中考物理二輪復(fù)習(xí)核心素養(yǎng)提升專(zhuān)題12 物理探究實(shí)驗(yàn)（7）——電磁學(xué)中的3個(gè)探究實(shí)驗(yàn)練習(xí)（含解析）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

探究實(shí)驗(yàn)一、探究通電螺線管外部的磁場(chǎng)分布
【猜想】
通電螺線管周?chē)拇艌?chǎng)可能與條形磁體周?chē)拇艌?chǎng)相似；磁場(chǎng)的方向可能與電流的方向有關(guān)。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
（1）如圖所示，用銅導(dǎo)線穿過(guò)一塊硬板繞成螺線管，將小磁針?lè)旁谟舶宓牟煌恢?，然后給螺線管通電，分別記錄下小磁針在各個(gè)位置靜止時(shí)N極的指向.
（2）在前面的裝置中，改變電流的方向，對(duì)照上次實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，觀察小磁針的N極指向是否與原來(lái)相同.

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)】
1. 如圖（a）所示，接通電路，將小磁針?lè)旁诼菥€管周?chē)牟煌恢?，記錄螺線管周?chē)鼽c(diǎn)的磁場(chǎng)方向，畫(huà)出通電螺線管外部的磁感線。
2. 如圖（b）所示，把電池的正負(fù)極對(duì)調(diào)（改變電流的方向），再重復(fù)上述步驟. 畫(huà)出通電螺線管外部的磁感線。
條形磁體
【分析與論證】
1. 比較所畫(huà)的兩幅圖，它們有哪些相同和不同之處?
2. 通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)嗎?
3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁體周?chē)拇艌?chǎng)相似；通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)。
【例題1】在“探究通電螺線管外部磁場(chǎng)”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）小明將小磁針?lè)旁诼菥€管周?chē)煌奈恢萌鐖D（a）所示，放小磁針的目的是__________；
（2）閉合開(kāi)關(guān)后觀察到如圖（b）所示的現(xiàn)象，說(shuō)明通電螺線管周?chē)嬖赺____________；
（3）通電螺線管周?chē)拇艌?chǎng)方向和電流方向有關(guān)，你怎樣驗(yàn)證，方法是______________。
【答案】（1）確定通電螺線管周?chē)艌?chǎng)的方向；（2）磁場(chǎng)；（3）改變螺線管中的電流方向，觀察小磁針的指向變化情況。
【解析】（1）因?yàn)樾〈裴樂(lè)湃氪艌?chǎng)中，小磁針靜止時(shí)N極指向和該點(diǎn)磁場(chǎng)方向相同，所以實(shí)驗(yàn)中使用小磁針是為了確定通電螺線管周?chē)艌?chǎng)的方向。
（2）閉合開(kāi)關(guān)后觀察到小磁針按一定的規(guī)律發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明通電螺線管周?chē)嬖诖艌?chǎng)。
（3）通電螺線管周?chē)拇艌?chǎng)方向和電流方向有關(guān)，驗(yàn)證方法是改變螺線管中電流方向，觀察小磁針的指向變化情況。
探究實(shí)驗(yàn)二、探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素
【猜想與假設(shè)】
電磁鐵磁性的強(qiáng)弱可能與電流的大小、線圈的匝數(shù)有關(guān)。電流越大、匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng).
