科学研究需要“大胆猜测、小心求证”。下面是对“感应电流的大小跟哪些因素有关?”所作的猜测与求证。
猜测1:可能与导线切割磁感线的速度有关
猜测2:可能与导线切割磁感线的方向有关
猜测3:可能与切割磁感线的导线条数有关
(1)为了验证以上猜测,某同学先后用图甲和图乙的装置进行实验。你认为他的实验是为了验证上述哪个猜测? 。
(2)要利用图甲的装置来验证猜测1,在进行对照实验时,其操作上的区别是 。
材料一:1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
材料二:1825年,瑞士物理学家科拉顿做了如下实验:他将一个能反映微小变化的电流表,通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路,并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间,如图。他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内,同时跑到另一个房间里,观察电流表的指针是否偏转。进行多次实验,他都没有发现电流表指针发生偏转。
材料三: 1831年,英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体,在磁场里切割磁感线的时候,发现导体中产生电流,从而实现了利用磁场获得电流的愿望。
(1)进行奥斯特实验时,在静止的小磁针上方,分别用图甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时,小磁针发生明显偏转的是_______(选填“甲”或“乙”)。
(2)科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究,是基于_____________的科学猜想。
(3)科拉顿的实验中,_______(选填“已经”或“没有”)满足产生感应电流的条件。要使他能观察到电流表指针偏转,你提出的一种改进方法是________________________。
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,闭合开关后,铜棒AB、电流表、开关组成闭合电路.小明将实验中观察到的现象记录在下表中.
次数 |
开关 |
磁场方向 |
导体AB的运动方向 |
电流表指针的偏转方向 |
1 |
断开 |
上N下S |
向右运动 |
不偏转 |
2 |
断开 |
上N下S |
向左运动 |
不偏转 |
3 |
闭合 |
上N下S |
向右运动 |
向左偏转 |
4 |
闭合 |
上N下S |
向左运动 |
向右偏转 |
5 |
闭合 |
上N下S |
向上运动 |
不偏转 |
6 |
闭合 |
上S下N |
向下运动 |
不偏转 |
7 |
闭合 |
上S下N |
向右运动 |
向右偏转 |
8 |
闭合 |
上S下N[] |
向左运动 |
向左偏转 |
(1)通过比较实验次数3和4(或7和8)可知:在磁场方向一定时,感应电流的方向与 有关.
(2)通过比较实验次数3和7(或4和8)可知:在导体切割磁感线运动方向不变时,感应电流的方向与 有关.
(3)小明通过以上实验解析得出:闭合电路中的一部分导体在磁场里做 时,导体中就会产生感应电流.
(4)针对这个实验,小明作了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想,为了验证小明的猜想,请你帮他设计主要的实验步骤,并对实验结果进行解析判断.
如图所示,在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中,保持磁体不动:
(1)若使导线ab竖直向下运动,则灵敏电流计指针 。(填“偏转”或“不偏转”)
(2)若使导线ab水平向右运动,发现灵敏电流计指针向左偏转;现让导线ab水平向左运动,则灵敏电流计指针向 。
(3)若使导线ab从图7中所示位置斜向上运动,则灵敏电流计指针 。(填“偏转”或“不偏转”)
在探究产生感应电流的条件的实验中,小刚连接好图2所示的装置后,左右摆动矩形线框,发现灵敏电流计的指针有偏转,于是认为:只要导体回路的一部分在磁场中运动,导体中就会产生感应电流。只使用图中的器材,可以证明他的结论不一定正确。请简述你设计的实验步骤和观察到的现象。
在研究产生感应电流的条件时,小军连接了如图所示的电路,他使导体棒ab沿水平方向运动,观察到电流计有示数。于是小军认为只要闭合电路部分导体在磁场中运动,就会产生感应电流。请你利用图中的器材设计一个实验,证明小军的说法是错误的。简述实验步骤和实验现象。
小明学习了电磁感应现象后,就想:产生的感应电流的大小与什么有关呢?他找了几个要好的同学开始了讨论和猜想:既然运动有快慢之分、磁场有强弱之分,那么感应电流的大小是否与这两者有关呢?于是他们开始做实验,首先按照课堂上探究电磁感应的实验装置(如图)重新安装了仪器,并且准备了磁性强弱不同的磁铁,以便改变磁场的强弱,闭合电路后,他先改变导体在磁场中运动的快慢,观察电流表指针摆动幅度的大小。实验发现:导体在磁场中切割磁感线运动的速度越大,电流表指针摆动的幅度越大;然后,他又保持导体运动的快慢不变,换用磁性强的磁铁来做实验,发现磁性越强,电流表指针摆动的幅度越大。对于这么重大的发现,他高兴不已。
(1)小明从自己的实验中能得出什么结论?
(2)他们在实验中主要用到了哪两种研究方法?
探究产生感应电流条件的实验步骤如图甲、乙、丙所示。
(1)本实验,我们通过观察什么现象来判断电路中是否有感应电流?
___________________________________。
(2)通过对比_________两图可知,产生感应电流的一个条件是电路要闭合;通过对比_________两图可知,产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动。
(3)若图甲中AB棒不动,磁铁左右水平运动,电路 感应电流(选填“有”或“无”)。
用图10所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。
(1)实验中,通过观察______________来判断电路中是否有感应电流。
(2)闭合开关,若导体ab不动,左右移动磁铁,电路中______(选填“有”或“无”)感应电流。
(3)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显。请提出一条改进措施:______________________________________________________。
(4)该实验的结论是:闭合电路的一部分导体,在磁场中做_________磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
在“探究感应电流的产生”的实验中。小颖同学的四次实验情况分别如图所示。
(1)有同学说:“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动,就会产生感应电流。”你认为他的说法不对的. 图________可支持你的结论。
(2)根据图甲和图乙的实验现象, 可以探究感应电流的方向跟__________之间的关系
(3)根据______两图的实验现象, 可以探究感应电流的方向跟磁场方向之间的关系
如图所示,是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验装置。铜棒ab、电流表、开关组成闭合电路。
(1)闭合开关后,使铜棒a b上下运动,电流表指针__________(填“能”或“不能”)发生偏转。
(2)要使电流表指针发生偏转,铜棒ab应_______运动,这是一
种__ ____现象,利用这一原理可制成___________。
(3)要使电流表指针偏转方向发生改变,可以采取两种方法。
方法一:__________________________;
方法二:__________________________。
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 。
ab是一段粗铜导线,通过导线连接在灵敏电流计的两接线柱上。实验时发现,无论怎样水平移动金属棒,电流计指针都没有明显偏转(仪器、接触都完好)。请你提出一项改进措施: ,以使指针偏转明显。这个实验装置可将机械能转化为 能。根据此实验原理可制成的设备是 (填字母代号)
A.电熨斗 | B.电动机 |
C.电磁继电器 | D.发电机 |