发电机原理

发电机原理（即电磁感应定律）、右手定则) 收藏人：阳光青春 2013-11-03 | 阅：1 转：7 | 分享 | 来源 发电机 一.高分必知： 1.发电机原理：电磁感应 电磁感应定律：闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。 电磁感应现象是由英国物理学家法拉第经过长达10年的探索，通过实验得出的，所以该原理也叫做法拉第电磁感应定律。 ★特别提醒： ①影响感应电流大小的因素：切割磁感线的速度、磁场强弱、切割磁感线的角度。 ②影响感应电流方向的因素：切割磁感线的方向、磁场方向。 ③大小和方向随时间做周期性变化的电流，叫做交流电；交流发电机发出的是交流电；交流电的周期：在交流电路中，电流经历1个周期性变化所用的时间，符号：T，单位：秒，符号：s。 　　　　　交流电的频率：每秒电流发生周期性变化的次数，符号：f,单位：赫兹,符号：Hz. 我国所用的交流电周期为0.02s,频率为50Hz. 2.右手定则:伸出右手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手掌，大拇指指向导体切割磁感线运动方向，则四指所指的方向就是感应电流的方向。(左右手定则可简记为“左力右电”) 3.能量转化：机械能→电能 二.高分必练： 1.1(09江苏)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.当ab做切割磁感线运动时,能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.电熨斗 B.电动机 C.电磁继电器 D.发电机 【解析】解答：D 1.2(09济宁）如图,是小明同学探究“怎样产生感应电流”的实验装置.其中ab是一根铜棒,通过导线连接在灵敏电流计的两接线柱上.实验时发现,无论怎样水平移动金属棒,电流计指针都没有明显偏转(仪器、接触都完好).请从两个方面提出改进措施,以使指针偏转明显： 　 　　　　 【解析】解答： ①换用强磁铁 ②将ab换为多根导线(只要合理即可） 1.3(08山东烟台)图6是小明同学为了探究闭合电路的一部分导体在磁场中运动时,产生感应电流方向与哪些因素有关的实验情景(图中箭头表示导体的运动方向).下列比较,结论正确的是( ) A.比较图a和b,说明感应电流方向与磁场方向有关 B.比较图b和c,说明感应电流方向与导体运动方向有关 C.比较图a和c,说明感应电流方向与磁场方向和导体运动方向均无关 D.由图d可得出结论:感应电流方向与导体是否运动无关 【解析】解答：AB　 1.4(09莆田)发光二极管只允许电流从二极管的正极流入,负极流出.如图,使磁铁在线圈中左右移动,此时会看见两只发光二极管轮流发光.该装置发光根据的是 原理,生活中根据这一原理工作的机器有 .小波同学认为用一只发光二极管也可以,为什么要用两只呢?对小波同学的想法,你是如何看待的? 　　　　　　　 　　　　　 【解析】考察发光二极管的单向导电性，属于冷门考点,结合电磁感应去考察，新题! 答案：电磁感应 发电机 用一只可节省，但效果不如用两只的好。用两只时，磁铁不管向左还是向右移动，都可以看到有一只二极管发光。 1.5(08南通)发现电磁感应现象的科学家是( ) A.法拉第 B.焦耳 C.奥斯特 D.安培 【解析】 答案：A 1.6(08山东滨州)作为一种应急措施,有时也可以用扬声器代替话筒.如图所示装置,人对着扬声器的锥形纸盆说话,声音就会使与纸盆相连的线圈在磁场中振动,从而产生随着声音的变化而变化的 .这种现象在物理学上称为 现象. 【解析】 答案：电流　电磁感应 1.7(08江苏泰州)在下图所示的实验装置图中,能够说明电磁感应现象的是( ) 【解析】解答：B 1.8(08黄石)下图是某课外活动小组仿制的一个能产生持续电流的装置—发电机,装有手摇柄（未画出）的转轴垂直穿过圆盘中心,金属圆盘放在蹄形磁铁之间,圆盘的轴心和能在圆盘的边缘滑动接触的滑片通过金属导线与电流表相连.金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的,圆盘在磁极间不断转动,每根导线都在做切割磁力线的运动,从而产生持续电流.当以某一转速匀速转动金属圆盘时,电流表有一定的计数. 　　　　　 　 根据上述材料，请完成下面的实验探究填空： (1)换用 的磁铁,其它条件不变,发现电流表读数增大,说明电流大小跟磁场强弱有关; (2)换用一个半径大一些的金属圆盘,其它条件不变,发现电流表读数增大,说明电流大小也跟 有关； (3)当圆盘转速增大,其它条件不变时,发现电流表读数也增大,说明电流大小还跟 有关. 