重難點19 磁場對電流的作用與電磁感應（解析版）

專項九電與磁重難點19磁場對電流的作用與電磁感應考點一、磁場對電流的作用通電導體在磁場中受到磁力的作用，磁力的方向與磁場方向、電流方向有關。揚聲器：構造：固定的永磁體，線圈，錐形紙盆工作原理：它是把電信號轉換成聲信號的一種裝置。由于線圈中通過的電流是交變電流，它的方向不斷改變，線圈就不斷的被永磁體吸引和排斥使線圈來回振動，同時帶動紙盆的振動，于是揚聲器就發(fā)出了聲?？键c二、電動機磁場對電流的作用的應用：電動機。其能量的轉化為：電能轉化為機械能。直流電動機為什么需裝換向器？考點三、換向器換向器是由兩個銅制半環(huán)構成的，兩者彼此絕緣。換向器的作用是每當線圈剛轉過平衡位置時，能自動改變線圈中電流的方向，使線圈連續(xù)轉動?？键c二、電磁感應現象(磁生電)電磁感應：閉合電路的部分導體在磁場中切割磁感線運動就會產生感應電流的現象產生感應電流必須同時滿足三個條件：電路是閉合的；導體要在磁場做切割磁感線的運動；切割磁感線運動的導體只能是一部分，三者缺一不可。如果不是閉合電路，即使導體做切割磁感線運動，導體中也不會有感應電流產生，只是在導體的兩端產生感應電壓。感應電流的方向：感應電流的方向跟導體切割磁感線運動方向和磁感線方向有關。因此要改變感應電流的方向，可以從兩方面考慮，一是改變導體的運動方向，即與原運動方向相反；二是使磁感線方向反向。但是若導體運動方向和磁感線方向同時改變，則感應電流的方向不發(fā)生改變。應用：發(fā)電機發(fā)電機的原理是電磁感應，發(fā)電機的基本構造是磁場和在磁場中轉動的線圈。其能量轉換是把機械能轉化為電能?？键c一：磁場對電流的作用【探究重點】通電導體在磁場里受力的方向，跟電流方向和磁感線方向有關。(當電流方向或磁感線方向兩者中的一個發(fā)生改變時，力的方向也隨之改變；當電流方向和磁感線方向兩者同時都發(fā)生改變時，力的方向不變。)當通電導線與磁感線垂直時，磁場對通電導線的力最大；當通電導線與磁感線平行時，磁場對通電導線沒有力的作用【真題精講】揚聲器與______的工作原理相同(選填“發(fā)電機”或“電動機”)，______(選填“是”或“不是”)根據電磁感應現象制成。由于通過線圈的電流是______的電流，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(fā)出了聲音?！敬鸢浮侩妱訖C；不是；變化。【解析】[1]揚聲器是通過電流大小不同，使得通電導線在磁場中受到的力大小不同，從而使得線圈振動，線圈振動，帶動紙盆振動，從而發(fā)出聲音，電動機也是因為通電導體在磁場中受到力的作用，從而使得通電線圈在磁場中轉動，所以揚聲器與電動機的工作原理相同。[2]電動機與揚聲器都是使用通電導線在磁場中受到力的作用這一原理制成的，所以不是根據電磁感應現象制成。[3]使用揚聲器時，通過揚聲器線圈的電流是大小不斷發(fā)生變化的電流，從而使得在磁場中受到不同的力，從而使得線圈振動，帶動紙盆振動，發(fā)出聲音?！眷柟逃柧殹?2021·內蒙古中考真題)如圖是某靈敏電流計的內部結構示意圖，線圈在磁場中，指針與線圈相連．當線圈中有電流通過時，線圈會轉動，原因是________________________；若改變線圈中的電流方向，指針的偏轉方向將________?！敬鸢浮客娋€圈在磁場中受力；改變。【解析】靈敏電流計是根據通電線圈在磁場中受力轉動的原理制成的，因此當線圈中有電流通過時，線圈會轉動，原因是通電線圈在磁場中受力；通電線圈在磁場中受力的方向與導體電流方向、磁場方向有關，當改變導體電流方向或磁場方向，指針的偏轉方向將改變?？键c二：電動機的構造和原理【探究重點】構造：電動機是由轉子(能夠轉動的部分)和定子(固定不動的部分)兩部分組成的。電動機的轉動方向由電流方向和磁場方向決定。改變電動機轉動方向的方法：改變電流方向(交換電壓接線)或改變磁感線方向(對調磁極)。電動機轉速的大小與線圈的匝數、線圈中電流的大小、磁場的強弱有關，即線圈匝數越多，電流越大，磁場越強，轉速越快。提高電動機轉速的方法：增加線圈的匝數、增加磁體的磁性、增大電流?！菊骖}精講】（2022·四川遂寧）風能作為一種清潔的新能源，越來越受到世界各國的重視。風力發(fā)電已成為我國新能源戰(zhàn)略的重要組成部分。下列選項中與風力發(fā)電機原理相同的是（）。A.B.C.D.【答案】C?！窘馕觥匡L力發(fā)電，消耗風能，產生電能，是將風能轉化為電能的過程，所以，原理是電磁感應。A．圖中是奧斯特實驗，小磁針發(fā)針偏轉說明通電導體周圍有磁場，故A不符合題意；B．圖中是利用電磁繼電器進行控制的電路，電磁鐵通電時有磁性，斷電時無磁性，電鈴就是利用電磁鐵的這個特性工作的，故B不符合題意；C．當圖中線圈在磁場中做切割磁感線運動時，燈泡會發(fā)光，這是電磁感應，與發(fā)電機的原理相同，故C符合題意；D．