20.5 磁生电（专题训练）【七大题型】（解析版）

205 磁生电（专题训练）【七大题型】 【题型1 电磁感应现象】.........................................................................................................................................1 【题型2 产生感应电流的条件】.............................................................................................................................7 【题型3 探究电磁感应现象的实验】.................................................................................................................... 11 【题型4 交流电】................................................................................................................................................... 14 【题型5 发电机的构造和原理】...........................................................................................................................16 【题型6 动圈式话筒的原理】...............................................................................................................................22 【题型7 电磁相互作用】.......................................................................................................................................26 【题型1 电磁感应现象】 1．（2023•惠农区二模）电子车票，也称“无纸化”车票，乘客上购票后，直接通过“刷 身份证”即可顺利进站。乘客进站时将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电 流，从而识别乘客身份。图中能说明这一原理的是（ ） ． B． ． D． 【答】B 【分析】“刷身份证”是利用电磁感应原理，分析下面四幅图，找出符合题意的选项即 可。 【解答】解：由题意可知，“刷身份证”时会产生感应电流，即由磁产生电，有感应电 流产生，所以其工作原理为电磁感应现象； 、图中有电源，为电动机的工作原理，是根据通电导体在磁场中受力而运动的原理制成 的，故不符合题意； B、图中没有电源，为发电机的工作原理，是根据电磁感应现象制成的，故B 符合题意； 、图示为奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，故不符合题意； D、图示的实验是探究通电螺线管的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系，运用了电 流的磁效应，故D 不符合题意。 故选：B。 2．（2023•无锡模拟）已知甲图装置是通电螺线管，右侧放有小磁针，通电后小磁针如图 所示。乙图装置是条形磁铁。两装置正上方均有一根垂直于纸面的导线，它是闭合电路 的一部分。导线均以速度v 按箭头方向做切割磁感线运动，下列说法正确的是（ ） ．两图中获得的感应电流方向相同 B．两图中获得的感应电流方向相反 ．两图中都不能获得感应电流 D．无法判断 【答】 【分析】（1）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应 电流，这种现象叫电磁感应现象。 （2）感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关。 （3）根据安培定则来判断通电螺线管的磁极。 【解答】解：根据安培定则和小磁针极的方向，左图中线圈左端为极；可见两图中磁场 方向相同，在磁体上部，磁感线都是从左向右方向，当闭合电路一部分导体向上运动时， 切割磁感线，所以会产生感应电流；因为磁场方向和切割磁感线方运动向相同，所以产 生感应电流的方向相同。故正确，BD 错误。 故选：。 3．（2023•东莞市校级二模）旱冰鞋的四个轮子会发光，原理是滑动的时候正在做切割磁 感线运动。下列选项中和轮子发光的原理相同的是（ ） ．图甲：通电导线在磁场受到了力的作用 B．图乙：动圈式话筒 ．图丙：电磁继电器 D．