题文

兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想： 猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）； 猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）； 猜想3：磁极呈上中下分布（例如图丙，上下面为N极，中部为S极）． （1）根据所学知识，他们经过讨论，断定猜想3是错误的．你认为他们判断的依据是______． （2）为了验证其他猜想，他们用细线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止．这说明猜想______是错误的． （3）请设计一个简单实验，验证剩下的一个猜想是否正确，简述你的实验方案． 主要器材：______；简要做法：______； 如何判断：______．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）因为每个磁体都只有两个磁极，分别叫做S极和N极，故猜想3是错误的； （2）如果猜想1正确，用细线将环形磁体水平悬挂起来，由于地磁场的作用，磁体在特定位置才能保持静止，结果观察到磁体在任意位置都能保持静止这说明猜想1是错误的． （3）若想验证猜想2是否正确，我们只需选用小磁针即可，即将小磁针置于磁环周围不同处，多次观察小磁针稳定后两极的指向情况，从而判断出磁环磁极的位置． 故答案为：（1）一个磁体只可能有两个磁极；（2）1；（3）小磁针；将小磁针置于磁环周围不同处；多次观察小磁针稳定后两极的指向情况，从而判断出磁环磁极的位置．

据专家权威分析，试题“兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们..”主要考查你对  电磁感应现象，磁性、磁体、磁极  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

电磁感应现象磁性、磁体、磁极

考点名称：电磁感应现象

• 电磁感应：
  

  定义	闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象称为电磁感应现象，电磁感应中产生的电流称为感应电流
  产生感应电流的条件	一是“闭合电路的一部分导体”(这句话包括两层意思：①电路应该是闭合的，而不是断开的，即组成电路的各元件连接成一个电流的通路； ②要有一部分导体做切割磁感线运动，也就是说切割磁感线的导体一定是闭合电路的一部分)；二是“做切割磁感线运动”，所谓切割磁感线，类似于切菜，可以是垂直切割，也可以是斜着切割，但导体运动方向不能与磁感线方向平行，可能是导体运动，也可能是磁场运动
  与感应电流方向有关的因素	在电磁感应现象中，感应电流的方向跟导体切割磁感线运动的方向和磁感线方向有关，若改变导体运动方向与原运动方向相反，或将磁感线方向改为与原方向相反，则感应电流方向将与原方向相反；若导体运动方向和磁感线方向都变为和原来相反，则感应电流的方向不变
  能量转化	机械能转化为电能
  应用	发电机、动圈式话筒、变压器等

•  控制变量法研究“电磁感应”现象：
      通电导体在磁场中受力的方向、感应电流的产生及方向都不只与一个因素有关，在研究通电导体在磁场中受力的方向、产生感应电流的条件及感应电流的方向与哪些因素有关时，我们都用到了控制变量思想。

  例如图是探究“怎样产生感应电流”的实验装置。ab是一根导体，通过导线、开关连接在灵敏电流计的两接线柱上。
  
  (1)本实验中，如果____，我们就认为有感应电流产生。
  (2)闭合开关后，若导体不动，磁铁左右水平运动，电路____感应电流(选填“有”或“无”)。
  (3)小李所在实验小组想进一步探究“感应电流的大小跟哪些因素有关?”，小李猜想：“可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关。” 请你根据图示的实验装置，帮助小李设计实验来验证她的猜想，你设计的实验做法是：__________

  解析：(1)有微弱的电流通过灵敏电流计，其指针就会摆动。
  (2)由图知，导体不动，磁铁左右水平运动。此时也相当于导体做切割磁感线运动，会产生感应电流。
  (3)本实验设计要应用控制变量法。在其他条件不变的情况下，只改变导体切割磁感线运动的速度，然后观察电流计指针的偏转程度。

  答案：(1)灵敏电流计的指针偏转  (2)有 (3)闭合开关，保持其他条件不变，只改变导体切割磁感线运动的速度，观察灵敏电流计的指针偏转程度

• 电磁感应部分涉及三个方面的知识：
       一是电磁感应现象的规律。电磁感应研究的是其他形式能转化为电能的特点和规律，其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律。
      楞次定律表述为：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。即要想获得感应电流(电能)必须克服感应电流产生的安培力做功，需外界做功，将其他形式的能转化为电能。法拉第电磁感应定律是反映外界做功能力的，磁通量的变化率越大，感应电动势越大，外界做功的能力也越大。

  二是电路及力学知识。
        主要讨论电能在电路中传输、分配，并通过用电器转化成其他形式能的特点规律。在实际应用中常常用到电路的三个规律(欧姆定律、电阻定律和焦耳定律)和力学中的牛顿定律、动量定理、动量守恒定律、动能定理和能量守恒定律等概念。

  三是右手定则。
       右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中，若磁力线垂直进入手心（当磁感线为直线时，相当于手心面向N极），大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流的方向。电磁学中，右手定则判断的主要是与力无关的方向。为了方便记忆，并与左手定则区分，可以记忆成：左力右电（即左手定则判断力的方向，右手定则判断电流的方向）。或者左力右感、左生力右通电。

考点名称：磁性、磁体、磁极

• 概念：
  

  磁性	磁铁能够吸引铁、钴、镍等物质，这种性质叫磁性
  磁体	具有磁性的物体叫磁体
  磁极	(1)磁体上磁性最强的部分叫做磁极。自由转动的磁体静止下来时，指南的一端叫磁体的南极，用符号S表示，指北的那一端叫磁体的北极，用符号N 表示 (2)磁极间的相互作用规律：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引

• 磁体性质：
       性质磁体具有两极性，磁性北极N，磁性南极S，斩断后仍是两极N、S极。单个磁极不能存在。同时，磁体具有指向性，如果把一个磁体悬挂起来，就会发现它的南极指向地理南极左右，北极指向地理北极左右。