Question

11．关于电动机和发电机的研究中的有关问题，请根据要求解答．

（1）如图1所示，使线圈位于两磁极间：
①通电后，图1中ab段导线的电流方向是由a到b（填“由a到b”或“由b到a”），图1中导线所受磁场力的方向向上，则图2中ab段所受磁场力的方向向上．
②线圈转过图3所示的位置时，用改变电流方向的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈．
③若把图1中的电源换为电阻，快速转动线圈，则电阻发热，此过程中机械能先转化为电能再转化为内能．
（2）图4是探究“怎样产生感应电流”的实验装置，ab是一根导体，通过导线、开关连接在灵敏电流计的两接线柱上．
①本实验中，如果灵敏电流计的指针偏转，我们就认为有感应电流产生．
②闭合开关后，若导体不动，磁铁左右水平运动，电路有（填“有”或“无”）感应电流．
③小李所在实验小组想进一步探究“感应电流的大小跟哪些因素有关？”，小李猜想：“可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关．”请你根据如图4所示的实验装置，帮助小李设计实验来验证她的猜想，你设计的实验做法是：闭合开关，保持其他条件不变，只改变导体切割磁感线运动的速度，观察灵敏电流计的指针偏转程度．

Answer 1

分析 （1）电流的方向是：在电源的外部，电流从正极出发，回到负极；
电动机的原理是：通电导线在磁场中受力的作用，其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，即只要改变一个量，其所受力的方向就会改变一次；
（2）①在探究感应电流的实验中，是通过灵敏电流表指针的偏转来却定感应电流的产生的；
②产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动；
③要验证感应电流的大小和导体切割磁感线运动快慢的关系，就要控制其它因素一定，而导体的运动的速度不同．

解答 解：（1）①根据题图中的电源左正极、右负极可以判断，通电后，图甲中ab段导线的电流方向是由a到b．图丙中ab段导线中的电流方向依然是由a到b，磁场方向也没有变化，故所受磁场力的方向和图甲中相同，方向向上；
②通电导线在磁场中受力的作用，其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，即只要改变一个量，其所受力的方向就会改变一次；所以改变电流方向（改变磁场的方向）的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈．
③若把图2中的电源换为电阻，快速转动线圈，此时相当于一个发电机，即能产生电能，故是将机械能转化为电能的过程；同时电阻发热，这是电流的热效应，该过程是将电能转化为内能的过程．
（2）①感应电流就是通过灵敏电流表的指针偏转来体现的，若灵敏电流表的指针发生偏转，就说明产生了感应电流；
②磁铁左右水平运动，以磁铁为参照物，导线就是水平运动的，做的是切割磁感线的运动，所以就会产生感应电流；
③要验证感应电流的大小和导体运动快慢的关系，就要控制其它因素一定，而导体的运动快慢不同，通过观察电流表的指针偏转情况，得出感应电流的大小和导体运动速度的关系．
故答案为：（1）①由a到b；向上；②改变电流方向；③电；内；
（2）①灵敏电流计的指针偏转；②有；③闭合开关，保持其他条件不变，只改变导体切割磁感线运动的速度，观察灵敏电流计的指针偏转程度．

点评 该题考查了通电导线在磁场中受力方向的影响因素和发电机产生电能、消耗电能的能量转化，是一道综合题，故同学们应细心解决．