图丁：奥斯特实验 【答】B 【分析】产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动，就会 产生感应电流；电磁感应现象中消耗了机械能，得到了电能，感应电流的方向与磁场方 向和导体运动的方向有关。 【解答】解：观察轮子部分构造可知，溜冰时磁环随轮轴转动，相当于金属线圈做切割 磁感线运动，电路中产生感应电流，使二极管发光，属于电磁感应现象； 、通电导线在磁场受到了力的作用，说明磁场对电流的作用；故不符合题意； B、动圈式话筒利用的是电磁感应原理，与轮子的发光原理相同；故B 符合题意； 、电磁继电器是利用通电螺线管具有磁性，吸引衔铁，使工作电路接通。它的实质是一 个开关，故不符合题意。 D、该实验是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场；故D 不符合题意。 故选：B。 4．（2023•辽宁模拟）如图所示是探究电与磁关系的部分实验装置，在线圈导线的自由端 M 之间接入不同元件可以进行不同的探究，下列说法正确的是（ ） ．接入灵敏电流计，可探究电磁感应现象 B．接入电源，探究的是电磁铁的工作原理 ．接入电源，蹄型磁体相当于电路中的用电器 D．接入发光二极管，使线圈左右运动，二极管能持续发光 【答】 【分析】（1）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应 电流，这种现象叫电磁感应现象，发电机和动圈式话筒就是利用该原理制成的。 （2）通电导体在磁场中会受到力的作用。 【解答】解：．在线圈导线的自由端M 之间接入灵敏电流计，线圈在磁场中做切割磁 感线运动，产生感应电流，可以探究电磁感应现象，故正确； B．在线圈导线的自由端M 之间接入电源，线圈中有电流通过时会发生运动，探究磁场 对通电导体有力的作用，线圈消耗电能，相当于电路中的用电器，故B 错误； D．在线圈导线的自由端M 之间接入发光二极管，使线圈左右运动，产生电流的方向不 断变化，而二极管具有单向导电性，故二极管不能持续发光，故D 错误。 故选：。 5．（2023•宝安区校级三模）声呐是利用声波对水下目标进行探测的设备。换能器是声呐 中的重要器件，它是声能与其它形式的能相互转换的装置。它有两个用途：一是在水下 发射声波，称为“发射换能器”，相当于扬声器；二是在水下接收声波，称为“接收换 能器”，相当于传声器（俗称“麦克风”或“话筒”）。关于对声呐的描述，下列说法 正确的是（ ） ．声呐利用换能器实现声能与其他能量的转换，说明声音可以传递信息 B．声呐的本质是利用次声波回声定位 ．接收换能器的原理是电磁感应现象 D．发射换能器工作时将声能转化为电能 【答】 【分析】（1）声音可以传递信息，也能够传递能量。 （2）频率高于20000z 的声波称为超声波，低于20z 的声波叫次声波； （3）动圈式话筒是根据电磁感应现象来工作的； （4）扬声器是把电信号转变为声信号的装置，是利用通电导体在磁场中受到力的作用 的原理来工作的，将电能转化为声能。 【解答】解：、声呐利用换能器实现声能与其他能量的转换，说明声音可以传递能量， 故错误； B、声呐的本质是利用超声波回声定位，故B 错误； 、传声器（俗称“麦克风”或“话筒”）是利用电磁感应原理制成的，故正确； D、“发射换能器”相当于扬声器，将电能转换为声能，故D 错误。 故选：。 6．（2023•广饶县校级模拟）如图所示，小华运用电磁感应技术对智能手机进行无线充电， 其主要工作原理如下：电源的电流通过充电底座中的送电金属线圈时产生变化的磁场， 带有金属线圈的智能手机靠近它就能产生 感应电流 ， 动圈式话筒 （选填“动 圈式话筒”或“扬声器”）的工作原理与之相同。 【答】感应电流；动圈式话筒。 【分析】通电导体的周围存在磁场；无线充电器是指利用电磁感应原理进行充电的设备， 原理类似于变压器。在发送和接收端各有一个线圈，发送端线圈连接有线电源产生电磁 信号，接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电，据此分析。 【解答】解：手机中的线圈，能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手机电池充电， 是利用电磁感应原理工作的；扬声器的工作原理通电导体在磁场中受力运动，动圈式话 筒是利用电磁感应原理制成的，动圈式话筒的工作原理与之相同。 故答为：感应电流；动圈式话筒。 7．（2023•惠州校级一模）如图所示，闭合开关，导体b 在磁场中左右做切割磁感线磁运 动，则电流计指针会来回摆动，根据这原理可以制成 发电机 （选填“电动机”或 “发电机”），从而实现将 机械 能转化为 电 能。 【答】发电机；机械；电。 【分析】（1）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应 电流，这种现象叫电磁感应现象； （2）发电机的原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能。 【解答】解：如图所示，闭合开关，导体b 在磁场中左右做切割磁感线磁运动，则电流 计指针会来回摆动，是电磁感应现象，根据这原理可以制成发电机，从而实现将机械能 转化为电能。 故答为：发电机；机械；电。 8．