苏科版物理九年级下册16.5 电磁感应 发电机（知识解读）（学生版）

16.5\o"16.5电磁感应发电机"电磁感应发电机（知识解读）（原卷版）•知识点1电磁感应磁生电现象•知识点2产生感应电流的条件和影响因素•知识点3手摇发电机的构造和原理•作业巩固训练知识点1电磁感应知识点1电磁感应磁生电现象1、电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生电流，这种电流叫感应电流，这一现象叫电磁感应现象。2、历史意义：英国科学家法拉第首先发现的电磁感应现象，这一发现进一步揭示了电与磁之间的联系，证明了磁可以生电。3、实验装置图：

。【典例1-1】如图是动圈式话筒的部分结构。声波使振膜左右振动，连接在振膜上的线圈也随之一起振动，切割永磁体的磁感线产生电流，此过程中（）A．利用了电磁感应原理B．利用了通电导体在磁场中受力运动的原理C．利用了电流的磁效应D．产生电流的方向不改变【典例1-2】如图所示是一款新型无叶电风扇，该电风扇开始工作时，电动机将空气从进风口吸入，吸入的空气经压缩后，再从圆环空腔上的细缝中高速吹出。电动机的工作原理是图中的图；感觉吹出空气的温度比室温低，原因是被压缩的空气膨胀后对外做功，内能（选填“增大”或“减小”）。【典例1-3】在探究“怎样产生感应电流”实验中，小明利用如图进行实验装置操作，并观察记录了现象。（1）图甲，a、b两接线柱间应接入（选填“大”或“小”）量程的电流表；（2）小明根据观察到的现象可得出产生感应电流的条件是：电路的一部分导体，在磁场中做运动；（3）小明只改变磁场方向，即N极在下，S极在上，其他均不变，当导体切割磁感线时，电流表指针偏转方向（选填“改变”或“不改变”）；（4）此实验中，能量转化的情况是：。【变式1-1】下列图例与左侧扬声器工作原理对应的是（）A． B．C． D．【变式1-2】小明利用如图所示的装置进行多次实验探究得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做磁感线运动时，电路中就产生感应电流。若将装置中的电流表换成电源，闭合开关后会发现，导体棒摆动，则说明通电导体在磁场受到的作用。【变式1-3】如图所示，这是小明探究“产生感应电流的条件”的实验装置，是一根导体棒，通过导线连接在灵敏电流计的两接线柱上。（1）实验时，小明通过观察来判断电路中是否产生感应电流；（2）实验中，导体棒左右移动，电路中有感应电流产生，导体棒上下移动，电路中没有感应电流产生。根据实验现象可得出初步结论：当闭合电路的一部分导体在磁场中做运动时，导体中产生感应电流；（3）根据结论分析可知，若导体棒不动，左右移动磁铁，电路中（选填“有”或“无”）感应电流产生；（4）若要使灵敏电流计指针偏转方向发生改变，可以采取的方法是（写出一种即可）；（5）请写出一条该实验原理在生活中应用的实例。知识点2产生感应电流的条件和影响因素知识点2产生感应电流的条件和影响因素 1、感应电流产生的条件：（1）闭合电路；（2）一部分导体；（3）切割磁感线运动。

2、感应产生的影响因素：磁场强弱、导体运动快慢、线圈匝数。3、感应电流方向的影响因素：磁场方向、导体运动方向。

如图，电流表指针偏转方向不同显示电流方向的不同。

甲乙对比可以说明电流方向与磁场方向有关；甲丙对比可以说明电流方向与运动方向有关。

。【典例2-1】近几年，贵港的风力发电建设得非常快，如图所示为风力发电机，下列与风力发电机工作原理相同的是（）A． B．C． D．【典例2-2】如图所示，弹簧测力计下端用细线悬挂重为1N的金属框，其正下方有一方向垂直于纸面向里磁场区域（图中“×”表示）。现使金属框从高处竖直下降，当其匀速进入磁场时，发现弹簧测力计的示数小于1N，请你分析并推测此现象产生的原因：。如果将磁场方向改为垂直于纸面向外，重复上述操作，在金属框匀速进入磁场的过程中，弹簧测力计的示数1N（选填“＜”、“＞”或“＝”）。【典例2-3】某同学用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线两端跟灵敏电流计连接组成闭合电路。(1)图乙中的a表示垂直于直面的一根导线，它是闭合电路的一部分，它在磁场中按箭头方向运动时，会产生感应电流的是（填标号）；(2)从能量的角度来分析感应电流的产生过程是能转化为电能；(3)若将图中灵敏电流计换成，还可以探究，利用这一原理可制成（选填“发电机”或“电动机”）。【变式2-1】如图所示的手摇电筒，沿图中箭头方向来回摇动手电筒时，灯泡发光，图中工作原理与其相同的是（）A．

