中考物理實(shí)驗(yàn)30 （考點(diǎn)精講）探究導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流備戰(zhàn)

實(shí)驗(yàn)30探究導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流1.【實(shí)驗(yàn)器材】磁性不同的蹄形磁體、導(dǎo)線、金屬棒、靈敏電流計(jì)、開關(guān)等.2.【實(shí)驗(yàn)裝置】如圖所示.3.【設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】(1)實(shí)驗(yàn)步驟:①將金屬棒、開關(guān)和靈敏電流計(jì)用導(dǎo)線連接起來,將金屬棒放置在蹄形磁體中間;②閉合開關(guān),保持金屬棒與蹄形磁體相對靜止,觀察靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)情況并記錄;③閉合開關(guān),讓金屬棒在蹄形磁體中間沿不同的方向運(yùn)動,觀察靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)情況并記錄;④更換磁性更強(qiáng)的蹄形磁體,重復(fù)步驟②③.(2)金屬棒的材料不能是鐵、鈷、鎳,避免因磁化而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論.(3)本實(shí)驗(yàn)通過靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)情況說明電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流和產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小.(4)感應(yīng)電流的方向與磁場方向和導(dǎo)體運(yùn)動方向有關(guān).①如果只把磁體的N、S極對調(diào),靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向?qū)⑾喾?如果只讓金屬棒向相反方向做切割磁感線運(yùn)動,靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向也將相反;②如果把磁體的N、S極對調(diào),并讓金屬棒向相反方向做切割磁感線運(yùn)動,靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向不變;③由控制變量法可知,若要探究感應(yīng)電流方向與磁場方向的關(guān)系,應(yīng)控制金屬棒運(yùn)動方向不變,改變磁場方向;若要探究感應(yīng)電流方向與導(dǎo)體運(yùn)動方向的關(guān)系,應(yīng)控制磁場方向不變,改變導(dǎo)體運(yùn)動方向.(5)感應(yīng)電流的大小與磁場強(qiáng)弱和導(dǎo)體運(yùn)動速度有關(guān).①如果只讓金屬棒切割磁感線運(yùn)動的速度增大,則感應(yīng)電流增大,靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)角度會增大;如果只增強(qiáng)磁體的磁性,則感應(yīng)電流增大,靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)角度會增大.②由控制變量法可知,若要探究感應(yīng)電流大小與磁場強(qiáng)弱的關(guān)系,應(yīng)控制金屬棒運(yùn)動速度不變,改變磁場強(qiáng)弱;若要探究感應(yīng)電流大小與導(dǎo)體運(yùn)動速度的關(guān)系,應(yīng)控制磁場強(qiáng)弱不變,改變導(dǎo)體運(yùn)動速度.4.【交流與反思】(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)如果增加金屬棒切割磁感線的長度,則靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)角度會增大.(2)實(shí)驗(yàn)過程中靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)不明顯,可以采取的改善方法:增大金屬棒切割磁感線的速度或換用磁性更強(qiáng)的磁體或增加切割磁感線的導(dǎo)線的長度等.(3)閉合開關(guān),金屬棒做切割磁感線運(yùn)動時(shí),將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,這一原理在生活中的應(yīng)用有動圈式話筒、發(fā)電機(jī)等.(4)實(shí)驗(yàn)中,若金屬棒無論怎樣移動,發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)指針都不偏轉(zhuǎn),出現(xiàn)這種情況的原因可能是開關(guān)未閉合.(5)實(shí)驗(yàn)中,閉合開關(guān)后,若金屬棒不動,左右移動磁體,金屬棒切割了磁感線,電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流.(6)若將圖中的靈敏電流計(jì)換成電源,就可以用來研究磁場對通電導(dǎo)體的作用.5.【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時(shí),導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流.【例1】小麗用如圖的實(shí)驗(yàn)裝置“探究導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”，閉合開關(guān)后，導(dǎo)體棒、靈敏電流計(jì)，開關(guān)、導(dǎo)線組成閉合電路。