（2023•沂源县一模）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 电磁感 应 现象，产生了电流， 发电机 （选填“发电机”或“电动机”）就是根据这一原 理制成的，LED 灯是由 半导体 （选填“半导体”或“超导体”）材料制成的发光 二极管。 【答】电磁感应；发电机；半导体。 【分析】（1）闭合电路中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）电磁感应，是发电机的原理； （3）LED 灯的制作材料是半导体。 【解答】解：小朋友玩的旱冰鞋，其内部虽然没有电池，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，发生了电磁感应现象，产生 了感应电流；发电机是根据电磁感应的原理制成的；LED 灯是由半导体材料制成的发光 二极管。 故答为：电磁感应；发电机；半导体。 9．（2022•恩施州模拟）小明同学在学习了“电与磁”的知识后，突发奇想地制作了如下 图所示的“小实验”。在实验中，小灯泡的亮度总比直接用该电池组给小灯泡供电 暗 （亮/暗），其主要原因是 电能有损耗 。小明的设计应用“电与磁”的知识中物理 原理有：（1） 电磁感应 ；（2） 磁场对电流的作用 。 【答】见试题解答内容 【分析】根据能量转化进行分析，将灯泡直接接在电池组两端，电能转化为光能；而通 过发电机后，有一部分能量将转化为电动机的机械能； 电动机是利用磁场对通电导体有力的作用工作的；发电机是利用电磁感应工作的。 【解答】解：因为电池组的电能一部分转化电动机和发电机的机械能，一部分转化为电 能，因此小灯泡的亮度总比直接用该电池组给小灯泡供电时要暗； 该实验中运用了电动机的原理和发电机的原理，即磁场对电流的作用和电磁感应。 故答为：暗；电能有损耗；电磁感应；磁场对电流的作用。 10．（2022•清河区校级模拟）电动牙刷已走进普通百姓家，相比普通牙刷，它不但省时而 且刷得更干净。电量耗尽后，将其放入无线充电底座上充电即可。回答下列问题： （1）电动牙刷工作时，发生的能量转化是什么？ （2）无线充电利用了什么原理？ （3）它的橡胶手柄带有凸凹花纹的目的是什么？ 【答】（1）电动牙刷工作时，将电能转化为机械能； （2）无线充电利用了电磁感应原理； （3）它的橡胶手柄带有凸凹花纹，是通过增大接触面的粗糙程度，增大摩擦力。 【分析】（1）电动牙刷是利用电能工作的，消耗电能，得到机械能； （2）电磁感应现象，即闭合电路中一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生电流 的现象； （3）摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关。 【解答】答：（1）电动牙刷工作时，将电能转化为机械能； （2）无线充电利用了电磁感应原理； （3）它的橡胶手柄带有凸凹花纹，是通过增大接触面的粗糙程度，增大摩擦力。 【题型2 产生感应电流的条件】 11．（2023•海南模拟）如图是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置，下列说法正确 的是（ ） ．磁体不动，导体B 向左快速运动，指针不偏转 B．导体B 不动，磁体水平向右快速运动，指针会偏转 ．磁体不动，导体B 竖直向上运动，指针会偏转 D．导体B 不动，磁体竖直向下运动，指针会偏转 【答】B 【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流， 这种现象叫电磁感应现象。 【解答】解：、磁体不动，导体B 向左快速运动，导体切割磁感线，指针会偏转，故错 误； B、导体B 不动，磁体水平向右快速运动，导体切割磁感线，指针会偏转，故B 正确； 、磁体不动，导体B 竖直向上运动，导体不切割磁感线，指针不会偏转，故错误； D、导体B 不动，磁体竖直向下运动，导体不切割磁感线，指针不会偏转，故D 错误。 故选：B。 12．（2023•龙岗区校级三模）如图所示，对下列现象相应的说明正确的是（ ） ． 左右移动导体棒b，灵敏电流计指针偏转，说明导体在磁场中 运动时一定产生电流 B． 小磁针发生偏转，说明磁场能产生电流 ． 该实验说明异名磁极相斥，同名磁极相吸 D． 地球外部空间磁场的磁感线从地理南极附近穿出，地理北极 附近穿入 【答】D 【分析】（1）产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动； （2）奥斯特实验证明通电导体周围存在磁场； （3）异名磁极相吸，同名磁极相斥； （4）地球的周围存在着磁场，地磁北极在地理的南极附近，地磁南极在地理北极附近。 【解答】解：、图中是电磁感应实验，只有部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，闭 合电路中才会产生感应电流，故错误； B、小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场，故B 错误； 、该实验说明异名磁极相吸，同名磁极相斥，故错误； D、地球的周围存在着磁场，地磁北极在地理的南极附近，地磁南极在地理北极附近， 在磁感线外部，磁感线从极发出回到磁体的S 极，所以地球外部空间磁场的磁感线从地 理南极附近穿出，地理北极附近穿入，故D 正确。 