探究类学生必做实验十： 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 2026年中考物理二轮复习 专项练习

探究类学生必做实验十： 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 参考答案与试题解析 一．实验探究题（共5小题） 1．【解答】解：（1）本实验是探究电磁感应，产生的感应电流非常微弱，普通电流表量程大、灵敏度低，无法测出；灵敏电流计灵敏度高，能捕捉微小电流，指针轻微偏转即可观察到现象。 （2）①对比实验1（断开，无电流）、2（闭合，有电流），说明电路必须闭合。 ②要探究“磁场方向一定时，感应电流方向与导体运动方向的关系”，需控制磁场方向相同、改变导体运动方向，选实验 2、3（上N下S，分别向右、向左），或7、8（上S下N，分别向右、向左）。 ③实验2和7中，导体运动方向（均向右）相同，磁场方向（上N下S→上S下N）改变，电流计偏转方向（左→右）改变，说明感应电流方向与磁场方向有关。 （3）用右手定则（电磁感应专用）：伸开右手，磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体切割磁感线的运动方向，四指指向即为感应电流方向。图丙2中，线圈逆时针转动，cd边向上切割磁感线，磁场方向从左向右，右手定则判断：四指指向从c到d。 （4）该设想想让金属杆持续运动、持续发电，本质是“无额外能量输入，却持续输出电能”，违背能量守恒定律（能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能转化或转移，总量不变）。 根据楞次定律（电磁感应的阻碍规律）：感应电流产生的磁场，总是阻碍引起感应电流的原因（即阻碍导体的相对运动），所以磁场对通电金属杆的力一定阻碍金属杆运动，金属杆最终会停下，无法持续发电。 故答案为：（1）能检测微弱的感应电流（灵敏度更高）；（2）①闭合；②2和3（或7和8）； ③磁场方向；（3）从c到d；（4）能量守恒；阻碍。 2．【解答】解：（1）从表格数据可以看出，只有开关闭合且导体水平左右（切割磁感线）运动时，灵敏电流计才偏转，因此可以得出结论：闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会产生感应电流。 （2）当导体运动方向改变时，感应电流的方向改变，指针摆动方向也改变，因此可以探究感应电流的方向与哪些因素有关。 （3）该设想违背了能量守恒定律，因为如果磁场对通电金属杆的力推动金属杆持续运动，就会实现“无中生有”的能量循环，不符合能量守恒的规律，因此，磁场对通电金属杆的力一定阻碍金属杆的运动。 故答案为：（1）闭合；切割磁感线；（2）方向；（3）能量守恒；阻碍。 3．【解答】解：（1）为避免磁场动对导体本身的力的作用，实验时导体棒选择非磁性类导体，导体棒ab应选用轻质的铝棒。 （2）产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，闭合开关，磁体不动，导体棒沿左右方向运动时，电流表指针会偏转。断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不偏转。 （3）根据上述实验可得结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流。 （4）闭合开关S后，电动机开始转动，通过皮带带动乙转动，将机械能转化为电能的实验装置是②，此时小灯泡发光；生活中与②的工作原理相同的一个应用发电机。 故答案为：（1）铝；（2）左右；（3）闭合电路；切割磁感线；（4）②；发电机。 4．【解答】解：（1）实验中，通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生。 （2）AC.磁体不动，导体AB上下运动，此时导体不切割磁感线，不会产生感应电流，故AC错误； B.导体AB不动，磁体左右运动，此时导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，故B正确。 故选：B。 （3）感应电流的大小与磁场的强弱和导体切割磁感线运动的速度有关，故选：C。 （4）当导体AB向右运动时，导体AB受到磁场对它的力的作用； （5）发电机是利用电磁感应现象制成的； （6）感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关，故选：A。 故答案为：（1）灵敏电流计的指针是否偏转；（2）B；（3）C；（4）受到；（5）发电机；（6）A。 5．