专项素养综合全练(十一)

专项素养综合全练(十一)

实验探究:探究产生感应电流的条件

1.(2021江苏东台模拟)如图所示,a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分,当它在磁场中按箭头方向运动时,不能产生感应电流的是(　　)

A　　　    B　　　    C　　　    D

答案　B　A图中,导线a做切割磁感线运动,所以会产生感应电流,故A不符合题意。B图中,导线a没有做切割磁感线运动,所以不会产生感应电流,故B符合题意。C图中,导线a做切割磁感线运动,所以会产生感应电流,故C不符合题意。D图中,导线a做切割磁感线运动,所以会产生感应电流,故D不符合题意。

2.(2021四川泸州龙马潭期末)小勇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”,他将实验中操作记录和观察到的现象记录在表中。

(1)分析得出　　　　电路中的一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)由实验2和6(或3和7)可知:在导体切割磁感线运动方向不变时,感应电流的方向与　　　　　有关。 

(3)这个现象在生产和生活中的重要应用是　　　　的发明,让人类从此进入电气时代。 

(4)针对这个实验,小勇进行了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想,于是他设计了如下的实验方案:

①保持磁场强弱不变,让导体AB以　　　(选填“相同”或“不同”)的速度沿相同方向做切割磁感线运动,观察电流表指针偏转幅度大小。 

②如果电流表指针偏转幅度不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线的运动速度　　　　(选填“有关”或“无关”)。

答案　(1)闭合　(2)磁场方向　(3)发电机　

(4)①不同　②有关

解析　(1)由表可知,闭合电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动,导体中就会产生感应电流;

(2)比较实验2和6(或3和7)可知:在导体切割磁感线运动方向不变时,磁场方向改变,感应电流的方向就改变;

(3)这个现象的重要应用是发电机的发明;

(4)①探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度是否有关,应该保持磁场强弱不变,让导体AB以不同的速度沿相同方向做切割磁感线运动,观察电流表指针偏转幅度大小;

②如果电流表指针偏转幅度不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关;如果电流表指针偏转幅度相同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度无关。 

3.(2021河北迁安期末)如图为探究“磁生电”的实验装置。闭合开关,让悬着的导体AB左右运动时,会观察到电流表的指针　　　　,说明电路中有　　　产生。此现象说明机械能转化为　　　能。如果将此装置中的电流表换成　　　　可探究磁场对通电导体的作用。 

答案　发生偏转　电流　电　电源

解析　闭合开关,让悬着的导体AB左右运动,此时导体做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,会观察到电流表的指针偏转;此现象说明机械能转化为电能;如果将此装置中的电流表换成电源,可探究磁场对通电导体的作用。

4.(2021江苏淮安中考)如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。

(1)实验中,AB棒的材料可能是　　　　(填“塑料”或“铝”)。 

(2)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　　　　。 

(3)闭合开关,实验探究过程记录如表所示:

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　　　　运动,在该运动过程中,主要将机械能转化为　　　　能。 

(4)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与　　　　的关系。 

(5)若将此装置中灵敏电流计换成　　　　,可进一步探究电动机的工作原理。 

答案　(1)铝　(2)电流方向　(3)切割磁感线　电　(4)磁场方向　(5)电源

解析　(1)在探究电磁感应现象的实验中,必须保证处于磁场中的这部分是导体。塑料是绝缘体,铝是导体,所以应选择铝棒。

(2)在电路中没有电流时,图中的灵敏电流计的指针指在表盘中央;当有电流时,指针的偏转方向与电流方向一致。由此可知,可以根据指针的偏转方向判断出电流的方向。

(3)三次实验中,只有AB棒在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流,则可以得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中才会产生感应电流。在此过程中,主要将机械能转化为电能。

(4)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,只有磁场的方向发生了改变,则这次实验主要是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系。

(5)电动机工作时,是将电能转化为机械能,由此可知,需要在电路中添加电源,即将灵敏电流计换成电源。

5.(2022云南砚山期末)在“探究产生感应电流的条件”的实验中,实验电路如图所示,在磁场中悬挂一根导体AB,把它跟灵敏电流计、开关连接起来,组成闭合回路。

(1)实验中,用　　　　提供磁场,用　　　　显示电路中有无电流。 

(2)下列操作,电路中能产生电流的是　　　　(填序号)。 

①蹄形磁体和导体AB都静止

②蹄形磁体静止,导体AB上、下运动

③导体AB静止,蹄形磁体左、右运动

(3)小明同学进行该实验时,在使导体AB运动的过程中,发现灵敏电流计指针偏转的角度比其他同学实验中指针偏转的角度小,即产生的感应电流较小。根据这一现象,请你猜想产生的感应电流较小的可能原因是　　　　　　　　　　(写出一条即可)。除了可以更换磁性更强的磁体,还可以通过　　　　　　　　　　来增大感应电流。 

