探究电磁感应现象的实验
1. 小勇利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”,他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)分析得出:________ 电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动时,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________ 可知:在导体切割磁感线运动方向不变时,感应电流的方向与磁场方向有关
(4)这个现象在生产和生活中的重要应用是________
(5)针对这个实验,小勇进行了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想,于是他设计了如下的实验方案:①保持磁场强弱不变,让导体AB以________ (填“相同”或“不同”)的速度沿相同方向做切割磁感线运动,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不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度________ (填“有关”或“无关”)
2. 在“探究感应电流的产生”的实验中,小颖同学的四次实验情况分别如图所示.
(1)实验中我们通过观察________来判断是否有感应电流产生;
(2)有同学说:“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动,就会产生感应电流.”你认为他的说法正确吗?________,图________可支持你的结论;
(3)为了探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系;
①根据图甲和图乙的实验现象可以得出结论:________;
②根据图乙和图丁的实验现象可以得出结论:________。
③在上述探究过程中,用到的物理研究方法是________法和________法;
(4)从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是________能转化为________能。
16
3. 关于电动机和发电机的研究中的有关问题,请根据要求解答.
(1)如图1所示,使线圈位于两磁极间:
①通电后,图1中ab段导线的电流方向是________ (填“由a到b”或“由b到a”),图1中导线所受磁场力的方向向上,则图2中ab段所受磁场力的方向________ .
②线圈转过图3所示的位置时,用________ 的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈.
③若把图1中的电源换为电阻,快速转动线圈,则电阻发热,此过程中机械能先转化为________ 能再转化为________ 能.
(2)图4是探究“怎样产生感应电流”的实验装置,ab是一根导体,通过导线、开关连接在灵敏电流计的两接线柱上.
①本实验中,如果________ ,我们就认为有感应电流产生.
②闭合开关后,若导体不动,磁铁左右水平运动,电路________ (填“有”或“无”)感应电流.
③小李所在实验小组想进一步探究“感应电流的大小跟哪些因素有关?”,小李猜想:“可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关.”请你根据如图4所示的实验装置,帮助小李设计实验来验证她的猜想,你设计的实验做法是:________
4. 如图所示是研究磁产生电的实验装置.
(1)图甲所示实验中通过观察电流表指针________来判断是否有感应电流产生.
(2)若要使图甲的电路中产生感应电流,要满足的条件有:一是开关要________;二是导体AB在磁场中做________运动.
(3)如图乙所示是实验室用的手摇发电机,在发电机和小灯泡的电路里串连一个电流表,慢慢摇动手柄,观察到电流表的指针左右摆动,这表明该发电机发出的电是________(选填“交电流”或“直电流”).
16
5. 回归实验和探究(请将下列实验报告中的空缺部分填写完整):
(1)用伏安法测量小灯泡的电阻:
装置
小雨连接了如图所示的实验电路,其中有一处错误,请在错误的导线上打“×”,并重新画一根正确连接的导线________.
图象
请根据表中的数据,画出小灯泡的I﹣U图象________.
次数
U/V
I/A
R/Ω
1
1.0
0.18
5.6
2
2.0
0.24
8.3
3
3.0
0.26
11.5
方法
用电压表和电流表测量电阻,运用的科学方法是________法.
问题讨论
将实验中的小灯泡换成定值电阻,为了减小误差,应多次测量电压及电流的值,算出电阻,最后求出电阻的________.
(2)探究电磁感应现象:
方法
小雨由电流的磁效应联想到:“既然电能生磁”,那么“磁能否生电”?小雨提出问题时运用的科学方法是________法.
结论
闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动时,导体中就产生感应电流.在此过程中________能转化为电能.
问题讨论
把上述实验中灵敏电流计换成电源,发现通电导线在磁场中运动,据此制成了________.
6. 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.
(1)闭合开关后,当导体ab向左或向右运动时,电流表指针偏转,当导体ab向上或向下运动时,电流表指针不偏转,说明闭合电路中的部分导体在磁场中做________运动时导体中会产生感应电流.
(2)在此实验过程中,能量转化情况是________.
(3)实验中发现,当导体ab向左运动时,电流表指针向右偏转,当导体ab向右运动时,电流表指针向左偏转,说明________.
16
(4)小明猜想“感应电流大小可能与导体运动速度大小有关”,他验证猜想的过程是:让导体在第一次实验中运动较慢,在第二次实验中运动________,观察两次实验中的________,然后进行分析与判断.
7. 为了探究导体在磁场中怎样运动,才能在电路中产生电流,采用了图中所示的实验装置:
(1)将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中,闭合开关,电流计指针不偏转,让导体在蹄形磁体中左右运动,电流计指针________偏转;断开开关,让导体在蹄形磁体中左右运动,电流计指针________偏转.(填”会“或”不会“)
(2)将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中,闭合开关,让导体在蹄形磁体中竖直上下运动,电流计指针________偏转;让导体在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动,电流计指针________偏转.(填”会“或”不会“)
(3)综合(1)(2)中的实验现象可知,导体在磁场中运动产生电流的条件是:导体必须是________电路的一部分,且一定要做________的运动.
