初中物理电磁感应实验题

小双想探究感应电流的大小与什么因素有关？他设计了如图所示的装置进行实验。铁块上绕有导线，线框与灵敏电流计 $(G$表示）相连（线框高度大于铁块高度，实验过程中线框不旋转）。

（1）当开关闭合时，电磁铁的 $A$端是　　极。

（2）让线框分别从 $h_1$和 $h_2(h_2$大于 $h_1)$竖直下落并穿入磁极 $A$、 $B$之间， $G$表指针对应的偏转角度分别为 ${\theta }_1$和 ${\theta }_2({\theta }_2$大于 ${\theta }_1)$，这样做的目的是为了探究感应电流的大小与线框切割磁感线的　　有关。

（3）把变阻器的滑片移至左端，线框从 $h_1$的高度下落， $G$表指针的偏转角为 ${\theta }_3$，观察到 ${\theta }_3$大于 ${\theta }_1$，表明感应电流的大小还与磁场　　有关。

（4）将电源的正、负极对调，让线框从 $h_1$的高度下落， $G$表的指针反转，此现象说明：感应电流的方向与磁感线的　　有关。

老师在课堂上演示了电磁感应实验后，小杨同学有了新的想法：如果线圈不动，磁体相对于线圈运动是否也会产生电流？于是他找来线圈、条形磁铁、灵敏电流计和一些导线开始探究．当他把条形磁铁插入线圈的瞬间，电流表指针发生了偏转（如图所示），实验成功了!小杨又想：在这个实验中，感应电流的大小与哪些因素有关呢？请你针对小杨的问题提出一个猜想，并设计实验验证你的猜想．

（1）针对问题提出猜想：
（2）主要的实验步骤：
（3）分析论证：

（1）如图1所示，接通电路时导线下方的小磁针发生偏转，改变电流方向时小磁针的偏转方向   ．由此说明，通电导体周围存在   ，且其方向与   有关．

（2）用如图2所示的装置进行如下实验：闭合开关，让导体AB作左右运动，电流表的指针   ；闭合开关，让导体AB作上下运动，电流表的指针   ；断开开关，再让导体AB作左右运动，电流表指针   ．根据这些现象，可以得到的结论是                              ．

科学探究是物理学科核心素养的重要内容，探究的形式可以是多种多样的。

（一 $)$探究凸透镜成像的规律：

【设计实验与进行实验】

（1）实验器材：刻度尺、凸透镜、光屏、三个底座、蜡烛及火柴；

（2）如图1所示，为保证像能成在光屏中央，将装有底座的蜡烛、凸透镜、光屏从左到右摆放在水平桌面上，调整位置，使它们排列在　　上，再调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度；

（3）如图2所示， $F$为凸透镜的焦点， $A^{\text{'}}{B}^{\text{'}}$为某次实验时物体 $\mathit{AB}$通过凸透镜在光屏上成的像，则物体 $\mathit{AB}$在图中　　区域，箭头方向竖直向　　，其大小比像 $A^{\text{'}}{B}^{\text{'}}$　　；

（二 $)$探究磁与电的联系

如图3所示，是灵敏电流计的内部结构。小红同学参加课外实践活动，发现灵敏电流计内部结构与电动机、发电机内部结构类似。出于好奇，她利用如图4所示的装置进行了下面的实验。

【进行实验】用手拨动其中一个灵敏电流计指针的同时，另一个灵敏电流计的指针也发生了偏转。

【交流】拨动右侧灵敏电流计的指针时，表内线圈在磁场中　　运动，产生了感应电流。于是，左侧灵敏电流计内的线圈同时也会有电流，它在　　中受到力的作用，带动指针偏转起来。此时的右侧灵敏电流计相当于　　机。

（1）如图1所示，接通电路时导线下方的小磁针发生偏转，改变电流方向时小磁针的偏转方向  ．由此说明，通电导体周围存在  ，且其方向与  有关．

（2）用如图2所示的装置进行如下实验：闭合开关，让导体AB作左右运动，电流表的指针  ；闭合开关，让导体AB作上下运动，电流表的指针  ；断开开关，再让导体AB作左右运动，电流表指针    ．根据这些现象，可以得到的结论是                                                         ．

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　   　．

（1）如图1甲中木块的长度为 　     　cm；在调节天平平衡时，将游码归零后，指针如图1乙所示，此时应向 　     　调节平衡螺母，使横梁平衡；天平平衡时，放在天平右盘中的砝码和游码的位置如图1丙所示，所测物体的质量为 　     　g。

（2）蹄形磁体附近的导体与灵敏电流计组成闭合电路，如图2所示，现将该导体竖直向上快速移动（沿图示箭头方向），电路中 　     　（选填“有”或“无”）感应电流产生。

（3）小明家的电能表月初示数如图3所示，月底示数为941.4kW•h，若用电价格为0.7元/度，则小明家该月电费为 　     　元。

（4）在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，如图4所示，其中图 　     　是水沸腾前的情况，沸腾前气泡大小变化的原因是：气泡上升过程中 　     　（多选，选填字母）。

A.气泡遇冷收缩

B.气泡遇热膨胀

C.气泡所受水的压强变小

D.气泡内水蒸气遇冷液化

如图所示，某班物理学习小组为了探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”，将一根导体棒 $\mathit{AB}$的两端用细导线与电流表组成一个闭合电路，并用绝缘细线悬挂起来放在 $U$形磁铁的磁场中。

