专题23：电磁感应、磁场对电流的作用.doc

专题23：电磁感应 磁场对电流作用的实验
一、电磁感应
1.（05年济南）如图1所示，将一根条形磁铁插入线圈时，与之相连的灵敏电流计的指针会发生偏转。在这个闭合电路中，______ ____相当于电源，这一现象中能量的转化情况是______________ ______。
2.（06年天津）某同学猜想，在电磁感应现象中，感应电流的大小与以下因素有关：（1）磁场的强弱；（2）导体切割磁感线的速度；（3）切割磁感线的导体的长度。为了验证猜想，该同学首先用图7（甲）的装置做实验，然后将导体棒ab换成一个与ab棒电阻近似相等的由一根导线绕成的多匝线圈做同样的实验，其他条件及做法不变，如图7（乙）所示。你认为他做的这两次对比实验，是为了探究感应电流的大小与上述哪种因素的关系？

3．（07年江苏宿迁）法拉第电磁感应现象是指：“闭合电路的一 部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。”小明和芳芳根据课文中的描述进行了进一步探究。
（1）小明同学提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想。除此以外你的猜想是： 。
写出验证你的猜想的主要步骤：

分析实验结论：

（2）芳芳同学思考：线圈的一边在磁场中做切割磁感线运动与单根导线在磁场中做切割磁感线运动，产生的感应电流的大小可能不一样。于是她验证如下：
（a）先用大约25圈的漆包线圈的一条边框较快地切割磁感线运动；（b）然后用单根导线以相同的情况切割磁感线运动。你认为两次灵敏电流计指针偏转程度（　 ）
A．（a）较大　 B．（b）较大 C．一样大　 D．无法确定
（3）实验过程中小明与芳芳又用线圈和条形磁铁来做实验（如右图所示），发现灵敏电流计指针发生偏转。你认为在此实验中产生感应电流大小跟什么因素有关？请你总结一下。（写出两条）
①_____________________________________
② ____________________________________
（4）在（2）、（3）两个实验中，如何改变感应电流的方向？
每个实验各写出一种方法。
①________________________________________________
②_________________________________________________
4.（07年大连）图4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。闭合开关后，铜棒AB电流表、开关组成闭合电路。
(1)要使电流表指针发生偏转，选择一种可行的操作：
(2)使铜棒AB上下运动，电流表指针能否发生偏转？
（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：________________ ________________。
（4）感应电流的大小除了与铜棒运动速度有关以外，还和___________________________有关？
５.（07年连云港）我们已经知道：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时能够产生感应电流。某兴趣小组查阅资料后得知其他情况下也可能产生感应电流，为此他们进行了如下探究：
探究设计：如图所示，螺线管A与滑动变阻器、
电源、开关组成一个回路（闭合时A成为电磁铁），
螺线管B与电流表组成另一个闭合回路，将A放在B内。探究过程及现象如下表：
操 作
螺线管B中的磁场变化情况
电流表指针
闭合开关瞬间
磁场由无到有
发生偏转
闭合开关一段时间，A中电流稳定后
有磁场但不变
不发生偏转
闭合开关，A中电流稳定后，再将滑动变阻器的滑动触头向左或向右滑动的过程中
磁场变弱或变强
发生偏转
断开开关瞬间
磁场由有到无
发生偏转
由以上探究可知，感应电流产生的条件，说法正确的是（ ）
A．只要闭合电路中有磁场就会产生感应电流
B．只有闭合电路中的磁场变强时才能产生感应电流
C．只有闭合电路中的磁场变弱时才能产生感应电流
D．只要闭合电路中的磁场发生变化就能产生感应电流
６.（08徐州市）老师在课堂上演示了电磁感应实验后，小杨同学有了新的想法：如果线圈不动，磁体相对于线圈运动是否也会产生电流?于是他找来线圈、条形磁铁、灵敏电流计和一些导线开始探究。当他把条形磁铁插入线圈的瞬间，电流表指针发生了偏转(如图7所示)，实验成功了!小杨又想：在这个实验中，感应电流的大小与哪些因素有关呢?请你针对小杨的问题提出一个猜想，并设计实验验证你的猜想。
　　猜想：
　　实验设计：

７.（08年潍坊）如图７所示，是小明同学探究“怎样产生感应电流”的实验装置．ab是一根铜棒，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，指针都没有明显偏转(仪器、接触都完好)．请从两个方面写出改进措施：
①________________________________________
②________________________________________
二、磁场对电流的作用
8．（06年苏州市）小明在探究通电直导线周围的磁场方向与电流方向的关系后，想进一步探究影响通电直导线周围磁场强弱的因素．经老师指导及查阅资料知，磁场的强弱可用物理量“B”来表示(单位为“T”)，其大小与直导线中的电流I、测试点到直导线的距离r有关.小明通过实验所测得的两组实验数据如下．
    表一：当测试点到直导线的距离r＝0.02m时，磁场的强弱B与电流I的实验数据

