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实验28 探究产生感应电流的条件
实验：探究产生感应电流的条件
【实验目的】探究产生感应电流的条件
【实验原理】电磁感应原理
【实验器材】直导线、开关、灵敏电流计、蹄形磁体、铁架台
【进行实验与收集证据】
（1）实验装置如图所示。
（2）将用细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，闭合开关，导体与磁场相对静止，观察电流计的指针是否偏转，并记录到表格中。
（3）让导体左右切割磁感线运动，观察电流计的指针是否偏转，并记录到表格中。
（4）让导体上下平行于磁感线运动，观察电流计的指针是否偏转，并记录到表格中。
（5）让导体斜着切割磁感线运动，观察电流计的指针是否偏转，并记录到表格中。
操作 电流表指针
保持导体与磁场相对静止 不偏转
使导体做切割磁感线运动（左右运动） 偏转
使导体沿平行磁感线方向运动（上下运动） 不偏转
使导体做切割磁感线运动（斜着运动） 偏转
（6）磁铁左右运动，观察电流计的指针是否偏转，并记录到表格中；
（7）磁铁上下运动，观察电流计的指针是否偏转，并记录到表格中。
（8）整理实验器材；
磁极位置 导体运动方向 电流表指针偏转方向
N上、S下 向右运动 向左
向左运动 向右
S上、N下 向右运动 向右
向左运动 向左
【分析论证】
（1）由导体在蹄形磁体内运动的数据分析可知：
操作 电流表指针
保持导体与磁场相对静止 不偏转
使导体做切割磁感线运动（左右运动） 偏转
使导体沿平行磁感线方向运动（上下运动） 不偏转
使导体做切割磁感线运动（斜着运动） 偏转
①闭合开关，导体与磁场相对静止，电流计指针不偏转，说明没有电流产生；
②闭合开关，让导体做左右切割磁感线运动，电流计指针偏转，说明产生电流；
③闭合开关，让导体沿平行磁感线上下运动，电流计指针不偏转，说明没有电流产生；
④闭合开关，让导体斜着切割磁感线运动，电流计指针偏转，说明产生电流。
（2）由磁场方向改变的数据分析可知：
磁极位置 导体运动方向 电流表指针偏转方向
N上、S下 向右运动 向左
向左运动 向右
S上、N下 向右运动 向右
向左运动 向左
①只改变磁场方向时，电流表的偏转方向改变。
②只改变导体运动方向时，电流表的偏转方向改变。
【实验结论】
（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。
（2）感应电流的方向与磁场方向、导体运动方向有关。
《探究产生感应电流的条件》常考问题：
（1）实验原理：电磁感应。
（2）实验方法
①转换法：通过灵敏电流计的指针是否偏转来判断感应电流的产生。
②控制变量法：
控制导体运动方向不变，改变磁场方向，观察灵敏电流计指针的偏转方向。
控制磁场方向不变，改变导体运动方向，观察灵敏电流计指针的偏转方向。
（3）根据实验现象，分析总结产生感应电流的条件。
（4）导体在磁场中运动时，电流计指针不偏转的原因：
①没有感应电流产生（导体没有做切割磁感线运动；电路没有闭合）；
②产生的感应电流太小。
（5）要使电流计指针偏转明显可采取的措施：换灵敏度更高的电流计；用多匝数线圈替代单根导体棒；加快导体切割磁感线的速度；换磁性更强的蹄形磁铁等。
（6）实验结论：
闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流，电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关。
（7）实验中能量的转化：机械能转化为电能。重要的应用是发电机。
【典例1】
利用图所示的装置进行电与磁的相关实验。
(1)若利用该装置探究“通电导体在磁场中受力”，应将开关的接线柱1与 （选填“2”或“3”）接通。为使观察到的现象更明显，导体ab应选择 （选填“空心铜管”或“实心铜棒”）；
(2)将开关反方向闭合，利用该装置探究“产生感应电流的条件”：
①让悬挂的导体ab在如图所示位置沿竖直方向上下运动，灵敏电流计指针 （选填“会”或“不会”）发生偏转；
②保持磁体不动，若导体ab水平向右运动，灵敏电流计指针向左偏转，可以 （填字母）；
A．将磁体的磁极对调，导体ab向左运动；
B．保持磁体不动，导体ab向左运动；
③为使灵敏电流计的指针偏转角度更大，可以 （写出一种方法即可）。
【答案】(1)3 空心铜管
(2)不会 B 更换磁性更强的磁体
【解析】（1）[1]若利用该装置探究“通电导体在磁场中受力”，必须要有电源，所以接3。
[2]为使观察到的现象更明显，应选择空心铜管，质量小，惯性小，运动状态容易改变。
（2）[1]让悬挂的导体ab在如图所示位置沿竖直方向上下运动，不切割磁感线，灵敏电流计指针不会发生偏转。
