搜索
17.3发电机为什么能发电体验感应电流的产生活动：准备单根导线、带鳄鱼夹的导线若干、蹄形磁铁、灵敏电流计、支架、开关。活动1：将单根导线按照如图所示的装置与灵敏电流计连接在电路中,闭合开关,观察灵敏电流计的指针是否偏转；活动2：将导线在磁场中分别沿水平、竖直方向运动,观察灵敏电流计的指针；活动3：将导线绕成线圈,再将线圈的一边放入磁场中静止不动,观察灵敏电流计的指针；活动4：让线圈在磁场中分别沿水平、竖直方向运动,观察灵敏电流计的指针。(1)活动1和活动3中,导线和线圈在磁场中静止不动时,灵敏电流计的指针(选填“偏转”或“不偏转”),电路中(选填“有”或“无”)电流产生。(2)活动2和活动4中,导线和线圈在磁场中运动时,电路中(选填“一定”或“不一定”)有电流产生。提示：(1)不偏转无(2)不一定1.发电机的主要部件有哪些?2.产生感应电流的条件是什么?感应电流的方向与哪些因素有关?3.发电机的工作原理是什么?探究1探究产生感应电流的条件1.结合“体验”,可以得知静止在磁场中的导体产生感应电流。参考答案：不会2.猜想与假设：感应电流的产生可能与和有关。参考答案：磁场方向导体运动方向3.实验方法：电流是看不见摸不到的东西,在电路中根据灵敏电流计的指针是否偏转来判断,所以在实验中采用了；实验中需要根据磁场和导体运动方向等多个条件进行判断,采用的是。参考答案：转换法控制变量法4.实验设计：如图所示。(1)磁体磁极不动,导体或线圈在磁场中沿不同方向运动,若灵敏电流计指针不偏转,则电路中感应电流产生；若灵敏电流计指针偏转,则电路中感应电流产生。提示：磁体磁极不动,改变导体运动方向,观察灵敏电流计的指针是否偏转。参考答案：没有有(2)改变,让导体在磁场中沿着刚才运动的方向再次运动。提示：使磁体的两极对调,改变磁极的位置,让导体分别沿平行和垂直于磁感线的方向运动,观察灵敏电流计的指针偏转情况。参考答案：磁极5.实验数据及分析：分析：产生感应电流的条件：。次数磁场方向导体AB的运动方向电流表指针的偏转情况1上N下S向右运动偏转2上N下S向左运动偏转3上N下S向上运动不偏转4上S下N向下运动不偏转5上S下N向右运动偏转6上S下N向左运动偏转提示：分析3、4组实验,闭合电路的部分导体在磁场中平行于磁感线方向运动,电路中没有电流产生；比较实验1和2(或5和6)可知：在磁场方向一定时,导体做切割磁感线运动,电路中就会有感应电流产生。参考答案：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流6.交流与评估：(1)实验中为什么不用灯泡,而要用灵敏电流计?提示：导体在磁场中运动时产生的电流太小,不足以使灯泡发光。参考答案：因为导体在磁场中运动时产生的电流太小,为了增加可见度,所以用灵敏电流计。(2)在实验中怎样增加产生的感应电流的大小?提示：因为感应电流是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生的,所以可以通过增强磁场、加快导体切割磁感线运动的速度、换用匝数更多的线圈等方法增加产生的感应电流的大小。参考答案：增强磁场、加快导体切割磁感线运动的速度、换用匝数更多的线圈等。(3)如果导体做过切割磁感线运动,但现在处于静止状态,该电路中(选填“有”或“没有”)感应电流产生。提示：在导体做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,当导体静止时,没有做切割磁感线运动,电路中没有感应电流产生。参考答案：没有探究2探究影响感应电流方向的因素1.猜想与假设：感应电流的方向可能与和有关。参考答案：磁场方向导体切割磁感线运动方向2.实验方法：感应电流的方向可能与多个因素有关,所以采用的是。在电路中根据灵敏电流计指针的偏转方向来判断感应电流的方向,所以在实验中采用。参考答案：控制变量法转换法3.实验设计：如图所示。(1)探究感应电流的方向与导体运动方向的关系：思路：让磁体磁极不动,改变,观察灵敏电流计指针的偏转方向。提示：改变导体切割磁感线运动的方向,观察灵敏电流计指针的偏转方向是否相同。