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
1. 實(shí)驗(yàn)器材
三個(gè)匝數(shù)不同的電磁鐵、學(xué)生電源、電流表、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、大頭針、滑動(dòng)變阻器等。
2. 實(shí)驗(yàn)電路
把電磁鐵、學(xué)生電源（帶開(kāi)關(guān)）、滑動(dòng)變阻器、電流表等組成串聯(lián)電路。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
1. 研究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟電流的關(guān)系。
按照電路圖甲，把滑動(dòng)變阻器、電流表和一定匝數(shù)的電磁鐵串聯(lián)起來(lái)，移動(dòng)變阻器的滑片P，改變電路中的電流。觀察電流大小不同時(shí)，電磁鐵吸引鐵釘?shù)臄?shù)目有什么變化。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：電流越大，電磁鐵能吸引的鐵釘數(shù)越多。
甲
C
乙
2. 研究電磁鐵的磁性跟線圈匝數(shù)的關(guān)系
如圖乙所示，把三個(gè)匝數(shù)不同的電磁鐵串聯(lián)在電路中，可以控制通過(guò)的電流相等，通過(guò)比較吸引的鐵釘?shù)臄?shù)量比較磁性的強(qiáng)弱。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：電流相等時(shí)，匝數(shù)越多，吸引的鐵釘越多。
【分析和論證】
1. 圖甲所示實(shí)驗(yàn)中，線圈匝數(shù)一定時(shí)，通過(guò)電磁鐵的電流越大，吸引鐵釘?shù)臄?shù)目越多，說(shuō)明電磁鐵的磁性越強(qiáng)；
2. 圖乙所示實(shí)驗(yàn)中，電流大小相同時(shí)，線圈匝數(shù)多的電磁鐵吸引鐵釘?shù)臄?shù)目多，說(shuō)明線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與通過(guò)的電流和線圈的匝數(shù)有關(guān)：
①線圈匝數(shù)一定時(shí)，通入的電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；
②電流一定時(shí)，線圈匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。
【交流與評(píng)估】
1. 電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)：
電磁鐵磁性有無(wú)，可用電流的通斷來(lái)控制；電磁鐵磁性強(qiáng)弱，可用改變電流的大小來(lái)控制；電磁鐵的極性變換，可用改變電流的方向來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2. 實(shí)驗(yàn)涉及到的方法：控制變量法、轉(zhuǎn)換法。
3. 電磁鐵是一個(gè)帶有鐵芯的通電螺線管。
4. 該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中改變電流的大小是通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器的阻值實(shí)現(xiàn)的.
6. 該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用是：保護(hù)電路、改變電流大小。
7. 在實(shí)驗(yàn)中可以使用電流表測(cè)量電流，從而探究電流對(duì)通電螺線管磁性的強(qiáng)弱的影響。
8. 實(shí)驗(yàn)中用鐵棒而不用鋼棒的原因：鋼棒被磁化后成為永磁鐵，斷電后仍有磁性，大頭針不會(huì)掉下來(lái)。
【例題2】小薛和小程同學(xué)在做“探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱因素”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，提出以下猜想：
猜想一：電磁鐵磁性強(qiáng)弱與通過(guò)線圈的電流有關(guān)；
猜想二：電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈的匝數(shù)有關(guān)；
猜想三：電磁鐵磁性強(qiáng)弱與鐵芯的形狀有關(guān)。
為了驗(yàn)證猜想，他們準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)器材有：新干電池2節(jié)、相同的大鐵釘若干、大頭針若干、長(zhǎng)導(dǎo)線1根、細(xì)線若干。用其中兩個(gè)大鐵釘繞成電磁鐵A和B，電路如圖所示。請(qǐng)你完成下列內(nèi)容。
（1）實(shí)驗(yàn)中要通過(guò)觀察電磁鐵吸引大頭針的___________，來(lái)判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱；
（2）如圖，將兩個(gè)電磁鐵的線圈串聯(lián)，是為了驗(yàn)證猜想____（選填“一”、“二”或“三”）；
（3）如圖，把電磁鐵A和B串聯(lián)，閉合開(kāi)關(guān)，多次移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)電磁鐵A總能吸引更多的大頭針，由此得出的結(jié)論是：當(dāng)___________、__________相同時(shí)，線圈的匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越___________（選填“強(qiáng)”或“弱”）；
（4）為了驗(yàn)證猜想三，小程用細(xì)線分別把2個(gè)、3個(gè)鐵釘捆綁在一起，再用長(zhǎng)導(dǎo)線分別纏繞鐵釘6圈，制成電磁鐵C和D，連成電路如圖所示，通過(guò)比較得出，電磁鐵磁性強(qiáng)弱與鐵芯的形狀_______（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）。
【答案】（1）數(shù)目；（2）二；（3）電流，鐵芯，強(qiáng)；（4）有關(guān).