(4)在这个试验中________能转化为了电能.
8. 小明在探究“感应电流产生的条件”实验中:
(1)他应选用图________所示的实验装置进行实验.
(2)他将实验中观察到的现象记录在下表中.
①分析得出:________电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流.
②比较实验________可知:在磁场方向一定时,感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关.
③若还想研究感应电流的方向与磁场方向有关,需要进行第6次实验,请在表格中(a)________、(b)________两处补充完整.
(3)这个现象在生产和生活中的重要应用是________.
16
9. 小勇利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”,他将实验中观察到的现象记录在下表中.
(1)分析得出:________电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,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________可知:在导体切割磁感线运动方向不变时,感应电流的方向与磁场方向有关.
(4)这个现象在生产和生活中的重要应用是________.
(5)针对这个实验,小勇进行了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想,于是他设计了如下的实验方案:
①保持磁场强弱不变,让导体AB以________(填“相同”或“不同”)的速度沿相同方向做切割磁感线运动,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不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度________(填“有关”或“无关”).
10. 在探究“产生感应电流的条件”实验中。
(1)实验中,观察________判断电路中是否有感应电流。
(2)闭合开关,若导体AB不动,左右移动磁体,电路中________(选填“有”或“无”)感应电流。
(3)该实验的结论是:闭合电路的一部分导体,在磁场中做________运动时,导体中就会产生感应电流。
(4)如果将小量程电流表换成________,可以探究磁场对通电导体的作用。
11. 探究利用磁场产生电流的实验中,连接了如图所示的实验装置。
(1)小华将磁铁快速向下插入螺线管时,观察到电流表原来静止在中间的指针向左偏转,这个现象叫________现象,可以利用这种现象来制造:________(选填“发电机”或“电动机”)
(2)当磁铁的N极分别向上运动和向下运动时,电流表指针偏转方向________(填“变化”或“不变”)。
(3)等电流表的指针恢复到中间位置静止后,要使电流表的指针向右偏转,可以采用的正确方法是_:________。
(4)学校的广播系统中,其中________是利用这个原理工作的。
16
12. 在探究“感应电流产生的条件”实验中
(1)如图,a,b两接线柱间应接入________ (大/小)量程的电流表.
(2)导体在磁场中运动时,电流表指针没有发生偏转,其原因可能是________
(3)改正错误后继续实验,小王发现每次电流表指针的偏转角度不相同,于是他对影响感应电流大小的因素作以下猜想:
猜想一:与导体切割磁感线运动的速度大小有关;
猜想二:与磁场的强弱有关;
猜想三:与导体的匝数有关.
为了验证猜想三,他设计的方案是:分别让两个匝数不同的线圈,在如图所示的磁场中水平向左运动,观察电流表指针的偏转角度.请对此方案作出评价,指出存在的主要问题是________ .请你说出小王最终如何判断猜想三是否正确,________
13. (用图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”,回答下面问题:
(1)闭合开关,若导体ab不动,左右移动磁铁,电路中________(选填“有”或“无”)感应电流.
(2)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显.请提出一条改进措施:________
14. 如图所示,某班物理学习小组为了探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”,将一根导体棒AB的两端用细导线与电流表组成一个闭合电路,并用绝缘细线悬挂起来放在U形磁铁的磁场中.
(1)让导体棒AB沿竖直方向上下运动时,电流表无示数;让导体棒AB沿水平方向左右运动时,电流表有示数;由此他们得出的结论是:闭合电路的一部分导体在磁场中作________运动时,导体中就产生感应电流.
(2)让导体棒AB沿水平方向左运动时,电流表指针向右偏;让导体棒AB沿水平方向右运动时,电流表指针向左偏,说明感应电流的方向与导体运动的________有关.
(3)让导体棒AB沿水平向左缓慢运动时,电流表指针向右偏的角度较小;导体棒AB沿水平向左快速运动时,电流表指针向右偏的角度较大,说明感应电流的大小与导体运动的________有关.
16
15. 探究产生感应电流条件的实验步骤如图甲、乙、丙所示.
(1)本实验中,我们通过观察什么现象来判断电路是否有感应电流?________
(2)通过比较图________与图________可知,产生感应电流的一个条件是电路要闭合;通过比较图________与图________可知,产生感应电流的一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动.
(3)若图甲中AB棒不动,磁铁左右水平运动,电路中________感应电流(选择“有”或“无”).
16. 如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置,导体ab与电流表组成了闭合回路.
(1)下列各种操作中,能使闭合回路产生电流的是 (填字母).
