探究利用磁场产生电流的实验中,连接了如图所示的实验装置.
(1)实验中,通过观察 来判断电路中是否有感应电流.
(2)闭合开关后,钥匙电路中形成感应电流,铜棒ab应 运动(选填“上下”或“左右”),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,可以采取的方法有 (答出一种方法即可).
某物理兴趣小组利用图装置探究电磁感应实验,实验情况记录在下面表格中
实验序号 |
磁极位置 |
开关 |
导体运动情况 |
G表指针偏转情况 |
1 |
上N下S |
闭合 |
不运动 |
不偏转 |
2 |
上N下S |
闭合 |
上、下运动 |
不偏转 |
3 |
上N下S |
闭合 |
水平向右运动 |
向右偏转 |
4 |
上N下S |
闭合 |
水平向左运动 |
向左偏转 |
5 |
上N下S |
断开 |
水平向右运动 |
不偏转 |
6 |
上S下N |
闭合 |
水平向左运动 |
向右偏转 |
综合分析后(实验中磁铁不运动),请回答下列问题:
(1)在图中可以看出要产生感应电流有一部分导体在磁场中,那么还应满足的条件是:
①通过比较实验序号2、3、4得出 ;
②通过比较实验序号3、5得出 ;
(2)通过分析我们还可探究出影响感应电流方向的因素有:
① ,它是通过分析比较实验序号4与 得出的;
② ,它是通过分析比较实验序号4与 得出的。
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、灵敏电流计、开关组成闭合电路。
(1)闭合开关后,使铜棒ab竖直上下运动,灵敏电流计指针 (填“能”或“不能”)发生偏转。
(2)使铜棒ab向左运动和向右运动时,灵敏电流计发生偏转且偏转的方向不同。这说明:在磁场方向一定时,感应电流的方向与导体运动 有关。
(3)利用上述现象制成了如图的手摇发电机模型,把它和灵敏电流计组成闭合电路,慢慢摇动手柄,观察到指针左右摆动。这表明该发电机模型发出的电是
(选填“交流电”或“直流电”)。
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)根据图甲和图乙的实验现象可以得出的结论:__________________________。
(2)根据图乙和图丁的实验现象可以得出的结论:__________________________。
(3)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。”你认为他的说法对吗?答:________,图________可支持你的结论。
在“探究感应电流产生条件”的实验中小明将观察到的现象记录在下表中
电路 |
导体AB在磁场中的运动情况 |
电流表G指针的偏转方向 |
闭合 |
静止 |
不偏转 |
向右切割磁感线 |
向右偏 |
|
向左切割磁感线 |
向左偏 |
|
不切割磁感线 |
不偏转 |
|
断开 |
静止 |
不偏转 |
沿任意方向运动 |
不偏转 |
(1) (选填“闭合”或“不闭合”)电路的一部分导体在磁场中做 运动时,导体中就会产生感应电流,感应电流的方向与 方向有关.
(2)感应电流产生的过程是将 能转化为 能的过程.
(3)请举一例说明该现象在实际中的应用 .
图是某课外活动小组仿制的一个能产生持续电流的装置—发电机,装有手摇柄(未画出)的转轴垂直穿过圆盘中心,金属圆盘放在蹄形磁铁之间,圆盘的轴心和能在圆盘的边缘滑动接触的滑片通过金属导线与电流表相连。金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的,圆盘在磁极间不断转动,每根导线都在做切割磁力线的运动,从而产生持续电流。当以某一转速匀速转动金属圆盘时,电流表有一定的计数。
根据上述材料,请完成下面的实验探究填空:
(1)换用 的磁铁,其它条件不变,发现电流表读数增大,说明电流大小跟磁场强弱有关;
(2)换用一个半径大一些的金属圆盘,其它条件不变,发现电流表读数增大,说明电流大小也跟 有关;
(3)当圆盘转速增大,其它条件不变时,发现电流表读数也增大,说明电流大小还跟
有关。
在“探究感应电流的产生”的实验中。小明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
为他的说法对吗?____,图____可支持你的结论。
(2)为了探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系。
A.根据图甲和图乙的实验现象可以得出结论:
。
B.根据图乙和图丁的实验现象可以得出结论:
。
(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。
.探究产生感应电流条件的实验步骤如图所示。
(1)本实验中,我们通过观察 现象来判断电路是否有感应电流。
(2)通过比较图_______与图_______可知,产生感应电流的一个条件是电路要闭合;通过比较图_______与图_______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(选择“有”或“无”)
如图所示,将一根导体棒ab的两端用细导线与灵敏电流计组成一个闭合电路,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ab水平向左运动时,灵敏电流计指针向右偏转;导体棒ab水平向右运动时,指针向左偏转,说明感应电流的方向与 有关;
(2)让导体棒ab水平向右缓慢运动时,灵敏电流计的指针向左偏转的角度较小;导体棒ab水平向右快速运动时,灵敏电流计的指针向左偏转的角度较大.说明感应电流的大小与 有关.
(3)让导体棒ab沿竖直方向上下运动时,电路中 感应电流产生;
(4)下列电器中,应用电磁感应原理制成的是 ( )
A.电铃 | B.电风扇 | C.动圈式话筒 | D.动圈式扬声器. |
探究产生感应电流条件的实验步骤如图所示。
(1)本实验中,我们通过观察 现象来判断电路是否有感应电流。
(2)通过比较图_______与图_______可知,产生感应电流的一个条件是电路要闭合;通过比较图_______与图_______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(选择“有”或“无”)
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 |