Question

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运动方向	电流表指的偏转方向
1	断开	上N下S	向右运动	不偏转
2	闭合	上N下S	向右运动	向左偏转
3	闭合	上N下S	向左运动	向右偏转
4	闭合	上N下S	向上运动	不偏转
5	闭合	上S下N	向下运动	不偏转
6	闭合	上S下N	向右运动	向右偏转
7	闭合	上S下N	向左运动	向左偏转

（1）比较实验2和3（或6和7）可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与

导体运动方向

有关．
（2）比较实验2和6（或3和7）可知：

在导体运动方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关

．
（3）此实验的研究方法有控制变量法和

转换

法．在此实验的过程中是

机械

能转化为

电

能，重要的应用是

发电机

．
（4）针对这个实验小明进行了进一步的探究，他提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想，除此以外你的猜想是：

感应电流的大小可能与导体切割磁感线运动速度有关

．
①写出验证你的猜想的主要步骤．
②你怎样对实验结果进行分析判断？

Answer 1

分析：（1）感应电流方向和导体运动方向、磁感线方向有关，采用控制变量法来分析；
（2）根据图示分析感应电流的方向是在什么方向的变化下而变化的，若在磁场方向不变时，只有导体运动方向再改变，感应电流也在变化，则说明感应电流的方向一定与导体运动方向有关；
（3）电磁感应现象中能量是由机械能转化成电能；
（4）根据导体是否运动、磁场的有无都影响了感应电流的大小；参考他的猜想，合理猜想：感应电流的大小可能与导体切割磁感线运动速度有关．

解答：解：（1）比较实验2和3（或6和7）可知：在磁场方向一定时，导体切割磁感线运动方向改变，感应电流的方向就改变，即在磁场方向一定时，感应电流的方向与导体运动方向有关．
（2）比较实验2和6（或3和7）可知：在导体切割磁感线运动方向（或导体运动方向）不变时，磁场方向改变，感应电流的方向就改变．
（3）此实验中，研究感应电流的方向与磁场方向有关时，控制在导体切割磁感线运动方向不变；研究感应电流的方向与在导体运动方向有关时，控制磁场方向不变时，即研究方法有控制变量法；
导体中有无电流是通过电流表的指针的有无偏转来判断的，即研究方法有转换法；
闭合电路中电流表中的电能是由于导体的运动而产生的，可见消耗的是机械能，所以实验过程中是机械能转化成电能；应用这一现象制造的是发电机．
（4）因为导体是否运动、磁场的有无都影响了感应电流的大小；所以猜想除了感应电流的大小可能与磁场的强弱有关，还可以猜想：感应电流的大小可能与导体切割磁感线运动速度有关．
①步骤设计时采用控制变量法；即：保持磁场强弱不变，让导体ab以不同的速度做切割磁感线运动．
故主要步骤：保持磁场强弱不变，让导体ab以不同的速度做切割磁感线运动，观察电流表指针偏转幅度大小．
②因我们采取转换法，利用电流表指针的偏转幅度表示感应电流的大小，所以实验结果的分析是：
如果电流表指针偏转幅度相同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度无关；如果电流表指针偏转幅度不相同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关．
故答案为：（1）导体运动方向；（2）在导体运动方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关；（3）转换；机械；电；发电机；（4）感应电流的大小可能与导体切割磁感线运动速度有关；①主要步骤：保持磁场强弱不变，让导体ab以不同的速度做切割磁感线运动，观察电流表指针偏转幅度大小；
②如果电流表指针偏转幅度相同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度无关；如果电流表指针偏转幅度不相同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关．

点评：本题考查电磁感应现象，知道产生感应电流的条件和影响感应电流的方向的因素．