Question

13．小勇利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”，他将实验中观察到的现象记录在如表中．

次数	开关	磁场方向	导体AB的 运动方向	电流表指针的偏转方向
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）分析得出：闭合电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流．
（2）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切割磁感线运动方向（导体运动方向）有关．
（3）比较实验2、6或3、7可知：在导体切割磁感线运动方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关．
（4）这个现象在生产和生活中的重要应用是发电机．
（5）针对这个实验，小勇进行了进一步的探究，他提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想，于是他设计了如下的实验方案：
①保持磁场强弱不变，让导体AB以不同（填“相同”或“不同”）的速度沿相同方向做切割磁感线运动，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不同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关（填“有关”或“无关”）．
（6）要使灵敏电流计的指针偏转方向发生改变，可以采取两种方法．?
方法一：调换N极S极位置；?
方法二：改变导体棒运动方向．

Answer 1

分析 （1）产生感应电流的三个条件：闭合电路；一部分导体；切割磁感线运动．
（2）（3）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；
（4）电磁感应现象实现了机械能向电能的转化，重要应用是发电机．
（5）探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度是否有关，应采用控制变量法．
（6）影响感应电流方向的因素：一个是导体的运动方向，一个是磁场方向，这两个因素中其中一个因素发生变化时，感应电流的方向就会发生变化；若两个因素都发生变化时，感应电流的方向不会发生变化．

解答 解：（1）分析可知，产生感应电流的现象中，闭合电路中的部分导体在磁场里的运动方向与磁场方向垂直，即导体中产生感应电流时闭合电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动．
（2）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．
（3）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．
（4）实验中采用的是控制变量法，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，其重要应用是发电机的发明．
（5）探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度是否有关，应该保持磁场强弱不变，让导体AB以不同的速度沿相同方向做切割磁感线运动，观察电流表指针偏转幅度大小．如果电流表指针偏转幅度不同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关，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．
（6）要使电流表指针偏转方向发生改变，即改变流入电流表的电流方向，也就是要改变感应电流的方向，可以从影响感应电流方向的两个因素（导体的运动方向和磁场方向）考虑，只改变其中一个因素时，感应电流的方向就会发生改变；故调换N极S极位置可改变磁场方向，或改变AB运动方向．
故答案为：（1）闭合；
（2）导体切割磁感线运动方向（导体运动方向）；
（3）2、6或3、7；
（4）发电机；
（5）①不同；②有关；（6）调换N极S极位置；改变导体棒运动方向．

点评 本题从知识上考查电磁感应现象，知道产生感应电流的条件和影响感应电流的方向的因素；从方法上考查了控制变量法的数据分析过程．