【詳解】（1）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)電磁鐵吸引大頭針的多少來(lái)反映電磁鐵磁性的強(qiáng)弱，電磁鐵吸引大頭針數(shù)目越多，說(shuō)明電磁鐵磁性越強(qiáng)。
（2）由圖可知，兩只電磁鐵是串聯(lián)在電路中的，鐵芯相同，通過(guò)它們的電流是相同的，它們線圈的匝數(shù)是不同的，因此，本實(shí)驗(yàn)研究的是電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系，是為了驗(yàn)證猜想二。
（3）把電磁鐵A和B串聯(lián)，圖中電流大小相同，鐵芯相同，電磁鐵A線圈的匝數(shù)較多，電磁鐵吸引的大頭針較多，電磁鐵的磁性較強(qiáng)，所以可以得出的結(jié)論是電流相同，線圈的匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。
（4）用細(xì)線分別把2個(gè)、3個(gè)鐵釘捆綁在一起，再用長(zhǎng)導(dǎo)線分別纏繞鐵釘6圈，制成電磁鐵C和D，兩個(gè)電磁鐵串聯(lián)，通過(guò)兩個(gè)電磁鐵的電流相等，線圈的匝數(shù)相同，鐵芯的形狀不同，電磁鐵D鐵釘較多，吸引大頭針較多，說(shuō)明電磁鐵磁性強(qiáng)弱與鐵芯的形狀有關(guān)。
探究實(shí)驗(yàn)三、探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
【設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
1. 實(shí)驗(yàn)器材
磁性不同的蹄形磁體、導(dǎo)線、金屬棒、靈敏電流計(jì)、開(kāi)關(guān)等.
2. 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示
3. 實(shí)驗(yàn)步驟
（1）探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.
①讓導(dǎo)體AB靜止在磁場(chǎng)中，閉合開(kāi)關(guān)，觀察回路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生.
②在電路閉合時(shí)，讓導(dǎo)體AB分別沿磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)和做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，觀察回路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生。
③實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄表
（2）探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向.
①保持磁場(chǎng)的方向不變，改變導(dǎo)體水平運(yùn)動(dòng)的方向（向左或向右），觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)的方向。
②保持導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向不變，改變磁場(chǎng)的方向（磁極對(duì)調(diào)），觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)的方向。
【分析與論證】
（1）在電路閉合時(shí)，導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。
（2）保持磁場(chǎng)的方向不變，改變導(dǎo)體水平運(yùn)動(dòng)的方向（向左或向右），電流表指針偏轉(zhuǎn)的方向相反，表明感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān)。
（3）保持導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向不變，改變磁場(chǎng)的方向（磁極對(duì)調(diào)），電流表指針偏轉(zhuǎn)的方向相反，表明感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)的方向有關(guān)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)。感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)。
【交流與評(píng)估】
（1）本實(shí)驗(yàn)通過(guò)靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)情況，說(shuō)明電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流和產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)不明顯，可以采取的改善方法：增大金屬棒切割磁感線的速度或換用磁性更強(qiáng)的磁體或增加切割磁感線的導(dǎo)線的長(zhǎng)度等.
（2）閉合開(kāi)關(guān)，金屬棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這一原理在生活中的應(yīng)用有動(dòng)圈式話(huà)筒、發(fā)電機(jī)等.
（3）實(shí)驗(yàn)中，若金屬棒無(wú)論怎樣移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)指針都不偏轉(zhuǎn)，出現(xiàn)這種情況的原因可能是開(kāi)關(guān)未閉合.
（4）實(shí)驗(yàn)中，閉合開(kāi)關(guān)后，若金屬棒不動(dòng)，左右移動(dòng)磁體，金屬棒切割了磁感線，電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.
（5）金屬棒的材料不能是鐵、鈷、鎳，避免因磁化而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論.
