Question

【題目】實驗室內設置有四輛腳踏車，每逢下課同學們就會排隊來騎腳踏車，因為騎車不僅可以健身，同時還可以發(fā)電供學校使用。裝在自行車上的發(fā)電機工作時把_______能轉化成電能。同學們用如圖所示實驗裝置探究發(fā)電機的工作原理，探究中有同學們提出了問題：“感應電流的大小會跟哪些因素有關呢？”

小紅猜想：“可能跟磁場的方向有關。”

小華猜想：“可能跟導體切割磁感線運動的方向有關�！�

小麗猜想：“可能跟導體切割磁感線運動的快慢有關�！�

圖中是小明的實驗裝置，閉合開關后，銅棒ab、電流表、開關組成閉合電路．小明將實驗中觀察到的現(xiàn)象記錄在下表中．

次數(shù)	開關	磁場方向	導體ab的運動方向	電流表指針的偏轉方向
1	斷開	上N下S	向右運動	不偏轉
2	閉合	上N下S	向右運動	向左偏轉
3	閉合	上N下S	向左運動	向右偏轉
4	閉合	上N下S	向上運動	不偏轉
5	閉合	上S下N	向下運動	不偏轉
6	閉合	上S下N	向右運動	向右偏轉
7	閉合	上S下N	向左運動	向左偏轉

（1）小明分析得出：閉合電路中的部分導體在磁場里做______________時，導體中就會產(chǎn)生感應電流．

（2）比較實驗2和3（或6和7）可知：在磁場方向一定時，感應電流的方向與______有關．

（3）比較實驗2和6（或3和7）可知：_________________．

（4）此實驗的研究方法有控制變量法和_______法．在此實驗的過程中是________能轉化為________能，重要的應用是______________．

（5）針對這個實驗小明進行了進一步的探究，他提出了“感應電流的大小可能與磁場的強弱有關”的猜想，除此以外你的猜想是：_________________．

①寫出驗證你的猜想的主要步驟_________．

②你怎樣對實驗結果進行分析判斷_______？

Answer 1

【答案】機械 切割磁感線運動（或與磁場方向垂直的運動） 導體切割磁感線運動方向（或導體運動方向） 在導體切割磁感線運動方向（或導體運動方向）不變時，感應電流的方向與磁場方向有關 轉換 機械 電 發(fā)電機（或動圈話筒） 感應電流的大小可能與導體切割磁感線運動速度有關 保持磁場強弱不變，讓導體ab以不同的速度做切割磁感線運動，觀察電流表指針偏轉幅度大小 如果電流表指針偏轉幅度相同，說明感應電流的大小與導體切割磁感線運動速度無關；如果電流表指針偏轉幅度不相同，說明感應電流的大小與導體切割磁感線運動速度有關．

【解析】

根據(jù)題中“感應電流的大小會跟哪些因素有關”可知，本題考查電磁感應現(xiàn)象，根據(jù)電磁感應現(xiàn)象的概念，運用產(chǎn)生感應電流的條件和控制變量法進行解答；

根據(jù)題中“感應電流的大小可能與磁場的強弱有關”可知，本題考查電磁感應現(xiàn)象，根據(jù)電磁感應現(xiàn)象的概念，運用感應電流大小的影響因素進行解答。

發(fā)電機是將線圈轉動的機械能轉化為電能的裝置；

（1）產(chǎn)生感應電流的現(xiàn)象中，閉合電路中的部分導體在磁場里的運動方向與磁場方向垂直；即導體中產(chǎn)生感應電流時閉合電路中的部分導體在磁場里做切割磁感線運動；

（2）比較實驗2和3（或6和7）可知：在磁場方向一定時，導體切割磁感線運動方向改變，感應電流的方向就改變，在磁場方向一定時，感應電流的方向與導體切割磁感線運動方向有關；

（3）比較實驗2和6（或3和7）可知：在導體切割磁感線運動方向（或導體運動方向）不變時，磁場方向改變，感應電流的方向就改變；可以得到在導體切割磁感線運動方向（或導體運動方向）不變時，感應電流的方向與磁場方向有關；

（4）此實驗中，研究感應電流的方向與磁場方向有關時，控制在導體切割磁感線運動方向不變；研究感應電流的方向與在導體運動方向有關時，控制磁場方向不變時，即研究方法有控制變量法；導體中有無電流是通過電流表的指針的有無偏轉來判斷的，即研究方法有轉換法；
閉合電路中電流表中的電能是由于導體的運動而產(chǎn)生的，可見消耗的是機械能，所以實驗過程中是機械能轉化成電能；應用這一現(xiàn)象制造的是發(fā)電機；

（5）因為導體是否運動、磁場的有無都影響了感應電流的大小；所以猜想除了感應電流的大小可能與磁場的強弱有關，還可以猜想：感應電流的大小可能與導體切割磁感線運動速度有關；

①步驟設計時采用控制變量法；即：保持磁場強弱不變，讓導體ab以不同的速度做切割磁感線運動；故主要步驟：保持磁場強弱不變，讓導體ab以不同的速度做切割磁感線運動，觀察電流表指針偏轉幅度大小；

②采取轉換法，利用電流表指針的偏轉幅度表示感應電流的大小，所以實驗結果的分析是：如果電流表指針偏轉幅度相同，說明感應電流的大小與導體切割磁感線運動速度無關；如果電流表指針偏轉幅度不相同，說明感應電流的大小與導體切割磁感線運動速度有關。