北师大版九年级物理全一册 14.7学生实验：探究——产生感应电流的条件 达标作业（解析版)

14.7学生实验：探究——产生感应电流的条件
达标作业（解析版)
1．探究电磁感应现象
过程
如图，当导体ab在___________前后运动时，电流表指针发生偏转。
问题讨论
若把上述实验中的灵敏电流计换成___________，只对调___________，发现导线ab的运动方向与原来相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
2．如图甲，将玩具电动机、电池、开关用导线连接起来。
(1)闭合开关，电动机转动，这是利用通电线圈在__________里受力转动的原理工作的；如果只改变电流方向，电动机转动方向__________（选填“不变”或“改变”）。
(2)如果将电源换成灵敏电流表，电路连接如图乙，当用手快速转动电动机转轴时，发现灵敏电流表指针__________（选填“偏转”或“不偏转”），它在生活中的应用有__________（举出一例即可）；它在工作过程中的能量转化是将_____能转化为__________能。
3．图1是探究什么情况下磁可以生电的装置。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线AB，导线的两端跟电流计连接。
次数
磁杨方向
导线AB运动方向
电流计指针偏转方向
1
向上
向左、斜向左
向左
2
向右、斜向右
向右
3
向下
向左、斜向左
向右
4
向右、斜向右
(1)让AB竖直向上运动，电流计的指针_____(填“偏转”或“不偏转”)。
(2)上表记录的是某小组同学观察到的部分实验现象，分析上表可以得出：闭合电路中的一部分导体在磁场中做_____运动时，导体中就产生电流
(3)如图2所示四幅图中实验或设备中应用了此原理的是_____。
(4)第4次实验中电流计指针偏转方向是_____。
(5)如果将蹄形磁体向左运动，电路中_____(填“能”或“不能”)产生电流。
4．如图所示是小强“探究产生感应电流的条件”的实验装置，请你帮他解决实验中遇到的问题：
（1）在实验过程中，小强应注意观察磁铁的磁场方向、电流计的偏转方向和金属棒ab在磁场中的_______方向；
（2）金属棒ab不动闭合开关，当水平向左抽出U形磁铁时灵敏电流表的指针_______。（选填”偏转”或“不偏转）
（3）在本实验中用到的研究方法有_______法和_______法；
（4）若要利用上述装置探究磁场对通电导线的作用，可以将图中的电流计更换为_______，通过实验发现，通电导体在磁场中受力的方向不仅与电流方向有关，而且与_______有关。
5．在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：
（1）小星设计的电路如图甲所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线ab，ab的两端分别跟开关，螺线管连接，螺线管旁放置一个小磁针，当ab中产生电流时，螺线管中有_____通过，小磁针会发生偏转．
（2）小星闭合开关后，不管导线ab在磁场中怎样运动，小磁针都不偏转，是没有产生电流，还是产生的电流太微弱？他换用了一个灵敏电流表代替螺线管和小磁针，如果灵敏电流表指针发生偏转，表明ab中产生电流，实验的情况如图乙所示．
A．观察并分析①②③现象可知：导体静止时，_____产生感应电流；导体沿着磁感线方向运动时，_____产生感应电流；导体切割磁感应线运动时，_____产生感应电流．（均选填“能”或“不能”）
B．观察并分析③④现象可知：产生感应电流的条件之一是_____ ．
（3）对比图甲和图乙两次实验后，小星认为：图甲中小磁针不发生偏转，不是没有产生电流，而是_____ ．
（4）实验中，如果导体不动，只要马蹄形磁体_____ 运动（填“上下”“前后”或“左右”）也能产生感应电流．
6．小军利用图中仪器做 “探究产生感应电流的条件”实验。请你回答下列问题：
（1）实验中，通过观察灵敏电流计的___来判断电路中产生感应电流。
（2）闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，电路中______（选填“有”或“无”）感应电流。
（3）该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做_____运动时，导体中就会产生感应电流。
（4）如果将灵敏电流计换成____，可探究磁场对通电导体的作用。
7．在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验中，小磊将蹄形磁体放在水平桌面上，将导体棒悬挂在蹄形磁体的两磁极之间，按图所示将导体棒、开关和灵敏的电流表连接起来。已知电路器件均完好且电路连接无误。
（1）如图甲所示，导体棒沿水平方向向右快速运动，电流表指针几乎不发生偏转，这可能是因为_______；