【例題3】小聰用如圖所示的裝置探究什么情況下磁可以生電。
（1）比較1、2（或1、3）實(shí)驗(yàn)想象可知，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做_______運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流；
（2）要使感應(yīng)電流方向發(fā)生改變，可采取的具體措施是：_______（選填字母）；
A．使用磁性更強(qiáng)的磁體
B．保持磁體靜止，只改變導(dǎo)體水平運(yùn)動(dòng)的方向
C．上下調(diào)換磁極，同時(shí)改變導(dǎo)體水平運(yùn)動(dòng)的方向
（3）從能量的角度來(lái)分析，感應(yīng)電流的產(chǎn)生過(guò)程是_______能轉(zhuǎn)化為電能；
（4）上述實(shí)驗(yàn)中，若導(dǎo)體AB不動(dòng)，采用_______的方法，也可以產(chǎn)生感應(yīng)電流；
（5）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將導(dǎo)體棒AB換成多根直導(dǎo)線并在一起的線圈，相當(dāng)于多個(gè)通電導(dǎo)線并聯(lián)后進(jìn)行切割磁感線運(yùn)動(dòng)，在相同條件下，電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度比上面實(shí)驗(yàn)_______（選填“大”或“小”），所以實(shí)驗(yàn)時(shí)盡量選用________（選填“線圈”或“直導(dǎo)線”），效果才會(huì)更明顯。
【答案】（1）切割磁感線；（2）B；（3）機(jī)械；（4）磁體水平左右運(yùn)動(dòng)；（5）大，線圈。
【解析】（1）比較1、2（或1、3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
（2）要使感應(yīng)電流方向發(fā)生改變，可采取措施是保持磁體靜止，只改變導(dǎo)體水平運(yùn)動(dòng)的方向，故B正確。
（3）電磁感應(yīng)現(xiàn)象中消耗機(jī)械能，得到電能，所以是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
（4）若導(dǎo)體AB不動(dòng)，磁體水平左右運(yùn)動(dòng)，也相當(dāng)于在作切割磁感線運(yùn)動(dòng)，也可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。
（5）導(dǎo)體棒ab換成多根直導(dǎo)線并在一起的線圈，相當(dāng)于多個(gè)通電導(dǎo)線并聯(lián)后做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，電路中的電流較大，電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度變大；故實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用線圈，效果才會(huì)更明顯。
綜合練習(xí)
1．如圖所示，在電磁鐵的正上方用彈簧懸掛一條形磁鐵，閉合開(kāi)關(guān)后，將滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端移到b端的過(guò)程中，下列判斷正確的是（）
A．小燈泡變亮，彈簧伸長(zhǎng) B．小燈泡變暗，彈簧伸長(zhǎng)
C．電流表示數(shù)變大，彈簧收縮 D．電流表示數(shù)變小，彈簧收縮
【答案】A
【解析】由圖可知，該電路為串聯(lián)電路，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端移到b端的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器的阻值減小，則電路中電流增大，故電流表示數(shù)變大，小燈泡變亮。由“安培定則”可知，電磁鐵上方為S極，與條形磁體相吸，當(dāng)電流增大時(shí)，電磁鐵磁性增強(qiáng)，彈簧被拉伸。故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
2．為探究“電磁鐵磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)”，實(shí)驗(yàn)小組連接了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，開(kāi)關(guān)S閉合。下列說(shuō)法正確的是（）
A．比較甲、乙鐵釘吸引大頭針的數(shù)量可得出電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系
B．乙鐵釘?shù)南露耸荖極
C．大頭針的下端散開(kāi)是因?yàn)楫惷艠O相互排斥
D．向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，甲、乙吸引大頭針的個(gè)數(shù)均會(huì)增多
