20.5磁生电

第二十章 电和磁 第5 节 磁生电 材考点梳理 一、电磁感应： 1 定义： 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流的现象。 2 感应电流：在电磁感应现象中产生的电流。 3 产生感应电流的条件： （1）有闭合电路。 （2）其中一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 4 影响感应电流方向的因素： （1）磁场方向。 （2）导体切割磁感线运动方向。 ▲敲桌子：（1）若磁场方向或导体切割磁感线运 动方向中，只改变一 个，则感应电流方向一定改变， （2）若磁场方向和导体切割磁感线运动方向同时改变，感应电流方向反而不改变。 5 影响感应电流大小的因素： （1）线圈匝数。 （2）磁体磁性强弱。 （3）导体切割磁感线运动的速度。 6 能量转化：机械能转化为电能。 （因为运动，所以有电） 7 法拉第发现电磁感应现象，从而发明了发电机。 二、发电机 1 定义：能够把机械能转化为电能的装置。 2 工作原理： 电磁感应。 3 构造： 磁极、线圈、换向器、电刷。 （或转子和定子） 4 交流电和直流电： （1）直流电方向不改变。 干电池和直流发电机都提供直流电。 （1）交流电：大小和方向作周期性改变的电流。 我国的交流电频率是50Z。 二、发电机和电动机 装置 能量转化 原理 作用 发电机 机械能转化为电能 电磁感应 电源 电动机 电能转化为机械能 通电线圈在磁场里受 用电器 力转动 四、动圈式话筒： 1 原理：电磁感应。 2 传声过程： 声带振动→空气振动→膜片 振动→线圈切割磁感线 运动→产生电流→通过 扬声器发声。 五、三大发现和三大应用： 重难点突破 1、如图是为纪念发现“磁生电”现象的物理学家_______而发行的一枚邮票，该发现推动了世界上第一台 发电机的发明，发电机运用_______原理而把人类社会带进了电气化时代。 三大发现 电磁效应 电磁感应 磁场对电流作用 实验装置 图 发现者 奥斯特 法拉第 / 方向影响 因素 电流磁场方向 与电流方向有 关 感应电流方向与磁 场方向和导体运动 方向有关 通电导体受力方向与 电流方向和磁场方向 有关 能量转化 / 机械能→电能 电能→机械能 三大应用 电磁铁 发电机 电动机 2、如图甲所示是一个麦克风的原理图，麦克风将声音信号转化为电信号的工作原理是______；如图乙所 示是扬声器的结构图，扬声器将电信号转化为声音信号的过程中，发生的能量转化是______。 3、如图所示的实例或原理中，下列表述正确的是( ) 图甲可用来演示发电机原理 B 图乙可用来演示电磁铁磁性强弱与电流的关系 图丙中多个大功率用电器同时使用一个插线板不会有安全隐患 D 图丁中人站在绝缘板凳上，双手同时握住火线和零线不会触电 4、家用电磁炉的内部有一金属线圈，当线圈中通入交流电后会产生变化的磁场。金属器皿放在电磁炉上 时，金属器皿内就会产生电流，将电能转化为内能来加热食物。下列设备中利用“磁生电”原理工作的是( ) 电风扇 B 电饭锅 电磁继电器 D 动圈式话筒 5、磁卡的应用已经十分广泛，刷卡开锁就是一种应用，开锁时将带有磁条的卡靠近感应器，检测头的线 圈中就会产生变化的电流，读取解锁信息。下图能反映刷卡读取信息原理的是( ) B D 6、如图所示，轮滑鞋深受孩子们的喜爱。它的轮子转动时可使轮子边缘的LED 灯闪闪发光，选项中与此工 作原理相同的是( ) 电风扇 B 电磁起重机 扬声器D 动圈式话筒 7、手机无线充电是一种新型的充电方式，其充电原理是当电流流过充电底座发射线圈时会产生磁场，手 机电池接收线圈靠近该磁场时就会产生电流，从而给智能手机充电，如图所示。下列与手机接收线圈工作 原理一致的是( ) 门吸B 电铃 扬声器D 动圈式话筒 8、小明参加社团活动时，想和同学们探究“怎样产生感应电流”?他们用导线将金属棒、开关、灵敏电流 计连接成如图所示的电路。 （1）组装完电路后，闭合开关，此时灵敏电流计的指针_______偏转（选填“会或不会”）； （2）检查电路连接正确，向左移动金属棒，发现灵敏电流计指针向左偏转，初步得出产生感应电流的条 件：_______电路的一部分导体做_______运动； （3）该小组接着改变磁场的方向或运动方向进行了一系列的实验操作，他们探究发现“感应电流的方向 与磁场的方向和_______方向有关”，根据此原理可以制成_______（选填“动圈式扬声器”或“动圈式话 筒”）； （4）小明回家后找到家里的一个小风扇，发现通电后能够转动，则电风扇的工作原理是_______；小明尝 试将电池反向接到电风扇两端，看到电风扇_______（选填“原方向旋转”“不转动”或“反向旋转”）。 参考答 1、答：法拉第；电磁感应 解析：“磁生电”是指电磁感应现象，是由英国科学家法拉第首先发现的。 发电机的原理就是电磁感应现象，人们大量使用的电就是发电机提供的。 