实验19 探究探究什么情况下磁可以生电（原卷版）

实验19探究探究什么情况下磁可以生电基础考点梳理1.实验目的、原理（1）实验目的：探究感应电流电流产生的条件。（2）实验原理：利用电磁感应现象，当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合回路中就有感应电流产生，灵敏电流计就会发生偏转。2.实验器材：条形磁铁、灵敏电流计、线圈A和B、滑动变阻器、电源、开关、导线等。（1）电源：提供电压。（2）开关：控制电路通断。（3）灵敏电流计：测量电流大小。（4）导线：连接电路。（5）条形磁铁：产生磁场。（6）滑动变阻器：改变电路中的电流大小。（7）线圈A和B：切割磁感线。3.实验步骤步骤①如图1连接好电路。步骤②条形磁铁在线圈B中插入、拔出时，改变了线圈B中的磁通量，观察灵敏电流计示数。步骤③闭合电键，线圈A在线圈B中插入、拔出时；线圈A在线圈B中，通过移动滑动变阻器或者打开、闭合电键时，改变了线圈B中的磁通量，观察灵敏电流计示数。步骤④整理实验器材。4.实验分析（1）当闭合电路中的导体在磁场中做切割磁感线运动时，闭合电路中就会产生感应电流。（2）磁场强度越强，做切割磁感线运动时产生的电流越大。5.实验补充（1）实验操作注意事项①注意电路的连接方式，其中线圈B(称之为副线圈)与灵敏电流计直接串成回路，而线圈A(称之为原线圈)与电源、开关、变阻器组成回路。②注意变阻器的接法，接错可能造成变阻器阻值不变或变阻器电阻为零，实验开始时应使变阻器的阻值最大（保护电源）且使电键处于断开状态。（2）实验误差原因①滑动变阻器未按要求接。②灵敏电流计选择的量程过大。6.常考实验问题（1）我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断电流方向。（2）根据实验现象，初步得出电路中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，在该运动过程中，主要将机械能转化为电能。（3）上下移动单根导线时，观察到灵敏电流计的指针不偏转；左右移动该导线时，观察到灵敏电流计的指针偏转。（4）通过这个实验现象得出初步结论：闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流。（5）为了进一步验证这个结论，他又用如图乙的装置进行实验，发现将条形磁铁向下插入线圈时，灵敏电流计的指针偏转；保持条形磁铁在线圈中不动，向上提起线圈时，灵敏电流计的指针偏转，结果符合上述实验结论。（6）磁体和导体棒相对静止，闭合开关，能否观察到灵敏电流计指针偏转的现象？答：否。（7）探究感应电流方向与导体切割磁感线方向的关系时，应该保持磁场的方向不变。（8）实验中用电磁铁代替永磁体的好处是：易于改变磁体的磁性强弱。精选真题汇编1．（2023•长春）在“探究什么情况下磁可以生电”实验中，实验装置如图所示：（1）根据图中磁感线方向判断蹄形磁体的上端是极。（2）让导线AB在磁场中做运动，观察到电流表指针发生偏转，说明回路中有电流产生，这一过程将机械能转化为能，根据这个现象制成了。2．（2023•北京）（1）小京用图甲所示的装置进行实验，闭合开关的瞬间，观察到小磁针的现象，说明电流周围存在磁场。（2）小京用图乙所示的装置进行实验，其中灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。使金属棒ab向左做切割磁感线运动，灵敏电流计指针向右偏转，如图乙所示；保持磁场方向不变，使金属棒ab向右做切割磁感线运动，灵敏电流计指针向左偏转，如图丙所示。小京探究的问题是：。3．（2022•黄石）为探究三种磁现象，利用如图①的装置依次完成下列实验：（1）在ab之间接入灵敏电流计，闭合开关，灵敏电流计指针（选填A偏转、B不偏转）；保持开关闭合，导体棒（选填A水平、B上下）运动，灵敏电流计指针偏转，说明在一定条件下可以实现“磁生电”。（2）断开开关，取下灵敏电流计，在ab之间接入恒流电源。闭合开关，导体棒（选填A会、B不会）运动，说明“电﹣动”是通过磁场实现的。（3）断开开关，移走磁铁，将一枚灵活转动的小磁针置于桌面上，待其静止后，将导体棒平行于小磁针放置，如图②所示。闭合开关，小磁针（选填A会、B不会）偏转，说明电流周围（选填A有、B无）磁场。4．（2022•十堰）在“探究什么情况下磁可以生电”实验中，小华做了甲、乙、丙三次实验。实验中通过观察来判断电路中是否产生感应电流，如图的三次实验中，（选填“甲”“乙”或“丙”）图中有感应电流产生。（选填“电动机”或“发电机”）应用了这一原理。5．（2020•青岛）探究磁生电的条件。实验装置如图所示，在磁场中悬挂一根导体AB，把它的两端跟电流表连接起来，组成闭合回路。（1）实验中，用提供磁场，用显示电路中有无电流。（2）下列操作，电路中能产生电流的是（选填所有符合要求的选项序号）。①蹄形磁体和导体AB都静止②蹄形磁体静止，导体AB左右运动③导体AB静止，蹄形磁体左右运动6．