中考物理实验30 （考点精讲）探究导体在磁场中运动时产生感应电流备战

实验30探究导体在磁场中运动时产生感应电流1.【实验器材】磁性不同的蹄形磁体、导线、金属棒、灵敏电流计、开关等.2.【实验装置】如图所示.3.【设计与进行实验】(1)实验步骤:①将金属棒、开关和灵敏电流计用导线连接起来,将金属棒放置在蹄形磁体中间;②闭合开关,保持金属棒与蹄形磁体相对静止,观察灵敏电流计的指针偏转情况并记录;③闭合开关,让金属棒在蹄形磁体中间沿不同的方向运动,观察灵敏电流计的指针偏转情况并记录;④更换磁性更强的蹄形磁体,重复步骤②③.(2)金属棒的材料不能是铁、钴、镍,避免因磁化而影响实验结论.(3)本实验通过灵敏电流计指针的偏转情况说明电路中是否产生感应电流和产生的感应电流的大小.(4)感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关.①如果只把磁体的N、S极对调,灵敏电流计的指针偏转方向将相反;如果只让金属棒向相反方向做切割磁感线运动,灵敏电流计的指针偏转方向也将相反;②如果把磁体的N、S极对调,并让金属棒向相反方向做切割磁感线运动,灵敏电流计指针偏转方向不变;③由控制变量法可知,若要探究感应电流方向与磁场方向的关系,应控制金属棒运动方向不变,改变磁场方向;若要探究感应电流方向与导体运动方向的关系,应控制磁场方向不变,改变导体运动方向.(5)感应电流的大小与磁场强弱和导体运动速度有关.①如果只让金属棒切割磁感线运动的速度增大,则感应电流增大,灵敏电流计的指针偏转角度会增大;如果只增强磁体的磁性,则感应电流增大,灵敏电流计的指针偏转角度会增大.②由控制变量法可知,若要探究感应电流大小与磁场强弱的关系,应控制金属棒运动速度不变,改变磁场强弱;若要探究感应电流大小与导体运动速度的关系,应控制磁场强弱不变,改变导体运动速度.4.【交流与反思】(1)实验时如果增加金属棒切割磁感线的长度,则灵敏电流计的指针偏转角度会增大.(2)实验过程中灵敏电流计的指针偏转不明显,可以采取的改善方法:增大金属棒切割磁感线的速度或换用磁性更强的磁体或增加切割磁感线的导线的长度等.(3)闭合开关,金属棒做切割磁感线运动时,将机械能转化为电能,这是电磁感应现象,这一原理在生活中的应用有动圈式话筒、发电机等.(4)实验中,若金属棒无论怎样移动,发现灵敏电流计指针都不偏转,出现这种情况的原因可能是开关未闭合.(5)实验中,闭合开关后,若金属棒不动,左右移动磁体,金属棒切割了磁感线,电路中会产生感应电流.(6)若将图中的灵敏电流计换成电源,就可以用来研究磁场对通电导体的作用.5.【实验结论】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.【例1】小丽用如图的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”，闭合开关后，导体棒、灵敏电流计，开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表。实验序号磁场方向导体棒运动方向灵敏电流计指针偏转情况1向下向上不偏转2向下不偏转3向左向右偏4向右向左偏5向上向上不偏转6向下不偏转7向左向左偏8向右向右偏（1）通过观察灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流；（2）该同学进行以下尝试，能使电流表指针偏转的是（填字母标号）。．导线在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体．导线在磁场中静止，但不用单根导线，而用匝数很多的线圈．蹄形磁体静止，导线从图中所示位置水平向左或水平向右运动．蹄形磁体静止，导线从图中所示位置竖直向上或竖直向下运动．蹄形磁体静止，导线从图中所示位置斜向上或斜向下运动（3）比较第4次和第次实验可知，导体棒运动方向相同时，感应电流的方向与磁场的方向有关。（4）比较第7次和第8次实验可知，。（5）如图所示的实验装置，将电流表换成进行触接，还可以探究电动机的工作原理。【解答】解：（1）在该实验中，通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有电流。（2）由表格中数据知，若导体向上运动或向下运动时，不切割磁感线，此时电路中也没有电流，可得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；．导线在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流表指针不会偏转；．导线在磁场中静止，但不用单根导线，而用匝数很多的线圈，没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流表指针不会偏转；．蹄形磁体静止，导线从图中所示位置水平向左或水平向右运动，做切割磁感线运动，会产生感应电流，电流表指针会偏转；．