實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象如下表。實(shí)驗(yàn)序號磁場方向?qū)w棒運(yùn)動方向靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)情況1向下向上不偏轉(zhuǎn)2向下不偏轉(zhuǎn)3向左向右偏4向右向左偏5向上向上不偏轉(zhuǎn)6向下不偏轉(zhuǎn)7向左向左偏8向右向右偏（1）通過觀察靈敏電流計(jì)指針是否偏轉(zhuǎn)來判斷電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流；（2）該同學(xué)進(jìn)行以下嘗試，能使電流表指針偏轉(zhuǎn)的是（填字母標(biāo)號）。．導(dǎo)線在磁場中靜止，換用磁性更強(qiáng)的蹄形磁體．導(dǎo)線在磁場中靜止，但不用單根導(dǎo)線，而用匝數(shù)很多的線圈．蹄形磁體靜止，導(dǎo)線從圖中所示位置水平向左或水平向右運(yùn)動．蹄形磁體靜止，導(dǎo)線從圖中所示位置豎直向上或豎直向下運(yùn)動．蹄形磁體靜止，導(dǎo)線從圖中所示位置斜向上或斜向下運(yùn)動（3）比較第4次和第次實(shí)驗(yàn)可知，導(dǎo)體棒運(yùn)動方向相同時(shí)，感應(yīng)電流的方向與磁場的方向有關(guān)。（4）比較第7次和第8次實(shí)驗(yàn)可知，。（5）如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，將電流表換成進(jìn)行觸接，還可以探究電動機(jī)的工作原理?！窘獯稹拷猓海?）在該實(shí)驗(yàn)中，通過觀察靈敏電流計(jì)的指針是否偏轉(zhuǎn)來判斷電路中是否有電流。（2）由表格中數(shù)據(jù)知，若導(dǎo)體向上運(yùn)動或向下運(yùn)動時(shí)，不切割磁感線，此時(shí)電路中也沒有電流，可得產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：閉合電路的部分導(dǎo)體，在磁場中做切割磁感線運(yùn)動；．導(dǎo)線在磁場中靜止，換用磁性更強(qiáng)的蹄形磁體，沒有做切割磁感線運(yùn)動，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針不會偏轉(zhuǎn)；．導(dǎo)線在磁場中靜止，但不用單根導(dǎo)線，而用匝數(shù)很多的線圈，沒有做切割磁感線運(yùn)動，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針不會偏轉(zhuǎn)；．蹄形磁體靜止，導(dǎo)線從圖中所示位置水平向左或水平向右運(yùn)動，做切割磁感線運(yùn)動，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針會偏轉(zhuǎn)；．蹄形磁體靜止，導(dǎo)線從圖中所示位置豎直向上或豎直向下運(yùn)動，沒有做切割磁感線運(yùn)動，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針不會偏轉(zhuǎn)；．蹄形磁體靜止，導(dǎo)線從圖中所示位置斜向上或斜向下運(yùn)動，做切割磁感線運(yùn)動，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針會偏轉(zhuǎn)；故選；（3）由表格中數(shù)據(jù)知，4和8的導(dǎo)體運(yùn)動方向相同，磁場方向不同，電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向也不同，說明感應(yīng)電流的方向與磁場的方向有關(guān)。（4）比較第7次和第8次實(shí)驗(yàn)可知，磁場方向相同，導(dǎo)體的運(yùn)動方向不同，電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向不同，說明感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動的方向有關(guān)。（5）當(dāng)電流表換成電源時(shí)，導(dǎo)體就成了通電導(dǎo)體，在磁場中會受到力的作用，可以探究電動機(jī)的工作原理。故答案為：（1）靈敏電流計(jì)指針是否偏轉(zhuǎn)；（2）；（3）8；（4）感應(yīng)電流的方向和導(dǎo)體運(yùn)動的方向有關(guān)；（5）電源?！纠?】利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”。（1）磁鐵不動，閉合開關(guān)，導(dǎo)體棒沿左右（填“上下”或“左右”方向運(yùn)動時(shí)，靈敏電流計(jì)指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。（2）導(dǎo)體棒不動，閉合開關(guān)，磁鐵上下運(yùn)動，靈敏電流計(jì)指針（填“會”或“不會”發(fā)生偏轉(zhuǎn)。（3）斷開開關(guān)，無論磁鐵如何放置、導(dǎo)體棒怎樣運(yùn)動，靈敏電流計(jì)指針都不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。由此得出結(jié)論：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做運(yùn)動時(shí)，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。（4）該實(shí)驗(yàn)在探究過程中，是將能轉(zhuǎn)化成能，生活中的（填“發(fā)電機(jī)”或“電動機(jī)”是根據(jù)這一原理制成的。（5）進(jìn)一步猜想，“感應(yīng)電流的大小可能與導(dǎo)體運(yùn)動速度有關(guān)”。