11-专项综合全练（十一） 实验探究：探究产生感应电流的条件

实验探究:探究产生感应电流的条件

1.(2020北京石景山一模)物理活动课中,同学们用如图20-6-1所示的装置做电磁实验,将导体ab用两根绝缘细线悬挂在蹄形磁铁中央,导体ab两端连接着导线。若要求在虚线框中只接入某个实验器材即可进行相应的实验,则下列说法中正确的是              (　　)

图20-6-1

A.若接入电流表可研究电动机的工作原理

B.若接入灵敏电流计可研究电流的磁效应

C.若接入电池可研究电磁感应现象,与发电机原理相同

D.若接入学生电源可研究通电导体在磁场中受力,与电动机原理相同

2.(2020广西百色中考)用如图20-6-2所示的装置探究电磁感应现象,下列操作使电流表指针发生偏转的是              (　　)

图20-6-2

A.保持磁体和导体AB静止

B.保持磁体静止,导体AB竖直向上运动

C.保持导体AB静止,磁体水平向右运动

D.保持导体AB静止,磁体竖直向上运动

3.(2020四川甘孜州中考)如图20-6-3所示为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图,将实验装置放在水平桌面上。在下列四种情形中,能使灵敏电流计的指针发生偏转的是              (　　)

图20-6-3

A.蹄形磁铁不动,导体棒沿竖直方向向下运动时

B.蹄形磁铁不动,导体棒沿竖直方向向上运动时

C.导体棒不动,蹄形磁铁沿水平方向左右运动时

D.导体棒不动,蹄形磁铁沿竖直方向上下运动时

4.(2020山东东营垦利期末改编)如图20-6-4所示是探究“什么情况下磁可以生电”的实验装置。

图20-6-4

(1)实验中,通过观察　　　　　　　　　　来判断电路中是否有感应电流。 

(2)如果让导线不动,用以下方法改变磁体:

A.改变磁体的磁极;B.换用磁性强度不同的磁体;C.让磁体上下移动;D.让磁体左右移动;E.让磁体前后移动。

你在学习过程中做这些探究时,观察到能使电流表指针摆动的是　　　　(选填字母序号)。 

(3)如果让磁体不动,用以下方法移动直导线ab:

A.上下平行移动;B.水平前后移动;C.水平左右移动;D.竖直面内转动。

你在学习过程中做这些探究时,观察到能使电流表指针摆动的是　　　　(选填字母序号)。 

5.(2021安徽合肥包河期末)如图20-6-5所示,在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验中,用绝缘细线将一根导体棒AB悬挂在蹄形磁体的磁场中,再将导体棒AB、灵敏电流计及开关用导线连成一个闭合电路。闭合开关,让导体棒AB沿　　　　　　　　(选填“竖直方向上下”或“水平方向左右”)运动时,灵敏电流计的指针就会偏转,电路中就会产生感应电流。 

图20-6-5

6.(2020内蒙古兴安盟科右前旗一模)在探究产生感应电流条件的实验中:

图20-6-6

(1)同学们按图20-6-6所示接好电路,然后进行以下操作,请将电流计的指针会发生怎样的变化填到横线上:

操作一:磁体不动,闭合开关,导体ab竖直上下运动。现象:电流计指针　　　　; 

操作二:磁体不动,打开开关,导体ab水平左右运动。现象:电流计指针　　　　; 

操作三:磁体不动,闭合开关,导体ab水平左右运动。现象:电流计指针　　　　; 

综合上面实验现象,可以得出产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做　　　　　　　,电路中有感应电流产生。 

(2)想在此装置的基础上再探究磁场对通电导体的作用,必须要增加的一个器材是　　　　。 

7.(2021河北迁安期末)如图20-6-7为探究“磁生电”的实验装置。闭合开关,让悬着的导体AB左右运动时,会观察到电流表的指针　　　　,说明电路中有　　　产生。此现象说明机械能转化为　　　能。如果将此装置中的电流表换成　　　　可探究磁场对通电导体的作用。 

图20-6-7

8.(2020湖南长沙雨花月考)小明连接了如图20-6-8所示的电路来探究电磁感应现象。他闭合开关,将实验操作步骤及现象记录在表格中。

图20-6-8

(1)表中空白处,电流计指针　　　　(选填“会”或“不会”)偏转; 