A. 让导体ab在磁场中静止,换用不同强度的蹄形磁体
B. 让导体ab和蹄形磁体一起以相同的速度向左运动
C. 让导体ab在磁场中作竖直向上或竖直向下运动
D. 保持导体ab静止,使蹄形磁体水平向右运动
(2)上述闭合回路产生电流的过程,是________能转化为电能的过程.
(3)如果将实验装置中的电流表换成电源,则处于磁场中的导体ab________受到磁场的作用力(选填“会”或“不会”).
17. 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验:
(1)小李同学用图(a)所示装置研究感应电流产生的条件,发现在开关闭合稳定后,电流计指针并不偏转,当导体ab左右移动时,电流计指针发生偏转.由此他得出结论:只要导体在磁场中运动就一定会产生感应电流.你认为这个结论是________(填“正确”或“错误”)的,如果你用此实验装置操作一下,说明你的操作方法以证明你的观点________.
(2)小李继续让导体ab在磁场中左右摆动,发现电流计指针来回摆动,这说明在闭合电路中感应电流的方向和导体切割磁感线的方向________(选填“有关”或“无关”).
(3)为了证实“磁生电”的条件,小李同学将绕在条形磁铁上的线圈与电流计组成一闭合电路,如图(b)所示.闭合开关稳定后,该同学观察到电流计的指针________(选填“偏转”或“不偏转”).
(4)小李同学看见一副漫画如图(c)所示,某男士拿一条形磁铁在由线圈和家用电吹风组成的闭合电路中来回运动,电吹风中________(选填“有”或“无”)电流通过,该电吹风________(选填“能”或“不能”)正常工作,图中女士头发被电吹风吹起是________(选填“可信”或“不可信”)的.
16
18. 在“探究感应电流的产生”的实验中。小颖同学的四次实验情况分别如图所示。
(1)有同学说:“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动,就会产生感应电流。”你认为他的说法对吗________,图________可支持你的结论。
(2)为了探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系。
A.根据图甲和图乙的实验现象可以得出结论:________。
B.根据图乙和图丁的实验现象可以得出结论:________。
(3)从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是________能转化为电能。
19. 在探究“感应电流产生的条件”实验中:
(1)如图,a、b两接线柱间应接入________(大/小)量程电流表 .
(2)导体棒在磁场中运动时,电流表指针没有发生偏转,其原因可能是:________或________ .
(3)改正错误后继续实验,小王发现每次电流表指针的偏转角度不相同,于是他对影响感应电流大小的因素作以下猜想:
猜想一:与导体切割磁感线运动的速度大小有关;
猜想二:与磁场的强弱有关;
猜想三:与线圈的匝数有关 .
为了验证猜想三,他设计的方案是:分别让两个匝数不同的线圈,在如图所示的磁场中水平向左运动,观察电流表指针的偏转角度 . 请对此方案作出评价,指出存在的主要问题是________ .
20. 用图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”.
(1)实验中,通过观察________来判断电路中是否有感应电流.
(2)闭合开关,若导体ab不动,左右移动磁铁,电路中________(选填“有”或“无”)感应电流.
(3)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显.请提出一条改进措施:________.
(4)该实验的结论是:________
(5)此过程发生的能量转化是________,此原理可用来制作________
16
答案解析部分
一、实验探究题
1.【答案】(1)闭合
(2)导体切割磁感线运动方向(导体运动方向)
(3)2、6或3、7
(4)发电机
(5)不同;有关
【解析】【解答】解:(1)分析可知,产生感应电流的现象中,闭合电路中的部分导体在磁场里的运动方向与磁场方向垂直,即导体中产生感应电流时闭合电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动.
(2)比较实验2和3(或6和7)可知:在磁场方向一定时,导体切割磁感线运动方向改变,感应电流的方向就改变.
(3)比较实验2和6(或3和7)可知:在导体切割磁感线运动方向(或导体运动方向)不变时,磁场方向改变,感应电流的方向就改变.
(4)实验中采用的是控制变量法,闭合电路中电流表中的电能是由于导体的运动而产生的,可见消耗的是机械能,所以实验过程中是机械能转化成电能,其重要应用是发电机的发明.
(5)探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度是否有关,应该保持磁场强弱不变,让导体AB以不同的速度沿相同方向做切割磁感线运动,观察电流表指针偏转幅度大小.如果电流表指针偏转幅度不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关,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.
故答案为:(1)闭合;
(2)导体切割磁感线运动方向(导体运动方向);
(3)2、6或3、7;
(4)发电机;
(5)①不同;②有关
【分析】(1)产生感应电流的三个条件:闭合电路;一部分导体;切割磁感线运动.
(2)根据图示分析感应电流的方向是在什么方向的变化下而变化的,若在磁场方向不变时,只有导体运动方向再改变,感应电流也在变化,则说明感应电流的方向一定与导体运动方向有关;
(3)电磁感应现象实现了机械能向电能的转化,重要应用是发电机.