（2）如图乙所示，在导体棒沿水平方向左右往复运动过程中，电流表的指针发生了偏转。这个过程中_____能转化为了电能；
（3）如果想使如图乙所示实验中电流表指针偏转更明显，下列方法中可行的是______（选填选项前的字母）
A．换用磁性更强的磁体
B．增大导体棒左右往复运动的速度
C．将磁体的N、S极对调
8．在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验中，小磊将蹄形磁体放在水平桌面上，将导体棒悬挂在蹄形磁体的两磁极之间，按如图所示将导体棒、开关和灵敏的电流表连接起来。已知电路器件均完好。
(1)如图甲所示，导体棒沿水平方向向右快速运动，电流表指针不发生偏转，这是因为_______；
(2)如图乙所示，在导体棒沿水平方向左右往复运动过程中，电流表的指针发生了偏转。如果想使电流表指针偏转更明显一些，下列方法中可行的是______（选填选项前的字母）。
A．换用量程更小且更灵敏的电流表 B．使导体棒在蹄形磁体中沿竖直方向运动
9．发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究。
(1)当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中______(选填“有”或“无”)电流产生。
(2)小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流”，但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动”。为验证猜想，他们继续探究，并把观察到的现象记录如下：分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是______ (选填“正确”或“错误”)的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流方向跟______有关；
10．如图甲，将玩具电动机、电池、小电灯、开关用导线连接起来．
（1）闭合开关，电动机转动，这是利用通电线圈在___里受力转动的原理工作的；如果想改变电动机的转动方向，我们可以采取的措施是______________．
（2）刚闭合开关时，小电灯发出明亮的光，但随着电动机转得越来越快，小电灯的亮度逐渐减弱；当转速正常时，小电灯的亮度稳定不变，此时用手指轻轻捏住电动机的转轴，使电动机的转速减慢，你猜想这时小电灯的亮度将_____（选填“变亮”“变暗”或“不变”），理由是_______．
（3）如果将小电灯换成灵敏电流表，电路连接如图乙，当用手快速转动电动机转轴时，发现灵敏电流表指针偏转，这是_______现象，它在生活中的应用有________（举出一例即可）．
11．小明在探究“怎样产生感应电流”的实验中，用导线将金属棒、开关、灵敏电流计连接成如图所示的电路。请你参与探究并回答下列问题：
（1）悬挂金属棒静置于U形磁铁的磁场中，此时两极正对区域磁感线的箭头方向是竖直向________（选填：“上”或“下”）。
（2）灵敏电流计的作用是用来检测________的。若闭合开关后并未发现电流计指针偏转，经检查器材均完好，各器材间连接无误，那么接下来你认为最应该关注的器材是________。
（3）小明认为是原来磁铁的磁性太弱所致，他提出更换磁性更强的磁铁，就在他移动原磁铁时，你发现电流计的指针出现了晃动，你认为接下来最应该做什么来找到让电流计指针偏转的原因_____________________________________。（仅写出最应该进行的一步操作）
（4）就根据上述探究过程，小明就说：“我们找到产生感应电流的秘密了!”此时你对小明的“成果发布”作何评价_______？
12．某同学利用如图所示的实验装置探究什么情况下磁可以生电。
(1)实验时应将电流表、导线ab串联起来组成___________回路。
(2)该同学进行以下尝试，能使电流表指针偏转的是_____________(填字母标号)。
A．导线ab在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体
B．导线在磁场中静止，但不用单根导线ab，而用匝数很多的线圈
C．蹄形磁体静止，导线ab从图中所示位置水平向左或水平向右运动
D．蹄形磁体静止，导线ab从图中所示位置竖直向上或斜向下运动
E.蹄形磁体静止，导线ab从图中所示位置斜向上或斜向下运动
(3)如图所示的实验装置中，将电流表换成___________进行触接，还可以探究电动机的工作原理。
参考答案
1．磁场 电源 磁场方向
【解析】
[1]根据图示可知，ab为闭合电路中的一部分导体，当闭合开关，导体ab在磁场中向左运动时，导体做切割磁感线运动，因此电路中会产生感应电流，故电流表的指针发生偏转；
