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16.5电磁感应发电机(分层练习)一、选择题1.历史上许多重大科学发现源于科学家不懈的实验探究。早在1831年,有位科学家通过大量实验探究发现了电磁感应现象,这位科学家是()A.焦耳 B.欧姆 C.牛顿 D.法拉第【答案】D【详解】英国物理学家法拉第最早发现了电磁感应现象,根据这一现象发明了发电机,将机械能转化为电能。故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。2.利用图所示实验揭示的原理,可制成()A.发电机 B.电动机 C.电磁铁 D.电磁继电器【答案】A【详解】分析图可知,图中将闭合回路的一部分导线放在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,这就是电磁感应现象,该过程将机械能转化为电能,人们利用这个原理制成了发电机,故A符合题意;BCD不符合题意。故选A。3.如图所示,在固定蹄形磁体的磁场中放置一根导体棒ab,再用两根绝缘细线将导体棒悬挂起来,使导体棒保持水平状态且可以在磁场中自由运动,导体棒的两端跟灵敏电流计连接。下列说法中正确的是()A.只要ab棒运动,电流计中就会有电流通过B.只要ab棒在水平面内运动,电流计中就会有电流通过C.只要ab棒在竖直面内运动,电流计中就会有电流通过D.只要ab棒做切割磁感线运动,电流计中就会有电流通过【答案】D【详解】产生感应电流的条件为闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,故ABC错误,D正确。故选D。4.关于如图所示的实验装置,下列说法正确的是()A.可以研究磁场对通电导体的作用力方向与磁场方向B.可以研究感应电流的方向与磁场方向的关系C.可以研究发电机的工作原理D.该装置实验过程中使机械能转化为电能【答案】A【详解】A.图中的装置可以研究磁场对通电导体的作用力方向与磁场方向的关系,故A正确;B.图中不是电磁感应的研究装置,因此不能研究感应电流的方向与磁场方向的关系,故B错误;C.通电导体在磁场中受力是电动机的原理,不是发电机的原理,故C错误;D.该装置实验过程中使电能转化为机械能,故D错误。故选A。5.如图所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根与螺线管连接的导体棒ab,当ab棒水平向右运动时,小磁针N极转至右边。可使如图所示位置的小磁针S极转至右边的操作是()A.ab棒竖直向下运动 B.ab棒水平向右运动C.ab棒水平向左运动 D.ab棒竖直向上运动【答案】C【详解】AD.ab棒竖直向下或向上运动时,ab没有切割磁感线,不会产生感应电流,螺线管不具有磁性,小磁针不会偏转,故AD项不符合题意;B.ab棒水平向右运动时,根据题意可知,小磁针N极转至右边,故B项不符合题意;C.ab棒水平向左运动时,运动方向发生了变化,产生的感应电流方向发生变化,则螺线管的磁性会发生变化,磁场方向改变,则小磁针S极转至右边,故C项符合题意。故选C。6.图中a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分。当导线a在磁场中按箭头方向运动时,不能产生感应电流的是()A. B.C. D.【答案】B【详解】由图可知,A、C、D中的闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,所以都会产生感应电流;B中的导体上下运动,没有切割磁感线,所以不会产生感应电流;故B符合题意。故选B。7.关于直流电动机和发电机的几种说法中,错误的是()A.电动机是把电能转化为机械能的装置B.电动机是利用通电线圈在磁场中转动的原理工作的C.发电机是把电能转化为机械能的装置D.发电机是利用电磁感应原理工作的【答案】C【详解】A.电动机工作时的能量转化:电能转化为机械能,A正确,不合题意;B.电动机的原理:通电线圈在磁场中受力而转动,B正确,不合题意;C.发电机是把机械能转化为电能,C错误,符合题意;D.发电机的工作原理是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,就会在导体中产生感应电流,即电磁感应原理,D正确,不合题意。8.关于电和磁,下列说法正确的是A.电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用B.奥斯特发现了电磁感应现象C.指南针指南北是因为地球周围存在磁场,地磁场的南极在地理的南极附近D.导体在磁场中运动就一定会产生感应电流【答案】A【详解】A.电动机原理为电流磁效应,为通电导体在磁场中受到力的作用而运动;B.奥斯特发现电流磁效应,法拉第发现了电磁感应现象;C.指南针指南北是因为地球周围存在磁场,地磁场的南极在地理的北极附近,根据异名磁极相互吸引,从而达到“指南”的效果;D.导体应在磁场中做切割磁感线的运动才会产生感应电流.9.法拉第发现的电磁感应现象,使人类从蒸汽机时代步入了电气化时代.下列电器设备中,根据电磁感应原理制成的是A.电磁继电器B.电动机C.发电机D.电熨斗【答案】C【分析】(1)电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动工作的.(2)发电机是利用电磁感应现象工作的.(3)电熨斗是利用电流的热效应工作的.【详解】A、电磁继电器是利用电流的磁效应的原理制成的,不符合题意.B、电动机的工作原理是利用闭合电路的一部分导体在磁场中受到力的作用,不符合题意.C、发电机是利用电磁感应现象工作的,符合题意.D、电熨斗是利用电流的热效应工作的.不符合题意.故选C.【点睛】掌握一些家用电器的工作原理,例如电铃、电热器、电风扇、电饭锅、热水器、发电机等等.10.