圖中開關閉合后，電路中有電流，通電導體受到磁場力作用發(fā)生運動，即是電動機的制作原理，故D不符合題意。故選C。【鞏固訓練】（2022·江蘇蘇州）圖所示，在探究產生感應電流條件的實驗中，把馬蹄型磁鐵豎直放置在水平桌面上。閉合開關，當導體AB___________（豎直/水平）運動時，回路中有感應電流；當磁鐵沿平行于AB的方向運動時，回路中___________感應電流。【答案】①豎直；②無?！窘馕觥縖1][2]產生感應電流的條件是導體在磁場中做切割磁感線運動，蹄形磁鐵按圖示方向放置時，導體只有在豎直運動時才能夠產生感應電流，沿平行于AB方向運動時不會產生感應電流?？键c三：換向器【探究重點】注意利用慣性來使電動機線圈實現連續(xù)轉動的方法，即電動機實驗線圈一端刮絕緣層，另一端刮一半絕緣層的用意【真題精講】(2021·內蒙古通遼·中考真題)如圖所示，一個綜合實踐小組用一段漆包線繞成線圈，用小刀刮兩端引線的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。將線圈放在用硬金屬絲做成的支架m、n上，并按圖示連接電路，則電磁鐵的上端是______極。閉合開關，用手輕推一下線圈，線圈會持續(xù)轉動，這就是簡易的______(填“發(fā)電機”或“電動機”)?！敬鸢浮縉電動機【解析】[1]根據安培定則，C為電流進入螺線管的方向，即四指的方向，而大拇指指上上端，故上端是N極。[2]有電池，故是通電線圈在磁場中受到力的作用，故是電動機?！眷柟逃柧殹咳鐖D所示的是直流發(fā)電機的工作原理圖，關于直流發(fā)電機下列說法中正確的是()。A．直流發(fā)電機線圈內產生的是交流電，供給外部電路的是直流電；B．直流發(fā)電機線圈內產生的是直流電，供給外部電路的也是直流電；C．它是利用通電線圈在磁場中受到力的作用而轉動的原理工作的；D．圖中的E、F稱為換向器，它的作用是改變線圈中的電流方向【答案】A?！窘馕觥恐绷靼l(fā)電機的原理是電磁感應，是通過閉合電路的兩條邊來切割磁感線產生的感應電流，由于矩形線圈在磁場中不停地轉動，每轉一周，切割磁感線的方向改變兩次，所產生的電流方向也改變兩次，使線圈內部產生方向做周期性變化的電流即交流電，換向器的作用是將線圈產生的交流電變?yōu)閷ν廨敵龅闹绷麟?，因此答案為A?？键c四：電磁感應現象原理【探究重點】首先要明確電磁三現象是指：電流的磁效應、磁生電、磁場對電流的作用；歸類明確電磁三現象在生活中的應用：A.電流的磁效應；電磁鐵、電磁繼電器、電磁起重機等；B.電磁感應：發(fā)電機、動圈式話筒；C.磁場對電流的作用：電動機、揚聲器；審題解題干中所涉及的是關于哪一種電磁現象的原理，然后對號入座辨別?！菊骖}精講】(2022·山東淄博·統(tǒng)考中考真題)對下列與電磁現象有關的四幅圖的分析正確的是()A．圖甲：閉合開關后，通電螺線管右端是S極B．圖乙：利用磁場可以產生電流C．圖丙：只要導體在磁場中運動，就會產生感應電流D．圖丁：該裝置可用來研究發(fā)電機的工作原理【答案】A【解析】A．圖甲閉合開關后，電流從通電螺線管的右側流入，根據安培定則，則通電螺線管左端為N極，故右端是S極，故A正確；B．圖乙為奧斯特實驗，說明利用電流可以產生磁場，故B錯誤；C．圖丙中沒有電源，只有導體在磁場中做切割磁感線運動時，才會產生感應電流，故C錯誤；D．圖丁中有電源，閉合開關，通電導體在磁場中運動，該裝置可用來研究電動機的工作原理，故D錯誤。故選A?！眷柟逃柧殹浚?022·四川南充）電和磁的關系可以理解為“電生磁”或“磁生電”，下列幾個裝置都與這一關系有關，其中正確的說法是（）。A.圖甲，當電磁繼電器線圈通以額定電流時，接線柱AB接通；B.圖乙，繞在鐵釘上的線圈通電電流越大，能吸引的回形針數量越多；C.圖丙，動圈式話筒的工作原理與電動機的工作原理相同；D.圖丁，揚聲器是利用電磁感應的原理工作的【答案】B。【解析】A．圖甲，當電磁繼電器線圈通以額定電流時，電磁鐵產生磁性，將銜鐵向下吸，動觸點B與靜觸點C接通，故A錯誤；B．電磁鐵磁性強弱與電流的大小和線圈的匝數有關，圖乙中，當線圈電流越大時，電磁鐵產生的磁性越強，則能吸引的回形針數量就越多，故B正確；C．動圈式話筒工作時，聲音的振動帶動線圈在磁場中做切割磁感線的運動，在線圈中產生與聲音變化一致的感應電流，動圈式話筒工作利用了電磁感應原理，與發(fā)電機的工作原理相同，故C錯誤；D．圖丁中，揚聲器中通入交變電流，通電的線圈在磁場中受力而帶動紙盆振動發(fā)出聲音，因此揚聲器是利用通電導體在磁場中受力的作用而工作的，故D錯誤。故選B。考點五：電動機與發(fā)電機的區(qū)別【探究重點】電流的磁效應和磁場對電流的作用的區(qū)別是磁場的數目不同，分別是一個和兩個；電磁感應和磁場對電流的作用的區(qū)別是電路中有無電源或電流表?！菊骖}精講】（2022·四川眉山）家庭生活中使用的電風扇、空調和電吹風等用電器的電動機均為其主要元件之一，下列四個實驗應用了電動機工作原理的是（）。ABCD【答案】A?！