（2023•鄂州）物理小组的同学们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（选填“上下”、“左右”或“前后”）方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转；（2）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：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；（3）该实验在探究过程中，是将能转化成电能，生活中的（填“电动机”或“发电机”）是根据这一原理制成的。7．（2022•武汉）某同学用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线两端跟电流表连接组成闭合回路。（1）让导线AB在磁场中静止，观察到电流表指针；让导线AB在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，观察到电流表指针；保持蹄形磁体静止，让导线AB从图中所示位置水平向右运动，观察到电流表指针。（填“偏转”或“不偏转”）（2）图乙中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，会产生感应电流的是（填标号）。8．（2022•河池）学习电磁感应现象后，小昌同学想进一步探究感应电流的大小跟哪些因素有关。他使用如图所示的装置，让导体棒ab在U形磁铁中做切割磁感线运动而产生感应电流，记录的实验数据如下表所示。实验次数12345磁场强弱（磁铁个数）1个1个1个2个3个导体切割磁感线速度慢速中速快速慢速慢速电流计指针偏转格数1格2.5格4格2格3格（1）比较1、2、3三组数据，可以探究感应电流的大小与导体切割磁感线速度的关系。当磁场强弱一定时，导体切割磁感线速度越，感应电流越大；（2）比较三组数据，可以探究感应电流的大小与磁场强弱的关系。当导体棒切割磁感线速度一定时，磁场越，感应电流越大。9．（2021•宿迁）如图甲所示，是“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图。（1）磁体和导体棒AB相对静止，闭合开关，能否观察到灵敏电流计指针偏转的现象？答：。（2）探究感应电流方向与导体切割磁感线方向的关系时，应该保持的方向不变。（3）小明猜想磁场强弱会影响感应电流大小，于是他设计了图乙所示的电磁铁代替原有磁体再次实验，此时需要在图乙的电路中再接入的元件是。10．（2021•武汉）某同学用如图所示的装置研究电磁感应。（1）如图甲所示，保持蹄形磁体竖直放置，使导体AB从图示位置向上运动，电路中（填“无”或“有”）感应电流。（2）如图乙所示，保持线圈不动，使蹄形磁体快速向左运动，电流表指针（填“不会”或“会”）偏转。（3）利用电磁感应原理工作的装置有（填“电铃”“扬声器”“电磁起重机”或“动圈式话筒”）。11．（2021•枣庄）学习了电磁感应现象后，小雨同学还想进一步探究感应电流的大小与哪些因素有关。他使用的装置如图所示：铁块E、F上绕有导线并与开关、滑动变阻器、电源、灯泡组成电路。线框abcd与灵敏电流计G相连。（线框abcd在铁块E、F上方，实验过程中线框不扭转）【猜想与假设】小雨做出了如下猜想：A.感应电流的大小与磁场的强弱有关；B.感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关。【设计与进行实验】（1）小雨探究猜想A的设计思路如下：改变电磁铁的进行多次实验，每次实验保持线框沿竖直向下穿过电磁铁磁场的速度相等，观察并记录每次实验中灵敏电流计G指针偏转的格数。（2）要探究猜想B，实验时应保持电磁铁不变，改变线框切割磁感线的速度进行多次实验，分别记下每次实验中灵敏电流计指针偏转的格数，实验数据记录如表所示。实验次数切割磁感线的速度电流计指针偏转格数1慢速1.5格2中速2.5格3快速4格【分析论证】（3）分析表格数据可得出的结论是：其他条件都相同时，，闭合电路中产生的感应电流越大。【交流评估】（4）实验中用电磁铁代替永磁体的好处是：。（5）按照小雨的设计思路探究猜想A，实验时在操作上存在的困难是：。12．（2021•十堰）小明在用如图装置“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：（1）实验时，小明通过观察判断电路中是否有感应电流产生；（2）闭合开关，若保持导体ab不动，要产生感应电流，小明正确的操作是；（3）利用此实验中的能量转化原理，人们在生产生活中制成了。13．（2020•呼和浩特）在历史的长河中，有相当长的一段时间里，人们认为电现象和磁现象是互不相关的。直到1820年，丹麦物理学家（选填“安培”、“奥斯特”或“法拉第”）发现，电流周围存在磁场，成为世界上第一个发现电与磁联系的科学家。如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”的实验装置。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（实验中电流由左进入电流计，指针向左偏，电流由右进入电流计，指针向右偏）。实验序号磁场方向导体棒ab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）实验表明，闭合电路中的部分导体在磁场中做下列哪种运动时，电路中产生感应电流。A．平行磁感线运动B．