如图所示,下列电器的原理与动圈式话筒的原理相同的是()A.电动机B.发电机C.电磁铁D.电铃【答案】B【分析】要解答本题需掌握:发电机的原理是电磁感应现象;电动机的原理是通电线圈能够在磁场中转动;以及通电导线周围存在着磁场的应用是电铃和电磁铁.【详解】动圈式话筒是利用电磁感应现象的原理制成的.A.电动机是利用通电导线在磁场中受力运动的原理制成的;B.发电机是利用电磁感应现象的原理制成的;C和D选项中的电磁铁和电铃是利用通电导线周围存在的磁场的原理制成的.故选B11.如图为公交车自动爆玻器,危急时刻,司机只需按下开关,自动爆玻器即可自动完成破窗。自动爆玻器就相当于一个电控安全锤,它是利用电磁线圈在通电的时候产生一个冲击力,带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位,实现击碎玻璃的目的。图中的实验与自动爆玻器工作原理相同的是()A. B.C. D.【答案】C【详解】司机按下开关,自动爆破器的线圈在磁场中受到力的作用而运动,产生一个冲击力,带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位,实现击碎玻璃的目的,原理是通电线圈在磁场中受力的作用,是电能转化为机械能;A.闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时,会产生感应电流,是机械能转化为电能,故A不符合题意;B.说明磁极间的相互作用,同名磁极互相排斥,异名磁极相互吸引,故B不符合题意;C.当导体中通过电流时,通电导线在磁场中受力的作用而运动,是电能转化为机械能,与自动爆玻器工作原理相同,故C符合题意;D.说明通电导体周围存在磁场,是电流的磁效应,故D不符合题意。故选C。12.风是一种潜力很大的新能源,地球上可用来发电的风力资源几乎是现在全世界水力发电量的10倍。因此国内外都很重视利用风力来发电。某校科技小组结合所学知识,利用如图装置对“风力发电”展开探究。以下观点不正确的是()A.只要铜棒AB在磁场中运动,就会产生感应电流B.只改变铜棒AB运动方向时,感应电流的方向改变C.感应电流的大小与铜棒AB切割磁感线的速度有关D.风力发电的工作过程是将机械能转化为电能的过程【答案】A【详解】A.根据产生感应电流的条件可知:要产生感应电流,导体必须是闭合电路的一部分,同时必须做切割磁感线运动,故A错误,符合题意;B.感应电流的方向与磁场方向和导体运动的方向有关,只改变铜棒AB运动方向或磁场方向时,感应电流的方向都会改变,故B正确,不符合题意;C.感应电流的大小与磁场的强弱和导体运动的速度有关,运动速度越快,产生的感应电流越大,故C正确,不符合题意;D.风力发电的工作过程是将机械能转化为电能的过程,故D正确,不符合题意。故选A。二、填空题13.发电机是利用的原理发电,我国家庭电路的电压是V。【答案】电磁感应220【详解】[1]根据对发电机知识的了解,可知发电机原理是电磁感应现象。[2]由书本知识可知,家庭电路的电压是220V。14.电磁感应现象的发现,经历了漫长的实验探究过程,这是因为电磁感应现象的产生必须符合一定的条件,这就是电路中的导体,在中做的运动时,导体中才会有电流产生,这种电流称为。【答案】闭合部分磁场切割磁感线感应电流【分析】电磁感应现象的条件为重点内容,应在理解的基础上强化记忆。【详解】[1][2][3][4][5]本题由感应电流的条件:首先要求闭合电路,其次要求电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动。15.如图所示,向线圈插入条形磁铁,电路中能产生电流,这种现象叫做现象,这个过程中机械能转化为能。【答案】电磁感应电【详解】[1]向线圈插入条形磁铁,线圈切割磁感线,电路中能产生电流,称为电磁感应现象。[2]产生了电流,即电能,故将机械能转化为电能。16.影响感应电流方向的因素:;.【答案】导体的运动方向磁场方向【详解】[1][2]感应电流方向与导体运动的方向和磁场的方向有关.17.如图所示,闭合开关,用外力使导体棒水平向右运动,发现导体棒也随之运动。此装置中:甲部分发生的是现象,人们根据这一原理发明了发电机,乙部分发生的能量转化是。