B．

C．

D．

【变式2-2】探究电磁关系如图所示，立志考一中的徐明玮同学把甲、乙装置中的导体棒ab、cd组成电路。施加动力使悬挂的导体棒cd沿水平方向向右运动时，看到导体棒ab在导轨上也向右运动。（1）在ab、cd组成电路中，（选填“ab”或“cd”）相当于电源，在cd棒运动过程中，实现的能量转化是：能转化为能；（2）若使导体棒cd沿水平方向向左运动（其他条件不变），则导体棒ab将向运动（选填“左”或“右”）；（3）若使导体棒cd沿竖直方向上下运动，则导体棒ab将；（选填“静止不动”或“运动”）（4）某些公交车上安装的“车窗爆破器”的工作原理是：当爆破器中的线圈有电流通过时，爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力。“车窗爆破器”工作原理与图装置中（选填“甲”或“乙”）部分相同。【变式2-3】小明对电流表指针偏转的原因产生了兴趣，他在实验室找到一只可拆卸的电流表，进行了如下探究。(1)打开外壳，观察电流表的内部结构，示意图如图所示。按照操作规范将电流表串联接入电路，通电后线圈转动，带动指针偏转；撤去磁体再次通电，指针不动。这说明电流表指针偏转的原因是通电线圈在中受力转动；(2)若让电流从电流表的“-”接线柱流入，“+”接线柱流出，指针偏转方向会与（1）中的偏转方向（填“相同”或“相反”），说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关，因此使用电流表时不能把接线柱接反；(3)若在电流表“+”“-”接线柱之间连接一根导线，用手拨动电流表指针，导线中会产生感应电流，这种现象叫做。据此可制成。（选填“电动机”或“发电机”）知识点3手摇发电机的构造和原理知识点3手摇发电机的构造和原理 1、发电机的工作原理：电磁感应现象。

2、发电机的构造：主要有线圈、磁极、铜环和电刷四个基本组成部分，概括地讲是由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成。

实际的大型发电机多采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电，叫旋转磁极式发电机．有的发电机利用电磁铁来代替永磁体；

3、交流发电机工作过程：如图所示，磁场方向水平向右，abcd是线圈，上面的铜环与b直接相连，下面的铜环与a直接相连。

线圈ab段向纸面里运动时产生电流方向向下，此时cd段向纸面外运动产生电流方向向上；当线圈所在平面运动到与磁感线方向垂直时，由于线圈不切割磁感线，不产生电流；当ab线向纸面外运动时产生向上的电流，此时cd段向纸面里运动产生向下的电流．所以流过电流表的电流方向是变化的，每当线圈所在平面与磁感线垂直时电流表指到零。

4、发电机与电动机相对比，电动机是因电而动，工作配置中要有电源，消耗电能获得机械能；发电机则是因动而电，工作配置中没有电源，发电机本身就是电源，消耗机械能获得电能。

5、无论是直流发电机还是交流发电机，线圈产生的都是交流电，交流发电机输出的是交流电，直流发电机是在换向器的作用下输出的是直流电。6、交流发电机产生的感应电流的大小和方向在周期性地变化，这样的电流叫做交变电流，简称交流（AC）。

7、在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，单位是赫兹，简称赫，符号是Hz。8、我国家庭电路的交流电电压是220V，频率是50Hz，周期是0.02s，每秒内电流方向变化100次．注意：方向变化100次，周期性变化50次。【典例3-1】如图所示为发电机模型线圈转动过程，下列说法正确的是（）A．线圈中产生电流的原理是电流磁效应 B．通过灯泡的电流方向不变C．通过灯泡的电流大小不变 D．其他形式能量转化为电能【典例3-2】如图所示为微风电扇，通电后扇叶转动，此过程中能转化为机械能。拔下插头，在插头处接发光二极管，用手旋转叶片，就会产生感应电流，发光二极管发光，人们利用这一原理制成了（选填“电动机”或“发电机”）。【变式3-1】下列实验装置所反映的原理，对发电机的发明有直接影响的是（

）A． B．C． D．【变式3-2】有一款小朋友玩的旱冰鞋，其内部没有电池，但旱冰鞋的轮子滚动时，嵌在轮子中的LED灯会发光，这是因为轮子在滚动的过程中，发生了现象，产生了电流，（选填“发电机”或“电动机”）就是根据这一原理制成的。一、单选题1．市面上有一款不需要电池的自发电门铃，如图所示。当按压门铃压板时，压板后面的弹簧会带动磁体运动，从而在线圈中产生电流，发声元件便可以发出声音。这种门铃发电的原理与下列选项反映的原理相同的是（）A． B．C． D．2．关于电与磁，下列说法正确的是（）A．电磁铁是利用电磁感应原理制成的B．小磁针在磁场某处静止时，N极指向为该处的磁场方向C．磁感线是用来形象描述磁场的线，是真实存在的D．奥斯特首先发现了电与磁的联系，实现了机械能到电能的转化3．如图所示是一种轮子会发光的滑板车，无需电池即可感受到脚踏风火轮闪光的效果，轮子是透明的，轮内安装发电装置，磁环固定在轮周上，由金属线圈和发光二极管（LED）组成的电路固定在轮的轴上。滑动时，轮子就会闪闪发光，下列分析错误的是（）