切割磁感线运动（2）导体中产生的电流方向，与导体的运动方向，以及磁感线的方向都有关系，根据题给信息，分析判断下列方向关系正确的是。14．（2022•河北）如图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。（1）实验时，小明通过观察来判断电路中是否产生感应电流。（2）小明进行了如图乙所示的5次操作，其中能产生感应电流的是（选填所有符合要求的操作序号）。（3）完成实验后，小明认为实验现象不太明显，请你提出一条改进措施：。（4）利用“磁生电”工作的装置有（选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”）。15．（2022•衡阳）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。16．（2022•日照）某校九年级一班物理兴趣小组的同学，学习了磁现象的知识后，深受物理学家奥斯特和法拉第科学探索精神的影响，怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究。（1）如图甲，将小磁针放在南北方向的直导线正下方，小磁针静止，N极指向北。如图乙触接电源，小磁针的N极向纸外偏转。断开连接后，小磁针恢复到图甲位置。如图丙，将电源正负极对调，再次触接电源，小磁针的N极向纸内偏转。则：①通电导线周围存在磁场，且磁场的方向与有关。②断开电源后，小磁针恢复到图甲状态，这是因为小磁针受到了的作用。③如图丁所示，高速电子束飞过小磁针上方时，小磁针将发生如图所示方向的偏转，原因是。（2）利用图戊所示的装置，让闭合电路中的一部分导体AB在磁场中运动，观察电流表指针的偏转情况，记录在表中。已知当电流从电流表的左侧接线柱流入时，指针向左偏转；从右侧接线柱流入时，指针向右偏转。实验次数导体棒移动情况电流表指针偏转情况1竖直向上不偏转2竖直向下不偏转3水平向左向右偏转4水平向右向左偏转根据表中记录的实验信息，完成下列问题：④由第1、2两次实验可知，导体棒AB平行于磁感线运动，闭合回路中（填“会”或“不会”）产生感应电流。⑤由第3、4两次实验可知，导体棒AB中感应电流的方向与的方向有关。如果固定导体棒AB，水平向右移动磁铁，电流表的指针向偏转。⑥本实验的设计不完整，不能探究感应电流的方向与磁场方向的关系。为了使探究过程更加完整，应。⑦小明将电流表换成完好的小灯泡，再做第3、4两次实验时小灯泡不亮，最可能的原因是。⑧发电机的原理与本实验的原理一样，己图为发电机的示意图，图中时刻线框水平，箭头为线框旋转的方向，此时ab边中的电流方向（填“由a到b”或“由b到a”）。17．（2021•淮安）如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。（1）实验中，AB棒的材料可能是（填“塑料”或“铝”）。（2）我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断。（3）闭合开关，实验探究过程记录如表所示：次数AB棒在磁场中的运动情况是否有感应电流1静止无2沿磁场方向运动（不切割磁感线运动）无3切割磁感线运动有根据实验现象，初步得出电路中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运动，在该运动过程中，主要将机械能转化为能。（4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与的关系。（5）若将此装置中灵敏电流计换成，可进一步探究电动机的工作原理。18．（2021•柳州）小夕用如图甲的装置探究电磁感应现象。（1）他上下移动单根导线时，观察到灵敏电流计的指针；左右移动该导线时，观察到灵敏电流计的指针。（2）他通过这个实验现象得出初步结论：闭合电路的一部分导体在磁场里做磁感线的运动时，导体中就会产生电流。（3）为了进一步验证这个结论，他又用如图乙的装置进行实验，发现将条形磁铁向下插入线圈时，灵敏电流计的指针；保持条形磁铁在线圈中不动，向上提起线圈时，灵敏电流计的指针，结果符合上述实验结论。19．（2021•长春）在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：（1）请在图甲中标出经过A点的磁感线的方向。（2）如图乙所示，将闭合电路中的导线ab放在蹄形磁体的磁场中，导线ab左右运动时，电流表指针。这一过程中，该装置将转化为电能。这一现象在生活中的应用有。20．（2020•十堰）如图是“探究什么情况下磁可以生电”的实验，蹄形磁体和灵敏电流计均放在水平桌面上。使导体AB在磁场中竖直向上或竖直向下运动，发现电流计的指针均不偏转；使导体AB在磁场中水平向右或水平向左运动，发现电流计的指针左右偏转。这些现象说明：闭合电路的一部分导体在磁场中做运动时，会产生电流，电流的方向与导体的有关。若用匝数很多的线圈代替导体AB重复上述实验，产生的电流（选填“变大”、“变小”或“不变”）。21．（2020•安徽）在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中，实验装置如图所示。（1）实验现象：①保持蹄形磁体位置不动，让导线AB在磁