参考答案：导体切割磁感线运动的方向(2)探究感应电流的方向与磁极方向的关系：思路：保持不变,改变,观察灵敏电流计指针的偏转方向是否相同。提示：使磁体的两极对调,改变磁极的位置,让导体仍然沿着刚才运动的方向运动,观察灵敏电流计的指针偏转方向。参考答案：导体切割磁感线运动的方向磁场方向4.实验数据及分析：分析：感应电流的方向与有关。次数磁场方向导体AB的运动方向灵敏电流计指针的偏转方向1上N下S向右运动向左偏转2上N下S向左运动向右偏转3上S下N向右运动向右偏转4上S下N向左运动向左偏转提示：比较实验1和2(或3和4)可知：在磁场方向一定时,导体切割磁感线运动方向改变,感应电流的方向就改变；比较实验1和3(或2和4)可知：在导体切割磁感线运动方向(或导体运动方向)不变时,磁场方向改变,感应电流的方向也随之改变。参考答案：磁场方向和导体切割磁感线运动的方向5.交流与评估：(1)为什么要使导体在磁场中沿不同方向运动?提示：导体在磁场中只有做切割磁感线运动时才会产生感应电流,并且产生感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向有关。参考答案：为了得出产生感应电流的条件和感应电流的方向与切割磁感线运动方向有关的结论。(2)若导体的运动方向和磁场方向只有一个因素改变时,感应电流的方向改变吗?若两个方向同时改变,感应电流的方向改变吗?提示：若导体切割磁感线运动的方向和磁场方向只有一个发生变化,则感应电流的方向与原来的方向相反；若两个方向同时改变,则感应电流的方向不变。参考答案：改变不改变一、电磁感应现象1.产生条件：(1)电路是_____的。(2)导体是部分导体。(3)做___________运动。2.感应电流的方向：感应电流的方向与_______________和_________有关。闭合切割磁感线导体运动的方向磁场方向二、发电机的工作原理1.原理：_____________。2.构造：(1)定子：_____；(2)转子：_____。3.能量转化：将线圈的_______转化为_____。电磁感应现象线圈磁体机械能电能考点探究电磁感应现象【典例】(2013·宜昌中考)如图为探究“磁生电”的实验装置。(1)闭合开关,让悬着的导体AB(选填“左右”“上下”“沿A向B”或“沿B向A”)运动时,电流表会发生偏转。(2)若保持导体AB不动,要产生感应电流,正确的操作是。(3)实验中发现电流表指针偏转不明显,为了使指针偏转明显,请你从实验装置和操作上各提一条改进建议。装置改进：；操作改进：。【思路导引】(1)利用方法：控制变量法。(2)导体运动方向和磁感线方向垂直时,产生电流。【精讲精析】该题主要考查电磁感应现象。闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。产生感应电流的条件有三个：①闭合电路；②部分导体位于磁场中；③切割磁感线(包括切割方向与磁场垂直或者斜着切割两种情况)。因此在实际操作时,可以让导体不动,而让磁体运动,也可以切割磁感线。感应电流的大小与磁场的强弱、线圈的匝数、导体切割磁感线运动的速度大小都有关,增大其中的任意一个因素均可以增大电流,使实验效果更明显。答案：(1)左右(2)左右移动磁铁(3)换强磁铁(或绕制线圈)快速移动导体(或磁铁)【方法归纳】区分发电机和电动机原理图的方法1.(多选)(2013·江西中考)如图所示,用来演示电磁感应现象的是()【解析】选A、D。本题考查电磁感应的原理图。电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流。此时磁体和导体构成了电路中的电源。A图中磁体向下运动,线圈相对于磁体向上运动,切割磁感线,产生感应电流,A正确；B、C图中有电源,闭合开关,导体运动,这是演示磁场对电流的作用,B、C错误；D图中左右移动导体,导体切割磁感线,产生感应电流,灵敏电流计指针偏转,D正确。2.(2013·泸州中考)在如图所示的实验装置中,用棉线将铜棒ab悬挂于磁铁N、S极之间,铜棒的两端通过导线连接到电流表上。