【解答】解：（1）将蹄形磁体竖直放置，导体棒AB水平运动，灵敏电流计指针没偏转，没有产生感应电流，说明导体在磁场中水平运动不是产生感应电流的条件。 如果把磁感线想象成一根根实实在在的线，把导体棒想象成一把刀，由表可知，导体棒AB水平向左和向右运动时，磁感线被切断，灵敏电流计指针偏转，竖直向上或向下运动时，磁感线没有被切断，灵敏电流计指针不偏转，说明导体在磁场中运动时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时，导体中就会产生感应电流。 （2）将小灯泡与手摇发电机连接起来，摇动摇把发现小灯泡发光，随着摇动速度逐渐增大，发电机线圈转速增大，小灯泡的亮度逐渐增加，说明产生的感应电流变大。该现象说明发电机线圈转速越大，产生的感应电流越大。 ABC．手摇发电机产生的感应电流的方向是周期性变化的，二极管具有单向导电性，若极性相反的串联时，二极管不会发光，若极性相同地并联，两个二极管也会同时发光同时熄灭，若极性相同地串联时，两个二极管同时发光同时熄灭。以上都不能用二极管的发光来反映感应电流的方向，故ABC不符合题意； D．当两个二极管极性相反的并联时，会交替发光，可以用来反映感应电流的方向，故D符合题意。 故选D。 故答案为：（1）不是；切割磁感线；（2）越大；D。 学科网（北京）股份有限公司 $ 探究类学生必做实验十： 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 1．图甲所示为一种便携式按压手电筒。使用时按压手柄，内部的齿轮就会带动磁体转动，使小灯泡发光。同学们为探究其发电原理，连接了图乙所示的模拟实验装置。 （1）请你写出，相对于普通电流表，用灵敏电流计完成本实验的优点：　 　 。 （2）连接好电路，小军无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，此时灵敏电流计指针发生了轻微偏转，这一现象给了他们灵感，他们继续按该思路操作，并把观察到的现象记录在了下面的表格中。 序号 开关 磁场方向 导体ab的运动方向 电流计指针的偏转方向 1 断开 上N下S 向右运动 不偏转 2 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转 3 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转 4 闭合 上N下S 向上运动 不偏转 5 闭合 上N下S 向下运动 不偏转 6 断开 上S下N 向右运动 不偏转 7 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转 8 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转 9 闭合 上S下N 向上运动 不偏转 10 闭合 上S下N 向下运动 不偏转 分析表中数据可知： ①　 　 电路中，部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流； ②比较实验　 　 （填实验序号）可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与导体运动方向有关； ③比较实验2和7（或3和8）可知：在导体运动方向一定时，感应电流的方向与　 　 有关。 （3）同学们联想到可以用安培定则判断通电螺线管的极性，也想通过类似的方法进一步判断感应电流的方向，请你结合课本159页的“拓展一步”（图丙1）帮其判断，当图丙2中的线圈转过图示位置的瞬间，导线中的cd边所产生的感应电流方向是　 　 。（选填“从c到d”或“从d到c”） （4）同学们根据本试验结论设想了一种发电机模型：如图丁所示，光滑平行金属导轨组成的闭合电路中存在垂直纸面向里的磁场（“×”表示磁感线垂直纸面向里），导轨上有一根可滑动的金属杆。他进行了以下设想： ①用外力推一下金属杆，使其获得初速度，金属杆在磁场中运动时，电路产生感应电流； ②电流通过金属杆时，磁场会对其产生力的作用； ③若该力能推动金属杆继续运动，便可持续产生感应电流，实现电能持续输出。 同组的小红认为该设想无法实现，其原因是这一过程违背了　 　 定律，按此可断定，该设想中磁场对通电金属杆的力一定会　 　 （选填“促进”或“阻碍”）金属杆的运动。 2．在“探究感应电流产生条件”实验中，小明利用灵敏电流计、开关、U形磁铁、导线、导体棒组成了如图甲所示电路。 （1）小明将观察到的现象记录在下表中： 开关闭合 导体棒运动方向 灵敏电流计指针偏转情况 开关断开 导体棒运动方向 灵敏电流计指针偏转情况 竖直上下（乙图） 不偏转 竖直上下（乙图） 不偏转 水平左右（丙图） 偏转 水平左右（丙图） 不偏转 小明分析实验现象后得出结论：当　 　 电路中的一部分导体在磁场中做　 　 运动时，导体中会产生感应电流； （2）小明还注意到灵敏电流计的指针O刻度线在中央，电流从标有“+”接线柱流入时，指针会向右偏转。