[2][3]把灵敏电流计换成电源，只对调磁场方向，导线ab的运动方向与原来相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
2．磁场 改变 偏转 发电机 机械能 电能
【解析】
(1)通电导体在磁场中会受力转动，影响电动机转动方向的因素有：电流的方向和磁场的方向；
(2)发电机是根据电磁感应现象制成的，是导体在磁场中切割磁感线运动而产生电流，消耗机械能，得到电能，是机械能转化成电能。
(1)[1]闭合开关，电动机转动，这是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理工作的；
[2]影响电动机转动方向的因素有：电流的方向和磁场的方向，如果只改变电流方向，电动机转动方向会发生改变；
(2)[3]电路连接如图乙，当用手快速转动电动机转轴时，发现灵敏电流表指针偏转，这是电磁感应现象；
[4]电磁感应现象在生活中的应用有发电机等；
[5][6]发电机即能产生电能的机器，在工作过程中的能量转化是将机械能转化为电能。
3．不偏转 切割磁感线 D 向左 能
【解析】
(1)[1]由图可知，蹄形磁体的上边是N极，下边是S极，其间的磁场方向是从上到下，如果导线AB竖直向下运动，是不会切割磁感线的，故不会产生感应电流，灵敏电流计指针不偏转；
(2)[2]由表中数据可知，闭合电路的一部他导体在做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这叫电磁感应现象。
(3)[3]A．图A是奥斯特实验，通电后小磁针偏转，说明了通电导线周围存在磁场，不符合题意；
B．图B是磁场对电流的作用实验，通电后通电导体在磁场中受到力的作用而运动；不符合题意；
C．图C是扬声器，与电动机的原理相同，不是电磁感应，不符合题意；
D．图D是动感线圈式话筒，当人对话筒说话时，引起膜片的振动，膜片的振动会引起线圈的运动，切割永磁铁的磁感线而产生相对应的变化的电流，从而在扬声器产生与说话者相同的声音。动圈式话筒是根据电磁感应原理工作的，符合题意；
(4)[4]比较第3和4次实验可知：切割磁感应线的方向不同，但磁场方向相同，指针偏转方向不同，即产生的感应电流方向不同，第4次导体运动方向和第3次导体运动方向不同，感应电流的方向不同，即感应电流的方向向左；
(5)[5]闭合开关，若导体不动，向左移动蹄形磁体，根据相对运动，等效于蹄形磁体不动，而导体左右运动，则切割磁感线，导体中能产生电流。
4．运动 偏转 控制变量 转换 电源 磁场方向
【解析】
产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。导体中有感应电流，产生感应电流的方向跟导体切割磁线的运动方向和磁场方向有关，研究与其中一个因素的关系，要控制另外一个因素不变，根据转换法，实验中通过灵敏电流计的指针偏转研究电流的方向；根据运动的相对性和产生感应电流的条件分析；探究磁场对通电导线的作用必须要有电源，据此判断通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关。
（1）在实验过程中，小强应注意观察磁铁的磁场方向，电流计的偏转方向和金属在磁场中的运动方向；
（2）金属棒不动，闭合开关，当水平向左抽出U形磁铁时，据运动的相对性，相当于磁铁不动，金属棒向相反的方向运动，即金属切割磁感线，产生了感应电流，故灵敏电流表的指针偏转。
（3）感应电流的方向跟导体切磁感线的运动方向和磁场方向有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另一个因素不变；根据转换法，实验中通过灵敏电流计的指针偏转研究电流的方向，所以，在本实验中用到的研究方法有控制变量法和转换法。
（4）若要利用上述装置“探究磁场对通电导线的作用”，可以将图中的电流计更换为电源，给导体通电，磁场会对导体产生力的作用，通过实验发现，通电导体在场中受力的方向不仅与电流方向有关而且与磁场方向有关。
5．电流 不能 不能 能 形成闭合回路 产生的电流太小 左右
【解析】
(1)[1]当ab中产生电流时，闭合回路中都会有电流，则螺线管有电流通过，能产生磁场，使小磁针偏转；
(2)A．[2]根据图示可知，导体静止时不能产生感应电流；
[3]当导体沿磁感线方向运动时，即上下运动，不能产生感应电流；
[4]当导体左右运动，切割磁感线运动时，能产生感应电流；
B．[5]根据③④现象可知，要产生感应电流，必须是在闭合回路中；
(3)[6]图乙实验表明是可以产生感应电流的，因此图甲中小磁针不动是因为电流太小，产生的磁场太弱，无法使小磁针偏转；
(4)[7]实验表明，要产生感应电流，需要导体做切割磁感线运动，若导体不动，则需要马蹄形磁体左右运动，也可产生感应电流．
6．指针是否偏转 有 切割磁感线运动 电源
【解析】
(1)[1]实验中，灵敏电流计的指针若发生偏转，则说明电路中由感应电流。所以通过观察灵敏电流计的指针是否偏转，来判断电路中是否产生感应电流。
