电磁感应、磁场对电流的作用

专题23：电磁感应磁场对电流作用的实验

资源收集整理哈尔滨市风华中学伊枫

一、电磁感应

1．（07年江苏宿迁）法拉第电磁感应现象是指：“闭合电路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。”小明和芳芳根据课文中的描述进行了进一步探究。

（1）小明同学提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想。除此以外你的猜想是：。

写出验证你的猜想的主要步骤：

分析实验结论：

（2）芳芳同学思考：线圈的一边在磁场中做切割磁感线运动与单根导线在磁场中做切割磁感线运动，产生的感应电流的大小可能不一样。于是她验证如下：

（a）先用大约25圈的漆包线圈的一条边框较快地切割磁感线运动；（b）然后用单根导线以相同的情况切割磁感线运动。你认为两次灵敏电流计指针偏转程度（）

A．（a）较大 B．（b）较大 C．一样大 D．无法确定

（3）实验过程中小明与芳芳又用线圈和条形磁铁来做实验（如右图所示），发现灵敏电流计指针发生偏转。你认为在此实验中产生感应电流大小跟什么因素有关？请你总结一下。（写

出两条）

①_____________________________________

② ____________________________________

（4）在（2）、（3）两个实验中，如何改变感应电流的方向？

每个实验各写出一种方法。

①________________________________________________

②_________________________________________________

2.（07年大连）图4是“探究导体在磁场中运动时产生感应电

流的条件”实验装置。闭合开关后，铜棒AB电流表、开关

组成闭合电路。

(1)要使电流表指针发生偏转，选择一种可行的操作：

(2)使铜棒AB上下运动，电流表指针能否发生偏转？

（3）要使电流表指针偏转方向发生改变，可以采取两种方法。

方法一：_____________________________ ___

方法二：________________ ________________。

（4）感应电流的大小除了与铜棒运动速度有关以外，还和___________________________有关？

3.（07年连云港）我们已经知道：闭合电路的一部分导体在磁

场中做切割磁感线运动时能够产生感应电流。某兴趣小组

查阅资料后得知其他情况下也可能产生感应电流，为此他

们进行了如下探究：

探究设计：如图所示，螺线管A与滑动变阻器、

电源、开关组成一个回路（闭合时A成为电磁铁），

螺线管B与电流表组成另一个闭合回路，将A放在B内。探究过程及现象如下表：

由以上探究可知，感应电流产生的条件，说法正确的是（）

A．只要闭合电路中有磁场就会产生感应电流

B．只有闭合电路中的磁场变强时才能产生感应电流

C．只有闭合电路中的磁场变弱时才能产生感应电流

D．只要闭合电路中的磁场发生变化就能产生感应电流

4.（08徐州市）老师在课堂上演示了电磁感应实验后，小杨同学有了新的想法：如果线圈不动，

磁体相对于线圈运动是否也会产生电流?于是他找来线圈、条形磁铁、灵敏电流计和一些导线开始探究。当他把条形磁铁插入线圈的瞬间，电流表指针发生了偏转(如图7所示)，实验成功了!小杨又想：在这个实验中，感应电流的大小与哪些因素有关呢?请你针对小杨的问题提出一个猜想，并设计实验验证你的猜想。

猜想：

实验设计：

5.（08年潍坊）如图７所示，是小明同学探究“怎样产生

感应电流”的实验装置．ab是一根铜棒，通过导线连接

在灵敏电流计的两接线柱上．实验时发现，无论怎样水

平移动金属棒，指针都没有明显偏转(仪器、接触都完

好)．请从两个方面写出改进措施：

①________________________________________

②________________________________________

6（09贵阳）如图所示，虚线区域内的“×”为垂直纸面的磁感线，当金属框沿光滑绝缘斜面的顶端，由静止开始滑到底端时，具有的动能为Ｅ1；若将金属框换成质量相同的塑料框，其他条件不变，塑料框滑到底端时，具有的动能为E2。请判断E1和E2的大小关系，并简要说明判断理由。（提示：金属框是导体，有电阻）

