理论教育 如何产生感应电流的科学探究与优化方法

如何产生感应电流的科学探究与优化方法

时间:2023-07-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:图18-61.1825年瑞士物理学家科拉顿将一根直导线平行放置到小磁针的上方,然后与另一个房间的螺旋线圈组成闭合电路,如图18-6所示,他把一根条形磁体插入螺旋线圈内,再跑到另一个房间内观察小磁针是否偏转,进行了多次实验,但他都没有发现小磁针会发生偏转,科拉顿、法拉第等物理学家相继进行了上述实验,是为了探究________;在实验中,科拉顿用到了1820年丹麦物理学家___________发现“

如何产生感应电流的科学探究与优化方法

图 18-6

1.1825年瑞士物理学家科拉顿将一根直导线平行放置到小磁针的上方,然后与另一个房间的螺旋线圈组成闭合电路,如图18-6所示,他把一根条形磁体插入螺旋线圈内,再跑到另一个房间内观察小磁针是否偏转,进行了多次实验,但他都没有发现小磁针会发生偏转,科拉顿、法拉第等物理学家相继进行了上述实验,是为了探究________;在实验中,科拉顿用到了1820年丹麦物理学家___________发现“电流的周围存在着磁场”的实验装置.

2.图18-7的四幅图中,研究电磁感应现象的装置是( ).

图 18-7

3.关于电磁感应现象,下列说法中正确的是( ).

A.闭合电路的一部分导体在磁场中运动,一定产生感应电

B.导体的一部分在磁场中做切割磁感线运动,一定产生感应电流

C.麦克风是利用电磁感应现象制成的

D.电磁铁是利用电磁感应原理制成的

4.如图18-8所示是“研究感应电流方向与哪些因素有关”的实验示意图.比较图(a)、(b)两图可知感应电流方向与_________________有关;比较图(a)、(c)两图可知感应电流方向与________有关.

图 18-8

5.如图18-9(a)所示,在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中,小明把电池的正负极对调,这样操作是为了探究通电螺线管外部磁场方向和________是否有关.在此实验的基础上,他将电源换成灵敏电流计,如图18-9(b)所示,闭合开关,将一个条形磁体快速插入螺线管中时,观察到电流计的指针发生偏转,依据此现象的原理法拉第发明了________.

图 18-9

6.如图18-10所示,在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中,保持磁体不动,下列描述正确的是( ).

图 18-10

A.导线ab竖直向上运动时,电流计指针会偏转

B.导线ab竖直向下运动时,电流计指针会偏转

C.导线ab从图中所示位置斜向上运动时,电流计指针不会偏转

D.导线ab分别水平向右和水平向左运动时,电流计指针偏转的方向相反

7.图18-11所示的设备中是利用电磁感应原理工作的是( ).

图 18-11

8.图18-12所示的四幅图中能说明发电机的工作原理的是( ).

图 18-12

9.图18-13所示实验中,能用电磁感应现象原理解释的是( ).

图 18-13

10.如图18-14所示,将一根条形磁体插入线圈时,与之相连的灵敏电流计的指针会发生偏转.这个现象所反映的物理原理在下列电气设备中得到应用的是( ).

图 18-14

A.电磁起重机 B.发电机

C.电动机 D.电暖气

11.在一个完好的微型电扇的插头处接一只发光二极管,用手旋转叶片,发现二极管发光,这说明____________________;微型电扇接入电路中能转动,其工作原理是__________________________.

12.(多选题)图18-15是磁带录音机录音原理的示意图.录音时,话筒将声信号转换为电信号送到录音磁头;录音磁头是一个蹄形电磁铁,它将电信号转换为磁性强弱变化的信号;录音磁带贴着录音磁头移动,上面的磁粉被磁化,声音信号就被记录在磁带上了.关于磁带录音机录音过程,下列说法正确的是( ).

图 18-15

A.话筒将声信号转换为电信号利用了电流的磁效应

B.录音磁头将电信号转换为磁信号利用了电流的磁效应(www.daowen.com)

C.话筒将声信号转换为电信号利用了电磁感应现象

D.录音磁头将电信号转换为磁信号利用了电磁感应现象

13.如果把话筒换成扬声器,如图18-16所示.人对着扬声器锥形纸盆说话,声音使与纸盆相连的线圈在________中________,从而产生随着声音的变化而变化的电流,这种产生电流的现象在物理学上称为________现象.当纸盆向左运动的瞬间,产生的感应电流的方向如图中所示;若纸盆向右运动,所产生的感应电流方向与图中标示的电流方向_________________(选填“相反”“相同”或“可能相同,也可能相反”).

图 18-16

14.如图18-17所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置,导体ab、开关、灵敏电流计用导线连接,组成电路.

(1)闭合开关,让导体ab静止,当磁体水平向右运动时,电流计的指针________(选填“偏转”或“不偏转”).

(2)保持其他条件不变,只调换磁极的位置,是为了探究感应电流的方向与________方向是否有关.

图 18-17

(3)产生感应电流时,___________相当于电源.

15.在“探究感应电流产生的条件”实验中:

(1)如图18-18所示装置中的a、b两接线柱间应接入________(选填“大”或“小”)量程电流表.

(2)导体在磁场中运动时,电流表指针没有发生偏转,其原因可能是________.

图 18-18

(3)改正错误后继续实验,小刚发现每次电流表指针的偏转角度不相同,于是他对影响感应电流大小的因素作以下猜想:

猜想1:与导体切割磁感线运动的速度大小有关;

猜想2:与磁场的强弱有关;

猜想3:与线圈的匝数有关.

为了验证猜想3,他设计的方案是:分别让两个匝数不同的线圈,在图18-18所示的磁场中水平向左运动,观察电流表指针的偏转角度.

①请对此方案作出评价,指出存在的主要问题.____________

②请你写出小刚验证猜想3的具体做法.________________

16.下列关于发电机作用的说法中,不正确的是( ).

A.可以制造自由电荷

B.可以使闭合电路中有持续电流

C.可以使电路两端有一定的电压

D.可以将机械能转化为电能

17.如图18-19所示,是发电机的工作原理图,放在水平方向磁场中的矩形线圈沿逆时针方向转动,当线圈转到图18-19(a)所示位置时,由于线圈ab和cd边________(选填“切割”或“不切割”)磁感线,因而电路中________(选填“有”或“无”)感应电流.当转到图18-19(b)、(d)所示的位置时,由于ab边切割磁感线的方向________(选填“相同”或“相反”),因而电路中的电流方向___________(选填“相同”或“相反”).

图 18-19

18.发电机和电动机的发明使人类步入电气化时代.制造发电机所依据的主要物理原理是( ).

A.磁场对电流的作用 B.磁极间的相互作用

C.电磁感应现象 D.电流周围存在着磁场

19.发电机和电动机的相继问世,使电能的大规模生产和利用成为现实,人类社会进入了电气化时代.如图18-20所示的四幅图,其中属于电磁感应现象实验图及其应用图的是( ).

A.(a)(c) B.(a)(d) C.(b)(c) D.(b)(d)

图 18-20

20.做如图18-21所示的小实验,用手快速拨动风扇叶片,带动转子转动,这时发现小灯泡发光,微风电扇居然变成了“发电机”!该实验说明了磁能够产生________,在此现象中,____________ _能转化为电能.

图 18-21

图 18-22

21.当你对着如图18-22所示的话筒说话时,产生的声音使膜片________,与膜片相连的线圈也跟着在磁场中做切割磁感线运动.这种运动能产生随着声音变化而变化的________,经放大后,通过扬声器还原成声音.

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