(4)探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度是否有关,应采用控制变量法
2.【答案】(1)电流表指针是否偏转
(2)不正确;丙
(3)感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向有关;感应电流的方向与磁场(或磁感线)方向有关;控制变量;转换
(4)机械;电
【解析】【解答】(1)实验时,通过观察电流表的指针是否偏转,来确定电路中是否产生感应电流.(2)要产生感应电流,闭合电路的部分导体在磁场中要做切割磁感线运动;如图丙,竖直移动金属棒不能切割磁感线运动,此时电路中没有产生电流,故说法“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动,就会产生感应电流”是错误的,所以丙图可支持自己的判断。(3)①根据图甲和图乙的实验现象可知:磁场方向不变,导体切割磁感线运动方向改变,电流计指针的摆动方向发生改变,说明感应电流与导体的切割运动方向有关;②根据图乙和图丁的实验现象可知:导体切割磁感线运动方向不变,磁场方向不变,电流计指针的摆动方向发生改变,说明感应电流与磁场(或磁感线)有关;③感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关,根据控制变量法进行实验;电流的方向通过电流表指针的偏转方向反映出来,采用“转换法”。(4)导体运动消耗了机械能,得到了电能,所以在此过程中,机械能转化为电能。故答案为:(1)电流表指针是否偏转(2)不正确、丙(3)①感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向有关;②感应电流的方向与磁场(或磁感线)方向有关;③控制变量;转换(4)机械;电
【分析】电路中有电流时,电流表的指针转动,因此可以通过观察电流表的指针是否偏转来确定是否产生了感应电流;需要掌握产生感应电流的条件:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动;控制变量法就是每一次只改变其中的某一个变量,而控制其余几个变量不变,从而研究被改变的这个变量对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决问题的方法;用能直接观测的量来显示不易直接观测量的方法叫做“转换法”;在此过程中,消耗了机械能得到了电能,所以是机械能转化为电能。
16
3.【答案】(1)由a到b; 向上 ;改变电流方向 (改变磁场的方向);电 ;内
(2)灵敏电流计的指针偏转 ;有;闭合开关,保持其他条件不变,只改变导体切割磁感线运动的速度,观察灵敏电流计的指针偏转程度 .
【解析】【解答】解:(1)①根据题图中的电源左正极、右负极可以判断,通电后,图甲中ab段导线的电流方向是由a到b.图丙中ab段导线中的电流方向依然是由a到b,磁场方向也没有变化,故所受磁场力的方向和图甲中相同,方向向上;
②通电导线在磁场中受力的作用,其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,即只要改变一个量,其所受力的方向就会改变一次;所以改变电流方向(改变磁场的方向)的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈.
③若把图2中的电源换为电阻,快速转动线圈,此时相当于一个发电机,即能产生电能,故是将机械能转化为电能的过程;同时电阻发热,这是电流的热效应,该过程是将电能转化为内能的过程.
(2)①感应电流就是通过灵敏电流表的指针偏转来体现的,若灵敏电流表的指针发生偏转,就说明产生了感应电流;
②磁铁左右水平运动,以磁铁为参照物,导线就是水平运动的,做的是切割磁感线的运动,所以就会产生感应电流;
③要验证感应电流的大小和导体运动快慢的关系,就要控制其它因素一定,而导体的运动快慢不同,通过观察电流表的指针偏转情况,得出感应电流的大小和导体运动速度的关系.
故答案为:(1)①由a到b;向上;②改变电流方向;③电;内;
(2)①灵敏电流计的指针偏转;②有;③闭合开关,保持其他条件不变,只改变导体切割磁感线运动的速度,观察灵敏电流计的指针偏转程度.
【分析】(1)电流的方向是:在电源的外部,电流从正极出发,回到负极;
电动机的原理是:通电导线在磁场中受力的作用,其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,即只要改变一个量,其所受力的方向就会改变一次;
(2)①在探究感应电流的实验中,是通过灵敏电流表指针的偏转来却定感应电流的产生的;
②产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动;
③要验证感应电流的大小和导体切割磁感线运动快慢的关系,就要控制其它因素一定,而导体的运动的速度不同.
4.【答案】(1)是否偏转
(2)闭合;切割磁感线运动
(3)交流电
【解析】【解答】解:(1)图甲所示实验中通过观察电流表指针是否偏转来判断是否有感应电流产生;(2)要使图甲的电路中产生感应电流,要满足的条件有;一是开关闭合,二是导体在磁场中做切割磁感线运动;(3)电流表的指针左右摆动,这表明该发电机发出的电是交流电.故答案为:(1)是否偏转;(2)闭合;切割磁感线运动;(3)交流电.
【分析】(1)电路中如果有电流产生,电流表的指针就会发生偏转;(2)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就会产生感应电流;(3)交流电是指大小和方向随时间做周期性的变化.