（1）让导体棒 $\mathit{AB}$沿竖直方向上下运动时，电流表无示数；让导体棒 $\mathit{AB}$沿水平方向左右运动时，电流表有示数；由此他们得出的结论是：闭合电路的一部分导体在磁场中作　　运动时，导体中就产生感应电流。

（2）当导体棒 $\mathit{AB}$沿水平方向向左运动时，电流表指针向右偏；让导体棒 $\mathit{AB}$沿水平方向向右运动时，电流表指针向左偏，说明感应电流的方向与导体运动的　　有关。

（3）让导体棒 $\mathit{AB}$沿水平向左缓慢运动时，电流表指针向右偏的角度较小；导体棒 $\mathit{AB}$沿水平向左快速运动时，电流表指针向右偏的角度较大，说明感应电流的大小与导体运动的　　有关。

材料一：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
材料二：1825年，瑞士物理学家科拉顿做了如下实验：他将一个能反映微小变化的电流表，通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路，并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间，如图。他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内，同时跑到另一个房间里，观察电流表的指针是否偏转。进行多次实验，他都没有发现电流表指针发生偏转。
材料三：1831年，英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体，在磁场里切割磁感线的时候，发现导体中产生电流，从而实现了利用磁场获得电流的愿望。

（1）进行奥斯特实验时，在静止的小磁针上方，分别用图甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时，小磁针发生明显偏转的是     （选填“甲”或“乙”）。
（2）科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究，是基于     的科学猜想。
（3）科拉顿的实验中，     （选填“已经”或“没有”）满足产生感应电流的条件。要使他能观察到电流表指针偏转，你提出的一种改进方法是     。

图为探究“磁生电”的实验装置。

（1）闭合开关，让悬着的导体AB____________（选填“左右”、“上下”、“沿A向B”或“沿B向A"）运动时，电流表会发生偏转。
（2）若保持导体AB不动，要产生感应电流，正确的操作是__________________。
（3）实验中发现电流表指针偏转不明显，为了使指针偏转明显，请你从实验装置和操作上各提一条改进建议。
装置改进：___________________操作改进：____________________________。

回归实验和探究（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整） $:$

（1）用伏安法测量小灯泡的电阻：

装置	小雨连接了如图所示的实验电路，其中有一处错误，请在错误的导线上打“ $\times$”，并重新画一根正确连接的导线。
图象	请根据表中的数据，画出小灯泡的 $I-U$图象。 次数 $U/V$ $I/A$ $R/\Omega$ 1 1.0 0.18 5.6 2 2.0 0.24 8.3 3 3.0 0.26 11.5
方法	用电压表和电流表测量电阻，运用的科学方法是　　法。
问题讨论	将实验中的小灯泡换成定值电阻，为了减小误差，应多次测量电压及电流的值，算出电阻，最后求出电阻的　　。

（2）探究电磁感应现象：

方法	小雨由电流的磁效应联想到：“既然电能生磁”，那么“磁能否生电”？小雨提出问题时运用的科学方法是　　法。
结论	闭合电路的一部分导体在磁场中做　　运动时，导体中就产生感应电流。在此过程中　　能转化为电能。
问题讨论	把上述实验中灵敏电流计换成电源，发现通电导线在磁场中运动，据此制成了　　。

回顾实验和探究(请将下列实验报告中的空缺部分填写完整):
(1)探究电磁感应现象:

(2)探究伏安法测量小灯泡的电阻:

学会观察生活，动脑思考，利用身边常见的物品，做一些探究小实验是同学们学习物理的好方法。
（1）汽车是常见的交通工具，随着人们生活水平的提高，小汽车也走进了普通百姓的家庭。
它应用了物理声、光、热、力、电等很多方面的知识与技术，
请你运用所学的物理知识把表格中内容用一句话或一个关键词简要地填写完整：

汽车上的装置	水箱里面用 水做冷却剂	方向盘	汽车导航仪	汽车喇叭
利用的物理知识

（2）汽车给我们带来交通便利的同时，也给我们带来了环境污染等一些社会问题，人们已经致力于研究利用电能来做动力的新型汽车。如图所示，是“串联式混合动力电动汽车”的原理结构示意图。工作过程中，负责将电能转化为机械能的部件是(       )

A.电动机                    B.发动机
C.发电机                    D.逆变器

在历史的长河中，有相当长的一段时间里，人们认为电现象和磁现象是互不相关的。直到1820年，丹麦物理学家　        　（选填“安培”、“奥斯特”或“法拉第”）发现，电流周围存在磁场，成为世界上第一个发现电与磁联系的科学家。如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”的实验装置。闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表（实验中电流由左进入电流计，指针向左偏，电流由右进入电流计，指针向右偏）。

实验序号	磁场方向	导体棒 $\mathit{ab}$运动方向	灵敏电流计指针偏转情况
1	向下	向上	不偏转
2		向下	不偏转
3		向左	向右偏
4		向右	向左偏
5	向上	向上	不偏转
6		向下	不偏转
7		向左	向左偏
8		向右	向右偏

（1）实验表明，闭合电路中的部分导体在磁场中做下列哪种运动时，电路中产生感应电流　        　。

$A$．平行磁感线运动

$B$．切割磁感线运动

（2）导体中产生的电流方向，与导体的运动方向，以及磁感线的方向都有关系，根据题给信息，分析判断下列方向关系正确的是　          　。

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 $\mathit{AB}$，导线的两端跟电流计连接。

次数	磁场方向	导线 $\mathit{AB}$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 $\mathit{AB}$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。