窘馕觥緼．如圖所示，是通電導線在磁場中受到了力的作用，是將電能轉換為機械能，電動機就是利用這一原理制成的，故A符合題意；B．其原理是通電導線周圍存在磁場，磁場的強弱與線圈的匝數有關，故B不符合題意；C．是閉合電路的一部分導體切割磁感線時產生感應電流，是發(fā)電機的原理，故C不符合題意；D．是奧斯特實驗，是通電導線周圍存在磁場，故D不符合題意。故選A?！眷柟逃柧殹考?、乙兩個相同的裝置分別由U型磁鐵、導體棒和支架構成，導體棒ab和cd由導線連接，如圖所示，閉合開關并向右移動ab，cd也會隨之向右運動，關于此現象，下列判斷正確的是()。A.甲裝置相當于電動機；B.乙裝置相當于發(fā)電機；C.向左移動ab，cd仍向右運動；D.甲裝置將機械能轉化為電能【答案】D?！窘馕觥緼．甲裝置中導體棒ab向右運動，切割磁感線產生感應電流，相當于發(fā)電機，故A錯誤；B．感應電流流過導體棒cd，在磁場作用下，導體棒cd向右運動，乙裝置相當于電動機，故B錯誤；C．向左移動ab，會切割磁感線產生感應電流，由右手定則得，產生的感應電流方向為b到a。感應電流流過cd，在磁場作用下，cd會運動。由左手定則得，cd向左運動，故C錯誤；D．甲裝置中導體棒ab向右運動，切割磁感線產生感應電流，將機械能轉化為電能，故D正確。故選D?？键c六：電磁感應探究與應用【探究重點】導體中感應電流的方向，跟導體的運動方向和磁感線方向有關。(當導體運動方向或磁感線方向兩者中的一個發(fā)生改變時，感應電流的方向也隨之改變；當導體運動方向和磁感線方向兩者同時都發(fā)生改變時，力的方向不變。)產生感應電流的條件：①電路必須是閉合的；②部分導體在磁場中做切割磁感線運動。兩個條件缺一不可。【真題精講】(2022·內蒙古呼和浩特·中考真題)1831年，英國物理學家法拉第發(fā)現了磁生電，使人類大規(guī)模用電成為可能，開辟了電氣化新時代。下列圖中，閉合開關，回路中可以產生感應電流的是()導體棒向上運動B．導體棒向下運動C．導體棒向左運動D．U形磁鐵向上運動【答案】C【解析】AB．蹄形磁體不動，導體在蹄形磁體中上下運動，導體在磁場中沒有切割磁感線運動，電路中沒有感應電流產生，故AB不符合題意；C．蹄形磁體不動，導體在蹄形磁體中左右運動，導體在磁場中做切割磁感線運動，電路中產生感應電流，故C符合題意；D．導體不動，蹄形磁體向上運動，導體在磁場中沒有做切割磁感線運動，電路中沒有感應電流產生，故D不符合題意。故選C?！眷柟逃柧殹浚?022·安徽省）用圖示裝置探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件，實驗時蹄形磁體保持靜止，導體棒ab處在堅直向下的磁場中。下列操作中能使靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉的是（）。A.導體棒ab保持靜止 B.導體棒ab向左運動C.導體棒ab豎直向下運動 D.導體棒ab豎直向上運動【答案】B?！窘馕觥緼．導體棒ab保持靜止，沒有切割磁感線，故不會產生感應電流，故A不符合題意；B．導體棒ab向左運動，切割了磁感線會產生感應電流，故B符合題意；C．導體棒ab豎直向下運動，沒有切割磁感線，故不會產生感應電流，故C不符合題意；D．導體棒ab豎直向上運動，沒有切割磁感線，故不會產生感應電流，故D不符合題意。故選B。如圖所示是研究通電導體在磁場中受力情況的實驗裝置。下列說法中錯誤的是()A．閉合開關后，看到ab棒左右運動，說明磁場對通電導體有力的作用B．該裝置將機械能轉化為電能C．如要進一步研究感應電流的產生條件，只需將電源換成靈敏電流表D．根據該裝置，人們發(fā)明了電動機【答案】B【解析】A．閉合開關后，將有電流通過導體ab，而看到導體ab在磁場中左右運動，說明磁場對通電導體有力的作用，故A正確，不符合題意；B．此過程中消耗了電能，使得導體能夠運動，是將電能轉化為機械能，故B錯誤，符合題意；C．如要進一步研究感應電流的產生條件，只需將電源換成靈敏電流表，讓導體ab在磁場中做切割磁感線運動，觀察靈敏電流表的指針是否偏轉，故C正確，不符合題意；D．該裝置是將電能轉化為機械能，符合電動機的能量轉換，故D正確，不符合題意。故選B。(2021·安徽中考真題)圖示為直流電動機的工作原理圖。線圈abcd處于向右的磁場中，兩個銅半環(huán)E和F跟線圈兩端相連，可隨線圈一起轉動，兩半環(huán)中間斷開，彼此絕緣；A和B是電刷，它們分別跟兩個半環(huán)接觸，使電源和線圈組成閉合電路。在圖示位置，電流沿dcba流過線圈，dc邊受到磁場的作用力向下，則()A．線圈在圖示位置時，ab邊受到磁場的作用力向下B．線圈由圖示位置轉過180o時，電流沿dcda流過線圈C．線圈由圖示位置轉過180°時，dc邊受到磁場的作用力向下D．線圈由圖示位置轉過180°時，ab邊受到磁場的作用力向下【答案】D【解析】通電導體在磁場中受力方向與電流方向、磁場方向有關，其中之一發(fā)生改變，則受力方向發(fā)生改變。