7 (09湛江）图15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，闭合开关后，

（1）小明分析得出：闭合电路中的部分导体在磁场里做时，导体中就会产生感应电流．

（2）比较实验2和3（或6和7）可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与

________________________有关．

（3）比较实验2和6（或3和7）可知：．

（4）此实验的研究方法有控制变量法和法．在此实验的过程中是能转化为能，重要的应用是．

（5）针对这个实验小明进行了进一步的探究，他提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想，除此以外你的猜想是：．

①写出验证你的猜想的主要步骤．

②你怎样对实验结果进行分析判断？

8（2010成都）图13是探究“怎样产生感应电流”的实验装置ab是一根导体，通过导线、开关连接在灵敏电流计的两接线柱上。

(1)本实验中，如果，我们就认为有感应电流产生。

(2)闭合开关后，若导体不动，磁铁左右水平运动，电路感应电

流(选填“有”或“无”)。

(3)小李所在实验小组想进一步探究“感应电流的大小跟哪些因素有

关?”，小李猜想：“可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关。”

请你根据图13所示的实验装置，帮助小李设计实验来验证她的猜想，

你设计的实验做法是：

9（2010临沂）如图所示，将一根导体棒ab的两端用细导线与灵敏电流计组成一个闭合电路，并用绝缘细线悬挂起来放在U形磁铁的磁场中。

（1）让导体棒ab水平向左运动时，灵敏电流计指针向右偏转；导体

棒ab水平向右运动时，指针向左偏转，说明感应电流的方向与

有关；

（2）让导体棒ab水平向右缓慢运动时，灵敏电流计的指针向左偏转

的角度较小；导体棒ab水平向右快速运动时，灵敏电流计的指针向左偏转的角度较大。说明感应电流的大小与有关。

（3）让导体棒ab沿竖直方向上下运动时，电路中感应电流产生；

（4）下列电器中，应用电磁感应原理制成的是。

A.电铃

B.电风扇

C.动圈式话筒

D.动圈式扬声器

二、磁场对电流的作用

10.（07年汕头）(1)图14是电学中很重要的两个实验，其中甲图装置是研究______________的规

律；乙图装置是研究__________________的规律．

图14

(2)图15是法拉第发明的能够产生持续电流的机器——发电机，金属圆盘可以看成是由无数根

长度等于圆盘半径的导线组成的．金属圆盘在磁极间不断转动，每根导线都在做切割磁感线

运动，从而产生持续的电流．某校探究小组仿制了这个发电机装置(如图16)，对影响电流大小的因素进行如下探究：

①当圆盘转速增大时，电流表指针偏转增大，说明电流大小跟__________________有关；

②保持圆盘转速不变，换用一个半径更大的金属圆盘，发现电流表指针偏转更大，说明电流

大小还跟__________________有关；

③保持圆盘转速不变，换用_________，发现电流表指针偏转更大，说明电流大小跟磁场强弱

有关．

图14 图16 11.（07年昆明市）学习了电流的磁场和磁场对电流有力的作用的知识之后，某学校兴趣小组的

同学猜想：“既然电流周围存在着磁场，那么两根互相靠近的通电导体之间将会发生相互作用”。他们将两根导线（可伸长）平衡放置后固定（如图18甲所示），向后通上如图18（乙、丙、丁）所示的电流，通过反复实验证实了他们的猜想。请你根据下面的实验现象回答问题：

（1）平行放置的两根通电导线之间作用力的特点是：

①当两根导线通同向电流时，两根导线相互_____________；

②当两根导线通反向电流时，两根导线相互_____________。

（2）两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小除了与导线之间的距离、导线的长度有关外，还与哪个因素有关？你猜想的依据是什么？

12（09广东）为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机(如图18)他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方闭合开关，用于轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来

(1)要想改变线圈的转动方向，小明可采用的措施是：；(写出两点)

(2)开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是： (写出两点) （3)小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是，并在虚线框内画出实验电路图(电动机用符号m表示)

13（2010潍坊）如图所示，是某互助小组制作的一台简易电动机．用硬金属丝做两个支架，分别与电池的两级相连，用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴．用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端刮去半周漆皮将线圈放在支架上，磁体放在线圈下．接通电源并用手轻推一下线圈，线圈就会不停的转动起来．请问：