[2]产生感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关； 若保持磁体不动，将导体ab水平向右运动；若要使灵敏电流计的指针向右偏转，两者不能同时改变。
[3] 电流的大小应与切割磁感线的速度、磁场强度； 所以为使灵敏电流计的指针偏转角度更大，可以换用磁性更强的磁铁，或使导体切割磁感线运动的速度更快。
【典例2】
如图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
①导体水平向右运动 ②导体竖直向上运动 ③导体斜向上运动
④磁体水平向左运动 ⑤磁体竖直向上运动
(1)实验时，小明通过观察 来判断电路中是否产生感应电流。
(2)小明进行了如图所示的5次操作，其中能产生感应电流的是 （选填所有符合要求的操作序号）。
(3)完成实验后，小明认为实验现象不太明显，请你提出一条改进措施： 。
(4)利用“磁生电”工作的装置有 （选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”）。
【答案】(1)灵敏电流计的指针是否偏转
(2)①③④
(3)将导体换成多匝线圈
(4)动圈式话筒
【解析】（1）实验时，通过观察灵敏电流计的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流，这用到了转换法.
（2）①当导体AB水平向右运动时，会切割磁感线，产生感应电流； ②当导体AB竖直向上运动时，不会切割磁感线，不会产生感应电流； ③当导体AB斜向上运动时，会切割磁感线，产生感应电流； ④磁体水平向左运动时，会切割磁感线，产生感应电流； ⑤磁体竖直向上运动时，不会切割磁感线，不会产生感应电流； 综合分析会产生感应电流的是：①③④。
（3）实验现象不太明显，说明感应电流太小，故需要增大感应电流；增大感应电流的方法：①换一个磁性更强的磁体；②加快导体AB切割磁感线的运动速度；③将导体AB换成多匝线圈。
（4）扬声器是把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受力原理；电铃、电磁起重机的主要部件是电磁铁，利用电流的磁效应；动圈式话筒是把声信号转变成电信号的，声信号的振动带动线圈在磁场中振动，产生电流，是电磁感应原理。
【训练1】
如图是“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和灵敏电流计连接起来，组成闭合电路。
(1)该实验中，灵敏电流计的作用是判断电路中有无电流和判断 ；
(2)在选择导体AB的材料时，最好选择 （选填“铜棒”或“铁棒”）；
(3)某小组对实验进行完善后，观察并记录数据，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；
(4)若将灵敏电流计换成 ，则可探究磁场对电流的作用。
【答案】(1)电流的大小和方向
(2)铜棒
(3)切割磁感线运动
(4)电源
【解析】（1）该实验中，当电路有电流时，灵敏电流计指针发生偏转，而当电路中电流方向不同时，指针的偏转方向则不同，当电路中电流大小不同时，指针偏转的角度则不同，所以，实验中灵敏电流计的作用是判断电路中是否有电流、判断产生感应电流的方向和大小。
（2）在选择AB材料时要求是导体且不能被磁化，铁棒易被磁化，影响实验结果，最好选择铜棒。
（3）通过分析实验数据可知，在电路闭合时，只有导体在磁场中做切割磁感线运动时，灵敏电流计指针才偏转，说明此时电路中产生电流，由此可知：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，这种现象叫做电磁感应现象。
（4）若将灵敏电流计换成电源，则电路中会有电流，所以，可探究磁场对电流的作用。
【训练2】
利用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。
(1)闭合开关，若导体ab竖直上下运动，灵敏电流计指针 发生偏转；若导体ab水平左右运动，灵敏电流计指针 发生偏转；若导体ab不动，左右移动磁体，灵敏电流计指针 发生偏转（均选填“能”或“不能”）。
(2)要使灵敏电流计指针偏转方向发生改变，可以采取两种方法：① ，② 。
(3)在电铃、电风扇、动圈式话筒、动圈式扬声器中，应用这一原理制成的是 。
【答案】(1)不能 能 能
(2)调换N极S极位置 改变导体棒运动方向
(3)动圈式话筒
【解析】（1）[1]闭合开关，若导体ab竖直上下运动，导体在磁场中没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，灵敏电流计指针不能发生偏转。