A．由金属线圈和发光二极管组成的电路一定是闭合电路B．该发电装置利用的原理是磁场对电流的作用C．发光二极管是一种用半导体材料制成的电子元件D．这个过程中能量的转化：先机械能转化为电能，再把电能转化为光能4．动圈式话筒工作时，线圈随声波变化在磁场中振动，线圈中会产生随声波变化的电流，各图能反映动圈式话筒的工作原理的是（）A． B．C． D．5．下列四幅图中，能说明电动机工作原理的是（）A．对着磁体旁的线圈说话，示波器上会显示对应电流的波形B．风车带动线圈在磁铁旁转动，闭合回路中会有电流产生C．闭合开关，金属棒ab会在蹄形磁铁中运动起来D．金属棒在蹄形磁铁中前后运动，闭合回路中会有电流产生6．下列说法与情景不相符的是（）A．甲：不同位置的小磁针N极指向不相同，说明磁场没有方向B．乙：磁感线是立体分布C．丙：可以探究“感应电流产生的条件”D．丁：可以探究“通电导体周围存在磁场”7．如图是小明设计的一款小制作，圆筒A中安装了磁铁和可转动的线圈。有风吹过时，扇叶带动线圈转动，可使接入的LED灯发光。下列设备与小制作的工作原理相同的是（）A．电风扇 B．电熨斗 C．发电机 D．电动机8．如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关分析中，正确的是（

）A．电动机工作过程中，线圈中的电流方向保持不变B．电动机工作过程中，线圈中也产生感应电流C．电动机通电后不转，一定是线圈刚好处在平衡位置D．将电源和磁铁的两极同时对调，线圈将会反方向转动9．下列关于科学家的贡献，说法不符合史实的是（）A．地磁场的两极与地理的两极并不重合，世界上最早记录这一现象的是我国宋代学者沈括B．奥斯特最早发现了电与磁的联系，人们根据电流的磁效应，制成了电磁铁C．欧姆发现通电导线在磁场中受力的作用，据此制成了电动机D．法拉第发现了电磁感应现象，发电机是根据这个发现制成的二、填空题10．电动机的原理是；发电机是将机械能转化为11．如题图所示，当导体ab在磁场中水平向右运动时，灵敏电流计指针会向右偏转，这个现象是科学家于1831年发现的，利用此现象可以制成（选填“电动机”或“发电机”）。若保持导体ab不动，只将蹄形磁体水平向左运动，则灵敏电流计指针（选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。

12．人工心脏泵可短时间代替心脏工作，如图是该装置的示意图，磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），活塞筒通过阀门与血管相通。阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启。线圈中的电流从A流向B时，电磁铁左端是极，血液会（选填“流入”或“流出”）活塞筒，该装置工作时，线圈AB中的电流方向（选填“需要”或“不需要”）改变。该人工心脏泵的工作原理与相同（选填“电动机”或“发电机”）。

13．如图所示的装置中，闭合开关，使导体ab棒水平向右运动，发现导体cd棒向左运动，利用实验装置中的乙部分可制成（选填“发电机”、“电动机”），若其它条件不变，只把乙部分磁极颠倒，则cd棒将向运动。

14．无链条电动自行车因省力、灵活、安静等优点，成为城市中一种理想的交通工具。（1）车身是由航空铝合金制造，由于航空铝合金的小（选填“密度”或“体积”），使得整车质量小，惯性，比较灵活：整车产生的最大噪声小于30dB，这是从减弱噪声；（2）此车可以通过骑行者踩脚踏板获得能量，踩脚踏板获得的能量存储在自行车框架中的锂电池内，这个过程相当于（选填“发电机”或“电动机”）的工作原理。为保证电动车续航能力，该车采用了能量密度大的锂电池，其能量密度达180W·h/kg，若锂电池的质量为2kg，电池充满电时电能为J；若车行驶中受到的阻力均为50N，这些能量有80%转化为动能，则车可以行驶m。

三、实验题15．小明在实验室找到一只可拆卸的电流表，打开外壳，观察到电流表的内部结构如图所示，并进行了如下探究。（1）按照规范操作要求将电流表接入电路，通电后线圈转动，带动指针正常偏转；撤去磁体再次通电，指针不动。这说明电流表指针偏转的原因是通电线圈在中受力，这与（选填“电线圈动机”或“发电机”）的工作原理相同；（2）若让电流从电流表的“-”接线柱流入，“+”接线柱流出，指针偏转方向会与（1）