(2)[2]闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，则导体AB能切割磁感线，所以电路中有感应电流。
(3)[3]产生感应电流的条件是：①闭合电路；②电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
(4)[4]要探究磁场对通电导体的作用，则要给磁场中的导体AB通电，所以应将灵敏电流计换成电源。
7．电流表的量程过大 （或磁体磁性太弱，或运动速度不够大） 机械 AB
【解析】
(1)[1]导体棒沿水平方向向右快速运动，导体棒能够切割磁感线，但是电流表指针几乎不发生偏转，即指针偏转角度太小，可能是产生的感应电流太小，原因是磁体磁性太弱，或运动速度不够大；或是因为电流表的量程选择过大，也会导致指针偏转太小。
(2)[2]导体棒沿水平方向左右往复运动过程中，导体棒切割了磁感线，闭合电路中产生感应电流，所以电流表的指针发生偏转。这个过程中消耗机械能，获得电能，是将机械能转化为了电能。
(3)[3]如果想使如图乙所示实验中电流表指针偏转更明显，即要使电路中产生的感应电流增大，根据影响感应电流大小的因素可知，可换用磁性更强的磁体，或增大导体棒切割磁感线运动的速度，故A、B符合题意。将磁极对调只能改变感应电流的方向，故C不符合题意。
8．开关没有闭合 A
【解析】
(1)[1] 如图甲所示，导体ab向右运动，电流计指针不偏转，因为开关没有闭合；
(2)[2]A.换用量程更小且更灵敏的电流表，可以使电流表指针偏转更明显一些，故A正确；
B.使导体棒在蹄形磁体中沿竖直方向运动，不切割磁感线，没有感应电流产生，故B错误。
9．无 正确 导体运动方向
【解析】
第一空．当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中无电流产生。
第二空．根据表中信息可知，当导体在磁场中运动时电流计指针不一定偏转，说明不一定产生电流，故小芳的观点是正确的。
第三空．比较第2、3次实验现象发现，磁场方向相同，导体运动的方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向跟导体运动方向有关。
10．磁场 改变电流的方向 变亮 电流变大 电磁感应 发电机
【解析】
（1）闭合开关，电动机转动，这是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理工作的；如果想改变电动机的转动方向，我们可以采取的措施是：改变电流的方向或改变磁场的方向；（2）捏住电动机的转轴，会将电动机消耗的电能转化为内能，由非纯电阻电路转化为纯电阻电路，电源输出的所有功率都变为线圈电阻消耗的热功率了，而加在其上的电压不变，所以电流急剧上升，电动机线圈大量发热，此时电流变大，灯泡变亮；（3）电路连接如图乙，当用手快速转动电动机转轴时，发现灵敏电流表指针偏转，这是电磁感应现象，它在生活中的应用有发电机等
11．下 感应电流 金属棒 使金属棒沿水平方向快速切割磁感线运动 见解析
【解析】
第一空．在磁体外部磁场方向总是从N极出发指向S极，所以，图示两极正对区域磁感线的箭头方向是竖直向下；
第二空．灵敏电流计是测量电流的仪表，所以，在实验中是用来检测感应电流的；
第三空．闭合开关，此时金属棒是静止的，若电流表指针未偏转，则说明没有感应电流产生。所以，接下来最应该关注的是金属棒，观察金属棒运动后会不会有电流的产生；
第四空．根据题意知道，移动原磁铁时，发现电流计的指针出现了晃动，即产生了感应电流，所以，下一步应使金属棒沿水平方向快速切割磁感线运动，观察是否会产生感应电流；
第五空．由于整个的实验中，只进行了一次实验，所以，得出的结论是不合理的，因为只做了一次实验，得出的结论具有偶然性，不具有普遍性，所以，应该用不同种类的金属棒，且使金属棒朝各个方向运动，观察是否有感应电流产生。
12．闭合 C、E 电源
【解析】
（1）由于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生电磁感应现象，所以应将电流表、导线ab串联起来组成闭合回路；
（2）发生电磁感应时，一定是导体在磁场中做切割磁感线运动，而电流表发生偏转，说明电路中产生了感应电流；
若换用磁性更强的蹄形磁体或匝数很多的线圈，而导线ab在磁场中静止，即没有发生相对运动，则不会产生感应电流，故AB都不符合题意；
由图知道，导体ab处的磁感线是从上向下的，而导体ab水平向左或向右运动，无论斜向上还是斜向上运动，都是做切割磁感线运动，所以都会产生感应电流，电流表指针会发生偏转，故CE符合题意；
当导体ab竖直向上或竖直向下运动时，由于运动方向与磁场方向平行，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，即电流表指针不发生偏转，故D不符合题意；
（3）当电流表换成电源时，导体ab就成了通电导体，在磁场中会受到力的作用，可以探究电动机的工作原理。