A．根據題意知道，此時dc邊受到磁場的作用力向下，由于ab邊中電流方向與dc中電流方向相反，而磁場方向相同，所以ab邊受到磁場的作用力與dc邊受到磁場的作用力相反，即ab邊受到磁場的作用力向上，故A錯誤；B．由圖知道，線圈由圖示位置轉過180o時，電流沿abcd流過線圈，故B錯誤；C．線圈由圖示位置轉過180°時，dc邊中電流的方向反向，則受力方向改變，即dc邊受到磁場的作用力向上，故C錯誤；D．線圈由圖示位置轉過180°時，ab邊中電流的方向反向，則受力方向改變，即ab邊受到磁場的作用力向下，故D正確。故選D。(2020益陽)將如圖甲所示的銅線框上方的尖端掛在電池的正極，并保持良好接觸，下端的兩個弧形導線頭分別壓在磁鋼柱的前后兩側，且始終與磁鋼柱接觸良好，磁鋼柱吸附在電池底部的負極上，制成如圖乙所示的小玩具，銅線框由靜止釋放后會轉動起來，關于該現象，下列說法正確的是()A．它的原理與發(fā)電機原理相同B．若將磁體的磁極對調，銅線框中電流的方向會改變C．若將磁體的磁極對調，銅線框的轉動方向將會改變D．若下端有一個導線頭與磁鋼柱接觸不良導線框不可能轉動【答案】C【分析】(1)通電導體在磁場中受到力的作用；(2)電流是從電源的正極出來，經過導線后回到電源的負極；(3)通電導體在磁場中受力的方向與電流方向和磁場的方向有關?！窘馕觥緼．銅線框由靜止釋放后，由于銅線中有電流通過，銅線在磁場中受到力的作用，會轉動起來，和電動機的原理是相同的，故A錯誤；B．電流是從電源的正極出來，經過導線后回到電源的負極，電流方向與磁場的方向無關，故B錯誤；C．若將磁體的磁極對調，則導線在磁場中受到力的方向會發(fā)生改變，即銅線框的轉動方向將會改變，故C正確；D．若下端有一個導線頭與磁鋼柱接觸不良，但另一條導線仍然受到磁力的作用，仍然會轉動，故D錯誤。故選C。交流電電流方向每隔一定時間改變一次。小剛將一個燈泡接在某交流電路上，閉合開關用一蹄形磁鐵去靠近燈泡，他發(fā)現發(fā)光的燈絲來回振動，圖中與此現象原理相同的是()A． B．C． D．【答案】D【解析】由題意可知，燈絲發(fā)光說明有電流通過燈絲，當把蹄形磁鐵去靠近燈泡時，發(fā)光的燈絲在磁場中受到力的作用，因為通過燈絲的電流是交變電流，電流方向不斷發(fā)生周期性變化，因此發(fā)光的燈絲在磁場中受到的力的方向也會發(fā)生周期性變化，因此發(fā)光的燈絲來回振動，所以該現象的原理是通電導體在磁場中受到力的作用。A．該裝置是奧斯特實驗裝置，表明通電導線周圍有磁場，故A不符合題意；B．該裝置是研究電磁鐵磁性強弱的實驗裝置，利用的是電流的磁效應，故B不符合題意；C．如圖是探究電磁感應現象的裝置，當導體做切割磁感線運動時會有感應電流產生，故C不符合題意；D．如圖電路，當閉合開關時，導體棒中有電流流過，在磁場中受到力的作用而運動，故D符合題意。故選D。(2021·江蘇連云港市·中考真題)如圖所示，閉合導線框abcd的一部分處于磁場中，將導線框沿圖示方向拉出過程中，則()A．在此過程中，電能轉化為機械能B．導線框中不會產生感應電流，因為回路中沒有電源C．導線框中會產生感應電流，整個導線框都是電源D．導線框中會產生感應電流，導線ab段相當于電源【答案】D【解析】A．向外拉的過程中，消耗機械能，同時導線切割磁感線產生電能，所以是機械能轉化為電能，故A不符合題意；BCD．產生感應電流需要兩個條件一個是閉合回路，一個是切割磁感線，圖中所示導線框為閉合回路，往外拉的過程中，閉合回路中的ab部分切割磁感線，所以會產生感應電流，且導線ab相當于電源，故BC不符合題意，D符合題意。故選D。(2021·浙江湖州市·中考真題)如圖是動圈式話筒的部分結構。聲波使振膜左右振動，連接在振膜上的線圈也隨之一起振動，切割永磁體的磁感線產生電流，此過程中()A．利用了電磁感應原理 B．利用了通電導體在磁場中受力的原理C．利用了電流的磁效應 D．產生了直流電【答案】A【解析】A．線圈振動，切割永磁體的磁感線產生電流，屬于電磁感應現象，故A符合題意；B．通電導體在磁場中受力是電動機的原理，故B不符合題意；C．這里是沒有利用電流的磁效應，故C不符合題意；D．振膜上的線圈左右振動，電流方向改變，不是直流電，故D不符合題意。故選A。(2020遂寧)對于下列四個實驗的描述完全正確的有()①甲圖實驗現象說明了動圈式話筒的工作原理②乙圖實驗探究的結論是：材料長度均相同的導體，粗導體的電阻大，細導體的電阻?、郾麍D實驗證明通電導體周圍存在磁場④丁圖中開關閉合導體ab向左運動，若同時改變電流方向和磁場方向，導體ab運動方向不改變A．①② B．①②③ C．②③④ D．①③④【答案】D【解析】①圖中閉合電路的一部分導體ab在磁場中做切割磁感線運動，會產生感應電流，這就是電磁感應現象，動圈式話筒的工作原理就是電磁感應現象，故①正確；②乙圖中，材料相同，長度相同，橫截面積越大的導體的電阻越小，故②錯誤；③圖中是奧斯特實驗，該圖中的實驗現象說明通電導體周圍存在著磁場，故③正確；④圖中有電源，是演示磁場對電流作用的實驗裝置，導體受力的方向與電流方向和磁場方向有關，若同時改變電流方向和磁場方向，導體ab運動方向不改變，故④正確。