Question

【題目】學(xué)習(xí)“電磁感應(yīng)”時(shí)，老師演示了發(fā)電機(jī)模型的實(shí)驗(yàn)（如圖），搖動(dòng)把手，使線圈快速轉(zhuǎn)動(dòng)，小燈泡就亮了。小剛想到：產(chǎn)生電流的條件可能與線圈在磁場中的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。他和同學(xué)們開始了探究：

(1)小剛將一根導(dǎo)體棒的兩端用細(xì)導(dǎo)線懸掛起來，并與靈敏電流計(jì)、開關(guān)串聯(lián)組成閉合電路，將導(dǎo)體棒放在蹄形磁體的磁場中（如圖甲）。小紅提醒他，先把開關(guān)_______才能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。正確操作后，小剛完成了幾次實(shí)驗(yàn)，將磁極位置、導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)方向和產(chǎn)生電流的情況記錄如圖乙，其中a表示垂直于紙面方向的導(dǎo)體棒；

(2)小剛據(jù)此得出“只要導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動(dòng)，閉合電路中就會產(chǎn)生電流”的結(jié)論，小紅認(rèn)為還應(yīng)讓導(dǎo)體棒做垂直于紙面向里、向外和________方向的運(yùn)動(dòng)，才能使探究更充分；

(3)隨著導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)，靈敏電流計(jì)的指針會發(fā)生左右偏轉(zhuǎn)，于是他們對“產(chǎn)生電流的方向與哪些因素有關(guān)”作了如下的猜想：

猜想1：產(chǎn)生電流的方向與磁場方向有關(guān)；

猜想2：產(chǎn)生電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)；

為驗(yàn)證猜想，同學(xué)們進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，將現(xiàn)象記錄在如下的表格中

實(shí)驗(yàn)序號	磁極位置	導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)情況	電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)情況
1	上N下S	水平向右運(yùn)動(dòng)	向右偏轉(zhuǎn)
2	上S下N	水平向右運(yùn)動(dòng)	向左偏轉(zhuǎn)
3		水平向左運(yùn)動(dòng)	向右偏轉(zhuǎn)

分析第1、2兩次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生電流的方向跟________有關(guān)；第3次實(shí)驗(yàn)中磁體上方為_____（選填“N”、“S”）極，和其他實(shí)驗(yàn)對照驗(yàn)證了猜想2；

(4)老師肯定了他們的探究，又介紹了科學(xué)家科拉頓的相關(guān)研究，1825年他用如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)裝置，在兩個(gè)房間中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

①實(shí)驗(yàn)中用______________的現(xiàn)象來判斷電路中是否產(chǎn)生了電流；

②將導(dǎo)線、小磁針與磁鐵、線圈分別置于兩個(gè)房間，是為了________________；

③科拉頓將磁鐵插進(jìn)線圈里，然后迅速奔向另一個(gè)房間，沒有觀察到產(chǎn)生電流的現(xiàn)象；他再回到放著磁鐵和線圈的房間里，把磁鐵從線圈中抽了出來，又跑到磁針和導(dǎo)線所在的房間，還是沒有觀察到現(xiàn)象�？评�頓失去了發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的機(jī)會，被后人評價(jià)為“跑失良機(jī)”。他沒能觀察到產(chǎn)生感應(yīng)電流現(xiàn)象的根本原因是：______________。

Answer 1

【答案】閉合 向上、向下 磁場方向 S 電流的磁效應(yīng) 避免磁鐵的磁場對小磁針產(chǎn)生影響 沒在磁鐵做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，及時(shí)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

【解析】

(1)[1]進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先閉合開關(guān)，才能得到閉合電路。

(2)[2]在圖乙中，導(dǎo)體棒在磁場中作水平向左和斜向上的運(yùn)動(dòng)，那么還應(yīng)讓導(dǎo)體棒做垂直于紙面向里、向外和向上、向下方向的運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閼?yīng)讓導(dǎo)體棒向各個(gè)方向移動(dòng)，才能對照比較出哪個(gè)方向會產(chǎn)生感應(yīng)電流。

(3)[3]從表格的1、2兩次數(shù)據(jù)知，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的方向相同，但所處的磁場的方向相反，而產(chǎn)生的電流的方向也相反，說明產(chǎn)生的電流的方向與磁場的方向有關(guān)。

[4]從表格知，第3次實(shí)驗(yàn)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的方向與上面兩次都不相同，要想探究產(chǎn)生電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，那么應(yīng)保持所處的磁場的方向相同，而1、3兩次產(chǎn)生電流的方向相同的，不能對照驗(yàn)證猜想2，所以應(yīng)選擇2、3兩次實(shí)驗(yàn)，那么此次實(shí)驗(yàn)中磁體的上方是S極。

(4)①[5]實(shí)驗(yàn)中用電流的磁效應(yīng)現(xiàn)象來判斷電路中是否產(chǎn)生電流，因?yàn)橥�電�?dǎo)體周圍存在著磁場，如果有電流產(chǎn)生，那么導(dǎo)線周圍就有磁場，靜止的小磁針就會轉(zhuǎn)動(dòng)。

②[6]將導(dǎo)線、小磁針與磁鐵、線圈分別置于兩個(gè)房間，是為了避免磁鐵的磁場對小磁針產(chǎn)生影響。

③[7]科拉頓沒能觀察到電流的原因是：感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是，閉合電路的部分導(dǎo)體在作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，才會產(chǎn)生感應(yīng)電流。而磁鐵在插入或抽出線圈時(shí)，才滿足感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，可是這時(shí)科拉頓尚未來得及跑到另一房間，所以錯(cuò)過了發(fā)現(xiàn)的機(jī)會。