蹄形磁体静止，导线从图中所示位置竖直向上或竖直向下运动，没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流表指针不会偏转；．蹄形磁体静止，导线从图中所示位置斜向上或斜向下运动，做切割磁感线运动，会产生感应电流，电流表指针会偏转；故选；（3）由表格中数据知，4和8的导体运动方向相同，磁场方向不同，电流表指针的偏转方向也不同，说明感应电流的方向与磁场的方向有关。（4）比较第7次和第8次实验可知，磁场方向相同，导体的运动方向不同，电流表指针的偏转方向不同，说明感应电流的方向与导体运动的方向有关。（5）当电流表换成电源时，导体就成了通电导体，在磁场中会受到力的作用，可以探究电动机的工作原理。故答案为：（1）灵敏电流计指针是否偏转；（2）；（3）8；（4）感应电流的方向和导体运动的方向有关；（5）电源。【例2】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”。（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右（填“上下”或“左右”方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转。（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，灵敏电流计指针（填“会”或“不会”发生偏转。（3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针都不发生偏转。由此得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做运动时，电路中就产生感应电流。（4）该实验在探究过程中，是将能转化成能，生活中的（填“发电机”或“电动机”是根据这一原理制成的。（5）进一步猜想，“感应电流的大小可能与导体运动速度有关”。保持磁场方向和导体运动方向一定，让导体以速度运动进行多次实验，实验测得的数据如表所示，分析数据可得出结论：。实验次数123456速度123456电流2.04.05.58.39.212.8【解答】解：（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右方向运动时，导体切割磁感线，会产生感应电流，电流表指针会发生偏转。（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动时，导体不切割磁感线，不会产生感应电流，电流表指针不会发生偏转。（3）断开开关，不是闭合电路，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，都不会产生感应电流，电流表指针都不发生偏转，由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流。（4）产生感应电流的过程中，消耗了机械能，转化为电能，人们利用电磁感应现象制成了发电机。（5）探究感应电流的大小与磁磁场的强弱和导体运动的速度有关时，需要控制磁场相同，移动速度不同；让导体以不同的速度移动，进行多次实验；根据表格中的数据可知，在磁场强度相同时，导体切割磁感线的速度越大，电流越大。故答案为：（1）左右；（2）不会；（3）切割磁感线；（4）机械；电；发电机；（5）不同；在磁场强度相同时，导体切割磁感线的速度越大，电流越大。【例3】如图为探究“磁生电”的实验装置，将导体、小量程电流表和蹄形磁体如图组装起来。（1）组装好器材后闭合开关，然后让导体左右运动。当导体向左运动时，电流表的指针向右偏转，而当导体向右运动时，电流表的指针向左偏转，这说明产生的感应电流方向与导体运动方向有关。此时导体当于（电源用电器）。（2）若再将导体沿竖直方向上下运动，则观察到电流表指针不动，由此说明产生感应电流的条件是导体要做运动。（3）将磁体的、极对调，重复步骤（1）的操作，观察到电流表指针偏转方向与（1）中相反，由此说明感应电流的方向与有关。（4）断开开关后，让导体左右运动，观察到电流表指针不动，由此说明产生感应电流的另一个条件是。（5）实验中发现电流表指针偏转不明显，为了使指针偏转明显，请你从实验装置或操作上提一条改进建议：。【解答】解：（1）当导体向左运动时，电流表的指针向右偏转，而当导体向右运动时，电流表的指针向左偏转，导体运动的方向发生了变化，感应电流的方向发生了变化，这说明产生的感应电流方向与导体运动方向有关；此时中有电流，相当于电源；（2）若再将导体沿竖直方向上下运动，导体运动方向与磁感线方向相同，则观察到电流表指针不动，由此说明产生感应电流的条件是导体要做切割磁感线运动；（3）将磁体的、极对调，磁场的方向发生了变化，重复步骤（1）的操作，观察到电流表指针偏转方向与（1）中相反，由此说明感应