   (1)分析表一中的实验数据，你能得到什么结论?
    答：________________________________.
    表二：当直导线中的电流I＝5A时，磁场的强弱B与距离r的实验数据

  (2)分析表二中的实验数据，你能得到什么结论?
    答:_________________________________.
9.（2006年丽水市课改区）地球是一个大磁体，它的周围存在磁场。小青同学看了“机遇号”探测器降落火星的电视新闻后，想到：“火星的周围也存在磁场吗？”假若你能降落到火星，请用一个简单的实验来研究这个问题。你的做法是： ；
10. （06昆明市）在探究通电导线在磁场中的受力方向与什么有关系时，一位同学做了如图A．B．的三个实验。图中AB表示闭合电路的一部分导线，导线上的箭头表示电流的方向，F表示导线受力的方向，S、N表示蹄形磁铁的南北极。
（1）通过实验a．和b，说明：通电导线
在磁场中的受力方向与_________ 的方
向有关。
（2）通过实验相a．和c．说明，通电导线在磁场中的受力方向与_____________的方向有关。
11.（07年汕头）(1)图14是电学中很重要的两个实验，其中甲图装置是研究______________的规律；乙图装置是研究__________________的规律．

图14
(2)图15是法拉第发明的能够产生持续电流的机器——发电机，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．金属圆盘在磁极间不断转动，每根导线都在做切割磁感线运动，从而产生持续的电流．某校探究小组仿制了这个发电机装置(如图16)，对影响电流大小的因素进行如下探究：
①当圆盘转速增大时，电流表指针偏转增大，说明电流大小跟__________________有关；
②保持圆盘转速不变，换用一个半径更大的金属圆盘，发现电流表指针偏转更大，说明电流大小还跟__________________有关；
③保持圆盘转速不变，换用_________，发现电流表指针偏转更大，说明电流大小跟磁场强弱有关．
图14 图16
12.（07年昆明市）学习了电流的磁场和磁场对电流有力的作用的知识之后，某学校兴趣小组的同学猜想：“既然电流周围存在着磁场，那么两根互相靠近的通电导体之间将会发生相互作用”。他们将两根导线（可伸长）平衡放置后固定（如图18甲所示），向后通上如图18（乙、丙、丁）所示的电流，通过反复实验证实了他们的猜想。请你根据下面的实验现象回答问题：

（1）平行放置的两根通电导线之间作用力的特点是：
①当两根导线通同向电流时，两根导线相互_____________；
②当两根导线通反向电流时，两根导线相互_____________。
（2）两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小除了与导线之间的距离、导线的长度有关外，还与哪个因素有关？你猜想的依据是什么？

参考答案：
1. 线圈 机械能转化为电能
2．探究感应电流的大小与切割磁感线的导体的长度的关系，或探究第（3）种因素。
评分标准：只要说出与长度的关系就给分。
3.（1）感应电流大小可能与导线切割磁感线运动速度有关。步骤：（1）ab快速切割磁感线运动，观察电流表指针偏转情况（2）ab较慢切割磁感线运动，再观察电流表指针偏转情况。分析实验结论：比较ab两次不同速度切割磁感线时，电流表指针偏转情况，若偏转不同，说明猜想正确。若两次偏转情况相同，说明猜想不对。（2）A（3）①跟磁铁磁场强弱有关②与线圈匝数有关③与磁铁插入快慢有关（4）①改变ab运动方向②改变磁铁运动方向。
４.（1）使铜棒AB向左运动。（2）电流表指针不能发生偏转（3）方法一：改变磁场方向
方法二：改变AB的运动方向。（4）铜棒周围磁场强弱。
５.D
6.猜想：与磁体插入的速度有关（与磁场的强弱，线圈匝数等均可）
实验设计：将电流表和线圈连接成闭合电路，保持其他条件不变，用不同速度先后两次奖条形磁铁插入线圈，观察电流表示数，并进行比较。
7.（1）增大磁场强度（2）加快水平移动金属棒的速度。
8.（1）当距离r一定时，磁场的强弱B与电流I成正比
（2））当距离I一定时，磁场的强弱B与电流rI成正比
9 。将一枚小磁针放在火星表面，观察其是否有固定指向（或是否受磁力的作用）；
10.答案：(1)通电导体运动 （2）电流
11.（1）磁场对电流的作用 电磁感应 （2）①转速 ②切割磁感线的导线的长度③一个磁性更强的磁铁
12（1）①吸引 ②排斥
（2））电流大小；因为丙、丁两图通上不同大小的电流后导线形变的程度不一样，说明力的大小不一样