【答案】电磁感应电能转化为机械能【详解】[1]闭合开关后,导体ab和cd组成一个闭合电路,闭合电路中的一部分导体ab在磁场中进行切割磁感线运动,闭合电路中有了感应电流,这种现象是电磁感应现象。[2]cd相当于放入磁场中的通电导体,通电导体在磁场中受到力的作用,故cd受力运动,它是将电能转化为机械能。18.小亮在学习了“电和磁”的知识后,用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的装置,闭合开关S后甲开始转动,同时用皮带带动乙转动,小灯泡光。在此过程中,将电能转化为机械能的装置是(选填“甲”或“乙”)乙的工作原理是,生活中应用这一原理工作的还有(选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”),如果要使甲的转动方向与原来相反,则应采取的措施是。【答案】甲电磁感应动圈式话筒对调电源正负极【详解】[1]甲装置闭合开关,电路有电流,通电线圈在磁场中受力转动,将电能转化为机械能。[2]甲转动时带动乙转动,乙装置这个闭合回路的线圈在磁场中转动时做切割磁感线运动,电路中产生感应电流,使灯泡发光,将机械能转化为电能,这个现象叫电磁感应现象。[3]动圈式扬声器将电信号转化为声信号。动圈式话筒将声信号转化为电信号,利用发声时的振动带动线圈振动从而切割磁感线产生强弱不同的电流,所以动圈式话筒利用了电磁感应原理。[4]通电导体在磁场中受到力的作用,受到的力的方向与电流方向和磁感线方向有关,如果要使甲的转动方向与原来相反,则可以对调电源的正负极,让电路中电流的方向相反。三、作图题19.如图所示,图甲是探究电磁感应现象的实验电路,图乙是探究磁场对电流的作用的实验电路,请你在甲、乙两图中的A、B两处填上合适的元件符号。【答案】【详解】探究电磁感应现象,电路中应有显示有无电流产生的灵敏电流计或电流表,故A处是电流表;探究磁场对电流的作用,电路中应有电源,闭合开关后电路中应有电流,故B处是电源,如图所示:20.如题图所示,表示闭合回路中垂直于纸面的一根导线,当在磁场中运动时回路中能产生感应电流,请用箭头标出的运动方向(只画一个),并画出一条磁感线。【答案】【详解】磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极的。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,只要a的运动能切割磁感线,回路中就能产生感应电流。如图四、实验题21.如图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)。(1)比较图,说明感应电流方向与磁场方向有关;(2)比较图,说明感应电流方向与导体运动方向有关;(3)图d说明,当导体沿方向运动时,闭合电路中将不产生感应电流。【答案】abbc磁感线【详解】(1)[1]为了说明感应电流方向与磁场方向有关,需要改变磁场方向,而控制导体运动方向不变,而图a导体向右运动,电流计指针右偏,图b中导体运动方向不变,磁场方向改变,电流计指针左偏,所以应该比较图ab。(2)[2]为了说明感应电流方向与导体运动方向有关,需要改变导体运动方向,而控制磁场方向不变,图b导体向右运动,电流计指针左偏;图c中磁场方向不变,导体运动方向改变,电流计指针右偏,所以应该比较图bc。(3)[3]产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动,所以当导体沿磁感线方向运动时,没有切割磁感线,所以不会产生感应电流。22.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,在发电机和小灯泡电路里串联一个电流表,慢慢摇动手柄,观察到电流表的指针左右摇摆,这表明该发电机发出的电是(选填“直流电”或“交流电”);(4)观察手摇发电机灯泡的发光与手电筒灯泡的发光的不同之处是。【答案】是否偏转闭合切割磁感线交流电见解析【详解】(1)[1]图甲是探究的磁产生电的实验装置,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,若电流表指针偏转表示有感应电流产生。