(4)将上述实验装置中的灵敏电流计换成适当的电源,在导体AB静止的情况下,闭合开关后可观察到的现象是　　　　　　　　。 

(5)利用电磁感应原理工作的装置是　　　　(填“电铃”“扬声器”“电磁起重机”或“动圈式话筒”)。

答案　(1)U形磁铁　灵敏电流计　(2)③　(3)导体切割磁感线的速度较小　增大导体切割磁感线运动的速度　(4)导体AB会运动　(5)动圈式话筒

解析　(1)由图可知,图中含有U形磁铁,U形磁铁的周围存在磁场;实验中通过灵敏电流计的指针的偏转情况判断电路中有无电流。

(2)①蹄形磁体和导体AB都静止,导体没有做切割磁感线的运动,不会产生感应电流;②蹄形磁体静止,导体AB上下运动,导体不切割磁感线,不会产生感应电流;③导体AB静止,蹄形磁体左右运动,导体做切割磁感线的运动,会产生感应电流;故选③。

(3)产生电流小的原因可能是导体切割磁感线的速度较小,可以通过增大导体切割磁感线运动的速度来增大感应电流。

(4)将上述实验装置中的灵敏电流计换成适当的电源后,闭合开关,电路中有电流,导体AB中也有电流,而磁场对通电导体有力的作用,所以导体AB会运动。

(5)扬声器是利用通电导体在磁场中受力原理工作的;电铃、电磁起重机的主要部件是电磁铁,利用的是电流的磁效应;动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的。

6.(2022河北唐山路北期末)如图甲是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,用棉线将一段导体AB悬挂起来,放置于蹄形磁体的磁场中,再用导线把导体AB、灵敏电流计和开关连接起来,组成闭合电路。

甲

乙

(1)该实验中,通过观察　　　　　　　　　　来判断电路中是否产生感应电流。 

(2)在教师的指导下,兴趣小组对实验进行完善后,观察到的现象如表所示,由此可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做　　　　运动时,电路中会产生感应电流。这种现象叫做　　　　。在此实验过程中,能量转化情况是　　　　　　　　。 

(3)比较第4、5(或6、7)次实验可以得出感应电流的方向与　　　　方向有关。 

(4)小明猜想磁场强弱会影响感应电流大小,于是他设计了图乙所示的电磁铁代替原有的磁铁再次实验,此时需要在图乙的电路中再接入的元件是　　　　。 

答案　(1)灵敏电流计指针是否偏转　(2)切割磁感线　电磁感应　机械能转化为电能　(3)导体的运动

(4)滑动变阻器

解析　(1)确定电路里有无感应电流产生的依据是灵敏电流计指针是否偏转;

(2)由表可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,这种现象叫电磁感应现象,能量转化情况是机械能转化为电能;

(3)比较第4、5(或6、7)次实验可知导体中感应电流的方向与导体的运动方向有关;

(4)通过改变电流来改变磁场的强弱,故需要在图乙的电路中再接入的元件是滑动变阻器。

7.(2020山东枣庄台儿庄一模)小丽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”,闭合开关后,导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如表。

(1)通过观察　　　　　　　　　　　　来判断电路中是否产生感应电流。 

(2)(多选)该同学进行以下尝试,能使电流计指针偏转的是　　　　(填字母标号)。 

A.导体棒ab在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体

B.导体棒在磁场中静止,但不用单根导体棒ab,而用匝数很多的线圈

C.蹄形磁体静止,导体棒ab从图中所示位置水平向左或水平向右运动

D.蹄形磁体静止,导体棒ab从图中所示位置竖直向上或竖直向下运动

E.蹄形磁体静止,导体棒ab从图中所示位置斜向上或斜向下运动

(3)比较第4次和第　　　　次实验可知,导体棒运动方向相同时,感应电流的方向与磁场的方向有关。 

(4)比较第7次和第8次实验可知,　　　　　　　　　　　 

　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)          如图所示的实验装置,将电流计换成　　　　,还可以探究电动机的工作原理。 

答案　(1)灵敏电流计指针是否偏转　(2)CE　

(3)8　(4)磁场的方向相同时,感应电流的方向和导体棒运动的方向有关　(5)电源

解析　(1)在该实验中,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电流。

(2)由表格中数据知,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。导体棒ab在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体,没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流计指针不会偏转;导体棒在磁场中静止,但不用单根导体棒ab,而用匝数很多的线圈,没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流计指针不会偏转;蹄形磁体静止,导体棒ab从图中所示位置水平向左或水平向右运动,做切割磁感线运动,会产生感应电流,电流计指针会偏转;蹄形磁体静止,导体棒ab从图中所示位置竖直向上或竖直向下运动,没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流计指针不会偏转;蹄形磁体静止,导体棒ab从图中所示位置斜向上或斜向下运动,做切割磁感线运动,会产生感应电流,电流计指针会偏转。

(3)由表格中数据知,第4次和第8次的导体棒运动方向相同,磁场方向不同,电流计指针的偏转方向也不同,说明感应电流的方向与磁场的方向有关。

(4)比较第7次和第8次实验可知,磁场方向相同,导体棒的运动方向不同,电流计指针的偏转方向不同,说明感应电流的方向与导体棒运动的方向有关。

(5)当电流计换成电源时,导体棒ab就成了通电导体,在磁场中会受到力的作用,可以探究电动机的工作原理。