[2]若导体ab水平左右运动，导体切割磁感线，会产生感应电流，灵敏电流计指针能发生偏转。
[3]若保持导体ab不动，将磁体左右移动，ab仍切割磁感线，会产生感应电流，灵敏电流计指针能发生偏转。
（2）因感应电流方向与导体的运动方向和磁场方向有关，所以，要使电流表指针偏转方向发生改变，可以调换N极S极位置，也可以改变导体棒运动方向。
（3）导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象。电铃是应用了电流的磁效应，动圈式话筒利用的是电磁感应现象，动圈式扬声器和电风扇是利用的是通电导体在磁场中受力运动的原理。故应用电磁感应原理制成的是动圈式话筒。
【训练3】
在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验中，用绝缘细线将一根导体棒AB悬挂在蹄形磁体的磁场中，再将导体棒AB、电流表及开关用导线连成一个电路（如图所示）。
(1)实验中，通过观察 来判断电路中是否有感应电流产生。实验中不用小灯泡代替电流表的原因是 。（写出一条即可）
(2)闭合开关，让导体棒AB保持静止，电路中 感应电流产生。
(3)闭合开关，让导体棒AB沿 运动时，电路中有感应电流产生。
【答案】(1)灵敏电流计指针是否偏转 亮度不容易观察
(2)没有
(3)水平方向左右
【解析】（1）[1]实验中，通过观察灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流存在，指针偏转表明电路中有感应电流，否则电路中没有感应电流。
[2]当电流很小时，小灯泡的亮度不容易观察，而电流表的指针变化容易观察，所以实验中不用小灯泡代替电流表。
（2）闭合开关，若导体棒AB不动或者导体棒AB没有做切割磁感线运动，电路中不会产生感应电流。
（3）要想产生感应电流，导体必须做切割磁感线运动，当导体棒AB竖直方向上下运动时，没有切割磁感线，不会产生感应电流；当导体棒AB水平方向左右运动时，做切割磁感线运动，会产生感应电流。
【训练4】
如图-1，在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线两端跟灵敏电流计连接组成闭合回路。
(1)本实验通过观察灵敏电流计 来判断是否有感应电流产生。
(2)闭合开关，实验探究过程记录如表所示，第4次实验中灵敏电流计指针偏转方向是 。
次数 磁场方向 导线运动方向 灵敏电流计指针偏转方向
1 向上 向左 向左
2 向右 向右
3 向下 向左 向右
4 向右
(3)图-2中的a表示图-1中垂直于纸面的导线，它在磁场中按箭头方向运动时，由本次实验得出的结论可知，会产生感应电流的是图-2中的 （选填“A”“B”或“C”）。
(4)实验结束后，同学们在交流环节中提出，灵敏电流计指针偏转角度较小。请你写出一个能使灵敏电流计指针偏转角度变大的有效措施： （合理即可）。
【答案】(1)指针是否偏转
(2)向左
(3)C
(4)增大导体切割磁感线的速度或换用磁性更强的U形磁铁
【解析】（1）本实验用到了转换法，电路中是否有电流产生，可以通过灵敏电流计指针是否偏转来反映。
（2）分析序号3、4实验，导体的运动方向相反；磁体磁场方向相同，导体运动方向改变，产生感应电流的方向也会改变，故灵敏电流计指针偏转会向左。
（3）磁极间的磁感线是从N极指向S极，由图-2可知，只有C中导体做切割磁感线运动，所以会产生感应电流。
（4）实验结束后，有同学提出灵敏电流计指针偏转角度较小，说明产生的感应电流较小，可以增大导体切割磁感线的速度或换用磁性更强的U形磁铁，让灵敏电流计指针的偏转更明显。
【训练5】
某物理小组的同学想探究“什么情况下磁能生电”，他们用导线将金属棒AB、开关、灵敏电流计连接成如图所示的电路。
(1)实验过程中通过观察 来判断电路中是否产生感应电流；
(2)分析记录实验的表格，可以得出： 电路的一部分导体在磁场里做 磁感线运动时，导体中就会产生感应电流；
次数 开关 磁场方向 导体AB的运动方向 电流表的指针
1 断开 上N下S 向右运动 不偏转
2 断开 上N下S 向左运动 不偏转
3 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转
4 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转
5 闭合 上N下S 向上运动 不偏转
6 闭合 上S下N 向下运动 不偏转
7 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转
8 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转
