九年級3班的物理興趣小組利用圖所示裝置進行怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流的實驗探究,得到如下實驗記錄.分析表中的記錄可知:
實驗序號 | 磁極位置 | 開關(guān)情況 | 導(dǎo)體運動情況 | 電流計指針偏轉(zhuǎn)情況 |
1 | 上N下S | 閉合 | 不運動 | 不偏轉(zhuǎn) |
2 | 上N下S | 閉合 | 上、下運動 | 不偏轉(zhuǎn) |
3 | 上N下S | 閉合 | 水平向右運動 | 向右偏轉(zhuǎn) |
4 | 上N下S | 閉合 | 水平向左運動 | 向左偏轉(zhuǎn) |
5 | 上N下S | 斷開 | 水平向右運動 | 不偏轉(zhuǎn) |
6 | 上S下N | 閉合 | 水平向左運動 | 向右偏轉(zhuǎn) |
(2)實驗中電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同,說明________不同.
(3)分析第3、4兩次實驗記錄,說明感應(yīng)電流的方向與________有關(guān).
(4)電流不但有方向,而且有大小,請你猜猜看,感應(yīng)電流大小可能跟________有關(guān).
解:(1)①比較實驗序號3、5,兩者磁場方向相同、導(dǎo)體運動方向相同,實驗3中電路是閉合的,電路中有感應(yīng)電流,實驗5中電路是斷開的,電路中沒有感應(yīng)電流,由此可以得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的一個條件:電路是閉合的.
②比較實驗序號2、3、4可知,電路都是閉合的;2中導(dǎo)體沒有做切割磁感線運動,電路中沒有感應(yīng)電流.3、4中導(dǎo)體或向左或向右做了切割磁感線運動,電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,由此可以得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的另一個條件:導(dǎo)體做切割磁感線運動.
(2)電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向不同可以反應(yīng)電路中感應(yīng)電流方向的不同.
(3)通過表中的信息可以發(fā)現(xiàn)實驗在3、4中,磁場的方向相同,導(dǎo)體的運動方向不同,感應(yīng)電流的方向也不相同,根據(jù)控制變量法的思路可以得出:感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體的運動方向有關(guān).
(4)電流不但有方向,而且有大小,通過表中的信息可以得出:感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體的運動方向和磁場的方向有關(guān).由此可以猜:感應(yīng)電流大小可能跟磁場強弱(或?qū)w做切割磁感線運動的快慢)有關(guān).
故答案為:(1)閉合的;2、3、4;(2)感應(yīng)電流的方向;(3)導(dǎo)體的運動方向;(4)磁場強弱(或?qū)w做切割磁感線運動的快慢).
(1)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件有兩個:電路是閉合的;導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動;兩者缺一不可.根據(jù)此理論與實驗的序號對應(yīng)起來即可得到答案.
(2)~(4)因為感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體的運動方向和磁場的方向有關(guān),因此在探究時要用到控制變量法.要探究感應(yīng)電流方向與磁場方向有關(guān),就要使導(dǎo)體的運動方向相同,磁場的方向改變;要探究感應(yīng)電流方向與導(dǎo)體的運動方向有關(guān),就要使磁場方向相同,導(dǎo)體的運動方向改變,由此入手即可解決此題.
點評:本題考查電磁感應(yīng)的實驗,對感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件和決定感應(yīng)電流的方向兩個知識點通過具體的實驗過程進行了探究,控制變量法在此實驗中得到了充分的應(yīng)用.要解決此類問題,一定要注意變化的量和不變的量.