异探测器能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为大小变化的电流，即通过磁场可以产生电流，符合磁生电的特点，因此，可判断其利用了电磁感应的原理，与发电机的原理相同。 A、图示为奥斯特实验，是电流的磁效应，故不符合题意； B、图示是通电导体在磁场中受力，是电动机的原理，故不符合题意； C、图中开关闭合后，在外力作用下使导体左右移动，切割磁感应线，则电流表指针发生偏转，说明此时有感应电流产生，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理。符合题意； D、图中有电源，是电动机的原理，故不符合题意。 故选：C。磁异探测器最终将信号转换为变化的电流；因此是一个发电机，利用了电磁感应原理。分析下面四幅图，找出发电机的原理即可。解答本题的关键要能从题意中分析出该装置为发电机，利用了电磁感应的原理，再逐一进行判断。2.【答案】A【解析】解：手电筒中没有电池，在晃动手电筒时，手电筒中的永磁体在线圈中运动，运动是相对而言的，相对于永磁体而言，线圈在做切割磁感线运动，线圈中就会产生感应电流，电流通过灯泡时，小灯泡就会发光。故选：A。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就会产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象。来回摇晃手电筒，使永磁体在线圈中来回运动，线圈做切割磁感线的运动，线圈中就会产生感应电流，小灯泡就会发光。此题考查的是生活中的物理，解答这类题就要求我们在生活中多观察、多思考。3.【答案】减速运动，最后静止；导体棒在下滑过程中，重力势能转化为动能；滑到水平导轨上后，导体棒需要克服安培力做功，消耗机械能，机械能越来越小，速度越来越慢，最后静止。【解析】【分析】此题主要考查的是学生对安培力的判定和能量转化知识的理解和掌握，有一定难度。导体棒在下滑过程中，重力势能转化为动能；滑到水平导轨上后，根据右手定则判断出导体棒中的电流方向，再根据左手定则判断出导体棒受到安培力的方向，导体棒需要克服安培力做功，消耗机械能，动能越来越小。【解答】导体棒在下滑过程中，重力势能转化为动能，做加速运动；滑到水平导轨上后，导体棒做切割磁感线运动，根据右手定则可以判断出导体棒中的电流方向为b-a，再根据左手定则判断出导体棒受到安培力的方向和导体棒运动方向相反，对导体棒的运动起到阻碍作用，导体棒需要克服安培力做功，消耗机械能，机械能越来越小，所以做减速运动，最后静止。故答案为：减速运动，最后静止；导体棒在下滑过程中，重力势能转化为动能；滑到水平导轨上后，导体棒需要克服安培力做功，消耗机械能，机械能越来越小，速度越来越慢，最后静止。4.【答案】电磁感应现象；上行；不变【解析】解：（1）发电机是利用电磁感应现象制成的，将机械能转化为电能；由图知轿厢处于空载上行时，配重下降，将机械能转化为电能，电梯将会发电；（2）电梯在空载匀速下行时，质量不变，速度不变，所以动能不变；在此过程中，消耗了电能E电，转化为电梯的机械能的效率为80%，则为电梯有效利用的能力是80%E电，电梯的配重和轿厢组成一个整体，能量守恒，配重的重力势能增加了E1，轿厢重力势能的变化为E2则E2+80%E电=E1，变形得：E2=E1-80%E电=2.4105J-80%2105J=8104J；（3）每天回收的电能：E=nE=2500100kWh30%=75000kWh=2.71011J；由E=mq得燃烧煤的质量：m=9000kg。故答案为：（1）电磁感应现象；上行；（2）不变；轿厢重力势能的变化量E2为8104J；（3）电梯每天节约的电能相当于完全燃烧9000kg煤所放出的热量。（1）发电机的原理是电磁感应现象；配重下降时，轿厢处于空载上行，将机械能转化为电能；（2）影响动能的因素是质量和高度；根据能量守恒：轿厢重力势能的变化为E2+80%E电=配重的重力势能增加了E1，即E2+80%E电=E1，求出轿厢重力势能的变化量E2；（3）根据E=nE算出每天回收的电能，根据E=mq算出燃烧煤的质量。本题考查了电磁感应现象的应用、热量的计算和能量的相互转化，其中能量的转化有一定的难度。5.【答案】无；正确；导体的运动方向；磁场方向；磁场；切割磁感线；法拉第【解析】解： （1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，此时导体没有做切割磁感线运动，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中无电流产生； （2）根据表格中的信息可知，当导体在磁场中运动时，电流计指针不一定偏转，说明不一定产生电流，故小芳的观点是正确的； 比较第2、3次实验现象发现，磁场方向相同，导体运动的方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向跟导体运动方向有关； 比较第3、6次实验现象发现，导体运动的方向相同，磁场方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向还跟磁场方向有关 （3）电路闭合时，不论是导体运动还是磁体运动，导体会做切割磁感线运动，所以导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应，此原理最早由英国物理学家法拉第发现的 故答案为：（1）无