發(fā)電機

 一.高分必知：

1.發(fā)電機原理：電磁感應(yīng)

電磁感應(yīng)定律：閉合電路的部分導體在磁場中切割磁感線運動時,，導體中就會產(chǎn)生電流,，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流,。

   電磁感應(yīng)現(xiàn)象是由英國物理學家法拉第經(jīng)過長達10年的探索,，通過實驗得出的,，所以該原理也叫做法拉第電磁感應(yīng)定律。

★特別提醒：

①影響感應(yīng)電流大小的因素：切割磁感線的速度,、磁場強弱,、切割磁感線的角度。

②影響感應(yīng)電流方向的因素：切割磁感線的方向,、磁場方向,。

③大小和方向隨時間做周期性變化的電流，叫做交流電,；交流發(fā)電機發(fā)出的是交流電,；交流電的周期：在交流電路中，電流經(jīng)歷1個周期性變化所用的時間,，符號：T,，單位：秒，符號：s,。

　　　　　交流電的頻率：每秒電流發(fā)生周期性變化的次數(shù),，符號：f,單位：赫茲,符號：Hz.

我國所用的交流電周期為0.02s,頻率為50Hz.

2.右手定則:伸出右手，使大拇指跟其余四指垂直,，并且都跟手掌在同一個平面內(nèi),，把右手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手掌,，大拇指指向?qū)w切割磁感線運動方向,，則四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向,。(左右手定則可簡記為“左力右電”)

3.能量轉(zhuǎn)化：機械能→電能

二.高分必練：

1.1(09江蘇)在如圖所示的實驗裝置中,用棉線將銅棒ab懸掛于磁鐵N,、S極之間,銅棒的兩端通過導線連接到電流表上.當ab做切割磁感線運動時,能觀察到電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).利用這一現(xiàn)象所揭示的原理,可制成的設(shè)備是(  )   

A.電熨斗   B.電動機     C.電磁繼電器     D.發(fā)電機

【解析】解答：D

1.2(09濟寧）如圖,是小明同學探究“怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流”的實驗裝置.其中ab是一根銅棒,通過導線連接在靈敏電流計的兩接線柱上.實驗時發(fā)現(xiàn),無論怎樣水平移動金屬棒,電流計指針都沒有明顯偏轉(zhuǎn)(儀器,、接觸都完好).請從兩個方面提出改進措施,以使指針偏轉(zhuǎn)明顯：

 【解析】解答：

①換用強磁鐵

②將ab換為多根導線(只要合理即可）

1.3(08山東煙臺)圖6是小明同學為了探究閉合電路的一部分導體在磁場中運動時,產(chǎn)生感應(yīng)電流方向與哪些因素有關(guān)的實驗情景(圖中箭頭表示導體的運動方向).下列分析比較,結(jié)論正確的是(  )

A.比較圖a和b,說明感應(yīng)電流方向與磁場方向有關(guān)

B.比較圖b和c,說明感應(yīng)電流方向與導體運動方向有關(guān)

C.比較圖a和c,說明感應(yīng)電流方向與磁場方向和導體運動方向均無關(guān)

D.由圖d可得出結(jié)論:感應(yīng)電流方向與導體是否運動無關(guān)

【解析】解答：AB　

1.4(09莆田)發(fā)光二極管只允許電流從二極管的正極流入,負極流出.如圖,使磁鐵在線圈中左右移動,此時會看見兩只發(fā)光二極管輪流發(fā)光.該裝置發(fā)光根據(jù)的是    原理,生活中根據(jù)這一原理工作的機器有    .小波同學認為用一只發(fā)光二極管也可以,為什么要用兩只呢?對小波同學的想法,你是如何看待的?

【解析】考察發(fā)光二極管的單向?qū)щ娦?，屬于冷門考點,結(jié)合電磁感應(yīng)去考察，新題!

 答案：電磁感應(yīng)   發(fā)電機     用一只可節(jié)省材料,，但效果不如用兩只的好,。用兩只時，磁鐵不管向左還是向右移動，都可以看到有一只二極管發(fā)光,。

1.5(08南通)發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學家是( )

A.法拉第    B.焦耳   C.奧斯特    D.安培

【解析】 答案：A

1.6(08山東濱州)作為一種應(yīng)急措施,有時也可以用揚聲器代替話筒.如圖所示裝置,人對著揚聲器的錐形紙盆說話,聲音就會使與紙盆相連的線圈在磁場中振動,從而產(chǎn)生隨著聲音的變化而變化的     .這種現(xiàn)象在物理學上稱為      現(xiàn)象.

【解析】 答案：電流　電磁感應(yīng)

1.7(08江蘇泰州)在下圖所示的實驗裝置圖中,能夠說明電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是( )

【解析】解答：B

1.8(08黃石)下圖是某課外活動小組仿制的一個能產(chǎn)生持續(xù)電流的裝置—發(fā)電機,裝有手搖柄（未畫出）的轉(zhuǎn)軸垂直穿過圓盤中心,金屬圓盤放在蹄形磁鐵之間,圓盤的軸心和能在圓盤的邊緣滑動接觸的滑片通過金屬導線與電流表相連.金屬圓盤可以看成是由無數(shù)根長度等于圓盤半徑的導線組成的,圓盤在磁極間不斷轉(zhuǎn)動,每根導線都在做切割磁力線的運動,從而產(chǎn)生持續(xù)電流.當以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動金屬圓盤時,電流表有一定的計數(shù).

