物理九年级下册 电与磁中考真题汇编解析版.docx
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物理九年级下册电与磁中考真题汇编解析版
物理九年级下册电与磁中考真题汇编[解析版]
一、三物理电与磁易错压轴题(难)
1.在安装直流电动机模型的实验中,小明将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示:
(1)小明闭合开关,发现线圈不转,他用手轻轻转了一下线圈,电动机模型开始正常转动。
线圈原来不转的原因是_______;
(2)若要电动机转速加快,小明应将滑动变阻器的滑片向_______移动;
(3)接下来,小明把永磁铁换成图乙所示的电磁铁,并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连,使电磁铁线圈与电动机模型线圈并联后,合用一个电源。
当对调接在电源正、负极上的导线时,电动机线圈转动的方向会不会改变?
答:
_______,理由是_______;
(4)完成以上实验后,小明取下图甲中的电源换上小灯泡,在模型的转轴上绕上细线,如图丙所示,然后快速拉动细线,使线圈转动起来,结果小灯泡发光,此时这模型就相当于_______机。
【答案】线圈刚好处在平衡位置左不会电流方向和磁场方向同时改变发电
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]线圈不转,用手轻轻转了一下线圈,电动机模型开始正常转动,说明线圈原先刚好处在平衡位置。
(2)[2]要使电动机转速变快,就要增大电流,所以滑动变阻器电阻应变小,即滑片要向左移动。
(3)[3][4]电磁铁和线圈共用一个电源,当对调电源正负极时,电磁铁的磁场方向改变,线圈中的电流方向也发生改变,所以电动机的转向不变。
(4)[5]拉动细线,线圈转动,切割磁感线,产生感应电流,所以是发电机的模型。
2.如图所示电路,是某学校楼道自动控制照明系统,R3是一光敏电阻,其阻值随“光照度E“的增大而减小,且成反比,其具体关系如下表所示(光照度E的单位是:
勒克斯,符号Lx:
光越强,光照度越大),
光照度E/Lx
0.5
1
1.5
2
2.5
3
光敏电用R3阻值/Ω
60
30
20
15
12
10
(1)根据表格中数据写出光敏电阻的阻值R3与光照度E的函数关系式_________________;
(2)当线圈中电流减小至10mA时,电磁继电器衔铁被弹簧拉起,启动照明系统,利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0Lx时,照明系统内照明灯自动工作。
若已知控制电路电源电压Uv,电磁继电器线圈电阻为R1Ω.滑动变阻器最大阻值为R2Ω。
闭合开关,把滑片移到b端,则可得到照明系统启动时的光照度E0=______________。
【答案】
【解析】
【详解】
(1)[1]由表格数据可知,光照度与光敏电阻R3阻值的乘积相等,
E×R3=0.5lx×60Ω=30lx•Ω
即:
;
(2)[2]闭合开关S,将滑片P移至b端,变阻器接入电路中的电阻最大,由题可知,当线圈中电流减小至I0=10mA=0.01A时,电磁继电器衔铁被弹簧拉起,启动照明系统,所以,电路中的总电阻:
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R3的阻值:
R3=R总-R1-R2=100U-R1-R2,
根据第一步的结果可知:
。
3.某学校课外科技兴趣小组在物理老师的指导下设计了一个实验装置如图所示,用来探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”,它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管(线圈电阻忽略不计)和自制的针式刻度板组成,通过观察指针偏转角度的大小,来判断电磁铁磁性的强弱.用竹片削制的指针下方加装固定一物体E,导线a与接线柱2相连.
制定计划与设计实验
(1)为了使指针在受磁场力的作用在能绕O点转动,需在E处加装___________(选填“铜块”、“铝块”或“铁块”),加装物体后,为了确保指针能正确指示且具有一定的灵敏度,老师在O点转轴处涂抹润滑油,目的是___________,使指针转动更灵活.
(2)按图所示连接好电路,闭合开关.调节变阻器滑片P到某一位置,记下此时指针偏转的角度,保持滑片P位置不变,导线a改为与接线柱1相连,可以探究电磁铁磁性强弱与___________的关系;保持接线方式不变,移动变阻器滑片P,可以探究电磁铁磁性强弱与___________的关系;
进行实验与收集证据
(3)保持滑片P位置不变,导线a改为与接线柱1相连时,闭合开关后,指针偏转的角度将会___________;当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,指针偏转的角度将会___________(选填“增大”、“不变”或“减小”);
评估交流
(4)细心观察的小锋同学发现在实验过程中该自制装置的指针均向右偏转,只是偏转角度不同,该同学向老师提出能否让指针向左偏转,老师马上将一块小磁铁换装在如图的E处,且让磁铁的右端为___________极,闭合开关后,同学们发现指针果然向左偏转.
