题目内容

16.小亮同学想探究“怎样产生感应电流”
(1)他首先将检查过的实验器材连接好(如图所示),确认连接无误后,将金属棒PQ向左水平运动,实验中几乎看不出电流表指针偏转,他认为没有感应电流产生.同组的小敏同学认为他的判断不一定正确,电流表指针不偏转可能是因为产生的感应电流太小(电流表分度值太大)造成的,要想准确判断出是否有感应电流产生,可以将实验装置进行改进,改进方法是将电流表换成灵敏电流计.
(2)装置改进后,他们重新进行实验,发现电表指针发生偏转,说明导体中有感应电流产生,实验时,细心的小亮发现电表指针每次摆动的角度不同,说明每次产生的感应电流不同(选填“相同”或“不同”),于是他想研究“感应电流的大小与哪些因素有关”
(3)小亮分析:从能量转化的角度看,实验中金属棒由于运动具有的机械能转化为电能,因此,他猜想:感应电流的大小可能与导体切割磁感线运动速度有关;他还猜想可能与磁场的强弱有关.
(4)为了验证自己的第一个猜想,小亮用驱动装置通过两根绝缘硬棒ab、cd使导体PQ沿直线水平向左匀速运动,并将足够大的磁体放在水平面上(导体运动区域的磁场强弱相同).为了使结论具有普遍性,他让导体PQ以不同(选填“相同”或“不同”)速度进行多次实验,实验测得的数据如表所示,分析数据可得出结论:导体运动区域的磁场强弱相同,感应电流的大小与运动速度成正比.
实验次数123456
速度(cm/s)123456
电流(mA)2.04.05.98.110.211.8

分析 (1)在电磁感应实验中,操作过程是正确的,看不到电流表的偏转,可能是由于感应电流太小或电流表分度值太大导致的;
(2)发现电表指针发生偏转,说明导体中有感应电流产生,电表指针每次摆动的角度不同,说明每次产生的感应电流不同;
(3)实验中的金属棒由于在运动过程中把机械能转化为电能;
(4)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)实验中将金属棒PQ向左水平切割磁感线.实验中却几乎看不出电流表指针偏转.请你帮助小田分析“看不出电流表指针偏转”的原因可能是感应电流太小(电流表分度值太大).要想准确判断出是否有感应电流产生,可以将电流表换成灵敏电流计.
(2)发现电表指针发生偏转,说明导体中有感应电流产生,实验时,电表指针每次摆动的角度不同,说明每次产生的感应电流不同;
(3)从能量转化的角度看,实验中的金属棒在运动过程中把机械能转化为电能;
(4)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,但是对于同一次实验,必须保证导体做匀速直线运动,所以实验方法是:闭合开关,将ab沿水平方向以一定的速度匀速运动,观察灵敏电流计的指针偏转程度,再将ab沿相同的方向以不同的速度运动,观察比较灵敏电流计的指针偏转程度,为了使结论具有普遍性,他让导体PQ以不同速度进行多次实验,由实验数据可知:导体运动区域的磁场强弱相同,感应电流的大小与运动速度成正比.
故答案为:(1)产生的感应电流太小(电流表分度值太大);将电流表换成灵敏电流计;
(2)电表指针发生偏转;不同;
(3)机械;电;
(4)不同;导体运动区域的磁场强弱相同,感应电流的大小与运动速度成正比.

点评 此题考查了探究电磁感应现象的实验,而且做了延伸,让我们自己设计实验验证感应电流的大小和导体运动快慢的关系.

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