2、答：电磁感应现象；电能转化为机械能 解析：当对着麦克风说话时，声音的振动引起麦克风内的线圈做切割磁感线运动，从而产生感应电流，即 音频电流，所以麦克风将声音信号转化为电信号的工作原理是电磁感应现象。 扬声器将电信号转化为声音信号的过程中，音频电信号流过线圈，使线圈在磁场中受到力的作用而产生振 动，从而发出声音，所以发生的能量转化是电能转化为机械能。 3、答： 解析：甲图中，导体棒在磁场中切割磁感线，灵敏电流计指针发生偏转，可用来演示电磁感应现象，是发 电机的原理，故正确； B 乙图中，闭合开关，导体棒在磁场中就会运动起来，可以演示通电导体在磁场中受力而运动，而不是电 磁铁磁性强弱与电流大小的关系，故B 错误； 丙图中多个大功率用电器同时使用一个插线板会造成电流过大，存在安全隐患，故错误； D 人手分别握住火线和零线，则火线——人体——零线形成回路，身体内有电流，故会使人体触电，故D 错误。 4、答：D 解析：电风扇的主要部件是交流电动机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动，从而令风扇叶片转 动，故不符合题意； B 电饭锅利用电流的热效应来加热食物，故B 不符合题意； 电磁继电器的主要部件是电磁铁，是利用电流磁效应工作的，故不符合题意； D 动圈式话筒利用的是电磁感应原理，将导线线圈搭载于振膜上，再置于磁铁的磁场间，随着声压的变化 在磁场中不断运动产生感应电流，从而将声音讯号转变为电讯号，利用的是“磁生电”原理，故D 正确。 故选D。 5、答： 解析：刷卡时，检测头线圈产生感应电流，是电磁感应现象。 图示是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故不符合题意； B 图示是探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，不是利用了电磁感应，故B 不符合题意； 图示是探究电磁感应的实验，说明闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，产生感应电流，故 符合题意； D 图示是通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故D 不符合题意。 6、答：D 解析：轮子转动时，LED 灯闪闪发光，此时的轮子做切割磁感线运动，产生感应电流，LED 灯发光。这是 利用了电磁感应原理。 电风扇是利用电动机工作的，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故不符合题意； B 电磁起重机是利用电流的磁效应工作，电磁铁中有电流通过时产生磁性，故B 不符合题意； 扬声器是通电的线圈在磁场中受到力的作用而运动，带动扬声器的纸盒振动发声，故不符合题意； D 动圈式话筒是线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，利用电磁感应原理工作，故D 符合题意。 故选D。 7、答：D 解析：手机无线充电技术是利用电磁感应原理来工作的。 门吸是利用磁体的磁性来工作的，故不符合题意； B 电铃是利用电流的磁效应来工作的，故B 不符合题意； 扬声器是利用通电导体在磁场中要受到力的作用制成的，故不符合题意； D 动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的，故D 符合题意。 8、答：（1）不会 （2）闭合；切割磁感线 （3）导体切割磁感线；动圈式话筒 （4）通电线圈在磁场中受力转动；反向旋转 解析：（1）组装完电路后，闭合开关，由于导体没有切割磁感线，不会产生感应电流，此时灵敏电流计 的指针不会偏转。 （2）闭合开关后，向左移动金属棒，金属棒切割磁感线，灵敏电流计指针向左偏转，这说明闭合电路中 的部分导体在磁场中做切割磁感线运动才会产生感应电流。 （3）改变磁场的方向，导体切割磁感线方向不变，则灵敏电流计的指针偏转方向改变，说明电流的方向 改变，感应电流的方向与磁场的方向有关；改变导体切割磁感线方向，磁场的方向不变，则灵敏电流计的 指针偏转方向改变，说明电流的方向改变，感应电流的方向与导体切割磁感线方向有关。 动圈式扬声器是将电信号转化成声信号，即其内部有磁铁和线圈，当线圈中通过变化的电流时，该线圈会 在磁场中受力而有规律的振动，进而产生声音，故是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的；动 圈式话筒工作时，声信号转化为电信号，是利用电磁感应的原理制成的。 （4）电风扇里主要部件是电动机，利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。 线圈受力转动方向与电流方向和磁场方向有关，将电池反向接到电风扇两端，电流的方向发生改变，电风 扇反向旋转。