(3)从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是将 能转化为电能。生活中的 （选填“电动机”或“发电机”）就是根据这一原理制成的；
(4)若将该装置中灵敏电流计换成 并进行触接，还可以探究“磁场对通电导体的作用”。
【答案】(1)灵敏电流计的指针是否偏转
(2)闭合 切割
(3)机械 发电机
(4)电源
【解析】（1）在探究感应电流的实验中，是通过灵敏电流表指针的偏转来判断感应电流的产生的，应用了转换法。
（2）[1][2]由表中记录的现象可知，开关断开时，不会产生感应电流；闭合开关，导体沿磁场的方向运动，没有切割磁感线，导体中没有感应电流产生，导体向左或向右运动，切割磁感线，导体中有感应电流产生，可以得到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。
（3）[1][2]探究电磁感应现象，通过导体的运动来获得电能，所以，是将导体运动的机械能转化为电能；根据电磁感应现象制成了发电机。
（4）探究磁场对通电导体的作用，电路中有电流通过，则一定有电源，所以把灵敏电流计换成电源，可以观察磁场对通电导体的作用。
【训练6】
为了“探究导体在磁场中怎样运动才能产生电流”，采用图示装置进行实验：
(1)将用细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，闭合开关，让导体在蹄形磁体中竖直上下运动，灵敏电流表的指针 偏转；让导体在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动，灵敏电流表的指针 偏转；（选填“会”或“不会”）
(2)在这个实验中 能转化为了电能。
【答案】(1)不会 会
(2)机械
【解析】（1）[1][2]将用细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，闭合开关，让导体在蹄形磁体中竖直上下运动，导体不切割磁感线，灵敏电流表的指针不会偏转；让导体在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动，导体切割磁感线，灵敏电流表的指针会偏转。
（2）此实验中消耗了机械能，获得了电能，是将机械能转化为电能的过程。
【训练7】
如图所示是探究电磁感应现象的装置。
实验序号 磁场方向 导体切割磁感线方向 灵敏电流计指针偏转方向
① 向下 向右 向左
② 向上 向右 向右
③ 向下 向左 向右
④ 向上 向左 向左
(1)闭合开关，让导体棒ab沿水平方向左右运动。观察到灵敏电流计的指针偏转；若让导体棒ab由图所示位置沿竖直方向上下运动。则灵敏电流计的指针 ？（选填“偏转”或“不偏转”）
(2)利用此装置，探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系，观察到的实验现象记录如下：在上述四次实验中，比较①②两次实验，可知感应电流方向与 有关；比较 两次实验，可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变；
(3)综合以上实验现象可知，导体在磁场中运动产生电流的条件是：导体必须是 电路的一部分，且一定要做 的运动；
【答案】(1)不偏转
(2)磁场方向 ①④或②③
(3)闭合 切割磁感线
【解析】（1）让导体棒ab由图所示位置沿竖直方向上下运动，导体不切割磁感线，不会产生感应电流，灵敏电流计的指针不偏转。
（2）[1]①②两次实验，磁场方向改变，切割磁感线方向不变，产生感应电流方向改变，可知感应电流方向与磁场方向有关。
[2]比较①④或者②③两次实验，可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向，感应电流方向不变。
（3）[1][2]由探究发现，产生感应电流的条件是：闭合电路中的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动，才会产生感应电流。
【训练8】
为了探究什么情况下磁可以生电，小明按图示将铜棒AB放在蹄形磁体的磁场中，用导线将铜棒的两端跟灵敏电流计连接。
(1)实验中记录了铜棒运动情况与灵敏电流计指针偏转情况如表所示。
序号 棒运动情况 灵敏电流计指针偏转情况
1 不动 不偏转
2 向上运动 不偏转
3 向下运动 不偏转
4 向左运动 向右偏转
5 向右运动 向左偏转
分析实验现象可知：闭合电路中的一部分导体在磁场中做 运动时，电路中会产生感应电流。产生感应电流时，铜棒相当于电路中的 （填电路元件名称）；
(2)灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。根据序号4、5两次实验现象，可以知感应电流的方向与 有关；