5.【答案】(1);;组合;平均值
(2)逆向思维;切割磁感线;机械;电动机
【解析】【解答】解:(1)原变阻器将上面两个接线柱接入了电路中,根据电路图应将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中,如下左图所示:
16
先规定标度,由表中数据,根据描点法作图,如上右所示:
用电压表和电流表测量电阻,运用的科学方法是组合法;
将实验中的小灯泡换成定值电阻,为了减小误差,应多次测量电压及电流的值,算出电阻,最后求出电阻的平均值;(2)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流.在此过程中机械能转化为电能;
把上述实验中灵敏电流计换成电源,发现通电导线在磁场中运动,据此制成了电动机.
故答案为:(1)如上左所示;如上右所示;组合;平均值;(2)逆向思维;切割磁感线;机械;电动机.
【分析】(1)变阻器接线柱应按一上一下接入电路中;
根据表中数据用描点法作图;
通过不同原理、不同技术、不同方法、不同现象、不同器材等组合,去设计创造、解决问题的方法叫组合法;
多次测量求平均值可减小误差;(2)对研究的问题从相反方向思考,从而受到启发或得出结论,叫逆向思维法;
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流.在此过程中机械能转化为电能;
电动机是根据通过导体在磁场中受力制成的.
6.【答案】(1)切割磁感线
(2)机械能转化为电能
(3)感应电流的方向跟导体运动方向有关
(4)较快;电流表指针的偏转大小
【解析】【解答】解:(1)闭合开关后,当导体ab向左或向右运动时,导体切割磁感线,电流表指针偏转;当导体ab向上或向下运动时,没有切割磁感线,电流表指针不偏转;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.(2)导体在磁场中运动,消耗了机械能,产生了电能,所以产生感应电流的过程是机械能转化为电能的过程;(3)由题可知,当导体运动的方向改变时,电流表指针偏转方向也改变,这说明感应电流的方向跟导体运动方向有关;(4)要验证感应电流的大小和导体运动快慢的关系,就要控制其它因素一定,而导体的运动快慢不同,即让导体在第一次实验中运动较慢,在第二次实验中运动较快,观察到两次电流表的指针偏转情况,然后进行分析与判断.故答案为:(1)切割磁感线;(2)机械能转化为电能;(3)感应电流的方向跟导体运动方向有关;(4)较快;电流表指针的偏转大小.
【分析】(1)产生感应电流的条件:闭合的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中有感应电流产生.(2)产生感应电流的过程的机械能转化为电能的过程.(3)感应电流的方向跟导体运动的方向有关.(4)要验证感应电流的大小和导体切割磁感线运动快慢的关系,就要控制其它因素一定,而导体的运动的速度不同.
7.【答案】(1)会;不会
(2)不会;会
(3)闭合;切割磁感线
(4)机械
【解析】【解答】解;(1)将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中,闭合开关,没有切割磁感线,电流计指针不偏转;让导体在蹄形磁体中左右运动,导体切割磁感线,有感应电流产生,电流计指针会偏转;
16
断开开关,让导体在蹄形磁体中左右运动,虽然导体切割磁感线,但由于开关断开,电路没有电流,电流计指针不会偏转;(2)将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中,闭合开关,让导体在蹄形磁体中竖直上下运动,导体没有切割磁感线,没有感应电流产生,电流计指针不会偏转;
闭合开关,让导体在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动,导体做切割磁感线运动,有感应电流产生,电流计指针会偏转;(3)综合(1)(2)中的实验现象可知,导体在磁场中运动产生电流的条件是:导体必须是闭合电路的一部分,且一定要做切割磁感线的运动;(4)此实验中消耗了机械能,获得了电能,是将机械能转化为电能的过程.
故答案为:(1)会;不会;(2)不会;会;(3)闭合;切割磁感线;(4)机械.
【分析】(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生电流,这种电流叫感应电流,这一现象叫电磁感应现象;(2)产生感应电流的条件:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动;(3)电磁感应是机械能转化为电能.
8.【答案】(1)丙
(2)闭合;2、3;上S下N;向右运动
(3)发电机
【解析】【解答】(1)导体棒切割磁感线运动产生感应电流,故应该选择图丙;(2)①由图中数据可知闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流;②由2、3可知在磁场方向一定时,感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关;③要研究感应电流的方向与磁场方向有关,应该进行的操作是(a)磁场方向满足上S下N(b)导体AB向右运动;(3)产生感应电流的实验装置和发电机原理一致。
【分析】(1)甲图是探究通电螺线管的磁场,乙图探究通电导体在磁场中受力情况,丙图探究感应电流产生的条件;(2)①产生感应电流的三个条件:闭合电路;一部分导体;切割磁感线运动;②根据图示分析感应电流的方向是在什么方向的变化下而变化的,若在磁场方向不变时,只有导体运动方向再改变,感应电流也在变化,则说明感应电流的方向一定与导体运动方向有关;③想研究感应电流的方向与磁场方向有关,需保持导体运动的方向不变,只改变磁场的方向,把表格补充完整;(3)电磁感应现象实现了机械能向电能的转化,重要应用是发电机.