(6)你认为该装置中指针的偏转角度大小可能还与___________有关(写出一个即可).
【答案】铁块减小摩擦线圈匝数电流大小增大减小N铁芯大小;通电螺线管(或电磁铁)与指针间的距离;指针质量(或重).
【解析】
(1)磁铁可以吸引铁块,不吸引铜、铝物质,故需要加装铁块;在O点转轴处涂抹润滑油可以使接触面变光滑,减小了摩擦;
(2)①保持滑片P位置不变,也就是电流不变,导线a改为与接线柱1相连,增加了线圈匝数,因此可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系;
②保持接线方式不变,也就是线圈匝数不变,移动变阻器滑片P,可以改变电流,因此可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系;
(3)①保持滑片P位置不变,即电流不变,导线a改为与接线柱1相连时,线圈匝数增多闭合开关后,电磁铁磁性增强,指针偏转的角度将会增大;②当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,接入电路电阻增大,电流减小,磁性减弱,所以指针偏转的角度将会减小;
(4)由图中通电线圈电流流入方向,利用右手螺旋定则可以判断出通电线圈左端为N极,右端为S极,在E出放小磁铁让磁铁的右端为N极、左端为S极时,通电线圈右端S极与小磁铁左端为S极就会相互排斥,指针就会向左偏转;
(5)该装置中指针的偏转角度大小要受磁力大小、竹片削制的指针质量、电磁铁距离指针的距离等因素影响,所以可以改变铁芯的大小来改变磁性,也可以改变竹片削制的指针质量,这样摆动起来更轻松.
4.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,实验室准备的器材有:
电源、开关、导线、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。
利用上述器材,制成简易电磁铁甲和乙,并设计了如图所示的电路。
请你回答下列问题:
(1)根据图示的情况可知,________(填“甲”或“乙”)的磁性强,依据是___________,说明电流一定时,________________电磁铁的磁性越强。
(2)当滑片P向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数________(填“增加”或“减少”)说明__________________电磁铁的磁性越强。
(3)电磁铁甲的上端是电磁铁的______极(填“N”或“S”)。
(4)电磁铁在生活和实际中有着广泛的应用。
以下利用电磁铁的特点工作的是________(填写序号)。
A.电热水壶
B.模型电动机
C.电磁继电器
D.手摇发电机
【答案】乙吸引的大头针个数多线圈匝数越多增加电流越大SC
【解析】
(1)根据图示的情境可知,甲乙串联在一起,电流相等,乙电磁铁吸引大头针比甲多,所以乙电磁铁磁性强,所以在电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强;
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,线圈匝数不变,电流变大,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数都增加,所以在线圈匝数一定时,电流越大,电磁铁磁性越强;
(3)根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指所指的方向是通电螺线管的N极,故下端是N极,上端是S极;
(4)电热水壶利用的是电流的热效应,不符合题意;模型电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,不符合题意;电磁继电器的主要组成部分是电磁铁,是利用电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性的原理工作的,符合题意;手摇发电机是根据电磁感应原理制成的,不符合题意,故选C。
5.在学习了电和磁的知识后,小杰在家里饶有兴趣地做起了小实验.他找了一枚缝衣针,在“吸铁石”上擦了几下,然后用一根细软的棉线将缝表针悬挂起来井保持水平,结果发现静止后针尖总是指向南方,这说明缝衣针已经磁化成了一枚小磁针。
为验证奥斯特实验,小杰把通电的台灯(60W)导线移到缝衣针的下方,并靠近缝衣针平行放置,结果发现缝衣针并未发生偏转,带着疑问,小杰在科学课堂上与大家展开讨论。
结果出现了两种不同观点,这时,老师让小杰用两节干电池(3V)和一段电阻丝(15Ω)重新做这个实验.结果缝衣针发生了偏转。
(1)磁化后,这枚缝衣针的针尖是________极;(填“S”或“N”)
(2)在课堂实验中,电阻丝中通过的电流大小为________安;
(3)下面是同学们在课堂讨论中形成的两种观点,通过小杰的课堂实验可以否定的是______(填“A”或“B”)
A.台灯线内有两根导线,且电流方向相反,产生的磁性相互抵消
B.台灯线内电流太小,产生的磁场太弱,不足以让小磁针偏转
【答案】S0.2B
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[2]缝衣针被悬挂起之后针尖总是指向南方,根据人们对磁极的规定可知,针尖是南极,即S极。
(2)[2]由欧姆定律公式可得,课堂实验中,电阻丝中通过的电流大小为
(3)[3]台灯导线中的电流为
可见电阻线中的电流与台灯导线中的电流大小相差不大,所以台灯线不能使缝衣针偏转不是由于电流太小引起的;其真正的原因应该是,台灯是交流电,并行的导线中瞬间的电流方向是相反的,因此产生的磁场相互抵消,不会使缝衣针发生偏转,故B可以否定。
6.根据古文《论衡•是应篇》中的记载:
“司南之杓(用途),投之于地,其柢(握柄)指南”,学术界于1947年想象出司南的模样如图甲所示.
