Question

為了探究產(chǎn)生電流的方向與哪些因素有關(guān)，小李的實(shí)驗(yàn)如圖．將金屬棒AB懸掛在兩磁極間靜止不動(dòng)時(shí)，電流計(jì)的指針已經(jīng)指在如圖甲所示．向右拉動(dòng)金屬棒AB松手后，金屬棒AB來回?cái)[動(dòng)，此時(shí)，小李觀察到電流表的指針先向左運(yùn)動(dòng)，然后向右運(yùn)動(dòng)，以后就來回?cái)[動(dòng)，如圖乙，整個(gè)過程中的消耗機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電路的電能．

（1）當(dāng)小李觀察到甲圖的現(xiàn)象時(shí)，接著他最恰當(dāng)?shù)牟僮魇莀_____；
A．記錄運(yùn)動(dòng)方向和指針的偏轉(zhuǎn)方向
B．找老師換一塊電流計(jì)
C．將電流計(jì)的指針調(diào)到“0”點(diǎn)
D．將電流計(jì)的接線柱上的兩導(dǎo)線交換
（2）這個(gè)實(shí)驗(yàn)通過觀察記錄______而知道電流的方向．
（3）“金屬棒AB在兩磁極間來回?cái)[動(dòng)”是______（選填“電生磁”、“磁生電”）現(xiàn)象，人們利用這原理可以制造______（選填“電動(dòng)機(jī)”、“發(fā)電機(jī)”）；
（4）金屬棒AB向右運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電能，使得電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)的，電流表相當(dāng)于______（選填“電動(dòng)機(jī)”、“發(fā)電機(jī)”）．消耗電路中的電能轉(zhuǎn)化為電流表的______能，考慮到電流通過的導(dǎo)體是有電阻的，產(chǎn)生的電能還有一部分轉(zhuǎn)化成______能．
（5）當(dāng)金屬棒AB來回?cái)[動(dòng)時(shí)，電流表的指針也來回運(yùn)動(dòng)，這一現(xiàn)象已經(jīng)說明：在______不變時(shí)，金屬棒中產(chǎn)生的電流的方向跟______方向有關(guān)．（選填“電流方向”、“磁場方向”、“金屬棒的運(yùn)動(dòng)方向”）．
（6）小李為了研究產(chǎn)生電流的方向與磁場方向是否有關(guān)，還應(yīng)該保持______不變，觀察______與磁場的方向，得出結(jié)論．

Answer 1

【答案】分析：圖示的裝置是探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，在裝置中，讓導(dǎo)體AB在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，通過觀察電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)來確定電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，并且通過電流表指針方向偏轉(zhuǎn)的改變，可以體現(xiàn)感應(yīng)電流方向的變化．
此過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流時(shí)電流表的指針偏轉(zhuǎn)，利用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)可以類比電流表指針偏轉(zhuǎn)時(shí)的能量轉(zhuǎn)化．
根據(jù)感應(yīng)電流方向的決定因素以及控制變量法的使用，可以確定如何探究感應(yīng)電流的方向與磁場方向和導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系．
解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)開始前，要使電流表的指針指在零刻度線處，因此首先的操作要將電流計(jì)的指針調(diào)到“0”點(diǎn)．故選C．
（2）對于電流計(jì)，其零刻度在刻度盤的中央，當(dāng)電流從不同的接線柱流入時(shí)，其指針的偏轉(zhuǎn)方向不同，因此可以利用電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向來確定感應(yīng)電流的方向．
（3）閉合電路中的金屬棒在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，這是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即常說的磁生電．利用這一原理制成了發(fā)電機(jī)．
（4）感應(yīng)電流使電流表的指針偏轉(zhuǎn)，電流計(jì)的指針轉(zhuǎn)動(dòng)消耗電能，轉(zhuǎn)化成了電流表的指針的動(dòng)能．因此電流計(jì)相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)．
根據(jù)電流的熱效應(yīng)可以確定有一部分電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能．
（5）在此次操作中，磁場的方向不變，只讓金屬棒AB來回?cái)[動(dòng)，發(fā)現(xiàn)電流表的指針也來回運(yùn)動(dòng)，這一現(xiàn)象說明導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向改變，感應(yīng)電流的方向也隨之改變，因此感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)．
（6）已經(jīng)知道了感應(yīng)電流的方向和導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，再探究感應(yīng)電流的方向與磁場方向的關(guān)系時(shí)，根據(jù)控制變量法的思路，就要控制導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向不變，改變磁場方向，通過觀察電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向得到結(jié)論．
故答案為：（1）C；
（2）指針擺動(dòng)的方向；
（3）磁生電；發(fā)電機(jī)；
（4）電動(dòng)機(jī)；機(jī)械能；內(nèi)能；
（5）磁場方向；金屬棒的運(yùn)動(dòng)；
（6）金屬棒的運(yùn)動(dòng)方向；電流的方向．
點(diǎn)評：由一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置展開，將電磁學(xué)中的：電磁感應(yīng)、發(fā)電機(jī)及其制成原理、電動(dòng)機(jī)及其制成原理、感應(yīng)電流的方向等知識點(diǎn)包含進(jìn)來，同時(shí)還涉及到了控制變量法、類比法的使用．