下列说法中正确的是()A.ab棒在图中位置水平左右运动时,应观察到电流表的指针发生偏转B.ab棒在图中位置竖直上下运动时,应观察到电流表的指针发生偏转C.该装置是研究磁场对通电导体的作用力方向与磁场方向的关系D.该装置在实验中通过磁场对电流的作用,使电能转化为机械能【解析】选A。本题考查感应电流产生的条件。此装置探究的是电磁感应现象。ab棒在图中位置水平左右运动,切割磁感线,故有感应电流产生,电流表的指针发生偏转。ab棒在图中位置竖直上下运动时,没有切割磁感线,没有产生感应电流。在实验过程中,将机械能转化为电能,故选A。3.(2013·盐城中考)如图所示,用棉线将铜棒ab悬挂于磁铁N、S极之间,闭合开关,当ab做切割磁感线运动时,观察到电流表的指针发生偏转,利用这一现象所揭示的原理,可制成的设备是()A.电动机B.发电机C.电磁继电器D.电饭煲【解析】选B。本题考查电磁感应现象。图示是电磁感应现象,表明由磁可以生电,是将机械能转化为电能,是发电机的工作原理。正确答案是B。4.关于感应电流产生的条件,下列说法正确的是()A.闭合电路中的部分导体在磁场中运动B.导体在磁场中做切割磁感线运动C.闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动D.只把闭合电路中的部分导体放在磁场中【解析】选C。本题主要考查产生感应电流的条件。解题关键是全面地掌握产生感应电流的四个条件：①闭合电路；②导体的一部分；③导体在磁场中；④导体做切割磁感线运动。四者都具备时才能产生感应电流。故选C。5.有一种轮子会发光的溜冰鞋,轮子是透明的,磁环固定在轮周上,由金属线圈和发光二极管组成的闭合电路固定在轮的轴上。溜冰时磁环随轮周转动,相当于金属线圈做运动,电路中产生,从而使发光二极管发光。这个过程中能的转化是。【解析】本题考查感应电流产生的条件和能量转化。产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动；产生感应电流的导体相当于电源；溜冰时磁环随轮周转动,相当于金属线圈做切割磁感线运动,电路中产生感应电流。在此过程中能量的转化情况是机械能转化为电能。答案：切割磁感线感应电流机械能转化成电能6.(2013·长春中考)如图是手压式电筒,压动按柄,通过塑料齿轮带动铜丝线圈内磁性飞轮高速旋转,实现切割磁感线,产生感应电流。它在工作时机械能转化为能,进而转化为光能。它的工作原理是。【解析】本题考查电磁感应现象的应用。由题意可知手压式电筒为线圈切割磁感线产生感应电流,故可知利用了电磁感应原理。它在工作时消耗了机械能,产生了电能。答案：电电磁感应7.科学家通过长期研究,发现了电和磁的联系,其中最重要的两项研究如图所示。(1)甲图是研究现象的装置,根据这一现象制成了。(2)乙图是研究现象的装置,根据这一现象制成了,它能把能转化为能。【解析】通电导体在磁场中受力和电磁感应现象是电磁转换的两个相反过程。区别二者的方法：(1)直接观察装置是否有电源,有电源属于前者,否则是后者；(2)分析过程中能量转化的情况,图乙是电能转化为机械能,图甲是机械能转化为电能。答案：(1)电磁感应发电机(2)通电导体在磁场中受力电动机电机械8.(2013·南京中考)在“探究感应电流产生条件”的实验中,小明将导体ab、开关、小量程电流表和蹄形磁体按如图所示的方式进行安装。(1)小明闭合开关进行了如下操作：A.只让导体ab在水平方向左右运动B.只让导体ab在竖直方向上下运动C.只让蹄形磁体在水平方向左右运动D.只让蹄形磁体在竖直方向上下运动其中一定能产生感应电流的是(填写字母)。(2)如果将小量程电流表换成,可以观察磁场对通电导体的作用。【解析】本题考查感应电流产生的条件。(1)A中只让导体ab在水平方向左右运动,导体ab切割磁感线,导体中有感应电流产生。B中只让导体ab在竖直方向上下运动,导体ab没有切割磁感线,导体中没有感应电流产生。C中只让蹄形磁体在水平方向左右运动,导体ab相对磁铁也做切割磁感线运动,导体中有感应电流产生。D中只让蹄形磁体在竖直方向上