(3)小明发现铜棒运动受到挂线的约束，不便操作；若铜棒不动，想产生感应电流，则可行的操作是 。
【答案】(1)切割磁感线 电源
(2)导体切割磁感线运动的方向
(3)左右移动磁体
【解析】（1）[1]由表中数据可知，铜棒AB向左运动或向右运动，铜棒在切割磁感线，灵敏电流计指针发生偏转，说明产生感应电流，可以得到闭合电路中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。
[2]产生感应电流时，将机械能转化为电能，铜棒AB相当于电路中的电源，为电路提供电能。
（2）灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向，根据序号4、5两次实验现象可知，铜棒AB向左运动，灵敏电流计指针向右偏转，铜棒AB向右运动，灵敏电流计指针向左偏转，可以得到感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向有关。
（3）若铜棒AB不动，产生感应电流，可以左右移动磁体，这样铜棒和磁铁相对运动，铜棒也切割磁感线。
【训练9】
“探究什么情况下磁能生电”的实验装置如图甲所示。
(1)装置中，C、D之间应接入 表；
(2)为避免磁体与AB之间产生力的作用，AB应选用 （选填“铝”或“铁”）棒；
(3)正确接入仪表后，闭合开关，小蓝先后进行了如图乙所示的5次实验，其中能产生感应电流的有 （填序号）；
(4)实验后，小蓝认为实验现象不明显，请你提出一条改进措施： ；
(5)图甲中，若在C、D之间接入 ，就可探究磁场对通电导体的作用。
【答案】(1)灵敏电流
(2)铝
(3)①②⑤
(4)换一个磁性更强的磁体
(5)电源
【解析】（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象，因此要在C、D之间应接入灵敏电流表，来判断电路中是否产生了感应电流。
（2）铁是磁性材料，铝是非磁性材料，因为磁体能够吸引磁性材料，故不能选择铁棒进行实验，所以选择的是铝棒。
（3）①和②中磁场方向由上向下，当闭合开关后，导体AB向左或者向右做切割磁感线运动时，会产生感应电流。③和④中，导体沿着磁场方向运动或者沿导体方向前后运动时，没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流。⑤中磁场方向由下向上，当闭合开关后，磁体向左运动，导体AB相对于磁体向右做切割磁感线运动，会产生感应电流。因此能产生感应电流的有①②⑤。
（4）感应电流的大小与磁场的强度有关，磁场越强，感应电流通常也会越大。因此，使用一个磁性更强的磁体可以增强磁场强度，从而有可能增大感应电流，使实验现象更明显 。
（5）探究磁场对通电导体的作用，需要电路中有电流，因此C、D之间应接入电源。
【训练10】
如图所示是探究感应电流产生条件的装置。某同学闭合开关后，进行了多次实验，观察并记录灵敏电流计的指针偏转情况如下表所示。
实验序号 磁感线的方向 导体AB的运动情况 灵敏电流计指针的偏转情况
1 竖直向下 竖直上下运动 不偏转
2 水平左右运动 偏转
3 斜向左右运动 偏转
(1)他选用灵敏电流计而不使用电流表的原因是 ；
(2)根据实验现象可知，闭合回路的一部分导体在磁场中做 磁感线运动时，回路中会产生感应电流；
(3)他在实验过程中，还发现AB向右运动时，灵敏电流计的指针向左偏转；AB向左运动时，灵敏电流计的指针向右偏转。由此可知：感应电流的方向与 有关；
(4)从能量角度分析，感应电流产生的过程中 能转化为电能。
【答案】(1)见解析
(2)切割
(3)导体切割磁感线运动的方向
(4)机械
【解析】（1）由于感应电流较小，且导体运动方向不同，产生的感应电流的方向会发生改变，所以实验中选用灵敏电流计而不使用电流表。
（2）根据实验现象可知，导体AB竖直上下运动时，灵敏电流计指针不偏转，水平左右运动或斜向左右运动时灵敏电流计指针偏转，说明闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，回路中会产生感应电流。
（3）AB向右运动时，灵敏电流计的指针向左偏转；AB向左运动时，灵敏电流计的指针向右偏转，运动方向改变，产生的电流方向改变，说明感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向有关。
（4）闭合回路的一部分导体切割磁感线，从而产生感应电流，从能量角度分析，AB在磁场中运动时产生感应电流，即机械能转化为电能。