(2)[2][3]要使图甲的电路中产生感应电流,需要闭合回路,且导体在磁场中做切割磁感线运动,即一是开关要闭合;二是导体AB在磁场中做切割磁感线运动。(3)[4]慢慢摇动手柄,观察到电流表的指针左右摇摆,说明电流方向在改变,故表明该发电机发出的电是交流电。(4)[5]手摇发电机灯泡发出来的光有闪烁,因为手摇发电机产生出来的是交流电且电压不稳;手电筒灯泡发出来的光亮度稳定,因为手电筒是电池供电,电压稳定。23.如图,在“探究什么情况下磁可以生电”实验中:序号实验操作电流表指针偏转情况1保持导体与磁体静止不偏转2保持磁体静止,导体水平向左切割磁感线向右偏转3保持磁体静止,导体水平向右切割磁感线向左偏转…(1)比较1、2(或1、3)实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做运动时,导体中就产生电流;(2)要使感应电流方向发生改变,可采取的具体措施是:;(选填字母)A.使用磁性更强的磁体B.保持磁体静止,只改变导体水平运动的方向C.上下调换磁极,同时改变导体水平运动的方向(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:(4)如果将电流表换成,可以探究磁场对通电导体的作用。【答案】切割磁感线B机械电源【详解】(1)[1]比较1、2(或1、3)实验现象可知,保持磁体和导体不动,电路中不会产生感应电流,但是保持磁体不动,导体水平切割磁感线时会产生感应电流,故可得出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)[2]感应电流方向与磁场方向和导体切割磁感线方向有关,所以想要改变感应电流的方向,可以只上下调换磁极,或者只改变导体水平运动的方向,如果上下调换磁极,同时改变导体水平运动的方向,感应电流的方向不会发生变化。故选B。(3)[3]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,所以是机械能转化为电能。(4)[4]如果将电流表换成电源,则构成一个完整的闭合回路,这样可以探究磁场对通电导体的作用。一、选择题1.据有关媒体报道,在我国福建号航母上,首次采用电磁弹射器。它的弹射车与舰载机的前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通入强电流时,立即产生强大的推力,使舰载机快速起飞。那么,在下列四个实验中,与电磁弹射器的工作原理一致的是()A.图甲中,对着磁体旁的线圈说话,示波器上会显示对应的波形B.图乙中,风车带动线圈在磁铁旁转动,闭合回路中会有电流产生C.图丙中,闭合开关,金属棒ab会在蹄形磁铁中运动起来D.图丁中,手持金属棒ab在蹄形磁铁中前后运动,闭合回路中会有电流产生【答案】C【详解】由题意知,当弹射车内的导体通入强电流时,立即产生强大的推力,使舰载机快速起飞,故它运用了磁场对电流的作用;A.对着磁铁旁线圈说话,示波器显示波形,是电磁感应的原理,故A不符合题意;B.风车带动线圈在磁铁旁转动,闭合回路中有电流产生,是电磁感应,故B不符合题意;C.闭合开关,通电金属棒在磁铁中运动起来,符合通电导体在磁场中受到磁场力的作用,故C符合题意;D.手持金属棒在磁铁中运动,闭合回路中有电流产生,是电磁感应,故D不符合题意。故选C。2.如图所示,用导线、灵敏电流表组成闭合回路。选项中,用“○”示闭合电路中垂直于纸面方向放置的导线ab的横截面,当导线ab在磁场中沿虚线运动,灵敏电流表指针有明显偏转的是()A. B.C. D.【答案】D【详解】如图所示,只有D图中导线在做切割磁感线运动,此时灵敏电流表指针会有明显偏转,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。3.赤道附近的某地,地磁场的方向为水平方向,小明把安装有灵敏电流计的闭合电路中的一部分导体棒(与竖直方向固定的导轨接触良好)以相同的速度做以下选项中的运动,其中,灵敏电流计指针发生偏转最明显的操作是()A.导体向上运动B.导体向南运动C.导体向下运动D.导体向西运动【答案】C【详解】电磁感应现象产生的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。赤道附近的某地,地磁场的方向为水平方向,且磁场方向应该是由南到北,所以磁感线方向应该是水平向北,ABCD四个图中只有C图中导体在切割磁感线,能产生感应电流。故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。4.如图“○”表示闭合电路中的一部分导体的横截面,箭头表示导体运动方向,下列说法正确的是(