9.【答案】(1)闭合
(2)导体切割磁感线运动方向(导体运动方向)
(3)2、6或3、7
(4)发电机
(5)不同;有关
【解析】【解答】(1)分析可知,产生感应电流的现象中,闭合电路中的部分导体在磁场里的运动方向与磁场方向垂直,即导体中产生感应电流时闭合电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动;(2)比较实验2和3(或6和7)可知:在磁场方向一定时,导体切割磁感线运动方向改变,感应电流的方向就改变;(3)比较实验2和6(或3和7)可知:在导体切割磁感线运动方向(或导体运动方向)不变时,磁场方向改变,感应电流的方向就改变;(4)实验中采用的是控制变量法,闭合电路中电流表中的电能是由于导体的运动而产生的,可见消耗的是机械能,所以实验过程中是机械能转化成电能,其重要应用是发电机的发明;(5)探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度是否有关,应该保持磁场强弱不变,让导体AB以不同的速度沿相同方向做切割磁感线运动,观察电流表指针偏转幅度大小;如果电流表指针偏转幅度不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关,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.
故答案为:(1)闭合;(2)导体切割磁感线运动方向(导体运动方向);(3)2、6或3、7;(4)发电机;(5)不同;有关.
【分析】闭合电路的一部分切割磁感线会产生感应电流,电流的方向和磁场方向、切割磁感线的方向有关,在研究时,要利用控制变量法.
10.【答案】(1)电流表的指针是否偏转
(2)有
(3)切割磁感线
(4)电源
【解析】【解答】(1)实验时,通过观察电流表的指针是否偏转,来确定电路中是否产生感应电流;(2)闭合开关,若导体AB不动,左右移动磁体,导体做切割磁感线运动,电路中有感应电流;(3)该实验的结论是:闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流;(4)如果将小量程电流表换成电源,闭合开关后电流流过导体棒,导体棒受安培力作用,可以观察磁场对通电导体的作用。
故答案为:(1)电流表的指针是否偏转;(2)有;(3)切割磁感线;(4)电源。
【分析】探究电磁感应现象实验电路分两部分,电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路,检流计
16
与副线圈组成另一个闭合电路.产生感生电流的条件:①电路必须闭合;②只是电路的一部分导体在磁场中;③这部分导体做切割磁感线运动.
11.【答案】(1)电磁感应;发电机
(2)变化
(3)保持线圈的位置不动,对调磁铁的磁极,插入线圈
(4)动圈式话筒
【解析】【解答】(1)将磁铁快速向下插入螺线管时,观察到电流表原来静止在中间的指针向左偏转,这就是电磁感应现象,即常说的磁生电;利用这一原理制成了发电机;(2)当磁铁的N极分别向上运动和向下运动时,相当于线圈切割磁感线运动运动方向发生了改变,产生感应电流方向也会改变,电流表指针偏转方向改变;(3)感应电流方向与磁场方向的关系,可以控制导体运动方向不变,改变磁场方向,即保持线圈的位置不动,然后对调磁极,用另一端向下插入线圈,使电流表的指针向右偏转;(4)当人对着动圈式话筒说话时,它会产生随人的声音变化而变化的电流,即:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时能够产生感应电流。故答案为:(1)电磁感应;发电机;(2)变化;(3)保持线圈的位置不动,对调磁铁的磁极,插入线圈;(4)动圈式话筒
【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这就是电磁感应现象;电磁感应现象的最重要的应用是发电机;导体只有做切割磁感线运动时,导体中才会产生感应电流;产生的感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关,当其中一个方向改变时,电流方向改变;若导体运动方向和磁场方向同时改变,电流方向不改变;动圈式话筒工作过程是:声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器,由此可知其工作原理是电磁感应现象。
12.【答案】(1)小
(2)开关没有闭合(或导体没有做切割磁感线运动)
(3)没有控制线圈切割磁感线速度大小不变
; 比较指针两次偏转角度,若相差不大,与线圈匝数无关;若相差明显,与线圈匝数有关.
【解析】【解答】解:(1)由于产生的感应电流比较小,因此为了使实验现象明显,应选择小量程的电流表;
(2)导体在磁场中运动时,电流表指针没有发生偏转,可能是开关没有闭合,或者线圈没有做切割磁感线运动;
(3)要研究感应电流的大小与线圈的匝数是否有关,应该控制磁场强弱和线圈切割磁感线的速度不变,只改变线圈匝数,观察电流表指针偏转的角度.两次偏转角度,若相差不大,与线圈匝数无关;若相差明显,与线圈匝数有关.