(1)推一下线圈的原因是：_________________________。

(2)线圈不停转动的原因是：________________________。

(3)要使线圈的转动方向发生改变，请提出两个方案：

①_____________________________________________。

②_____________________________________________。

14（2010南京）课堂上，老师做了如图所示的演示实验，给直导线(铝棒)通电，观察到直导线运动起来．

(1)实验现象说明有力的作用. 机就是利用这种现象制成的．

(2)判断“有力的作用”的依据是．

A．力是维持物体运动的原因 B．一切物体都有惯性 C．物体运动状态改变时，一定受

到力的作用

(3)将磁极上下对调，观察直导线的运动情况，这样操作是为了研

究．

15（2010泰洲）图22(甲)是直流电动机模型(主要部件见文字说明)，图22(乙)是自制简易电动机模型．现在主要讨论图(乙)简易电动机的制作与操作问题：

（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端(搁置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处理，刮漆方法见放大图．按这种方法刮漆，目的是使线圈能够_________________，因此这一部位就相当于图(甲)中的_____________________(填某一部件的名称)．

（2）如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试?(说出两点即可)

①_____________________________；②_____________________________．

（3）通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法是：

①_____________________________ ；②_____________________________．

参考答案

1.（1）感应电流大小可能与导线切割磁感线运动速度有关。步骤：（1）ab快速切割磁感线运动，观察电流表指针偏转情况（2）ab较慢切割磁感线运动，再观察电流表指针偏转情况。分析实验结论：比较ab两次不同速度切割磁感线时，电流表指针偏转情况，若偏转不同，说明猜想正确。若两次偏转情况相同，说明猜想不对。（2）A（3）①跟磁铁磁场强弱有关②与线圈匝数有关③与磁铁插入快慢有关（4）①改变ab运动方向②改变磁铁运动方向。

2.（1）使铜棒AB向左运动。（2）电流表指针不能发生偏转（3）方法一：改变磁场方向

方法二：改变AB的运动方向。（4）铜棒周围磁场强弱。

3.D

4.猜想：与磁体插入的速度有关（与磁场的强弱，线圈匝数等均可）

实验设计：将电流表和线圈连接成闭合电路，保持其他条件不变，用不同速度先后两次奖条形磁铁插入线圈，观察电流表示数，并进行比较。

5.（1）增大磁场强度（2）加快水平移动金属棒的速度。

6. 答案：⑴Ｅ1＜Ｅ2

⑵因为金属框是导体，所以它在通过磁场的过程中会因切割磁感线产生感应电流，使一部分机械能转化为电能（电能又转化为内能），故Ｅ1＜Ｅ2。（因为斜面光滑所以塑料框的机械能守恒）7. 答案（1）切割磁感线运动（或与磁场方向垂直的运动）

（2）导体切割磁感线运动方向（或导体运动方向）

（3）在导体切割磁感线运动方向（或导体运动方向）不变时，感应电流的方向与磁场方向有关（4）转换、机械、电、发电机（或动圈话筒）

（5）感应电流的大小可能与导体切割磁感线运动速度有关

①主要步骤：保持磁场强弱不变，让导体ab以不同的速度做切割磁感线运动，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；如果电流表指针偏转幅度不相同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关．

8. 答案：（1）灵敏电流表的指针偏转（2）有（3）闭合开关，保持其它条件不变。只改变导体切割磁感线的速度,观察电流表的指针偏转程度。

9.(1) 导体运动方向(2) 导体运动速度(3) 无(4) C

10.（1）磁场对电流的作用电磁感应（2）①转速②切割磁感线的导线的长度③一个磁性更

强的磁铁

11（1）①吸引②排斥

（2）电流大小；因为丙、丁两图通上不同大小的电流后导线形变的程度不一样，说明力的大小不一样

12．（1）改变磁场的方向、改变电流的方向

（2）磁场太弱、线圈处于平衡位置

（3）滑动变阻器

13．答案：使线圈越过平衡位置（2）通电线圈在磁场中受力的作用（3）方法一：只改变磁场方向、方法二：只改变电流方向。

14．（1）磁场对电流电动

（2）C

（3）通电导体在磁场中受力方向与磁场方向是否有关

15．答案：（1）使线圈连续转动; 换向器

（2）①将线圈捻转一定角度②增大电源电压（或换一块磁性更强的磁体）

（3）①只改变电流方向②只改变一下磁场方向