【解析】解答： (1)磁性强 (2)切割磁感线的导线的长度 (3)切割磁感线的速度 2.1(09雅安）如图,AB和CD是两根固定且平行的水平光滑金属导轨,符号“×”表示垂直于纸面指向纸面里的磁场的磁感线.现将铜棒EF和GH垂直放在滑轨上,并与金属导轨接触良好;当外力拉动GH使其向左移动时,发现EF在感应电流的作用下也向左移动;当拉动GH使其向右移动时,则（　） 　　　　　　 A.铜棒EF不动 B.铜棒EF也向右运动 C.铜棒EF向左运动 D.无法确定是否运动 【解析】电动机原理与发电机原理、左手定则与右手定则的巧妙结合　　 解答：B　 2.2(08江苏常州)2007年,法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔因发现某些材料的巨磁电阻效应（微弱的磁场变化可以导致电阻大小的急剧变化）而共同获得诺贝尔物理学奖,根据这一发现,可以制成的产品是( ) A.能够“读”出微弱的磁场变化并转换成清晰的电流变化的灵敏磁头 B.通过微弱电流就能产生强大磁场的电磁铁 C.当家庭电路过载或短路时能自动熔断的熔丝 D.能储存、释放大量电能的大容量蓄电池 【解析】解答：A 2.3(09湛江)如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置,闭合开关后,铜棒ab、电流表、开关组成闭合电路.小明将实验中观察到的现象记录在下表中． 　　　　 次数 开关 磁场方向 导体ab的运动方向 电流表指针的偏转方向 1 断开 上N下S 向右运动 不偏转 2 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转 3 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转 4 闭合 上N下S 向上运动 不偏转 5 闭合 上S下N 向下运动 不偏转 6 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转 7 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转 (1)小明分析得出:闭合电路中的部分导体在磁场里做 时,导体中就会产生感应电流． (2)比较实验2和3（或6和7）可知:在磁场方向一定时,感应电流的方向与 有关． (3)比较实验2和6（或3和7）可知: ． (4)此实验的研究有控制变量法和 法.在此实验的过程中是 能转化为 能,重要的应用是 ． (5)针对这个实验小明进行了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想,除此以外你的猜想是： ． ①写出验证你的猜想的主要步骤． ②你怎样对实验结果进行分析判断？ 【解析】解答： (1)切割磁感线运动（或与磁场方向垂直的运动） (2)导体切割磁感线运动方向（或导体运动方向） (3)在导体切割磁感线运动方向（或导体运动方向）不变时，感应电流的方向与磁场方向有关 (4)转换 机械 电 发电机（或动圈话筒） (5)感应电流的大小可能与导体切割磁感线运动速度有关 ①主要步骤：保持磁场强弱不变，让导体ab以不同的速度做切割磁感线运动，观察电流表指针偏转幅度大小． ②如果电流表指针偏转幅度相同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度无关；如果电流表指针偏转幅度不相同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关． 3.1(08云南昆明)如图所示,abcd是一个“U”型金属导轨,pq是一根金属棒,可以在金属导轨上滑动.金属导轨处于一个蹄形磁铁中,一重物通过定滑轮的细绳与金属棒相连,整个装置置于水平桌面上并处于静止状态.当重物开始下落且pq在磁场内运动的过程中( ) A.回路中有电流,此过程电能转化为机械能 B.回路中无电流,此过程电能转化为机械能 C.回路中有电流,此过程机械能转化为电能 D.回路中无电流,此过程机械能转化为电能 【解析】电磁感应中能量的转化,这样考察还是第一次！ 答案：C 3.2（09贵阳）如图,虚线区域内的“×”为垂直纸面的磁感线,当金属框沿光滑绝缘斜面的顶端,由静止开始滑到底端时,具有的动能为Ｅ1;若将金属框换成质量相同的塑料框,其他条件不变,塑料框滑到底端时,具有的动能为E2.请判断E1和E2的大小关系,并简要说明判断理由.(提示:金属框是导体,有电阻） 【解析】电磁感应能量转化，这样考察,巧！ 答案：⑴Ｅ1＜Ｅ2 ⑵因为金属框是导体，所以它在通过磁场的过程中会因切割磁感线产生感应电流，使一部分机械能转化为电能（电能又转化为内能），故Ｅ1＜Ｅ2.（因为斜面光滑所以塑料框的机械能守恒）