故答案为:(1)小;
(2)开关没有闭合(或导体没有做切割磁感线运动);
(3)没有控制线圈切割磁感线速度大小不变;
比较指针两次偏转角度,若相差不大,与线圈匝数无关;若相差明显,与线圈匝数有关.
【分析】(1)根据电磁感应产生的电流大小,来确定电流表的量程.
(2)产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体,并且在磁场中做切割磁感线运动,二者缺一不可;
(3)感应电流的大小可能与磁场的强弱、线圈的匝数以及导体切割磁感线的速度有关,据此分析.
13.【答案】(1)有
(2)换一个磁性更强的磁体
【解析】【解答】解:(1)闭合开关,若导体ab不动,左右移动磁铁,利用运动和静止的相对性可知,导体也做切割磁感线运动,满足了产生感应电流的三个条件,所以电路中有感应电流;(2)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显,说明感应电流太小,故需要增大感应电流;
16
增大感应电流的方法:①换一个磁性更强的磁体;②加快导体ab切割磁感线的运动速度;③将导体ab换成多匝线圈.
故答案为:(1)有;(2)换一个磁性更强的磁体(或加快导体ab切割磁感线的运动速度或将导体ab换成多匝线圈).
【分析】(1)产生感应电流的三个条件:闭合电路、一部分导体、做切割磁感线运功;将实验操作与感应电流产生的条件对比就可以得到答案.(2)增大感应电流的方法:①换一个磁性更强的磁体;②加快导体切割磁感线的运动速度;③将导体换成多匝线圈.
14.【答案】(1)切割磁感线
(2)方向
(3)速度大小
【解析】【解答】解:(1)导体棒AB沿竖直方向上下运动,导体棒不切割磁感线,电流表无示数;导体棒AB沿水平方向左右运动,导体棒切割磁感线,电流表有示数;由此得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流;(2)导体棒AB沿水平方向左、向右运动,电流表指针分别向右、向左偏,说明感应电流的方向与导体运动的方向有关;(3)导体棒AB沿水平向左缓慢、快速运动,电流表指针偏的角度较小、较大,说明感应电流的大小与导体运动的速度大小有关.故答案为:(1)切割磁感线;(2)方向;(3)速度大小.
【分析】(1)产生感应电流的条件:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动;(2)产生感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关;(3)产生感应电流的大小与磁场强弱和导体的运动速度大小有关.
15.【答案】(1)电流表指针是否偏转
(2)甲;丙;甲;乙
(3)有
【解析】【解答】解:(1)实验时,通过观察电流表的指针是否偏转,来确定电路中是否产生感应电流.(2)甲电路是闭合电路,电流表的发生偏转,说明电路中产生了感应电流.丙电路是断开的,电流表的指针没有偏转,说明电路中没有产生感应电流.由此可知,产生感应电流的一个条件是电路要闭合的.要得出产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动,两次实验就要一次导体在磁场中做切割磁感线运动,一次实验导体在磁场中不做切割磁感线运动.由此比较可以确定要选用甲图和乙图.(3)在甲图中,电路是闭合的;导体不动,磁体运动,利用运动和静止的相对性可以确定,导体也做切割磁感线运动.具备了感应电流产生的两个条件,所以电路中有电流产生.故答案为:(1)电流表指针是否偏转;(2)甲;丙; 甲;乙; (3)有. 【分析】(1)电路中有电流时,电流表的指针转动,因此可以通过观察电流表的指针是否偏转来确定是否产生了感应电流.(2)根据甲乙丙三个图的区别入手解决此题.(3)将实验操作与感应电流产生的条件对比就可以得到答案.
16.【答案】(1)D
(2)机械
(3)会
【解析】【解答】解:(1)A、让导体ab在磁场中静止,换用不同强度的蹄形磁体,闭合电路的一部分导体不切割磁感线,电路中也不会产生电流,故不合题意;B、让导体ab和蹄形磁体一起以相同的速度向左运动,闭合电路的一部分导线不切割磁感线,电路中也不会产生电流,故不合题意;C、让导体ab在磁场中作竖直向上或竖直向下运动,导线不切割磁感线,电路中也不会产生电流,故不合题意;D、保持导体ab静止,使蹄形磁体水平向右运动,闭合电路的一部分导线切割磁感线,导体中是有感应电流产生的,故符合题意.故选D.(2)闭合回路产生电流的过程,是机械能转化为电能的过程.(3)如果把图中的电流表换成电池,则闭合开关后,通电导体ab在磁场中会受到力的作用而运动. 故答案为:(1)D;(2)机械;(3)会.
【分析】(1)闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动,导体中有感应电流.根据产生感应电流的条件对照选项进行分析即可.(2)电磁感应现象实现机械能转化为电能.(3)通电导体在磁场中会受到力的作用.