(1)1952年,中国科学院物理研究所尝试将如乙图所示的天然磁石制作成司南,制作人员根据天然磁石的磁感线分布,将磁石的________(填乙中字母)处打磨成磁勺的A端.
(2)把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后,放在粗糙的木盘上,使磁勺水平转动直至最终静止,但磁勺A端总不能正确指南,请提出改进本实验的措施________.
(3)为达到理想的指向效果,制作人员将磁勺靠近一电磁铁,闭合开关S,磁勺和电磁铁相互吸引后如图丙所示,可增加磁勺的磁性,由此判断H为电源的________极.
【答案】D将磁勺放在光滑的水平面上,使其能自由转动负
【解析】
【分析】
(1)磁体静止时,指南的叫南极用字母S表示;指北的叫北极,用字母N表示;磁体周围的磁感线,都是从磁体的N极出发,回到S极;据此判断。
(2)磁勺要想指南北,必须能自由转动,不受外力的干扰,因此从减小外力干扰的角度来考虑;
(3)磁极间的作用规律是:
同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;可用安培定则判断通电螺线管的两极极性和电源极性。
【详解】
(1)磁勺在正确指南时,地理的南极正是地磁的N极,异名磁极相互吸引,因此,其A端为该磁体S极;
乙图中,根据天然磁石的磁感线分布,可判断D端是S极,也就是磁勺的A端,故应将磁石的D处打磨成磁勺的A端;
(2)把天然磁石打磨成的磁勺放在粗糙的木盘上,由于摩擦力较大,所以很难正确指示南北方向,正确的做法是将磁勺放在光滑的水平面上,使其能自由转动;
(3)因为异名磁极相互吸引,则与磁勺柄所靠近的下端是通电螺线管的N极,用安培定则可判断通电螺线管中的电流方向,再根据电流方向是从电源正极出发通过螺线管回到负极,可判断H端为电源的负极。
7.课堂上,老师做了如图甲所示的演示实验,给直导线(铝棒)通电,观察到直导线运动起来。
(1)实验现象说明____________________有力的作用,________机就是利用这个原理制成的。
(2)判断“有力的作用”的依据是________。
A.力是维持物体运动的原因
B.一切物体都有惯性
C.物体运动状态改变时,一定受到力的作用
(3)将磁极上下对调,观察直导线的运动情况,这样操作是为了研究________________。
(4)小明利用该实验的原理做了如图乙所示的实验,用硬金属丝做两个支架,分别与电池的两极相连,用漆包线绕成一个矩形线圈,以线圈引线为轴。
用小刀刮去轴一端的全部漆皮,另一端刮去半周漆皮,将线圈放在支架上,磁体放在线圈下,接通电源后发现线圈并不转动,原因可能是____________________________,这时可做的有效尝试是________________。
【答案】磁场对通电导体电动C通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向是否有关线圈刚好处于平衡位置人工转动一下
【解析】
【详解】
(1)导线通电后产生了运动,实验现象说明磁场对通电导体有力的作用,电动机就是利用这个原理制成的。
(2)判断“有力的作用”的依据是物体运动状态改变时,一定受到力的作用,故选C。
(3)将磁极上下对调,观察直导线的运动情况,这样操作是为了研究通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向是否有关。
(4)直流电动机能持续转动的原因是,在制作电动机时增加了换向器,线圈在平衡位置由于惯性转动,当线圈刚越过平衡位置时换向器能自动改变线圈中的电流方向,及时改变通电线圈的受力方向,使电动机能持续转动。
小明接通电源后发现线圈并不转动,原因可能是线圈刚好处于平衡位置,这时可做的有效尝试是人工转动一下。
8.如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型,他们用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连;用漆包线绕一个矩形线圈,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去上半周漆皮,将线圈放在支架上,蹄形磁体放在线圈周围.
(1)直流电动机的工作原理是利用________ 有力的作用.
