Question

8．與電和磁有關(guān)的問題，小組回顧了電和磁有關(guān)的問題．
（1）實驗一：由下面如圖1所示的實驗可知：通電導(dǎo)線的周圍有磁場；此磁場的方向跟電流有關(guān)．這種現(xiàn)象叫電流的磁  效應(yīng)，電磁鐵就是利用這種效應(yīng)制成的．
（2）小紅利用電磁鐵設(shè)計了一種微機室防盜報警器（如圖2）．在微機室房門處安裝開關(guān)S，電鈴安在傳達室．當房門被推開時，開關(guān)S閉合，電流通過電磁鐵，電磁鐵有（填“有”或“無”）磁性，并且B端為N  極，跟金屬彈性片上的磁鐵相互排斥，電鈴電路接通，電鈴報警．
（3）實驗三：如圖3裝置：把導(dǎo)線與靈敏電流計組成閉合電路，讓導(dǎo)體ab做切割磁感線運動，靈敏電流計的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，證明有感應(yīng)電流生成．它是由英國物理學(xué)家法拉第經(jīng)過十年探索發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象．據(jù)此發(fā)明了發(fā)電機，開辟了電氣化時代．
（4）實驗四如圖4裝置：
①閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體ab運動起來，說明通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用．
②小紅又進一步思考，通電導(dǎo)體在磁場中受力的大小與什么因素有關(guān)呢？若導(dǎo)體中電流大小改變，能否改變受力大小呢？
請你在上面實驗裝置基礎(chǔ)上加以改進，設(shè)計出實驗方案，驗證小紅的猜想．寫出實驗步驟，并設(shè)計實驗記錄表格．
步驟：在原電路中串聯(lián)一個滑動變阻器和一只電流表，改變滑動變阻器滑片的位置3次，使電路中的電流改變3次，觀察導(dǎo)體ab運動的快慢
表格：

實驗次數(shù)	1	2	3
電流大小	大	中	小
運動的快慢

．

Answer 1

分析 （1）小磁針受到磁場力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，小磁針的受力方向與磁場方向有關(guān)；分析圖示現(xiàn)象，根據(jù)圖示情景分析答題．
（2）分清哪是控制電路，哪是工作電路，對電磁繼電器的分析要從控制電路開始，看控制電路的通斷對電磁鐵磁性的影響，再根據(jù)電磁鐵對工作電路的影響，判斷工作電路中的各元件工作情況．
（3）閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線，電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是由英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)的；根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成了發(fā)電機．
（4）力是改變物體運動狀態(tài)的原因；當力的方向發(fā)生改變的時候，受力物體的運動狀態(tài)也會發(fā)生改變；
探究通電導(dǎo)體在磁場中受力的大小與導(dǎo)體中電流的大小關(guān)系時，應(yīng)控制其它量不變，只改變電路中的電流的大小，然后觀察導(dǎo)體運動的快慢即可，電路中的電流可以滑動變阻器來實現(xiàn)，最后根據(jù)實驗步驟和現(xiàn)象設(shè)計實驗表格．

解答 解：（1）由圖甲可知，導(dǎo)線中有電流時，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明小磁針周圍存在磁場；圖乙導(dǎo)線中沒有電流，小磁針不偏轉(zhuǎn)，說明小磁針周圍不存在磁場；圖甲與丙能看出，導(dǎo)線電流方向不同，小磁針偏轉(zhuǎn)方向不同，這說明電流方向不同，磁場方向不同，磁場方向與電流方向有關(guān)；該現(xiàn)象就是電流的磁效應(yīng)；
（2）圖2左側(cè)為控制電路，根據(jù)電流方向，由安培定則可知，B端為N 極，
當開關(guān)閉合時，電磁鐵獲得磁性，要使得彈性片上的開關(guān)閉合，即必須讓金屬彈性片上的磁鐵向右運動，即相互排斥，使右側(cè)工作電路開始工作，電鈴報警．
（3）把導(dǎo)線與靈敏電流計組成閉合電路，讓導(dǎo)體ab切割磁感線，靈敏電流計的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，證明有感應(yīng)電流生成．它是由英國物理學(xué)家法拉第經(jīng)過十年探索發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象．據(jù)此發(fā)明了發(fā)電機，開辟了電氣化時代．
（4）①當閉合開關(guān)，導(dǎo)體ab中會有電流通過，此時發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體ab由靜止變運動，故說明通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用；
②探究電導(dǎo)體在磁場中受力的大小與導(dǎo)體中電流的大小關(guān)系時，應(yīng)控制其它不變，只改變電路中的電流大小即可，根據(jù)所學(xué)可知滑動變阻器可以實現(xiàn)這一目的；
利用滑動變阻器調(diào)節(jié)電路中的電流即通過導(dǎo)體的電流，然后觀察導(dǎo)體運動的快慢即可得出通電導(dǎo)體在磁場中受力的大小與通過的電流是否有關(guān)，故應(yīng)把通過導(dǎo)體電流的大小和導(dǎo)體運動的快慢記錄實驗表格．
表格如下：

實驗次數(shù)	1	2	3
電流大小	大	中	小
運動的快慢

故答案為：（1）通電導(dǎo)線的周圍；電流的方向；磁；
（2）有；N；排斥；接通；
（3）做切割磁感線運動；法拉第；發(fā)電機；
（4）導(dǎo)體ab運動起來；
（2）①在原電路中串聯(lián)一個滑動變阻器和一只電流表，改變滑動變阻器滑片的位置3次，使電路中的電流改變3次，觀察導(dǎo)體ab運動的快慢；
②見下表：

實驗次數(shù)	1	2	3
電流大小	大	中	小
運動的快慢

點評 （1）該題考查了奧斯特實驗及電磁繼電器的應(yīng)用，特別是對電磁繼電器電路的工作過程進行分析，一般的思路是，先明確控制電路與工作電路，再從控制電路入手，看電磁鐵磁性的有無對工作電路觸點連接情況的影響，最后確定工作電路中的工作情況．
（2）本題考查了學(xué)生對通電導(dǎo)體在磁場中受力的掌握和應(yīng)用，以及影響通電導(dǎo)體在磁場中受力大小因素的探究，側(cè)重考查了控制變量法的應(yīng)用，控制變量法是初中階段最重要的方法之一，平時要注意理解與掌握．