綜上所述，只有D正確。故選D。(2020遂寧)對于下列四個實驗的描述完全正確的有()①甲圖實驗現象說明了動圈式話筒的工作原理②乙圖實驗探究的結論是：材料長度均相同的導體，粗導體的電阻大，細導體的電阻?、郾麍D實驗證明通電導體周圍存在磁場④丁圖中開關閉合導體ab向左運動，若同時改變電流方向和磁場方向，導體ab運動方向不改變A．①② B．①②③ C．②③④ D．①③④【答案】D【解析】①圖中閉合電路的一部分導體ab在磁場中做切割磁感線運動，會產生感應電流，這就是電磁感應現象，動圈式話筒的工作原理就是電磁感應現象，故①正確；②乙圖中，材料相同，長度相同，橫截面積越大的導體的電阻越小，故②錯誤；③圖中是奧斯特實驗，該圖中的實驗現象說明通電導體周圍存在著磁場，故③正確；④圖中有電源，是演示磁場對電流作用的實驗裝置，導體受力的方向與電流方向和磁場方向有關，若同時改變電流方向和磁場方向，導體ab運動方向不改變，故④正確。綜上所述，只有D正確。故選D。小明做了一個如圖所示的裝置，閉合開關，用外力使導體棒ab水平向右移動，發(fā)現導體棒cd也隨之運動起來，實驗裝置中甲部分與___________(填“電動機”或“發(fā)電機”)的工作原理相同，cd棒運動過程中，將電能轉化成___________能?！敬鸢浮?/p>

發(fā)電機

機械【解析】[1]閉合開關，導體ab和cd組成一個閉合電路，甲圖中，閉合電路的一部分導體ab在磁場中進行切割磁感線運動，閉合電路中有了感應電流，這種現象是電磁感應現象，利用電磁感應現象制成了發(fā)電機。[2]電路中有了感應電流之后，感應電流經過導體cd，導體cd成為通電導體在磁場中受力而運動，這是生活中電動機的工作原理，在cd棒運動過程中，是將電能轉化成機械能。(2020沈陽)圖中所示是一款兒童滑板車。當車輪轉動時可自行發(fā)電，使車輪邊緣的LED燈發(fā)光，其發(fā)電的原理與______(選填“動圈式話筒”或“電磁起重機”)相同。逐漸加快滑行速度，LED燈的亮度會______(選填“增強”、“減弱”或“不變”)?！敬鸢浮縿尤κ皆捦苍鰪姟窘馕觥縖1]當車輪轉動時相當于金屬線圈做切割磁感線運動，電路中產生感應電流，使LED發(fā)光，屬于電磁感應現象；動圈式話筒是根據電磁感應現象制成的，電磁起重機利用電流的磁效應。所以其發(fā)電的原理與動圈式話筒相同。[2]逐漸加快滑行速度，線圈切割磁感線運動變快，產生的電流變大，LED燈的亮度會增強。(2021·湖北武漢市·中考真題)某同學用下圖所示的裝置研究電磁感應。(1)如圖甲所示，保持蹄形磁體豎直放置，使導體AB從圖示位置向上運動，電路中______(填“無”或“有”)感應電流；(2)如圖乙所示，保持線圈不動，使蹄形磁體快速向左運動，電流表指針______(填“不會”或“會”)偏轉；(3)利用電磁感應原理工作的裝置有______(填“電鈴”“揚聲器”“電磁起重機”或“動圈式話筒”)?！敬鸢浮坑袝尤κ皆捦病窘馕觥?1)[1]磁體磁感線的方向由N極指向S極，如圖甲所示，保持蹄形磁體豎直放置，使導體AB從圖示位置向上運動，此時導體棒有做切割磁感線運動，所以電路中有感應電流。(2)[2]磁體磁感線的方向由N極指向S極，如圖乙所示，保持線圈不動，使蹄形磁體快速向左運動，此時導體棒切割磁感線，電路中有感應電流，電流表指針會偏轉。(3)[3]導體棒在磁場中做切割磁感線運動，電路中產生感應電流的現象為電磁感應現象，動圈式話筒工作時，當人對著話筒講話時，膜片就隨著聲音顫動，從而帶動連在一起的線圈在磁場中作垂直切割磁感線的運動，從而產生感應電流，所以利用電磁感應原理工作的裝置有動圈式話筒。如圖所示的裝置中，當閉合開關、導體ab中有電流通過時，導體ab就會運動起來。關于這一現象的說法正確的是()A．此現象說明磁可以生電B．在該現象中，機械能轉化為電能C．發(fā)電機是利用這一現象來工作的D．電動機是利用這一現象來工作的【答案】D【解析】A．當閉合開關、導體ab中有電流通過時，導體ab就會運動起來，這說明磁場對電流有力的作用，不是磁可以生電，故A錯誤；B．在該現象中，消耗了電能，并轉化為機械能，故B錯誤；CD．電動機是利用該原理工作的，而發(fā)電機的工作原理是電磁感應現象，故C錯誤，D正確。故選D。(2021·四川瀘州市·中考真題)如圖所示是研究電與磁關系的示意圖，ab為一根電阻不可忽略且能自由移動的導體棒，其中單刀雙擲開關S的c、d兩點為觸點，則下列說法正確的是()A．當單刀雙擲開關S的觸片P置于c點，該裝置相當于電動機的工作原理B．當單刀雙擲開關S的觸片P置于d點，該裝置相當于電動機的工作原理C．撤走蹄形磁鐵，在Q點放置一小磁針，同時將單刀雙擲開關S的觸片置于c點，該裝置可驗證奧斯特實驗D．撤走蹄形磁鐵，在Q點放置一小磁針，同時將單刀雙擲開關S的觸片置于d點，該裝置可驗證奧斯特實驗【答案】AC【解析】AB．