(2)按他们这种方法刮漆,线圈在刚转过平衡位置时________ (选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”),目的是使线圈能够________
(3)可以通过改变________ 方向,改变线圈的转动方向(填一种方法).
(4)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后,发现线圈只抖动了一下,并不转动,原因可能是________ ,这时可进行的有效尝试是________
【答案】磁场对通电导体切断线圈中的电流持续转动电流(或磁场)磁场太弱换用较强的磁场(后两空合理即可).
【解析】
(1)直流电动机的工作原理是利用磁场对通电导体有力的作用;
(2)按他们这种方法刮漆,线圈在刚转过平衡位置时,没有刮漆的地方与支架连接不能导电,即切断线圈中的电流,目的是使线圈能够依靠惯性继续转动;
(3)改变线圈的转动方向的方法有两种:
一是改变线圈中的电流方向,可以将电源正负极对调;
二是改变磁场方向,可以将磁体两极对调;
(4)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后,发现线圈只抖动了一下,并不转动,原因可能是磁场太弱,解决的方法是换用磁性更强的磁体;
也可能因为电源电压低,可以换用电压更高的电源解决。
9.在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。
(1)在实验时,通过______反映电磁铁的磁性强弱。
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数________(选填“增加”或“减少”),说明电流越________,电磁铁磁性越强。
(3)根据图示的情境可知,________(选填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时,____________,电磁铁磁性越强。
(4)根据右手螺旋定则,可判断出电磁铁乙的上端为________极。
(5)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是________________________________________。
(6)电磁铁在生产、生活中应用广泛,请写出其中的一个应用:
____________。
【答案】吸引大头针数目的多少增加 大甲 线圈匝数越多S(南)大头针被磁化,同名磁极相互排斥电磁起重机(或扬声器、磁悬浮列车等)
【解析】
【详解】
(1)在实验时,通过吸引大头针数目的多少反映电磁铁的磁性强弱,利用转换法。
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电阻变小,电路中的电流变大,电磁铁的磁性变强,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加,说明电流越大电磁铁磁性越强。
(3)根据图示的情境可知,电磁铁甲吸引大头针的个数多,因此甲的磁性强,根据图示可知,电流相同,甲线圈匝数多,因此说明电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。
(4)根据右手螺旋定则,可判断出电磁铁乙的上端为S(南)极。
(5)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是:
大头针被磁化,同名磁极相互排斥。
(6)电磁铁在生产、生活中应用广泛,包括电磁起重机(或扬声器、磁悬浮列车等)。
10.为了探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关,小丽作出以下猜想:
猜想A:
电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性。
猜想B:
通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强。
猜想C:
外形相同的螺线管,线圈的匝数越多,它的磁性越强。
为了检验上述猜想是否正确,小丽所在的实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案:
用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干圈,制成简单的电磁铁。
如图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。
(注:
a、b、c中线圈匝数相同)
根据小丽的猜想和实验,完成下面填空。
(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同,来判断它的_______的不同。
(2)通过比较图______(填字母,下同)两种情况,可以验证猜想A是正确的。
(3)通过比较图_______两种情况,可以验证猜想B是正确的。
(4)通过比较图d中的甲、乙两电磁铁,发现猜想C不全面,应补充的条件是________。
【答案】磁性强弱a、bb、c电流相同时
【解析】
(1)电磁铁磁性强弱无法捕捉,通过它吸引大头针的数目来判断,这是转换法的思想;
(2)研究磁性的有无由电流通断控制,保证匝数、电流都一定,故选a、b;
(3)研究磁性强弱与电流的关系,保证匝数一定,开关都闭合,故选b、c;
(4)d中甲乙两电磁铁是串联的,故电流相等,这是前提条件.
故答案为:
(1)磁性强弱;
(2)a、b;(3)b、c;(4)电流相同时.
【点睛】
电磁铁磁性的有无与电流的通断有关,磁性强弱与两个因素有关:
线圈匝数多少、电流大小.研究磁性强弱的影响因素时控制一个因素不变,改变另一个因素,是控制变量法的应用,磁性的强弱通过吸引大头针的数目来判断,这是转换法的应用.
11.为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,小勤所在的实验小组进行了如下实验:
他们首先找了两颗大铁钉,用漆包线在上面绕制若干圈,做成简易电磁铁,然后分别按图接入电路.探究前,小勤他们还作了以下的猜想:
猜想A:
电磁铁,顾名思义,通电时有磁性,断电时没有磁性;
猜想B:
通过的电流越大,磁性越强;
猜想C:
外形相同时,线圈的匝数越多,磁性越强.