)A.两图中均不能获得感应电流 B.两图中感应电流方向不同C.两图中感应电流方向相同 D.以上说法均不正确【答案】C【详解】AD.根据安培定则,右手四指沿电流方向握住螺线管,则右图中线圈左端为N极,可见两图中磁场方向相同,左图中在磁体上部,磁感线都是从左向右方向,当闭合电路一部分导体向上运动时,切割磁感线,所以会产生感应电流;右图中在磁体下部,磁感线都是从左向右方向,当闭合电路一部分导体向上运动时,切割磁感线,所以会产生感应电流,故AD错误BC.由于磁场方向相同,切割磁感线方向相同,所以产生感应电流的方向相同,故B错误,C正确。故选C。5.如图所示,其中右侧的“×”表示磁感线且磁感线方向为从外向内穿过纸面.当拉动导体在光滑的导轨上向右做切割磁感线运动时,以下现象不可能发生的是(
)A.导体切割磁感线,产生感应电流,电荷运动方向为从端到端B.电磁铁中产生磁性,上端为N极,吸引铁块使弹簧变长C.导线有电流通过,产生磁场,但由于小磁针摆放位置的关系,不会发生明显偏转D.通电线圈在磁场中受到力的作用而转动,其中段向外转动【答案】C【详解】A.导体切割磁感线,产生感应电流,电流方向从到,导体中负电荷运动方向为从端到端,故A不符合题意;B.电流由A位置流出,由右手定则可知电磁铁上端为N极,会吸引磁铁使弹簧伸长,故B不符合题意;C.导线段由于有电流通过,根据奥斯特实验知,导线周围产生磁场,使小磁针发生偏转,故C符合题意;D.线圈中电流方向为,在磁场中会因受到力的作用而发生转动,其中段受到的力向外,故向外转动,故D不符合题意.二、填空题6.某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图甲。(1)LED在两次实验中发光情况图乙、丙所示,磁场对线圈1导体ab的力F竖直向上,请在图丙中画出磁场对线圈2的导体cd的力F’。(2)如图1,导体棒ab与该LED相连,使导体棒在磁场中垂直于纸面上下、左右往复运动,用“o”表示导体ab的横截面。图2中磁感线表示正确且能使LED发光的操作是。【答案】向上①②④【详解】[1]线圈1顺时针转动,二极管发出红光,电流A进B出,线圈中电流方向从a到b,ab受到的力方向向上;线圈2的磁感线的方向发生了改变,二极管发出的是黄光,这说明电流的方向也发生了改变,磁场方向、电流方向同时发生了变化,导体受力方向不变,所以线圈2的导体cd的力F’向上。[2]导体做切割磁感线运动,电路中能产生感应电流,二极管能发光;①②④中的导体都做切割磁感线运动,而③中的导体运动方向与磁感线方向相同,没有切割磁感线,不会产生感应电流,二极管不发光,图2中磁感线表示正确且能使LED发光的操作是①②④。7.导线是闭合电路的一部分(图1中的“”为导线的剖面图),a在磁场中的运动轨迹如图1所示。请在图1中正确画出所给的磁感线的方向;a在磁场中沿段(选填“”、“”或“”)运动不能产生感应电流,如果把图中N极和S极对调,a继续沿该段运动,(选填“能”或“不能”)产生感应电流。如图2所示,表示导线中的电流方向垂直于纸面向里,F是磁场对通电导线的作用力。则图3的电路通电后,ab段所受到的磁场力的方向(选填“向上”或“向下”),cd段所受到的磁场力的方向(选填“向上”或“向下”)。【答案】AB不能向下向上【详解】[1]磁感线从磁体的N极出发、回到S极,据此画出图中磁感线的方向,如下图所示:[2]由图可知,导线a在磁场中沿、运动时,都会切割磁感线,a中能产生感应电流;a在磁场中沿运动时,磁感线的方向与a运动的方向相同,没有切割磁感线,不会产生感应电流。[3]如果把图中N和S极对调,a继续沿该段运动时也不会切割磁感线,不会产生感应电流。