实验中左右移动导体棒，电流计指针会在O刻度线两侧摆动。基于这一现象，他提出了新的科学探究问题：感应电流的　 　 （选填“大小”或“方向”）与哪些因素有关？ （3）小明根据本实验结论设想了一种发电机模型：如图丁所示，光滑平行金属导轨组成的闭合电路中存在垂直纸面向里的磁场（“×”表示磁感线垂直纸面向里），导轨上有一根可滑动的金属杆。他进行了以下设想： ①用外力推一下金属杆，使其获得初速度v0，金属杆在磁场中运动时，电路产生感应电流； ②电流通过金属杆时，磁场会对其产生力的作用； ③若该力能推动金属杆继续运动，便可持续产生感应电流，实现电能持续输出。 同组的小红认为该设想无法实现，其原因是这一过程违背了　 　 定律；由此可断定，该设想中磁场对通电金属杆的力一定会　 　 （选填“促进”或“阻碍”）金属杆的运动。 3．为了探究“感应电流产生的条件”，小明利用导体棒ab、电流表、蹄形磁体、开关和若干导线连接了如图甲所示装置。 （1）导体棒ab应选用轻质的　 　 （选填“铁棒”或“铝棒”）。 （2）闭合开关，磁体不动，导体棒沿　 　 （选填“上下”“左右”或“前后”）方向运动时，电流表指针会偏转。断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不偏转。 （3）根据上述实验可得结论：　 　 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。 （4）小明总结了“电和磁”的知识后，设计了如图乙所示的装置。闭合开关S后，①中电机开始转动，通过皮带带动②中电机转动，此时小灯泡L发光。在此过程中，将机械能转化为电能的实验装置是　 　 （选填“①”或“②”）。写出生活中与②的工作原理相同的一个应用　 　 。 4．小明利用如图所示的实验装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 （1）实验中，通过观察 　 　 来判断电路中是否有感应电流产生。 （2）通过 　 　 （选填字母）的操作可以在电路中产生感应电流。 A.磁体不动，导体AB上下运动 B.导体AB不动，磁体左右运动 C.以上两种方法都可以 （3）在仪器和电路连接都完好的情况下，为使实验现象更明显，可选择 　 　 （选填字母）。 A.改变磁场方向 B.把灵敏电流计换成电流表 C.换用磁性更强的磁铁 （4）当导体AB向右运动时，导体AB 　 　 （填“受到”或“不受”）磁场对它的力的作用。 （5）生活中利用该原理的例子有 　 　 （选填“电动机”或“发电机”）； （6）小明将灵敏电流计更换成带有开关的电池组，闭合开关后观察到导体棒向左侧摆动，若想改变导体棒摆动方向应 　 　 （选填字母）。 A.改变磁场方向 B.增大电源电压 C.增大磁场强度 D.同时改变磁场方向和电路中的电流方向 5．某小组同学在探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验中，所用器材有：蹄形磁体、灵敏电流计、导体棒各一个，导线若干。 （1）如图（a）组装器材，当导体棒AB在磁场中沿不同方向运动时，观察的现象如表： 实验次数 1 2 3 4 导体棒运动方向 水平向左 水平向右 竖直向上 竖直向下 灵敏电流计指针 向右偏转 向左偏转 不偏转 不偏转 ①分析上述表格，小明同学得出：导体在磁场中水平运动是产生感应电流的条件。小红提出了质疑，她将蹄形磁体竖直放置，导体棒AB水平运动，灵敏电流计指针没偏转，说明导体在磁场中水平运动　 　 （选填“是”或“不是”）产生感应电流的条件。 ②如图（b）所示，如果把磁感线想象成一根根实实在在的线，把导体棒想象成一把刀，则可将“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”表述为：闭合电路的一部分导体，在磁场中做　 　 运动时，导体中就会产生感应电流。 （2）人们根据该实验结论制造了发电机。如图（c）所示是实验室用的手摇发电机，通过摇把带动线圈在磁场中转动。 ①用手摇发电机研究感应电流大小的变化：将小灯泡与手摇发电机连接起来，摇动摇把发现小灯泡发光，随着摇动速度逐渐增大，小灯泡的亮度逐渐增加。该现象说明发电机线圈转速越大，产生的感应电流　 　 。 ②把小灯泡换成红、绿两个发光二极管（发光二极管具有单向导电性），用二极管的发光来显示手摇发电机中感应电流的方向。则两个发光二极管的连接方式应是：　 　 。 A.极性相同地串联 B.极性相反地串联 C.极性相同地并联 D.极性相反地并联 第1页 学科网（北京）股份有限公司 $