Question

1．張睿同學(xué)在探究“感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件“實驗中
（1）如圖甲所示，a，b兩接線柱間應(yīng)接入�。ù�/小）量程的電流表．
（2）導(dǎo)體在磁場中運動時，電流表指針沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，其原因可能是開關(guān)沒有閉合．
（3）改正錯誤后繼續(xù)實驗，小王發(fā)現(xiàn)每次電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度不相同，于是他對影響感應(yīng)電流大小的因素作以下猜想：
猜想一：與導(dǎo)體切割磁感線運動的速度大小有關(guān)；
猜想二：與磁場的強弱有關(guān)；
猜想三：與導(dǎo)體的匝數(shù)有關(guān)．
猜想四：與導(dǎo)體運動方向和磁感線方向的夾角
為了驗證猜想三，他設(shè)計的方案是：分別讓兩個匝數(shù)不同的線圈，在如圖所示的磁場中水平向左運動，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度．請對此方案作出評價，指出存在的主要問題是沒有控制線圈切割磁感線速度大小不變．請你說出小王最終如何判斷猜想三是否正確，比較兩次指針的偏轉(zhuǎn)角度，若相差不大，感應(yīng)電流大小與線圈匝數(shù)無關(guān)；若相差明顯，感應(yīng)電流大小與線圈匝數(shù)有關(guān)．
（4）如圖乙所示，是張睿同學(xué)根據(jù)以上原理設(shè)計了一發(fā)電機模型并作出其工作過程中的電流圖象，仔細觀察后她發(fā)現(xiàn)模型工作過程中，燈泡發(fā)光不穩(wěn)定．總閃爍：她想可能是產(chǎn)生的電流不穩(wěn)定造成的．她想繼續(xù)研究只需要用電流表來代替電燈仔細觀察就可以：她又發(fā)現(xiàn)電流的方向是在周期性變 化的，她說這個一定是交流發(fā)電機（填“直流發(fā)電機”成“交流發(fā)電機”）
（5）你認為電流最大的位置可能是線圈的平面與磁感線平行時；你猜想依據(jù)利用的是與猜想四相同．若要發(fā)電機發(fā)出穩(wěn)定的電流．你對模型進行的改進．用互成角度的多匝線圈組合成鼠籠式線圈．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流大小，來確定電流表的量程；
（2）產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：閉合電路的一部分導(dǎo)體，并且在磁場中做切割磁感線運動，二者缺一不可；
（3）感應(yīng)電流的大小可能與磁場的強弱、線圈的匝數(shù)以及導(dǎo)體切割磁感線的速度有關(guān)，據(jù)此分析
（4）周期性改變大小和方向的電流稱為交流電；
（5）根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件進行分析解答．

解答 解：（1）由于產(chǎn)生的感應(yīng)電流比較小，因此為了使實驗現(xiàn)象明顯，應(yīng)選擇小量程的電流表；
（2）導(dǎo)體在磁場中運動時，電流表指針沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可能是開關(guān)沒有閉合，或者線圈沒有做切割磁感線運動；
（3）要研究感應(yīng)電流的大小與線圈的匝數(shù)是否有關(guān)，應(yīng)該控制磁場強弱和線圈切割磁感線的速度不變，只改變線圈匝數(shù)，觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度；
比較兩次指針的偏轉(zhuǎn)角度，若相差不大，說明感應(yīng)電流大小與線圈匝數(shù)無關(guān)；若相差明顯，說明感應(yīng)電流大小與線圈匝數(shù)有關(guān)．
（4）根據(jù)圖乙可知，產(chǎn)生電流的方向是在周期性變化的，因而可以說一定是交流發(fā)電機；
（5）據(jù)猜想四可知，當(dāng)線圈的平面與磁感線平行時，線圈在磁場中做切割磁感線運動的效果最佳，產(chǎn)生的感應(yīng)電流也最大；
若要發(fā)電機發(fā)出穩(wěn)定的電流，可用互成角度的多匝線圈組合成鼠籠式線圈，這樣能做到任何時候線圈在磁場中做切割磁感線運動的效果一樣；
故答案為：（1）��；（2）開關(guān)沒有閉合；（3）沒有控制線圈切割磁感線速度大小不變； 比較兩次指針的偏轉(zhuǎn)角度，若相差不大，感應(yīng)電流大小與線圈匝數(shù)無關(guān)；若相差明顯，感應(yīng)電流大小與線圈匝數(shù)有關(guān)；（4）交流發(fā)電機；（5）線圈的平面與磁感線平行時；用互成角度的多匝線圈組合成鼠籠式線圈；

點評 本題考查了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的探究實驗，知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件和影響感應(yīng)電流的大小的因素，從方法上考查了控制變量法的應(yīng)用．