17.【答案】(1)错误;导体ab沿竖直方向移动或前后移动,观察到电流计指针不会发生偏转
(2)有关
(3)不偏转
(4)有;不能;不可信
【解析】【解答】解:(1)产生感应电流的条件:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动;所以,“只要导体在磁场中运动就一定会产生感应电流”这个结论是错误的,具体操作方法为:导体ab沿
16
竖直方向移动或前后移动,观察到电流计指针不会发生偏转;(2)导体ab在磁场中左右摆动,发现电流计指针来回摆动,这说明感应电流的方向与导体运动的方向有关;(3)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动才能产生感应电流,此实验中导体没有运动,故不会产生感应电流;(4)男士拿一条形磁铁在由线圈和家用电吹风组成的闭合电路中来回运动,此时导体做切割磁感线运动,产生了感应电流,由于感应电流很小,故该电吹风不能正常工作,图中女士头发被电吹风吹起是不可信的. 故答案为:(1)错误;导体ab沿竖直方向移动或前后移动,观察到电流计指针不会发生偏转; (2)有关;(3)不偏转;(4)有;不能;不可信.
【分析】(1)产生感应电流的条件:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动.(2)感应电流的方向与磁感线方向和导体运动的方向有关;(3)(4)根据产生感应电流的条件分析.
18.【答案】(1)不对;丙
(2)感应电流的方向与导体的运动方向有关;感应电流的方向与磁感线的方向有关
(3)机械
【解析】【解答】(1)要产生感应电流,闭合电路的部分导体在磁场中要做切割磁感线运动,如图丙,虽然导体运动了,但没有做切割磁感线运动,电流表的指针没有偏转即电路中没有感应电流产生.所以此同学的说法不对;
(2)A、图甲导体向右运动,电流计的指针向左偏转;图乙磁场方向不变,导体向左运动,电流计的指针向右偏转,所以可以看出感应电流方向与导体的运动方向有关;
B、图乙N极在上,导体向左运动,电流计的指针向右偏转;图丁导体运动方向不变,改变了磁场的方向,使S极在上,电流计的指针向左偏转,所以可以看出电流的方向与磁场(或磁感线)的方向有关;
(3)导体运动消耗了机械能,得到了电能,所以在此过程中,机械能转化为电能.
故答案为:(1)不对;丙;(2)感应电流的方向与导体的运动方向有关;感应电流的方向与磁感线的方向有关;(3)机械.
【分析】要解决此题,需要掌握产生感应电流的条件:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动.在此过程中,消耗了机械能得到了电能,所以是机械能转化为电能.注意控制变量法在此实验中的应用.
19.【答案】(1)小
(2)开关没有闭合;导体没有做切割磁感线运动
(3)没有控制磁场强弱和导体切割磁感线的运动速度相同
【解析】【解答】(1)探究感应电流产生条件时,为了实验时现象明显,电流表量程应该用小量程;
(2)导体棒在磁场中运动时,电流表指针没有发生偏转,其原因可能电路不通或没有产生感应电流,即开关没有闭合或导体没有做切割磁感线运动 ;(3)探究感应电流大小与哪些因素有关时,采用控制变量法,故研究感应电流大小与哪些因素有关时控制磁场强弱和导体切割磁感线的运动速度相同;故实验存在的主要问题是:没有控制磁场强弱和导体切割磁感线的运动速度相同 .
故答案为:(1)小;(2)开关没有闭合;导体没有做切割磁感线运动;(3)没有控制磁场强弱和导体切割磁感线的运动速度相同 .
【分析】(1)探究感应电流产生条件时,电路中产生的感应电流较小,电流表量程越小,实验效果越明显;
(2)根据产生感应电流的条件分析原因 . 产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生感应电流;
(3)探究感应电流大小与哪些因素有关时,应采用控制变量法 . 进行实验探究时,必须保证三个因素中的其它两个因素相同 .
20.【答案】(1)电流计指针的偏转
(2)有
(3)使用磁性更强的磁铁
(4)闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流
(5)机械能转化为电能;发电机
【解析】【解答】(1)电路中有电流时,电流计的指针会发生偏转,所以实验中可通过观察电流计指针的偏转来判断电路中是否有感应电流;(2)只要闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动,电路中都将有感应电流,因此闭合开关,若导体ab不动,左右移动磁铁,导体ab仍然在做切割磁感线运动,所以电路中有电流;(3)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显。说明电路中感应电流太小,所以可以通过如下方法来增大感应电流:使用磁性更强的磁铁;将导体ab换成多匝线圈;增大导体棒切割磁感线的速度(答案合理即可);(4)有上述分析可得出如下结论:闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流;(5)该装置的能量转化情况为机械能转化为
16
电能,发电机就是利用该原理制成的.
故答案为:(1)电流计指针的偏转;(2)有;(3)使用磁性更强的磁铁;(4)闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流;(5)机械能转化为电能;发电机.
【分析】产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动,磁场越强,产生的感应电流越大,这是发电机的工作原理.
16