當單刀雙擲開關S的觸片P置于c點，電源、開關、導體、導線組成了閉合回路，由電源，故可以成為電動機的原理圖，故A正確；當單刀雙擲開關S的觸片P置于d點時，沒有電源，故是發(fā)電機，故B錯誤；CD．撤走蹄形磁鐵，在Q點放置一小磁針，同時將單刀雙擲開關S的觸片置于c點，有電源，驗證通電導線周圍存在磁場，故該裝置可驗證奧斯特實驗是正確的，故C正確；當單刀雙擲開關S的觸片P置于d點時，沒有電源，沒有電流，故不是奧斯特實驗，故D錯誤。故選AC。如圖所示是揚聲器(喇叭)的結構圖。當揚聲器的線圈中通入攜帶聲音信息的時刻變化的電流時，線圈會在永久磁體的作用下帶動錐形紙盆振動發(fā)聲。下列說法中正確的是()A．揚聲器工作時是將機械能轉化為電能 B．揚聲器工作時線圈中不會有電流C．揚聲器中的永久磁體不會對線圈有作用力 D．揚聲器的工作原理是通電線圈在磁場中受力運動【答案】D【解析】A．動圈式揚聲器在工作過程中消耗了電能，把電能轉化為機械能，故A錯誤；B．動圈式揚聲器工作時線圈會有地電流，故B錯誤；C．當線圈中有電流通過時，揚聲器中的永久磁體會對線圈有作用力，故C錯誤；D．揚聲器的工作原理是磁場對電流有力的作用，故D正確。故選D。(2020河南)在科學晚會上，小明所在的科技小組展示了一個“隔板推物”的節(jié)日，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電路，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．甲線圖相當于電源，乙線圈相當于用電器B．推動甲線圈擺動時電能轉化為機械能C．乙線圈隨之擺動時機械能轉化為電能D．乙線圈擺動是因為通電導線在磁場中受力【答案】AD【解析】A．由題意知，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，相當于電源；乙線圈擺動的原理是通電導體在磁場中受力，相當于用電器，故A正確；B．推動甲線圈擺動時，是把機械能轉化為電能，故B錯誤；C．乙線圈隨之擺動時把電能轉化為機械能，故C錯誤；D．乙線圈相當于電動機，乙線圈擺動的原理是通電導體在磁場中受力，故D正確。如圖1，?表示導線中的電流方向垂直于紙面向里，F是磁場對通電導線的作用力。用Fab、Fcd、Fa'b'、Fc'd'分別表示圖2、3中閉合開關時磁場對導體ab、cd、a'b'、c'd'的作用力，則()A．Fab豎直向上，Fcd豎直向下 B．Fab豎直向下，Fcd豎直向上C．Fa'b'豎直向上，Fc'd'豎直向下 D．Fa'b'豎直向下，Fc'd'豎直向下【答案】B【解析】AB．由圖2可知，線圈右側dc中的電流的方向是向內的，根據磁場方向改變，其受到的磁場力的方向是豎直向上的，ab所受磁場力方向豎直向下，故A不符合題意，B符合題意；CD．由圖3知，線圈左側a′b′電流的方向是向里的，根據磁場方向不變，其受到的磁場力的方向是豎直向下的，c′d′所受磁場力方向豎直向下，故CD不符合題意。答案B。(2020常州)某校剛刷完地坪漆的地下室內。彌漫著刺鼻的油漆味。為加快排出易燃、有毒氣體，興趣小組設計了如圖所示的可調直流排氣扇。直流電動機的工作原理是______。在討論時，物理老師指出該方案的不足：每當線圈平面轉過與磁感線相______(平行/垂直)的位置時，換向器自動改變線圈中電流的方向，電路處于“通路→斷路→通路”快速切換狀態(tài)，極易激發(fā)電火花，成為火災隱患?！敬鸢浮客娋€圈在磁場中受力轉動垂直【解析】[1][2]直流電動機的原理是通電線圈在磁場中受力轉動；換向器是在線圈轉過平衡位置的一瞬間改變線圈中的電流方向，從而改變線圈的受力方向，使得線圈能夠持續(xù)轉動，平衡位置即為線圈平面與磁感線垂直的位置。(2020煙臺)如圖所示，一個綜合實踐小組用一段漆包線繞成線圈abcd，用小刀刮兩端引線的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。將線圈abcd放在用硬金屬絲做成的支架m、n上，并按圖示連接電路，則電磁鐵的上端是______極。閉合開關，用手輕推一下線圈，線圈會持續(xù)轉動，這就是簡易的______(選填“發(fā)電機”或“電動機”)，若只將電源的正負極互換，則線圈轉動方向會與原來的轉動方向______(選填“相同”或“相反”)。【答案】N電動機相反【解析】[1]由圖得，電磁鐵上表面的電流方向向由，由右手安培定則得，電磁鐵的上端是N極。[2]該圖中線圈的轉動是靠通電導體在磁場中受力的作用，電動機就是利用該原理制成的。[3]通電導體在磁場中受力的方向與電流方向和磁場方向有關，只改變電流方向或者只改變磁場方向，通電導體受到的力方向與原來相反。因此若只將電源的正負極互換，則線圈轉動方向會與原來的轉動方向相反。(2020恩施)物理興趣小組在老師的指導下做了一個有趣的“搖繩發(fā)電”實驗。