初中物理产生感应电流的条件实验题

为了探究“感应电流产生的条件”，小明将铁架台、导体AB、小量程电流表、蹄形磁体、开关和若干导线按图连接．

（1）导体AB、小量程电流表及开关的连接方式是      ．
（2）小明刚安装好实验器材，就立即观察电流表，发现指针没有发生偏转，出现这个问题最有可能是因为    造成的．
（3）解决（2）中的问题后，小明观察电流表，发现指针还是没有发生偏转，于是他左右移动导体AB，发现电流表的指针发生了摆动，此时        相当于电路中的电源．
（4）小明又沿多个不同方向来回移动导体AB，均发现电流表的指针发生了摆动．
（5）经历了（2）、（3）、（4）的探究，小明便得出了感应电流的产生条件为：闭合电路的一部分导体在磁场中运动．你认为小明的结论    （选填“是正确的”、“不够准确”） ，为了验证你的这一判断，你应该怎样做？     ．
（6）实验中，小明在电路闭合时将导体AB向右移动一段距离后松开手，发现导体AB左右摆动，此时小量程电流表的指针    （选填“左右摆动”、“偏向一边”、“静止不动”） ．导体AB摆动过程中，如果不计空气阻力及导线悬挂点的摩擦，导体AB的机械能将    （选填“变大”、“变小”、“不变”）．

(7分）在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，小芳进行了如图甲、乙、丙三个操作：

⑴比较甲乙两次操作，说明感应电流的方向可能是与_______________的方向有关；丙操作中，灵敏电流计的指针并未偏转，是因为_________________。
⑵实验中，如果导体不动，只要__________________________，也能产生感应电流.
⑶实验过程中小芳发现每次电流表指针摆动的角度不同，提出了“感应电流的大小与哪些因素有关”的问题。
(a)小芳猜想可能与导体切割磁感线运动速度有关，速度越大，____________能越大，转化成电能就越多。你的猜想是：可能与__________________有关。
(b)小芳为了验证自己的猜想，进行了如下操作实验：将足够大的磁体放在水平面上，使导体棒沿直线水平向右运动（导体运动区域的磁场强弱相同）。同一次实验，应使导体做______（填“匀速”或“变速”）运动。下表是实验测得的数据，分析数据可得出结论：_____________________________________。

实验次数	1	2	3	4	5	6
速度（cm/s）	1	2	3	4	5	6
电流（mA）	2.0	4.0	5.9	8.1	10.2	11.8

 

探究利用磁场产生电流的实验中，连接了如下图所示的实验装置。
（1）将磁铁向下插入螺线管时，观察到灵敏电流计的指针向左偏转，这表明       。在这个过程中以磁铁为参照物，螺线管是       的（选填静止、向上运动或向下运动）。
（2）将磁铁从螺线管中向上拔出，你会观察到灵敏电流计的指针        （选填向左偏转、向右偏转或不偏转）。
（3）通过（1）（2）两步实验，可以得出感应电流的方向与                           有关。
（4）要探究感应电流方向与磁场方向的关系，你设计的实验做法是       。

归纳式探究—．研究电磁感应现象中的感应电流：
磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号B表示，单位是特斯拉，符号是T。强弱和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场。
如图甲所示，电阻R₁与圆形金属线圈R₂连接成闭合回路，R₁和R₂的阻值均为R₀，导线的电阻不计，

在线圈中半径为r的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，图线与横、纵坐标的截距分别为t₀和B_0。则0至t₁时间内通过R₁的电流I与阻值R₀、匀强磁场的半径r、磁感应强度B₀和时间t₀的关系数据如下表：

次数	R0/Ω	r/m	B0/T	T0/s	I/A
1	10	0.1	1.0	0.1	5π×l0^-2
2	20	0.1	1.0	0.1	2.5π×l0^-2
3	20	0.2	1.0	0.1	10π×l0^-2
4	10	0.1	0.3	0.1	1.5π×l0^-2
5	20	0.1	0.1	0.05	0.5π×l0^-2

 
（1）I=      k，其中k=          （填上数值和单位）
（2）上述装置中，改变R₀的大小，其他条件保持不变，则0至t₁时间内通过R₁的电流I与R₀的关系可以用图象中的图线     表示。

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。

如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置，用棉线将一段导体 $\mathit{AB}$悬挂起来，放置于蹄形磁体的磁场中，再用导线把导体 $\mathit{AB}$和灵敏电流计连接起来，组成了闭合电路。

（1）该实验中，灵敏电流计的作用是　              　、　             　。

（2）确认灵敏电流计能正常工作后，某同学发现，无论导体 $\mathit{AB}$在磁场中怎样运动，灵敏电流计的指针均不见发生偏转，其主要原因可能是　           　、　          　。

（3）在教师的指导下，兴趣小组对实验进行完善后，观察到的现象如下表所示，由此可知闭合电路的一部分导体在磁场中做　        　运动时，电路中会产生感应电流。

序号	磁体（磁极）放置方式	导体 $\mathit{AB}$运动情况	电流计指针偏转情况
1	上 $N$下 $S$	静止	不偏转
2		竖直向上运动	不偏转
3		竖直向下运动	不偏转
4	上 $N$下 $S$	向左运动	向右偏转
5		向右运动	向左偏转
6	上 $S$下 $N$	向左运动	向左偏转
7		向右运动	向右偏转