故选：D。 13．（2023•红山区校级三模）如图所示，甲、乙、丙、丁是四幅图，对它们解释合理的是 （ ） ．甲实验说明这是远视眼 B．乙实验说明倒影是由光的折射形成的 ．丙实验说明电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关 D．丁实验说明导体在磁场中运动时，就一定产生电流 【答】 【分析】（1）近视眼需要配戴凹透镜矫正，远视眼需要配戴凸透镜矫正； （2）平面镜成像是由光的反射形成的； （3）影响电磁铁磁性大小的因素：电流大小、线圈的匝数； （4）产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 【解答】解：、甲图中的透镜是凹透镜，凸透镜对发散具有会聚作用，可以矫正近视眼， 故错误； B、乙中的倒影属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故B 错误； 、丙实验中，两图中滑动变阻器滑片位置不同，通过电磁铁的电流不同，电磁铁线圈的 匝数相同，吸引的大头针的个数不同，所以能说明电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关， 故正确； D、丁实验中导体棒在磁场中做切割磁感线运动时，才能产生感应电流，故D 错误。 故选：。 14．（2023•通州区模拟）（多选）关于电磁现象，下列说法中正确的有（ ） ．磁场是由磁感线组成的 B．导线中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场 ．利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场分布与方向 D．闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中一定产生电流 【答】BD 【分析】（1）磁感线不是真实存在的； （2）电荷的定向移动形成电流，电流周围存在着磁场； （3）铁屑可以检验磁体周围磁场的分布情况； （4）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流。 【解答】解：、磁感线是科学家为了研究起来形象、直观，是通过想象而描绘出来的， 所以不是真实存在的，故错误； B、导体中的负电荷的定向移动，形成电流，且电流周围存在磁场，故导体中的负电荷 在做定向移动时一定产生磁场，故B 正确； 、利用铁屑检验磁体周围磁场分布情况，但判断不出磁场的方向，故错误； D、只有闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，故D 正 确； 故选：BD。 15．（2023•蚌山区三模）图中所示是闭合电路的一部分导体在磁极间的运动情形。图中 “小圆圈”代表导体的横截面，“”、“b”、“”、“d”表示导体运动过程中四个不同 位置，“箭头”表示导体的运动方向。导体运动过程中，与“”位置产生感应电流方向 相反的是 位置。 【答】 【分析】闭合电路的一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；感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关。 【解答】解：磁感线方向是从到S，导体运动到、位置时，做切割磁感线运动，能产生 感应电流；、的磁场方向相同，运动方向相反，产生的感应电流方向相反。 故答为：。 16．（2023•靖边县校级二模）按要求完成填空。 （1）如图甲所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，可观察到乒乓球被弹开， 说明发声的物体在 振动 。 （2）如图乙所示，在空玻璃杯里放一个乒乓球，沿图示方向用力吹气，乒乓球跳出玻 璃杯，此现象可以说明流速大的位置压强 小 。 （3）如图丙所示，是探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与 电阻 关系 的实验装置。 （4）如图丁所示，闭合开关，保持导体b 不动，使蹄形磁体快速向左运动，灵敏电流 计指针 会 （选填“会”或“不会”）偏转。 【答】（1）振动；（2）小；（3）电阻；（4）会 【分析】（1）声音是由于物体的振动产生的； （2）用力吹气，根据流体的流速增大压强减小，使乒乓球上方空气的流速增大压强减 小； （3）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其 中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变； （4）产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 【解答】解：（1）乒乓球接触正在发声的音叉，乒乓球被弹开，说明发声的音叉在振 动； （2）当用力吹气时，增大乒乓球上方的空气的流动速度，压强减小，乒乓球下面的压