Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)置有四輛腳踏車，每逢下課同學(xué)們就會(huì)排隊(duì)來騎腳踏車，因?yàn)轵T車不僅可以健身，同時(shí)還可以發(fā)電供學(xué)校使用。裝在自行車上的發(fā)電機(jī)工作時(shí)把_______能轉(zhuǎn)化成電能。同學(xué)們用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置探究發(fā)電機(jī)的工作原理，探究中有同學(xué)們提出了問題：“感應(yīng)電流的大小會(huì)跟哪些因素有關(guān)呢？”

小紅猜想：“可能跟磁場的方向有關(guān)。”

小華猜想：“可能跟導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān)。”

小麗猜想：“可能跟導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的快慢有關(guān)。”

圖中是小明的實(shí)驗(yàn)裝置，閉合開關(guān)后，銅棒ab、電流表、開關(guān)組成閉合電路．小明將實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象記錄在下表中．

次數(shù)	開關(guān)	磁場方向	導(dǎo)體ab的運(yùn)動(dòng)方向	電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向
1	斷開	上N下S	向右運(yùn)動(dòng)	不偏轉(zhuǎn)
2	閉合	上N下S	向右運(yùn)動(dòng)	向左偏轉(zhuǎn)
3	閉合	上N下S	向左運(yùn)動(dòng)	向右偏轉(zhuǎn)
4	閉合	上N下S	向上運(yùn)動(dòng)	不偏轉(zhuǎn)
5	閉合	上S下N	向下運(yùn)動(dòng)	不偏轉(zhuǎn)
6	閉合	上S下N	向右運(yùn)動(dòng)	向右偏轉(zhuǎn)
7	閉合	上S下N	向左運(yùn)動(dòng)	向左偏轉(zhuǎn)

（1）小明分析得出：閉合電路中的部分導(dǎo)體在磁場里做______________時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．

（2）比較實(shí)驗(yàn)2和3（或6和7）可知：在磁場方向一定時(shí)，感應(yīng)電流的方向與______有關(guān)．

（3）比較實(shí)驗(yàn)2和6（或3和7）可知：_________________．

（4）此實(shí)驗(yàn)的研究方法有控制變量法和_______法．在此實(shí)驗(yàn)的過程中是________能轉(zhuǎn)化為________能，重要的應(yīng)用是______________．

（5）針對這個(gè)實(shí)驗(yàn)小明進(jìn)行了進(jìn)一步的探究，他提出了“感應(yīng)電流的大小可能與磁場的強(qiáng)弱有關(guān)”的猜想，除此以外你的猜想是：_________________．

①寫出驗(yàn)證你的猜想的主要步驟_________．

②你怎樣對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析判斷_______？

Answer 1

【答案】機(jī)械 切割磁感線運(yùn)動(dòng)（或與磁場方向垂直的運(yùn)動(dòng)） 導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向（或?qū)�體運(yùn)動(dòng)方向） 在導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向（或?qū)�體運(yùn)動(dòng)方向）不變時(shí)，感應(yīng)電流的方向與磁場方向有關(guān) 轉(zhuǎn)換 機(jī)械 電 發(fā)電機(jī)（或動(dòng)圈話筒） 感應(yīng)電流的大小可能與導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)速度有關(guān) 保持磁場強(qiáng)弱不變，讓導(dǎo)體ab以不同的速度做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度大小 如果電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度相同，說明感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)；如果電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度不相同，說明感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)．

【解析】

根據(jù)題中“感應(yīng)電流的大小會(huì)跟哪些因素有關(guān)”可知，本題考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的概念，運(yùn)用產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件和控制變量法進(jìn)行解答；

根據(jù)題中“感應(yīng)電流的大小可能與磁場的強(qiáng)弱有關(guān)”可知，本題考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的概念，運(yùn)用感應(yīng)電流大小的影響因素進(jìn)行解答。

發(fā)電機(jī)是將線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；

（1）產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象中，閉合電路中的部分導(dǎo)體在磁場里的運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向垂直；即導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)閉合電路中的部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線運(yùn)動(dòng)；

（2）比較實(shí)驗(yàn)2和3（或6和7）可知：在磁場方向一定時(shí)，導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向改變，感應(yīng)電流的方向就改變，在磁場方向一定時(shí)，感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)；

（3）比較實(shí)驗(yàn)2和6（或3和7）可知：在導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向（或?qū)�體運(yùn)動(dòng)方向）不變時(shí)，磁場方向改變，感應(yīng)電流的方向就改變；可以得到在導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向（或?qū)�體運(yùn)動(dòng)方向）不變時(shí)，感應(yīng)電流的方向與磁場方向有關(guān)；

（4）此實(shí)驗(yàn)中，研究感應(yīng)電流的方向與磁場方向有關(guān)時(shí)，控制在導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向不變；研究感應(yīng)電流的方向與在導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)時(shí)，控制磁場方向不變時(shí)，即研究方法有控制變量法；導(dǎo)體中有無電流是通過電流表的指針的有無偏轉(zhuǎn)來判斷的，即研究方法有轉(zhuǎn)換法；
閉合電路中電流表中的電能是由于導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，可見消耗的是機(jī)械能，所以實(shí)驗(yàn)過程中是機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能；應(yīng)用這一現(xiàn)象制造的是發(fā)電機(jī)；

（5）因?yàn)閷?dǎo)體是否運(yùn)動(dòng)、磁場的有無都影響了感應(yīng)電流的大小；所以猜想除了感應(yīng)電流的大小可能與磁場的強(qiáng)弱有關(guān)，還可以猜想：感應(yīng)電流的大小可能與導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)；

①步驟設(shè)計(jì)時(shí)采用控制變量法；即：保持磁場強(qiáng)弱不變，讓導(dǎo)體ab以不同的速度做切割磁感線運(yùn)動(dòng)；故主要步驟：保持磁場強(qiáng)弱不變，讓導(dǎo)體ab以不同的速度做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度大小；

②采取轉(zhuǎn)換法，利用電流表指針的偏轉(zhuǎn)幅度表示感應(yīng)電流的大小，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析是：如果電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度相同，說明感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)；如果電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度不相同，說明感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。