(2)磁体不动,ab向左运动时,发现电流计指针向左偏转;则ab向右运动时,电流计指针会向　　　　偏转。 

(3)若要利用该装置探究磁场对通电导体的作用,需将电流计换成　　　　。 

9.(2020内蒙古呼和浩特中考)在历史的长河中,有相当长的一段时间里,人们认为电现象和磁现象是互不相关的。直到1820年,丹麦物理学家　　　　(选填“安培”、“奥斯特”或“法拉第”)发现,电流周围存在磁场,成为世界上第一个发现电与磁联系的科学家。 

如图20-6-9是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”的实验装置。闭合开关后,导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如表:(实验中电流由左进入电流计,指针向左偏,电流由右进入电流计,指针向右偏)

图20-6-9

(1)实验表明,闭合电路中的部分导体在磁场中做下列哪种运动时,电路中产生感应电流　　　　。 

A.平行磁感线运动

B.切割磁感线运动

(2)导体中产生的电流方向,与导体的运动方向及磁感线的方向都有关系,根据题给信息,分析判断下列方向关系正确的是　　　　。 

A

B

C

10.(2020黑龙江牡丹江一模)如图20-6-10所示,小明在做“探究什么情况下磁可以生电”的实验,实验记录如表所示。

图20-6-10

(1)实验中,通过观察　　　　　　　　　　　　来判断电路中是否有电流产生。 

(2)比较　　　　(选填实验序号)两次实验可知,闭合电路是产生感应电流的一个条件。 

(3)分析以上实验可知,闭合电路的一部分导体在磁场中　　　　　　　　,电路中就会产生感应电流。 

(4)根据②④⑤的实验现象,可知感应电流方向与　　　　　　　　　　　　有关。 

11.(2020山东枣庄台儿庄一模)小丽用如图20-6-11的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”,闭合开关后,导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如表。

图20-6-11

(1)通过观察　　　　　　　　　　　　来判断电路中是否产生感应电流。 

(2)该同学进行以下尝试,能使电流计指针偏转的是　　　　(填字母标号)。 

A.导体棒ab在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体

B.导体棒在磁场中静止,但不用单根导体棒ab,而用匝数很多的线圈

C.蹄形磁体静止,导体棒ab从图中所示位置水平向左或水平向右运动

D.蹄形磁体静止,导体棒ab从图中所示位置竖直向上或竖直向下运动

E.蹄形磁体静止,导体棒ab从图中所示位置斜向上或斜向下运动

(3)比较第4次和第　　　　次实验可知,导体棒运动方向相同时,感应电流的方向与磁场的方向有关。 

(4)比较第7次和第8次实验可知, 　。 

(5)如图所示的实验装置,将电流计换成　　　　,还可以探究电动机的工作原理。 

1. 答案　D　在虚线框中接入电流表时,电路中无电源,闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,可以探究电磁感应现象,与发电机的原理相同;在虚线框中接入电源时,通电导体在磁场中会受到力的作用,与电动机的原理相同。故选D。

2. 答案　C　保持磁体和导体AB静止,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,故A不符合题意;保持磁体静止,导体AB竖直向上运动,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,故B不符合题意;保持导体AB静止,磁体水平向右运动,导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,能使电流表指针发生偏转,故C符合题意;保持导体AB静止,磁体竖直向上运动,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,故D不符合题意。

3. 答案　C　要使电路中产生感应电流,必须满足两个条件,一是要有闭合的回路;二是要有部分导体切割磁感线;对照选项可知,A、B、D中导体棒或蹄形磁铁运动方向与磁感线方向一致或相反,不做切割磁感线运动,只有C符合要求。

4. 答案　(1)电流表指针是否偏转　(2)D　(3)C

解析　(1)该实验中,通过观察电流表的指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流;

(2)如果让导线不动,要使闭合电路中产生感应电流,应使导线ab做切割磁感线运动;改变磁体的磁极或换用磁性强度不同的磁体,都不能使导线切割磁感线,都不会产生感应电流,故A、B错误;图中导线所在位置的磁场方向是向下的,让磁体上下移动,不能使导线切割磁感线,不会产生感应电流,故C错误;让磁体左右移动,此时导线ab做切割磁感线运动,会产生感应电流,故D正确;让磁体前后移动,也不能使导线切割磁感线,不会产生感应电流,故E错误;

(3)若磁体不动(导线所在位置的磁场方向是向下的),让导线水平左右移动,此时导线做切割磁感线运动,能产生感应电流,A、B、D选项的方法都不能使导线做切割磁感线运动,不会产生感应电流,故C正确。

