内容正文:
第十七章 电动机与发电机实验突破
十七
实验1:探究磁场中通电导体受到的作用力
实验结论:通电导体在磁场中会受到 对它的作用力,力的方向跟
的方向和导体中 的方向都有关系。
磁场
磁场
电流
要点1:实验方法:控制变量法
①探究力的方向与电流方向的关系时,保持 方向不变,改变 方向;
②探究力的方向与磁场方向的关系时,保持 方向不变,改变 方向。
磁场
电流
电流
磁场
要点2:实验现象分析及处理
①闭合开关后,发现导体有轻微的颤动,但没有明显的整体运动的原因:a.电路中电流较小;b.磁场较弱;c.导体与导轨之间的摩擦力较大。
②可采取的措施:a.适当增大电源电压以增大电流;b.更换磁性更强的磁铁来增强磁场;c.适当涂抹润滑油减小摩擦力。
要点3:通电导体在磁场中的能量转化: 能转化为 能
要点4:多次实验的目的是 。
电
机械
排除偶然因素的影响,得出普遍规律
在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路,导体棒 ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。
(1)闭合开关前,导体棒ab静止,闭合开关后,导体棒ab向右运动,说明磁场对 有力的作用。
(2)断开开关,将磁体的N、S极对调,再闭合开关,会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向 , 说明通电导体在磁场中受力方向与 0
有关。
通电导体
相反
磁
场方向
(3)断开开关,将电源的正、负极对调,再闭合开关,会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 ,说明通电导体在磁场中受力方向与
有关。
(4)如果同时改变磁场方向和电流方向, (选填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
相反
电流方向
不能
(5)小明将铜棒水平悬挂于磁场中的某位置,闭合开关并向左移动滑片,金属细线偏转的角度越来越大,可得出结论:当磁场的强弱与材料相同时,电流越大,通电导体受到的力越 。
大
(6)小明用铝棒代替铜棒并保持滑片的位置不变,闭合开关后发现铝棒静止时金属细线偏转的角度与用铜棒实验时不同,于是得出:电流和磁场强弱相同时,通电导体受力大小与导体棒的材料有关这一结论。请你分析小刚得出的结论是否可信? (选填“可信”或“不可信”),理由是 0
。
不可信
未控
制电流一定
(7)如图乙,磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极出发指向S极,且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的。通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下,则ab段导线所受磁场力的方向是 ,这两个力 0(选填“是”或“不是”)一对平衡力,理由是 。
竖直向上
不是
两个力的方向不在同一直线上
实验2:探究产生感应电流的条件
实验结论:闭合电路的部分导体在磁场中做 运动时,电路中产生感应电流;感应电流的方向与 的方向和 的方向皆有关。
切割磁感线
磁场
导体运动
要点1.实验方法
转换法
①观察 判断电路中是否产生感应电流;
②根据 判断感应电流的方向;
③根据 判断感应电流的大小。
电流表的指针是否偏转
电流表指针偏转方向
电流表指针偏转角度
要点2:实验现象分析及处理
①导体在磁场中运动时,电流计不偏转的原因:a.没有感应电流产生或产生的感应电流 ;b.导体运动方向与磁场方向 ,没有做切割 运动。
②要使电流计偏转明显可采取的措施:a.换磁性更 的磁体;b. 导体切割磁感线的速度。
很小
相同或相反
磁感线
强
加快
要点3:产生感应电流的过程中的能量转化:机械能转化为 。
要点4:产生感应电流的大小不同的原因:与导体切割磁感线运动的速度和 有关。
电能
磁场的强弱
小李用如图甲所示的实验装置来探究“产生感应电流的条件”。
(1)闭合开关,保持导体ab和蹄形磁体相对静止,发现灵敏电流计指针不偏转,此时电路中 (选填“有”或“没有”)感应电流产生。
(2)小李通过开关的断开和闭合,导体的运动或静止,观察灵敏电流计指针偏转情况,发现闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,电路中就会产生感应电流。
没有
切割磁感线
(3)完成上述实验后,同桌小红还想探究感应电流的方向与什么因素有关,于是继续进行了实验,并将实验现象填在表中。通过比较第2、3(或5、6)两次实验可以得出感应电流的方向与 有关,通过比较第2、5(或3、6)两次实验可以得出感应电流的方向与 有关。
导体切割磁感线方向
磁场方向
(4)小李进一步猜想,感应电流的大小可能与磁场强度和导体切割磁感线的速度有关,实验应保持 不变,改变切割磁感线的速度进行实验,分别记下每次实验中灵敏电流计指针的示数。实验数据记录如右表所示。分析表格数据可得出的结论:其他条件,都相同时, 0
,闭合电路中产生的感应电流越大。
磁场强度
导体切割磁感线的速
度越快
(5)【装置改进能力】小明猜想磁场强弱会影响感应电流大小,于是他设计了如图乙所示的电磁铁代替原有磁体再次实验,此时需要在图乙的电路中再接入的元件是 。用电磁铁代替原有磁体的好处是 0
。
滑动变阻器
易于改
变磁体的磁性强弱
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