Question

自古以来，人们一直认为电与磁没有联系，直到近代许多科学家的出色工作，才将电与磁统一起来．
（1）1820年，丹麦物理学家

奥斯特

做实验时偶然发现，当导线中通过电流时，它旁边的磁针发生了

偏转

．由此说明了

电流周围存在磁场

，在世界上第一个发现了电与磁之间的联系．
（2）发现电流磁效应之后，许多科学家都在思索，既然电能生磁，那么反过来，磁能否生电呢？这种思考问题的方法在创造学中叫

逆向思考

法．
英国物理学家

法拉第

经过10年探索，于1831年发现了电磁感应现象．根据这个现象发明了发电机，将

机械

能转化成

电

能，开辟了电气化时代．
（3）什么情况下磁能生电呢？小明进行了如下的探究：如图所示，把导线与灵敏电流计组成闭合电路．
a．让导线在

磁场

中做

切割磁感线

运动，灵敏电流计指针偏转，证明有感应电流生成；
b．小明进一步思考，感应电流方向与什么因素有关？小明让导线在磁场中反方向运动，发现灵敏电流计指针偏转的方向与刚才

相反

，证明感应电流方向与导体的运动方向

有关

（填“有关”或“无关”）．
c．小明又进一步思考，感应电流大小会与什么因素有关呢？若导线运动速度不同，能否改变感应电流的大小？
请你利用现有器材，设计出实验方案，验证小明的猜想．请写出实验步骤，并设计记录实验数据的表格．
①步骤：

①让导体以较慢的速度在磁场中做切割磁感线运动，观察灵敏电流器的指针偏转角度；
②让导体以较快的速度在磁场中做切割磁感线运动，观察灵敏电流器的指针偏转角度；
③让导体以更快的速度在磁场中做切割磁感线运动，观察灵敏电流器的指针偏转角度．

．
②表格：

Answer 1

分析：（1）根据奥斯特实验的相关基础知识可以确定此题的答案．
（2）从磁生电，到电生磁，两者思维角度互逆，这是一种逆向思维的方法．根据电磁感应的有关基础知识可以确定此题的答案．
（3）a产生感应电流的条件有两个：闭合电路；导体在磁场中做切割磁感线运动；
b根据实验现象，即可确定感应电流的方向与导体运动方向的关系；
c利用控制变量法的思路去探究感应电流的大小与导体运动快慢是否有关．

解答：解：（1）由奥斯特实验可知：给导体通电时，原来静止在南北方向上的小磁针的指向发生了偏转，由此说明了电流的周围存在磁场．
（2）逆着电生磁的思路去考虑磁能否产生电，这是一种逆向思维法．英国物理学家法拉第最早发现了电磁感应现象，在此过程中，消耗机械能，得到电能．
（3）a、根据感应电流产生的条件可知，导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中才会产生感应电流．
b、磁场方向不变，导体的运动方向改变，感应电流的方向发生改变，由此可知，感应电流的方向与导体运动方向有关．
c、①要探究感应电流的大小是否与导体运动的快慢是否有关，根据控制变量法的思路，就要让其它因素不变，只改变导体在磁场中切割磁感线的速度，观察电流表的指针偏转角度是否变化，从而可以得到，感应电流的大小是否与导体运动的快慢有关．
由此设计实验步骤如下：
①让导体以较慢的速度在磁场中做切割磁感线运动，观察灵敏电流器的指针偏转角度；
②让导体以较快的速度在磁场中做切割磁感线运动，观察灵敏电流器的指针偏转角度；
③让导体以更快的速度在磁场中做切割磁感线运动，观察灵敏电流器的指针偏转角度；
根据实验步骤设计表格如下表：

	1	2	3
速度	较慢	较快	很快
电流计指针偏转角度

答案如下：（1）奥斯特；  偏转；  通电导体周围有磁场．
（2）逆向思考；  法拉第；  机械；  电．
（3）磁场；  切割磁感线；
相反；  有关；
①步骤：①让导体以较慢的速度在磁场中做切割磁感线运动，观察灵敏电流器的指针偏转角度；
        ②让导体以较快的速度在磁场中做切割磁感线运动，观察灵敏电流器的指针偏转角度；
        ③让导体以更快的速度在磁场中做切割磁感线运动，观察灵敏电流器的指针偏转角度；
②表格：

	1	2	3
速度	较慢	较快	很快
电流计指针偏转角度

点评：设计实验步骤时，要围绕实验目的及猜想去展开．