如圖，用根長銅線做跳繩，將它的兩端與固定在地面上的靈敏電流計相連，搖動“跳繩”時，發(fā)現靈敏電流計的指針左右擺動。則兩位同學應站在______方向(選填“東西”、“南北”或“任意”)搖繩可使實驗現象更明顯一點。【答案】東西【解析】[1]用根長銅線做跳繩，將它的兩端與固定在地面上的靈敏電流計相連，搖動“跳繩”時，銅線在地磁場中切割磁感線運動，發(fā)現靈敏電流計的指針左右擺動，說明銅線中有電流產生；因為地磁場的南北與地理南北極相反，且在它們旁邊，所以兩位同學應站在東西方向上搖繩可使實驗現象更明顯一點。實驗小組在“探究什么情況下磁可以生電”的實驗中，連接了如下圖所示的實驗裝置。(1)實驗中是通過觀察__________來顯示電路中是否有電流產生；(2)保持裝置不變，改變開關通斷狀態(tài)，讓導體在磁場中沿不同方向運動，觀察靈敏電流計指針的偏轉情況，記錄在下表中；實驗次數開關磁場方向導體AB的運動情況靈敏電流計的指針偏轉情況1斷開上N下S左右或上下運動不偏轉2閉合上N下S靜止不偏轉3閉合上N下S上下運動不偏轉4閉合上N下S左右運動偏轉(3)分析實驗1和4可知，要想產生電流的條件之一是開關必須____________；(4)分析實驗3和4可知，產生電流的另一個條件是電路中的部分導體必須做____________運動；(5)小明想繼續(xù)探究感應電流的方向與磁場方向的關系，你認為他應控制_______________相同，只改變___________，觀察靈敏電流計的偏轉情況；(6)如下圖所示，a表示垂直于紙面的一根導線，它是閉合電路的一部分，結合上述實驗的結論，判斷以下選項中能讓a在磁場中水平方向左右運動時產生感應電流的有__________?！敬鸢浮?/p>

靈敏電流計的偏轉程度

閉合

切割磁感線

運動方向

磁場方向

CD【解析】(1)[1]閉合開關，當電路中有電流時，靈敏電流計的指針會發(fā)生偏轉。故實驗中是通過觀察靈敏電流計的偏轉程度來顯示電路中是否有電流產生。(3)[2]分析實驗1和4可知，其他條件相同，開關斷開時，靈敏電流計的指針不偏轉，所以要想產生電流的條件之一是開關必須閉合。(4)[3]分析實驗3和4可知，當導體上下運動，即沿著磁感線方向運動時，靈敏電流計的指針不偏轉，即不產生電流。當導體左右運動，即切割磁感線運動時，靈敏電流計的指針偏轉，即產生電流。所以產生電流的另一個條件是電路中的部分導體必須做切割磁感線運動。(5)[4][5]小明想繼續(xù)探究感應電流的方向與磁場方向的關系，根據控制變量法，他應控制運動方向不變，改變磁場方向，觀察靈敏電流計的偏轉情況。(6)[6]AB．由題圖可知，導線a在水平方向左右運動。由AB選項的圖可知，磁體在水平方向放置，磁感線方向也在水平方向，故導線a不做切割磁感線運動，無法產生感應電流。故AB不符合題意；CD．由CD選項的圖可知，磁體在豎直方向放置，磁感線方向也在豎直方向，當導線a在水平方向左右運動時，會做切割磁感線運動，從而產生感應電流。故CD符合題意。故選CD。（2022·廣東廣州）某個LED發(fā)光的顏色與通過其電流方向的關系如圖1（1）該LED在兩次實驗中發(fā)光情況如圖2所示，兩次實驗線圈均在轉動，線圈1煩時針轉動，由此可知線圈2___________轉動（選填“順時針”“逆時針”）。（2）如圖3，導體棒a與該LED相連；在某磁場中，使a垂直于紙面左右往復運動（虛線為運動軌跡），LED交替發(fā)出紅、黃光，則該過程a中電流方向_________（選填“不變”“變化”），該磁場可能的分布包括圖4中哪些選項_____？【答案】①順時針；②變化；③①③④?！窘馕觥浚?）[1]某個LED發(fā)光的顏色與通過其電流方向的關系如圖1，電流方向不同，LED燈發(fā)光顏色不同，由圖可知，兩次燈光顏色不同，證明線圈中的電流方向不同，而電流方向和磁場方向和線圈轉動方向有關，兩圖中磁場方向不同，故線圈轉動方向相同，這樣會導致電流方向不同。故線圈也順時針轉動。（2）[2]電流方向不同，LED燈發(fā)光顏色不同，LED交替發(fā)出紅、黃光，則該過程a中電流方向變化。[3]由電磁感應現象可知，閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，會產生感應電流，所以①③④符合題意，②不符合題意。故選①③④。如圖所示，關于甲、乙、丙、丁四幅圖片，下列說法錯誤的是()A．甲實驗說明通電導體周圍存在著磁場B．乙圖用磁感線正確地描述了磁體外部磁場C．丙實驗說明電磁鐵的磁性強弱與線圈匝數有關D．丁實驗過程中將機械能轉化為電能【答案】D【解析】A．甲圖中，將通電導線放在小磁針上方時，小磁針會發(fā)生偏轉，說明通電導體周圍存在著磁場，故A正確，不符合題意；B．磁體周圍的磁感線是從磁體的N極出發(fā)，回到磁體的S極，故B正確，不符合題意；C．丙圖中兩電磁鐵串聯，則通過的電流相同，它們線圈的匝數不同，兩個電磁鐵吸引小鐵釘的數量不同，說明電磁鐵的磁性強弱與線圈匝數有關，故C正確，不符合題意；D．