1．（2024·山东青岛）小明用如图所示的装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)比较 两图可知，产生感应电流时电路应闭合；
(2)比较 两图可知，产生感应电流时导体要在磁场中做切割磁感线运动；
(3)比较乙、丁两图可知，感应电流的方向与 方向有关。
【答案】(1)甲、乙
(2)乙、丙
(3)磁场
【解析】（1）在甲图和乙图中，磁场的方向相同，导体AB均向左运动，甲中开关断开，指针没有摆动，没有感应电流，而乙中开关闭合，指针向右偏转，有感应电流，因此比较甲、乙两图可知，产生感应电流时电路应闭合。
（2）蹄形磁铁中，磁感线由N极出发回到S极，在乙图和丙图中，磁场的方向相同，当导体AB向左运动切割磁感线时，指针摆动，产生感应电流，当导体AB向上运动，没有切割磁感线，指针没有摆动，没有感应电流，因此比较乙、丙两图可知，产生感应电流时导体要在磁场中做切割磁感线运动。
（3）比较乙、丁两图可知，当导体运动的方向不变，磁场方向改变时，指针摆动的方向相反，即产生的感应电流方向相反，因此可知感应电流的方向与磁场方向有关。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)实验28 探究产生感应电流的条件
实验：探究产生感应电流的条件
【实验目的】探究产生感应电流的条件
【实验原理】电磁感应原理
【实验器材】直导线、开关、灵敏电流计、蹄形磁体、铁架台
【进行实验与收集证据】
（1）实验装置如图所示。
（2）将用细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，闭合开关，导体与磁场相对静止，观察电流计的指针是否偏转，并记录到表格中。
（3）让导体左右切割磁感线运动，观察电流计的指针是否偏转，并记录到表格中。
（4）让导体上下平行于磁感线运动，观察电流计的指针是否偏转，并记录到表格中。
（5）让导体斜着切割磁感线运动，观察电流计的指针是否偏转，并记录到表格中。
操作 电流表指针
保持导体与磁场相对静止 不偏转
使导体做切割磁感线运动（左右运动） 偏转
使导体沿平行磁感线方向运动（上下运动） 不偏转
使导体做切割磁感线运动（斜着运动） 偏转
（6）磁铁左右运动，观察电流计的指针是否偏转，并记录到表格中；
（7）磁铁上下运动，观察电流计的指针是否偏转，并记录到表格中。
（8）整理实验器材；
磁极位置 导体运动方向 电流表指针偏转方向
N上、S下 向右运动 向左
向左运动 向右
S上、N下 向右运动 向右
向左运动 向左
【分析论证】
（1）由导体在蹄形磁体内运动的数据分析可知：
操作 电流表指针
保持导体与磁场相对静止 不偏转
使导体做切割磁感线运动（左右运动） 偏转
使导体沿平行磁感线方向运动（上下运动） 不偏转
使导体做切割磁感线运动（斜着运动） 偏转
①闭合开关，导体与磁场相对静止，电流计指针不偏转，说明没有电流产生；
②闭合开关，让导体做左右切割磁感线运动，电流计指针偏转，说明产生电流；
③闭合开关，让导体沿平行磁感线上下运动，电流计指针不偏转，说明没有电流产生；
④闭合开关，让导体斜着切割磁感线运动，电流计指针偏转，说明产生电流。
（2）由磁场方向改变的数据分析可知：
磁极位置 导体运动方向 电流表指针偏转方向
N上、S下 向右运动 向左
向左运动 向右
S上、N下 向右运动 向右
向左运动 向左
①只改变磁场方向时，电流表的偏转方向改变。
②只改变导体运动方向时，电流表的偏转方向改变。
【实验结论】
（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。
（2）感应电流的方向与磁场方向、导体运动方向有关。
《探究产生感应电流的条件》常考问题：
（1）实验原理：电磁感应。
（2）实验方法
①转换法：通过灵敏电流计的指针是否偏转来判断感应电流的产生。
②控制变量法：
控制导体运动方向不变，改变磁场方向，观察灵敏电流计指针的偏转方向。
控制磁场方向不变，改变导体运动方向，观察灵敏电流计指针的偏转方向。
（3）根据实验现象，分析总结产生感应电流的条件。
（4）导体在磁场中运动时，电流计指针不偏转的原因：
①没有感应电流产生（导体没有做切割磁感线运动；电路没有闭合）；
②产生的感应电流太小。
（5）要使电流计指针偏转明显可采取的措施：换灵敏度更高的电流计；用多匝数线圈替代单根导体棒；加快导体切割磁感线的速度；换磁性更强的蹄形磁铁等。
（6）实验结论：
闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流，电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关。
（7）实验中能量的转化：机械能转化为电能。重要的应用是发电机。
【典例1】
利用图所示的装置进行电与磁的相关实验。