保持磁場方向和導(dǎo)體運(yùn)動方向一定，讓導(dǎo)體以速度運(yùn)動進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)如表所示，分析數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：。實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456速度123456電流2.04.05.58.39.212.8【解答】解：（1）磁鐵不動，閉合開關(guān)，導(dǎo)體棒沿左右方向運(yùn)動時(shí)，導(dǎo)體切割磁感線，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。（2）導(dǎo)體棒不動，閉合開關(guān)，磁鐵上下運(yùn)動時(shí)，導(dǎo)體不切割磁感線，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。（3）斷開開關(guān)，不是閉合電路，無論磁鐵如何放置、導(dǎo)體棒怎樣運(yùn)動，都不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針都不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由此小明得出結(jié)論：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時(shí)，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。（4）產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程中，消耗了機(jī)械能，轉(zhuǎn)化為電能，人們利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成了發(fā)電機(jī)。（5）探究感應(yīng)電流的大小與磁磁場的強(qiáng)弱和導(dǎo)體運(yùn)動的速度有關(guān)時(shí)，需要控制磁場相同，移動速度不同；讓導(dǎo)體以不同的速度移動，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)；根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，在磁場強(qiáng)度相同時(shí)，導(dǎo)體切割磁感線的速度越大，電流越大。故答案為：（1）左右；（2）不會；（3）切割磁感線；（4）機(jī)械；電；發(fā)電機(jī)；（5）不同；在磁場強(qiáng)度相同時(shí)，導(dǎo)體切割磁感線的速度越大，電流越大?！纠?】如圖為探究“磁生電”的實(shí)驗(yàn)裝置，將導(dǎo)體、小量程電流表和蹄形磁體如圖組裝起來。（1）組裝好器材后閉合開關(guān)，然后讓導(dǎo)體左右運(yùn)動。當(dāng)導(dǎo)體向左運(yùn)動時(shí)，電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，而當(dāng)導(dǎo)體向右運(yùn)動時(shí)，電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)，這說明產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與導(dǎo)體運(yùn)動方向有關(guān)。此時(shí)導(dǎo)體當(dāng)于（電源用電器）。（2）若再將導(dǎo)體沿豎直方向上下運(yùn)動，則觀察到電流表指針不動，由此說明產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是導(dǎo)體要做運(yùn)動。（3）將磁體的、極對調(diào)，重復(fù)步驟（1）的操作，觀察到電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與（1）中相反，由此說明感應(yīng)電流的方向與有關(guān)。（4）斷開開關(guān)后，讓導(dǎo)體左右運(yùn)動，觀察到電流表指針不動，由此說明產(chǎn)生感應(yīng)電流的另一個(gè)條件是。（5）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)不明顯，為了使指針偏轉(zhuǎn)明顯，請你從實(shí)驗(yàn)裝置或操作上提一條改進(jìn)建議：?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)導(dǎo)體向左運(yùn)動時(shí)，電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，而當(dāng)導(dǎo)體向右運(yùn)動時(shí)，電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)體運(yùn)動的方向發(fā)生了變化，感應(yīng)電流的方向發(fā)生了變化，這說明產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與導(dǎo)體運(yùn)動方向有關(guān)；此時(shí)中有電流，相當(dāng)于電源；（2）若再將導(dǎo)體沿豎直方向上下運(yùn)動，導(dǎo)體運(yùn)動方向與磁感線方向相同，則觀察到電流表指針不動，由此說明產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是導(dǎo)體要做切割磁感線運(yùn)動；（3）將磁體的、極對調(diào)，磁場的方向發(fā)生了變化，重復(fù)步驟（1）的操作，觀察到電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與（1）中相反，由此說明感應(yīng)