 根據(jù)上述材料,，請完成下面的實驗探究填空：

(1)換用     的磁鐵,其它條件不變,發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)增大,說明電流大小跟磁場強弱有關(guān);

(2)換用一個半徑大一些的金屬圓盤,其它條件不變,發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)增大,說明電流大小也跟     有關(guān)；

(3)當圓盤轉(zhuǎn)速增大,其它條件不變時,發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)也增大,說明電流大小還跟     有關(guān).

【解析】解答：

(1)磁性強

(2)切割磁感線的導線的長度

(3)切割磁感線的速度

2.1(09雅安）如圖,AB和CD是兩根固定且平行的水平光滑金屬導軌,符號“×”表示垂直于紙面指向紙面里的磁場的磁感線.現(xiàn)將銅棒EF和GH垂直放在滑軌上,并與金屬導軌接觸良好;當外力拉動GH使其向左移動時,發(fā)現(xiàn)EF在感應(yīng)電流的作用下也向左移動;當拉動GH使其向右移動時,則（?。?/SPAN>

A.銅棒EF不動         B.銅棒EF也向右運動

C.銅棒EF向左運動     D.無法確定是否運動

【解析】電動機原理與發(fā)電機原理,、左手定則與右手定則的巧妙結(jié)合　　

解答：B　

2.2(08江蘇常州)2007年,法國科學家阿爾貝·費爾和德國科學家彼得·格林貝格爾因發(fā)現(xiàn)某些材料的巨磁電阻效應(yīng)（微弱的磁場變化可以導致電阻大小的急劇變化）而共同獲得諾貝爾物理學獎,根據(jù)這一發(fā)現(xiàn),可以制成的產(chǎn)品是( )

A.能夠“讀”出微弱的磁場變化并轉(zhuǎn)換成清晰的電流變化的靈敏磁頭

B.通過微弱電流就能產(chǎn)生強大磁場的電磁鐵

C.當家庭電路過載或短路時能自動熔斷的熔絲

D.能儲存,、釋放大量電能的大容量蓄電池

【解析】解答：A

2.3(09湛江)如圖是“探究導體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”的實驗裝置,閉合開關(guān)后,銅棒ab、電流表,、開關(guān)組成閉合電路.小明將實驗中觀察到的現(xiàn)象記錄在下表中．

(1)小明分析得出:閉合電路中的部分導體在磁場里做     時,導體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流．

(2)比較實驗2和3（或6和7）可知:在磁場方向一定時,感應(yīng)電流的方向與    有關(guān)．

(3)比較實驗2和6（或3和7）可知:       ．

(4)此實驗的研究方法有控制變量法和    法.在此實驗的過程中是    能轉(zhuǎn)化為    能,重要的應(yīng)用是  ．

(5)針對這個實驗小明進行了進一步的探究,他提出了“感應(yīng)電流的大小可能與磁場的強弱有關(guān)”的猜想,除此以外你的猜想是：      ．

①寫出驗證你的猜想的主要步驟．

②你怎樣對實驗結(jié)果進行分析判斷,？

 【解析】解答：

(1)切割磁感線運動（或與磁場方向垂直的運動）

(2)導體切割磁感線運動方向（或?qū)w運動方向）

(3)在導體切割磁感線運動方向（或?qū)w運動方向）不變時,，感應(yīng)電流的方向與磁場方向有關(guān)

(4)轉(zhuǎn)換   機械   電   發(fā)電機（或動圈話筒）

(5)感應(yīng)電流的大小可能與導體切割磁感線運動速度有關(guān)

①主要步驟：保持磁場強弱不變，讓導體ab以不同的速度做切割磁感線運動,，觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度大?。?/SPAN>

②如果電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度相同，說明感應(yīng)電流的大小與導體切割磁感線運動速度無關(guān),；如果電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度不相同,，說明感應(yīng)電流的大小與導體切割磁感線運動速度有關(guān)．

3.1(08云南昆明)如圖所示,abcd是一個“U”型金屬導軌,pq是一根金屬棒,可以在金屬導軌上滑動.金屬導軌處于一個蹄形磁鐵中,一重物通過定滑輪的細繩與金屬棒相連,整個裝置置于水平桌面上并處于靜止狀態(tài).當重物開始下落且pq在磁場內(nèi)運動的過程中( )

  A.回路中有電流,此過程電能轉(zhuǎn)化為機械能

 B.回路中無電流,此過程電能轉(zhuǎn)化為機械能

 C.回路中有電流,此過程機械能轉(zhuǎn)化為電能

 D.回路中無電流,此過程機械能轉(zhuǎn)化為電能

【解析】電磁感應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化,這樣考察還是第一次,！

答案：C

3.2（09貴陽）如圖,虛線區(qū)域內(nèi)的“×”為垂直紙面的磁感線,當金屬框沿光滑絕緣斜面的頂端,由靜止開始滑到底端時,具有的動能為Ｅ₁;若將金屬框換成質(zhì)量相同的塑料框,其他條件不變,塑料框滑到底端時,具有的動能為E₂.請判斷E₁和E₂的大小關(guān)系,并簡要說明判斷理由.(提示:金屬框是導體,有電阻）

【解析】電磁感應(yīng)能量轉(zhuǎn)化,，這樣考察,巧！

答案：⑴Ｅ₁＜Ｅ₂

⑵因為金屬框是導體,，所以它在通過磁場的過程中會因切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,，使一部分機械能轉(zhuǎn)化為電能（電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能），故Ｅ₁＜Ｅ₂.（因為斜面光滑所以塑料框的機械能守恒）