(1)若利用该装置探究“通电导体在磁场中受力”，应将开关的接线柱1与 （选填“2”或“3”）接通。为使观察到的现象更明显，导体ab应选择 （选填“空心铜管”或“实心铜棒”）；
(2)将开关反方向闭合，利用该装置探究“产生感应电流的条件”：
①让悬挂的导体ab在如图所示位置沿竖直方向上下运动，灵敏电流计指针 （选填“会”或“不会”）发生偏转；
②保持磁体不动，若导体ab水平向右运动，灵敏电流计指针向左偏转，可以 （填字母）；
A．将磁体的磁极对调，导体ab向左运动；
B．保持磁体不动，导体ab向左运动；
③为使灵敏电流计的指针偏转角度更大，可以 （写出一种方法即可）。
【典例2】
如图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
①导体水平向右运动 ②导体竖直向上运动 ③导体斜向上运动
④磁体水平向左运动 ⑤磁体竖直向上运动
(1)实验时，小明通过观察 来判断电路中是否产生感应电流。
(2)小明进行了如图所示的5次操作，其中能产生感应电流的是 （选填所有符合要求的操作序号）。
(3)完成实验后，小明认为实验现象不太明显，请你提出一条改进措施： 。
(4)利用“磁生电”工作的装置有 （选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”）。
【训练1】
如图是“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和灵敏电流计连接起来，组成闭合电路。
(1)该实验中，灵敏电流计的作用是判断电路中有无电流和判断 ；
(2)在选择导体AB的材料时，最好选择 （选填“铜棒”或“铁棒”）；
(3)某小组对实验进行完善后，观察并记录数据，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；
(4)若将灵敏电流计换成 ，则可探究磁场对电流的作用。
【训练2】
利用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。
(1)闭合开关，若导体ab竖直上下运动，灵敏电流计指针 发生偏转；若导体ab水平左右运动，灵敏电流计指针 发生偏转；若导体ab不动，左右移动磁体，灵敏电流计指针 发生偏转（均选填“能”或“不能”）。
(2)要使灵敏电流计指针偏转方向发生改变，可以采取两种方法：① ，② 。
(3)在电铃、电风扇、动圈式话筒、动圈式扬声器中，应用这一原理制成的是 。
【训练3】
在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验中，用绝缘细线将一根导体棒AB悬挂在蹄形磁体的磁场中，再将导体棒AB、电流表及开关用导线连成一个电路（如图所示）。
(1)实验中，通过观察 来判断电路中是否有感应电流产生。实验中不用小灯泡代替电流表的原因是 。（写出一条即可）
(2)闭合开关，让导体棒AB保持静止，电路中 感应电流产生。
(3)闭合开关，让导体棒AB沿 运动时，电路中有感应电流产生。
【训练4】
如图-1，在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线两端跟灵敏电流计连接组成闭合回路。
(1)本实验通过观察灵敏电流计 来判断是否有感应电流产生。
(2)闭合开关，实验探究过程记录如表所示，第4次实验中灵敏电流计指针偏转方向是 。
次数 磁场方向 导线运动方向 灵敏电流计指针偏转方向
1 向上 向左 向左
2 向右 向右
3 向下 向左 向右
4 向右
(3)图-2中的a表示图-1中垂直于纸面的导线，它在磁场中按箭头方向运动时，由本次实验得出的结论可知，会产生感应电流的是图-2中的 （选填“A”“B”或“C”）。
(4)实验结束后，同学们在交流环节中提出，灵敏电流计指针偏转角度较小。请你写出一个能使灵敏电流计指针偏转角度变大的有效措施： （合理即可）。
【训练5】
某物理小组的同学想探究“什么情况下磁能生电”，他们用导线将金属棒AB、开关、灵敏电流计连接成如图所示的电路。
(1)实验过程中通过观察 来判断电路中是否产生感应电流；
(2)分析记录实验的表格，可以得出： 电路的一部分导体在磁场里做 磁感线运动时，导体中就会产生感应电流；
次数 开关 磁场方向 导体AB的运动方向 电流表的指针
1 断开 上N下S 向右运动 不偏转
2 断开 上N下S 向左运动 不偏转
3 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转
4 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转
5 闭合 上N下S 向上运动 不偏转
