题文

__________________发现了电流周围存在着磁场，发电机是根据___________________现象制成的。

题型：填空题  难度：中档

答案

奥斯特；电磁感应

据专家权威分析，试题“__________________发现了电流周围存在着磁场，发电机是根据____..”主要考查你对  奥斯特的实验，电磁感应的应用（动圈式话筒、发电机）  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

奥斯特的实验电磁感应的应用（动圈式话筒、发电机）

考点名称：奥斯特的实验

• 概述：
      显示通电导线周围存在着磁场的实验。如果在直导线附近（导线需要南北放置），放置一枚小磁针，则当导线中有电流通过时，磁针将发生偏转。这一现象由丹麦物理学家奥斯特于1820年7月通过试验首先发现。
  
       奥斯特实验表明通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场.奥斯特实验揭示了一个十分重要的本质——电流周围存在磁场，电流是电荷定向运动产生的，所以通电导线周围的磁场实质上是运动电荷产生的。

• 奥斯特实验：
  1．实验过程：如下图所示，将一根导线平行地拿到静止小磁针上方，观察导线通电时小磁针是否偏转，改变电流方向，再观察一次。

  2．实验现象：导线通电时小磁针发生偏转，切断电流时小磁针又回到原来位置，当电流方向改变时，磁针的偏转方向也相反。

  3．结论：
  (1)比较甲、乙两图说明通电导体周围存在着磁场。
  (2)比较甲、丙两图说明磁场方向与电流方向有关。

• 用控制变量法研究奥斯特实验中的磁场强弱：
        解答奥斯特实验之类的问题要注意：(1)通电导体周围存在磁场；(2)磁场的方向与电流方向有关。电流方向改变时，磁场方向也随之改变。
        若研究通电导体周围磁场强弱，则需要控制变量。

  例某同学受奥斯特实验的启发，产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣。探究过程如下：
  A．让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意做直线，在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针，发现小磁针静止时N 极指向都与直线垂直；
  B．直线上任意关于导线对称两点处的小磁针N极指向相反；
  C．改变电流大小时，小磁针指向不变；
  D．通过查阅资料得知，通电长直导线外某点的磁场强弱与电流大小成正比，与这一点到直导线的距离成反比。
  (1)做实验时，纸板的俯视图如下，其中“⊙”表示电流方向垂直纸面向外，小磁针涂黑部分为N极。请在右边探究过程纸板的俯视图上作出通电长直导线周围的磁感线分布图。(分布图要能够反映不同位置处磁场的强弱和方向)
  
  (2)若要验证某点磁场强弱与其到通电长直导线距离成反比的结论，应控制_____不变。
  (3)同一通电长直导线周围，离通电导线距离为r 和2r的两点，磁场强弱的比值为_____。

  解析：(1)小磁针静止时N极指向为磁场方向，可以导线为中心多作几条直线，根据题中小磁针N极指向与直线垂直，且都指向逆时针方向，可作出如答案图所示磁感线。
  (2)用控制变量法，因磁场强弱与电流大小和到通电长直导线的距离都有关系，要探究与距离的关系，应保持电流大小不变。
  (3)因磁场强弱与距通电长直导线的距离成反比，距离之比为1：2，则磁场强弱之比为2：1。

  答案：(1)如图所示
  
  (2)电流大小
  (3)2:1

考点名称：电磁感应的应用（动圈式话筒、发电机）

• 发电机：
  1．工作原理：如图所示，交流发电机的发电过程就是闭合线圈在磁场中转动，利用电磁感应现象产生感应电流的，所以其发电原理是电磁感应。
  
  2．能量转化：在发电过程中，发电机把机械能转化为电能。

  麦克风(话筒) ：
  1.  定义：麦克风也叫话筒，它也是一种将振动转换成变化电流的装置。
  
  2.  工作原理：声音是由物体振动产生的，当对着话筒说话时，声音的振动使膜片发生振动，与膜片相连的线圈也随膜片振动的频率而振动，线圈在磁场中运动，能产生感应电流，且电流变化的频率是随声音变化而变化的。即通过电磁感应将声音变成电流。

• 逆向思维法研究电动机和发电机：
      从问题反方向的角度进行研究，即逆向思维法，它是科学探究的重要方法。电动机和发电机都是由线圈和磁体构成，研究问题时注意认清是通电线圈在磁场中受力转动，还是线圈在磁场中做切割磁感线运动。

  例小明将微风电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验，用手快速拨动风扇叶片，这时发现小灯泡发光，微风电风扇居然变成了“发电机”.关于该实验，下列说法正确的是(   )
  
  A．电风扇发电的原理是电磁感应
  B．电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用
  C．电风扇发电过程是把电能转化为机械能
  D．小灯泡发光是把光能转化为电能

  解析：电动机的基本构造与发电机相同，都是由线圈和磁体组成的。当旋转电风扇时，会带动里面的线圈转动，切割磁感线，从而产生电流，这是电磁感应现象，将机械能转化为电能。

  答案：A

• 变压器与电能的输送：
      变压器的工作原理是电磁感应，它能将输入变压器的交流电压升高(升压变压器)，也可以降低(降压变压器)。变压器不能改变直流电的电压。从发电厂发出的电能，先经过变压器把电压升高，把高压电输送到远方的用户附近，再经过变压器把电压降低，供给用户使用。由于输电线有电阻，因而在电能的输送过程中，不可避免地有电能损失。在输送功率一定的情况下，由I=P／U可知，提高输电电压能够减小输电电流，又由Q=I²Rt可知在输电线上的发热损失减少。为了减少电能损失，远距离输电要用高电压。