5. 答案　水平方向左右

解析　闭合开关,当导体棒AB沿水平方向左右运动时,会切割磁感线,电路中有感应电流产生,灵敏电流计的指针会偏转。

6. 答案　(1)不动　不动　偏转　切割磁感线运动

(2)电源

解析　(1)操作一:磁体不动,闭合开关,导体ab竖直上下运动,没有切割磁感线,故不会产生感应电流,电流计指针不动;

操作二:磁体不动,打开开关,导体ab水平左右运动,虽然导体切割磁感线,但是电路断开,电路中不会有电流,电流计指针不动;

操作三:磁体不动,闭合开关,导体ab水平左右运动,电路中产生感应电流,电流计指针偏转;综合上面实验现象,可以得出产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中有感应电流产生;

(2)想在此装置的基础上再探究磁场对通电导体的作用,导体中有电流,故必须要增加的一个器材是电源。

7. 答案　发生偏转　电流　电　电源

解析　闭合开关,让悬着的导体AB左右运动,此时导体做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,会观察到电流表的指针偏转;此现象说明机械能转化为电能;如果将此装置中的电流表换成电源,可探究磁场对通电导体的作用。

8. 答案　(1)会　(2)右　(3)电源

解析　(1)ab不动,磁体向左运动,则ab在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流;

(2)磁体不动,ab向左运动时,发现电流计指针向左偏转;则ab向右运动时,运动方向发生了改变,则产生的电流的方向也会发生改变,所以电流计指针会向右偏转;

(3)在图中将电流计换成电源,闭合开关,电路中有电流,通电直导线在磁场中受力而运动(即磁场对通电导体有力的作用),电动机就是利用该原理制成的。

9. 答案　奥斯特　(1)B　(2)C

解析　丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流的磁效应;

(1)产生感应电流的条件是闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动,故选B;

(2)根据实验3可知,当磁场的方向向下,导体向左运动时,电流计指针向右偏转,说明电流是从b到a的,即电流垂直于纸面向外,故A错误;根据实验7可知,当磁场的方向向上,导体向左运动时,电流计指针向左偏转,说明电流是从a到b的,即电流垂直于纸面向里,故B错误;根据实验8可知,当磁场的方向向上,导体向右运动时,电流计指针向右偏转,说明电流是从b到a的,即电流垂直于纸面向外,故C正确。

10. 答案　(1)电流表的指针是否偏转　(2)①②　(3)做切割磁感线运动　(4)导体运动方向和磁场方向

解析　(1)实验时,通过观察电流表的指针是否偏转,来确定电路中是否产生感应电流。

(2)①中电流表指针不偏转说明电路中无感应电流。②中电流表指针有偏转说明电路中有感应电流。比较①和②,导体运动方向和磁场方向相同,①是断路,②是闭合电路,由此可知,产生感应电流的一个条件是电路要闭合。

(3)由①②③的实验现象可得,闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中就会产生感应电流。

(4)根据②④⑤的实验现象,运动方向发生改变,电流方向改变;磁场方向发生改变,电流方向改变,说明感应电流方向与导体运动方向和磁场方向有关。

11. 答案　(1)灵敏电流计指针是否偏转　

(2)CE　

(3)8　

(4)感应电流的方向和导体棒运动的方向有关　

(5)电源

解析　(1)在该实验中,通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有电流。

(2)由表格中数据知,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。导体棒ab在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体,没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流计指针不会偏转;导体棒在磁场中静止,但不用单根导体棒ab,而用匝数很多的线圈,没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流计指针不会偏转;蹄形磁体静止,导体棒ab从图中所示位置水平向左或水平向右运动,做切割磁感线运动,会产生感应电流,电流计指针会偏转;蹄形磁体静止,导体棒ab从图中所示位置竖直向上或竖直向下运动,没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流计指针不会偏转;蹄形磁体静止,导体棒ab从图中所示位置斜向上或斜向下运动,做切割磁感线运动,会产生感应电流,电流计指针会偏转。

(3)由表格中数据知,第4次和第8次的导体棒运动方向相同,磁场方向不同,电流计指针的偏转方向也不同,说明感应电流的方向与磁场的方向有关。

(4)比较第7次和第8次实验可知,磁场方向相同,导体棒的运动方向不同,电流计指针的偏转方向不同,说明感应电流的方向与导体棒运动的方向有关。

(5)当电流计换成电源时,导体棒ab就成了通电导体,在磁场中会受到力的作用,可以探究电动机的工作原理。