6 闭合 上S下N 向下运动 不偏转
7 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转
8 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转
(3)从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是将 能转化为电能。生活中的 （选填“电动机”或“发电机”）就是根据这一原理制成的；
(4)若将该装置中灵敏电流计换成 并进行触接，还可以探究“磁场对通电导体的作用”。
【训练6】
为了“探究导体在磁场中怎样运动才能产生电流”，采用图示装置进行实验：
(1)将用细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，闭合开关，让导体在蹄形磁体中竖直上下运动，灵敏电流表的指针 偏转；让导体在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动，灵敏电流表的指针 偏转；（选填“会”或“不会”）
(2)在这个实验中 能转化为了电能。
【训练7】
如图所示是探究电磁感应现象的装置。
实验序号 磁场方向 导体切割磁感线方向 灵敏电流计指针偏转方向
① 向下 向右 向左
② 向上 向右 向右
③ 向下 向左 向右
④ 向上 向左 向左
(1)闭合开关，让导体棒ab沿水平方向左右运动。观察到灵敏电流计的指针偏转；若让导体棒ab由图所示位置沿竖直方向上下运动。则灵敏电流计的指针 ？（选填“偏转”或“不偏转”）
(2)利用此装置，探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系，观察到的实验现象记录如下：在上述四次实验中，比较①②两次实验，可知感应电流方向与 有关；比较 两次实验，可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变；
(3)综合以上实验现象可知，导体在磁场中运动产生电流的条件是：导体必须是 电路的一部分，且一定要做 的运动；
【训练8】
为了探究什么情况下磁可以生电，小明按图示将铜棒AB放在蹄形磁体的磁场中，用导线将铜棒的两端跟灵敏电流计连接。
(1)实验中记录了铜棒运动情况与灵敏电流计指针偏转情况如表所示。
序号 棒运动情况 灵敏电流计指针偏转情况
1 不动 不偏转
2 向上运动 不偏转
3 向下运动 不偏转
4 向左运动 向右偏转
5 向右运动 向左偏转
分析实验现象可知：闭合电路中的一部分导体在磁场中做 运动时，电路中会产生感应电流。产生感应电流时，铜棒相当于电路中的 （填电路元件名称）；
(2)灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。根据序号4、5两次实验现象，可以知感应电流的方向与 有关；
(3)小明发现铜棒运动受到挂线的约束，不便操作；若铜棒不动，想产生感应电流，则可行的操作是 。
【训练9】
“探究什么情况下磁能生电”的实验装置如图甲所示。
(1)装置中，C、D之间应接入 表；
(2)为避免磁体与AB之间产生力的作用，AB应选用 （选填“铝”或“铁”）棒；
(3)正确接入仪表后，闭合开关，小蓝先后进行了如图乙所示的5次实验，其中能产生感应电流的有 （填序号）；
(4)实验后，小蓝认为实验现象不明显，请你提出一条改进措施： ；
(5)图甲中，若在C、D之间接入 ，就可探究磁场对通电导体的作用。
【训练10】
如图所示是探究感应电流产生条件的装置。某同学闭合开关后，进行了多次实验，观察并记录灵敏电流计的指针偏转情况如下表所示。
实验序号 磁感线的方向 导体AB的运动情况 灵敏电流计指针的偏转情况
1 竖直向下 竖直上下运动 不偏转
2 水平左右运动 偏转
3 斜向左右运动 偏转
(1)他选用灵敏电流计而不使用电流表的原因是 ；
(2)根据实验现象可知，闭合回路的一部分导体在磁场中做 磁感线运动时，回路中会产生感应电流；
(3)他在实验过程中，还发现AB向右运动时，灵敏电流计的指针向左偏转；AB向左运动时，灵敏电流计的指针向右偏转。由此可知：感应电流的方向与 有关；
(4)从能量角度分析，感应电流产生的过程中 能转化为电能。
1．（2024·山东青岛）小明用如图所示的装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)比较 两图可知，产生感应电流时电路应闭合；
(2)比较 两图可知，产生感应电流时导体要在磁场中做切割磁感线运动；
(3)比较乙、丁两图可知，感应电流的方向与 方向有关。
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