内容正文:
实验19 探究探究什么情况下磁可以生电
基础考点梳理
1. 实验目的、原理
(1)实验目的:探究感应电流电流产生的条件。
(2)实验原理:利用电磁感应现象,当穿过闭合回路的磁通量发生变化时,闭合回路中就有感应电流产生,灵敏电流计就会发生偏转。
2. 实验器材:条形磁铁、灵敏电流计、线圈A和B、滑动变阻器、电源、开关、导线等。
(1)电源:提供电压。
(2)开关:控制电路通断。
(3)灵敏电流计:测量电流大小。
(4)导线:连接电路。
(5)条形磁铁:产生磁场。
(6)滑动变阻器:改变电路中的电流大小。
(7)线圈A和B:切割磁感线。
3. 实验步骤
步骤①如图1连接好电路。
步骤②条形磁铁在线圈B中插入、拔出时,改变了线圈B中的磁通量,观察灵敏电流计示数。
步骤③闭合电键,线圈A在线圈B中插入、拔出时;线圈A在线圈B中,通过移动滑动变阻器或者打开、闭合电键时,改变了线圈B中的磁通量,观察灵敏电流计示数。
步骤④整理实验器材。
4. 实验分析
(1)当闭合电路中的导体在磁场中做切割磁感线运动时,闭合电路中就会产生感应电流。
(2)磁场强度越强,做切割磁感线运动时产生的电流越大。
5. 实验补充
(1)实验操作注意事项
①注意电路的连接方式,其中线圈B(称之为副线圈)与灵敏电流计直接串成回路,而线圈A(称之为原线圈)与电源、开关、变阻器组成回路。
②注意变阻器的接法,接错可能造成变阻器阻值不变或变阻器电阻为零,实验开始时应使变阻器的阻值最大(保护电源)且使电键处于断开状态。
(2)实验误差原因
①滑动变阻器未按要求接。
②灵敏电流计选择的量程过大。
6. 常考实验问题
(1)我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断 电流方向 。
(2)根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动,在该运动过程中,主要将机械能转化为 电 能。
(3)上下移动单根导线时,观察到灵敏电流计的指针 不偏转 ;左右移动该导线时,观察到灵敏电流计的指针 偏转 。
(4)通过这个实验现象得出初步结论:闭合电路的一部分导体在磁场里做 切割 磁感线的运动时,导体中就会产生电流。
(5)为了进一步验证这个结论,他又用如图乙的装置进行实验,发现将条形磁铁向下插入线圈时,灵敏电流计的指针 偏转 ;保持条形磁铁在线圈中不动,向上提起线圈时,灵敏电流计的指针 偏转 ,结果符合上述实验结论。
(6)磁体和导体棒相对静止,闭合开关,能否观察到灵敏电流计指针偏转的现象?
答: 否 。
(7)探究感应电流方向与导体切割磁感线方向的关系时,应该保持 磁场 的方向不变。
(8)实验中用电磁铁代替永磁体的好处是: 易于改变磁体的磁性强弱 。
精选真题汇编
1.(2023•长春)在“探究什么情况下磁可以生电”实验中,实验装置如图所示:
(1)根据图中磁感线方向判断蹄形磁体的上端是 极。
(2)让导线AB在磁场中做 运动,观察到电流表指针发生偏转,说明回路中有电流产生,这一过程将机械能转化为 能,根据这个现象制成了 。
2.(2023•北京)(1)小京用图甲所示的装置进行实验,闭合开关的瞬间,观察到小磁针 的现象,说明电流周围存在磁场。
(2)小京用图乙所示的装置进行实验,其中灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。使金属棒ab向左做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向右偏转,如图乙所示;保持磁场方向不变,使金属棒ab向右做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向左偏转,如图丙所示。小京探究的问题是: 。
3.(2022•黄石)为探究三种磁现象,利用如图①的装置依次完成下列实验:
(1)在ab之间接入灵敏电流计,闭合开关,灵敏电流计指针 (选填A偏转、B不偏转);保持开关闭合,导体棒 (选填A水平、B上下)运动,灵敏电流计指针偏转,说明在一定条件下可以实现“磁生电”。
(2)断开开关,取下灵敏电流计,在ab之间接入恒流电源。闭合开关,导体棒 (选填A会、B不会)运动,说明“电﹣动”是通过磁场实现的。
(3)断开开关,移走磁铁,将一枚灵活转动的小磁针置于桌面上,待其静止后,将导体棒平行于小磁针放置,如图②所示。闭合开关,小磁针 (选填A会、B不会)偏转,说明电流周围 (选填A有、B无)磁场。
4.(2022•十堰)在“探究什么情况下磁可以生电”实验中,小华做了甲、乙、丙三次实验。实验中通过观察 来判断电路中是否产生感应电流,如图的三次实验中, (选填“甲”“乙”或“丙”)图中有感应电流