题文

一个电磁学实验箱内有如图所示的器材，请写出利用这些器材可做的三个电磁学实验名称（或目的）及相应器材的字母代号，填在表中。

题型：实验题  难度：中档

答案

磁场对电流的作用 A、F、H、G、E 电磁感应 A、F、H、D、E、I、J 电流的磁场 G、H、C、E

据专家权威分析，试题“一个电磁学实验箱内有如图所示的器材，请写出利用这些器材可做的..”主要考查你对  磁场对通电导线的作用，电流的磁效应，电磁感应现象  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

磁场对通电导线的作用电流的磁效应电磁感应现象

考点名称：磁场对通电导线的作用

• 磁场对通电导线的作用：
  通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向跟导体中的电流方向和磁场方向有关。

• 探究磁场对通电导体的作用：
  

  提出问题	通电导体在磁场中是否受力的作用
  设计实验	取两根光滑的金属杆，组成一个金属轨道，将它放在磁场当中，再取一轻质金属杆，放在金属轨道上，将金属杆连入电路中，开关断开时，观察金属杆是否运动；闭合开关，观察金属杆是否运动；改变电流的方向，观察金属杆的运动情况；再改变磁场的方向，观察金属杆的运动情况
  实验器材	电源、开关、导线、金属轨道、金属杆、蹄形磁铁、滑动变阻器
  实验步骤	(1)将所需器材按如下图所示的电路连接好；(2)将金属杆横放在金属轨道上，观察金属杆是否运动；(3)闭合开关，观察金属杆是否运动，运动方向如何?(4)改变电流的方向，观察金属杆是否运动，运动方向如何?(5)保持电流方向不变，改变磁场的方向，观察金属杆的运动情况；(6)同时改变电流方向和磁场方向，观察金属杆的运动情况。
  实验记录
  实验结论	通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向跟导体中的电流方向和磁场方向有关，当电流方向或磁场方向与原来相反时，力的方向也与原来相反；当电流方向和磁场方向同时改变时，力的方向不变

考点名称：电流的磁效应

• 定义：
  电流的磁效应(通电会产生磁)：任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象，称为电流的磁效应。
  
  通电导体周围存在磁场，电流的磁场的方向和电流方向有关。
  

• 直线电流的磁场分布：
  直线电流的磁场中的磁感线分布垂直于电流的所有平面上，是以电流为中心的一系列同心圆。
  
  直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用右手螺旋定则（安培定则）来判断：
  右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向和电流方向一致，那么弯曲四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

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。