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B0。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“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”).
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 。
(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 |