（4）比较第4、5（或6、7）次实验可以得出　          　。

（5）在此实验过程中，能量转化情况是　         　。利用这一原理，人们在生产生活中制成了　          　。

在探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验中，用一根绝缘的细线将一根导体棒 $\mathit{AB}$悬挂在球形磁体的磁场中，再将导体棒 $\mathit{AB}$，电流表及开关用导线连成一个闭合电路（如图所示）；

（1）闭合开关，让导体棒 $\mathit{AB}$保持静止，电路中　　（选填“有”或“无” $)$感应电流产生；

（2）闭合开关，当导体棒 $\mathit{AB}$沿　　（选填“竖直方向上下”或“水平方向左右” $)$运动时，电路中有感应电流产生。

某同学利用如图所示的实验装置探究什么情况下磁可以生电。

（1）实验时应将电流表、导线 $\mathit{ab}$串联起来组成　　回路。

（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）。

$A$．导线 $\mathit{ab}$在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体

$B$．导线在磁场中静止，但不用单根导线 $\mathit{ab}$，而用匝数很多的线圈

$C$．蹄形磁体静止，导线 $\mathit{ab}$从图中所示位置水平向左或水平向右运动

$D$．蹄形磁体静止，导线 $\mathit{ab}$从图中所示位置竖直向上或竖直向下运动

$E$．蹄形磁体静止，导线 $\mathit{ab}$从图中所示位置斜向上或斜向下运动

（3）如图所示的实验装置中，将电流表换成　　进行触接，还可以探究电动机的工作原理。

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 $\mathit{ab}$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　          　。

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 $\mathit{AB}$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 $\mathit{AB}$沿竖直方向上下运动时，电流表无示数；让导体棒 $\mathit{AB}$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）当导体棒 $\mathit{AB}$沿水平方向向左运动时，电流表指针向右偏；让导体棒 $\mathit{AB}$沿水平方向向右运动时，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 $\mathit{AB}$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 $\mathit{AB}$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。

（1）如图1所示，赤道表面地磁感线与水平地面平行指向北方，导线与能测微弱电流的电流表组成闭合电路，下列哪种操作可让电流表指针摆动？　　

（2）科学家猜测，地海龟在春季是利用地磁场（如图向南返回出生地，以下为相关研究。

①春季地某屏蔽磁场的实验室，无磁场环境下海龟无固定游向，把海龟置于模拟地磁场中（用图2简化示意），图中1为磁体极，2为磁体　　极，按科学家猜测，海龟应向　　游动（选填“左”、“右” 。

②地磁场在缓慢变化，科学家每年记录海龟出生地筑巢地点移动的方向，并追踪地磁场的微小移动方向，发现　　，现象符合猜测。

电可以生磁，那么磁在什么情况下可以生电呢？

【实验步骤】

（1）如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线AB，其两端与电流表、开关相连。

（2）断开开关，使导体ab在磁场中静止、沿不同方向运动，观察电流表的指针是否偏转。

（3）闭合开关，使导体ab在磁场中静止、沿不同方向运动，观察电流表的指针是否偏转。

【实验现象】如表所示，●表示”是”，O表示“否”。

实验次数	开关闭合	导体ab的运动情况			指针是否偏转		有无电流
		静止	顺着或逆着磁场方向	垂直于磁场方向向左或向右
①	O	●	O	O		O		O
②	O	O	●	O		O		O
③	O	O	O	●		O		O
④	●	●	O	O		O		O
⑤	●	O	●	O		O		O
⑥	●	O	O	●		●		●

【分析论证】

（1）根据表中①②③的实验现象可知，当开关　　时，电路中不会产生电流。

（2）根据　　（选填实验序号）两次实验现象可知，导体AB静止时，电路中不会产生电流。

（3）根据④⑤⑥的实验现象可以得到磁生电的条件，即　　电路的一部分导体，在磁场中做　　运动。

（4）在实验中还发现，磁生电时，导体AB的运动方向不同，电流表指针的偏转方向也不同，这说明电流的方向与　　有关。

（5）在实验过程中发生的能量转化是　　。

图甲是测量定值电阻 $R$阻值的实验电路图。

（1）闭合开关 $S$，当电压表的示数为 $2.4V$时，电流表示数如图乙所示，则 $R$的阻值为　    　 $\Omega$；调节滑片 $P$的位置，进行多次测量，其目的是　       　。

（2）实验过程中，发现电流表示数突然变大，电压表示数几乎为零，则电路故障可能是　      　。

（3）实验结束后，小明想探究“什么情况下磁能生电”，于是他在蹄形磁铁的磁场中悬挂一根导线，导线的两端跟电流计连接，组成闭合电路，如图丙所示。

①保持导线在磁场中静止，观察到电流计的指针没有偏转，小明认为可能是电流太小，于是换成更加灵敏的电流计，观察到指针仍没有偏转。他认为也有可能是由于磁铁磁性不够强，没有电流产生，于是更换了磁性更强的磁铁进行探究，在更换磁铁的同时，发现电流计的指针动了一下后又静止了。你认为电流计指针“动了一下”的原因是什么？

②当导线水平向右运动时，电流计指针反向偏转，为使电流计指针正向偏转，可以如何操作？请说出两种方法：　            　；　             　。

③根据图丙装置原理人们制成了　         　机。

如图所示，是"探究什么情况下磁可以生电"的实验装置，将导线ab、灵敏电流表用导线连接成闭合电路，让导线ab在磁场中 　 　（选填"上下"或"左右"）运动时，灵敏电流表指针偏转，这就是 　 　现象。根据这个现象发明了发动机，发动机工作时把 　 　能转化为电能。

(6分)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，是       能转化为        能。
（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                   。
（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。