丁圖中有電源,通電導體在磁場中受到力的作用而發(fā)生運動，將電能轉化為機械能，故D錯誤，符合題意。故選D。（2022·四川涼山）圖中a表示垂直于紙面的一條導線，它是閉合電路的一部分，當它在磁場中按箭頭方向運動是，不能產生感應電流的情況是（）。A B C D【答案】D?！窘馕觥坑葾圖知導體是閉合電路中的導體，導體斜著做切割磁感線運動，所以會產生感應電流，故A正確；由B圖知導體是閉合電路中的導體，導體做切割磁感線運動，所以會產生感應電流，故B正確；由C圖知導體是閉合電路中的導體，并且導體做切割磁感線運動，所以會產生感應電流，故C正確；由D圖知導體是閉合電路中的導體，且導體的運動方向與磁感線平行，即沒有做切割磁感線運動，所以不會產生感應電流，故D錯誤，故選D。某學校初三年級學生開展制作揚聲器的項目式學習。學生們通過視頻了解揚聲器的結構如圖所示。在通電后，觀察到紙盆振動，聽到聲音。磁場對通電導體的作用引起了大家的好奇，于是設計如圖所示實驗進行探究。最終小組合作完成了揚聲器的制作。關于實驗探究，下列說法中正確的是()A．閉合開關，導體AB運動，說明磁場對通電導體有力的作用B．只改變磁場的方向，通電導體在磁場中的受力方向發(fā)生改變C．只改變電流的方向，通電導體在磁場中的受力方向不發(fā)生改變D．通電導體在磁場中運動，消耗了電能，得到了機械能【答案】ABD【解析】A．閉合開關，導體AB中有電流通過時，開始運動，是因為通電導體AB在磁場中受到力的作用，故A正確；B．通電導體在磁場中受力的方向與電流方向及磁場方向有關，只改變磁場的方向，通電導體在磁場中受到力的方向會發(fā)生改變，故B正確；C．通電導體在磁場中受力方向與電流方向及磁場方向有關，只改變電流方向，通電導體在磁場中的受力方向會發(fā)生改變，故C錯誤；D．通電導體在磁場中運動，需要消耗電能，是電能轉化為機械能，故D正確。故選ABD。(2020廣州)矩形銅線框在某磁場中的位置如圖所示，ab、bc、ed和fe段都受到該磁場的作用力，下列哪兩段受到該磁場的作用力方向相同()A．ab段與bc段 B．ab段與ed段C．ab段與fe段 D．fe段與ed段【答案】B【解析】A．磁場的作用力方向與磁場方向和電流方向有關，由圖可知磁場方向不變，由電路分析可知，ab段與bc段的電流方向相反，所以ab段與bc段受到該磁場的作用力方向相反，故A不符合題意；B．由電路分析可知，ab段與ed段的電流方向相同，所以ab段與ed段段受到該磁場的作用力方向相同，故B符合題意；C．由電路分析可知，ab段與fe段的電流方向相反，所以ab段與fe段受到該磁場的作用力方向相反，故C不符合題意；D．由電路分析可知，fe段與ed段的電流方向相反，所以fe段與ed段段受到該磁場的作用力方向相反，故D不符合題意。故選B。某同學研究磁場產生電流的實驗情景如圖所示。導體AB、導線、開關和靈敏電流計組成閉合電路，導體AB用絕緣細線懸掛置于蹄形磁體的磁場中，(導體AB的運動方向用箭頭表示，沒有箭頭表示導體AB處于靜止狀態(tài))，觀察靈敏電流計指針偏轉情況。下列結論中合理的是()A．由甲、乙兩圖可得：電流的產生與導體AB是否切割磁感線有關B．由乙、丙兩圖可得：電流方向與導體AB切割磁感線方向有關C．由丙、丁兩圖可得：電流方向與磁場方向有關D．由乙、丁兩圖可得：電流方向與磁場方向無關【答案】ABC【解析】A．由圖甲和圖乙知道，磁場方向相同，圖甲中導體沒有切割磁感線，電流計指針沒有偏轉，沒有產生電流，圖乙中導體切割磁感線，電流計指針偏轉，產生電流，說明電流的產生與導體AB是否切割磁感線有關，故A符合題意；B．圖乙和圖丙中，磁場方向相同，不同的是導體切割磁感線的方向，感應電流的方向不同，可以說明感應電流的方向與導體切割磁感線的方向有關，故B符合題意；C．圖丙和圖丁中，導體切割磁感線的方向相同，不同的是磁場的方向，感應電流的方向不同，可以說明感應電流的方向與磁場的方向有關，不能說明磁體周圍的磁場方向與電流方向有關，故C符合題意；D．乙、丁兩圖中導體切割磁感線的方向不相同，磁場的方向不同，不能說明感應電流的方向與磁場的方向無關，故D不符合題意。故選ABC。(2020云南)某型號動車組在到站前可以利用減速發(fā)電，原理是高速行駛的列車關閉電源后會繼續(xù)向前運行，車上的電動機線圈隨車輪一起轉動，產生感應電流，并自動輸入電網。這既減少了機械磨損又保護了環(huán)境。圖中與此工作原理相同的是()A．司南B．電磁起重機C．揚聲器D．話簡【答案】D【解析】動車在到站前可以利用減速發(fā)電，原理為電磁感應。A．司南原理為地磁的應用，故A不符合題意；B．電磁起重機原理為通電螺線管周圍產生磁場，故B不符合題意；C．揚聲器原理為通電導體在磁場中受到力的作用，故C不符題意；D．話筒原理為電磁感應，將聲音信號轉化為感應電流記錄下來，故D符合題意。故選D。如圖甲所示，讓一條形磁鐵由靜止從高處釋放，當磁鐵穿過金屬線圈時，線圈中有電流產生，不計空氣阻力，而乙圖中的金屬線圈有一處斷開