探究过程如图所示.请你仔细观察这四幅图,然后完成下列填空.
(1)探究过程中通过观察来判断磁性的有无和强弱;
(2)比较图可以验证猜想A是正确的;
(3)比较图可以验证猜想B是正确的;
(4)通过图d中的实验现象可以验证猜想C是正确的;但仔细分析发现,猜想C的表述还不完整,还应补充条件.
【答案】
(1)吸引小铁钉(大头针等)的多少
(2)a和b(3)b和c(4)通过的电流相等
【解析】
(1)为了便于观察,我们把电磁铁的磁性的有无和强弱转化为电磁铁所能吸引小铁钉个数的多少来分析判断;
(2)由ab两图可知,a图的开关断开,电路中没有电流,电磁铁也不吸引大头针闭合,说明电磁铁没有磁性.b图的开关闭合,电路中有电流,电磁铁吸引大头针闭合,说明电磁铁有磁性.由此知A是正确的.
(3)猜想B是验证磁性的强弱是否与电流大小有关,因此要控制匝数相同,电流大小不同.比较分析题目中的这几个图,发现只有bc符合条件.
(4)猜想C是验证磁性的强弱是否与线圈的匝数是否有关,因此要控制电流的大小相同,线圈匝数不同.在d图中,由于两电磁铁串联,控制了电流相等,而匝数不同,故该图符合条件.故我们在分析过程中,还应强调增加“电流相同”这个条件.
故答案为
(1)吸引小铁钉(大头针等)的多少;
(2)a和b;(3)b和c;(4)通过的电流相等.
12.小波小组在“探究通电螺线管的外部磁场”实验中,设计了如图甲所示电路。
实验时:
(1)可通过观察________判断通电螺线管的磁极。
(2)如图乙所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态,观察可知通电螺线管的外部磁场与________的磁场相似。
(3)小波猜想通电螺线管磁场强弱可能与线匝数和电流大小都有关。
实验中,他将开关S从换到2上时调节变阻器的片P,再次观察电流表示数及吸引的回形针数目,此时调节动变阻器是为了________,来研究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。
【答案】小磁针静止时的指向条形磁铁控制两次实验的电流大小不变
【解析】
【分析】
(1)螺线管的极性可通过电磁针的指向来进行判断;
(2)螺线管的磁性两端强,中间弱,与条形磁体的磁场相类似;
(3)影响螺线管磁性强弱的因素有电流的大小和线圈匝数的多少,在实验中,应注意控制变量法的运用。
【详解】
(1)读图可知,在螺线管旁有两个小磁针,我们可以通过观察小磁针的指向来判断螺线管的极性;
(2)读图乙可知,螺线管的两端磁性较强,中间磁性较弱,这与条形磁体的磁场分布相类似;
(3)实验中,他将开关S从1换到2上时,连入电路的线圈匝数发生了变化,根据控制变量法的思路,要保证电流不变,应调节变阻器的滑片P,控制两次实验的电流大小不变,再次观察电流表示数及吸引的回形针数目,这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。
13.在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中:
(1)小星设计的电路如图甲所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根导线ab,ab的两端分别跟开关,螺线管连接,螺线管旁放置一个小磁针,当ab中产生电流时,螺线管中有_____通过,小磁针会发生偏转.
(2)小星闭合开关后,不管导线ab在磁场中怎样运动,小磁针都不偏转,是没有产生电流,还是产生的电流太微弱?
他换用了一个灵敏电流表代替螺线管和小磁针,如果灵敏电流表指针发生偏转,表明ab中产生电流,实验的情况如图乙所示.
A.观察并分析①②③现象可知:
导体静止时,_____产生感应电流;导体沿着磁感线方向运动时,_____产生感应电流;导体切割磁感应线运动时,_____产生感应电流.(均选填“能”或“不能”)
B.观察并分析③④现象可知:
产生感应电流的条件之一是_____.
(3)对比图甲和图乙两次实验后,小星认为:
图甲中小磁针不发生偏转,不是没有产生电流,而是_____.
(4)实验中,如果导体不动,只要马蹄形磁体_____运动(填“上下”“前后”或“左右”)也能产生感应电流.
【答案】电流不能不能能形成闭合回路产生的电流太小左右
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]当ab中产生电流时,闭合回路中都会有电流,则螺线管有电流通过,能产生磁场,使小磁针偏转;
(2)A.[2]根据图示可知,导体静止时不能产生感应电流;
[3]当导体沿磁感线方向运动时,即上下运动,不能产生感应电流;