[4]根据电源可知,段导线中电流方向为,与图2中电流的方向相反;磁感线的方向水平向左,与图中的磁感线的方向相反,所以受到的磁场力的方向上与图中的导线受到的磁场力的方向相同,是竖直向下的。[5]图中段导线中的电流的方向是从到,与段导线中的电流方向相反,所以受到的磁场力的方向与段导线受到的磁场力的方向相反,是竖直向上的。8.如图所示,水平放置的两光滑金属导轨与电路连接并置于垂直于导轨向里的匀强磁场磁场强弱和方向处处相同中,两根相同的金属棒、与导轨紧密接触且可自由滑动,导轨足够长,、电阻均为。(1)固定金属棒AB,把双向开关接到接线柱2,使金属棒CD水平向右运动,此时金属棒AB中有从A流向B的电流;若使金属棒CD水平向左运动,则此时金属棒AB中(选填“有”或“没有”)电流;请判断电流的方向;(选填“从A流向B”或“从B流向A”)(2)固定金属棒AB,把双向开关接到接线柱3,金属棒CD受到水平向左的磁场力作用,此时金属棒AB(选填“有”或“没有”)受到磁场力;该磁场力的方向(选填“水平向左”或“水平向右”)。
【答案】有从B流向A有水平向左【详解】(1)[1]固定金属棒,把双向开关接到接线柱,使金属棒水平向右运动,此时闭合电路中的部分导体切割磁感线,产生感应电流,由右手定则得,金属棒中有从流向的电流。[2]若使金属棒水平向左运动,导体运动的方向发生了变化,磁场方向不变,则电流的方向会发生变化,即从流向。(2)[3]固定金属棒,把双向开关接到接线柱,金属棒受到水平向左的磁场力作用,此时有电流通过金属棒AB,AB也会受到磁场力。[4]AB、CD中电流的方向相同,磁场方向相同,则受到磁场力的方向相同,即受到的磁场力方向水平向左。三、实验题9.如图甲所示,在“摇绳发电”活动中小西和小安把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上,形成闭合导体回路,然后他们沿某一方向站立并迅速摇动这条电线,发现灵敏电流计的指针摆动。
(1)你认为小西和小安是沿(选填“东西”或“南北”)方向站立的;实验中,灵敏电流计的作用是用来检测;(2)小西和小安想“感应电流的大小与哪些因素有关”,小西猜想可能与摇绳的速度,小西为了验证自己的猜想,利用如图乙所示的装置进行实验,足够大的磁体放在水平桌面上,驱动装置使导体棒AB沿直线水平向右匀速运动(导体运动区域的磁场强弱相同)。改变速度大小重复实验,下表是实验测得的数据,分析数据可得出结论:;实验次数123456速度/(cm•s-1)123456电流/mA2.04.05.98.110.211.8(3)某次实验中,闭合开关后并未发现电流计指针偏转,经检查器材均完好,各器材间连接无误,那么接下来你认为最应该关注的器材是;另一同学认为是磁铁的磁性太弱所致,他提出更换磁性更强的磁铁,就在他移动原磁铁时发现电流计的指针出现了晃动,你认为接下来最应该做什么来找到让电流计指针偏转的原因;(仅写出最应该进行的一步操作)(4)如果将灵敏电流计换成直流电源,当闭合开关时,可以看到磁场中原来静止的导体棒AB开始运动,该现象可以说明的工作原理。【答案】东西是否有电流产生在其它因素相同时,导体切割磁感线的速度越快,产生的感应电流越强金属棒让金属棒向不同的方向运动电动机【详解】(1)[1]因为地球存在磁场,磁感线的方向是从地理南极出发,到地理北极,只有小西和小安是沿东西方向站立时,再迅速摇动这条电线,电流计的指针才会摆动。[2]当电路中产生了电流,灵敏电流计的指针会摆动,所以实验中,灵敏电流计的作用是用来检测是否有电流产生。(2)[3]从表格中的数据可以看到,导体棒AB沿直线水平向右运动的速度越大,产生的感应电流越大,可得出结论,在其它因素相同时,导体切割磁感线的速度越快,产生的感应电流越强。(3)[4]某次实验中,闭合开关后并未发现电流计指针偏转,说明没有感应电流产生,此时金属棒是静止的,所以接下来最应该关注的是金属棒,观察金属棒运动后会不会有电流的产生。[5]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感应电流,移动原磁铁时,发现电流计的指针出现了
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