【答案】D
【解析】A．由圖知，甲鐵釘吸引大頭針的個(gè)數(shù)較多，說(shuō)明甲的磁性較強(qiáng)，甲、乙線圈串聯(lián)電流相等，甲的線圈匝數(shù)大于乙的線圈匝數(shù)，說(shuō)明電流一定時(shí)，線圈匝數(shù)越多，電磁鐵磁性越強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)右手螺旋定則，乙鐵釘?shù)纳隙耸请姶盆F的N極，故B錯(cuò)誤；
C．大頭針被磁化，大頭針下端的磁極相同，互相排斥，所以下端分散，故C錯(cuò)誤；
D．向左移動(dòng)滑片P時(shí)，電路中電阻減小，電流變大，電磁鐵的磁性增強(qiáng)，電磁鐵甲、乙吸引大頭針的數(shù)量會(huì)增多，故D正確。所以選D。
3．九年級(jí)的同學(xué)們做“探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”的實(shí)驗(yàn)，他們用相同的鐵釘和漆包線制成了甲、乙兩電磁鐵，并設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路。請(qǐng)你回答下列問(wèn)題。
（1）圖1所示的電路主要研究的是電磁鐵磁性強(qiáng)弱與______的關(guān)系；
（2）將甲、乙兩電磁鐵串聯(lián)起來(lái)的目的是：______；
（3）由圖1中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，電磁鐵______（選填“甲”或“乙”）的磁性強(qiáng)；
（4）將圖1中甲電磁鐵放大為圖2，釘尖是磁鐵的______極；若讓釘尖再多吸一些大頭針，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)向______（選填“左”或“右”）端移動(dòng)。
（5）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小明發(fā)現(xiàn)電磁鐵吸引的大頭針下端是分散開(kāi)的，原因是______。
【答案】（1）線圈匝數(shù)；（2）使通過(guò)甲乙電磁鐵的電流相等；（3）甲；（4）N ，左；（5）見(jiàn)解析.
【解析】（1）根據(jù)圖1可知，兩個(gè)電磁鐵串聯(lián)，通過(guò)它們的電流相等，鐵芯相同，兩個(gè)線圈的匝數(shù)不同，則此實(shí)驗(yàn)探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系。
（2）把甲、乙兩個(gè)電磁鐵串聯(lián)，由串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)可知通過(guò)它們的電流相等。
（3）圖中甲、乙兩個(gè)電磁鐵電流相同、鐵芯相同，甲的線圈匝數(shù)多，吸引的大頭針個(gè)數(shù)多，所以甲的電磁鐵磁性強(qiáng)。
（4）從電源的正負(fù)極可判斷電流的流向，從電磁鐵的上端流入，根據(jù)安培定則可判斷，電磁鐵甲的針尖是N極；若讓釘尖再多吸一些大頭針，即電磁鐵磁性增強(qiáng)，需要增大通過(guò)電磁鐵的電流，由歐姆定律可知減小電路中的電阻，向左端移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片。
（5）大頭針被磁化后，大頭針的下端的極性是相同的，同名磁極相互排斥，故大頭針的下端會(huì)分開(kāi)。
4．在“探究通電螺線管外部磁場(chǎng)”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）將小磁針?lè)旁诼菥€管周?chē)煌奈恢萌鐖D甲所示，閉合開(kāi)關(guān)后觀察到的現(xiàn)象是______，此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明______；
（2）在穿過(guò)螺線管的平板上撒上鐵屑，當(dāng)有電流通過(guò)，鐵屑的分布情況如圖乙所示，此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明______周?chē)拇艌?chǎng)分布與條形磁體周?chē)拇艌?chǎng)分布相似。
（3）將圖甲中的電源正、負(fù)極對(duì)調(diào)，閉合開(kāi)關(guān)，會(huì)發(fā)現(xiàn)小磁針的偏轉(zhuǎn)方向______（選填“不改變”或“發(fā)生改變”），說(shuō)明______兩端的極性和電流方向有關(guān)。
【答案】（1）小磁針指示一定的方向，通電導(dǎo)體的周?chē)嬖诖艌?chǎng)；（2）通電螺線管；（3）發(fā)生改變，通電螺線管。
【解析】（1）放小磁針的目的是便于觀察磁場(chǎng)方向，由于通電導(dǎo)體的周?chē)嬖谔囟ǚ植嫉拇艌?chǎng)，所以閉合開(kāi)關(guān)后觀察到的現(xiàn)象是小磁針指示一定的方向。
（2）根據(jù)圖示的通電螺線管周?chē)男〈裴樀呐挪记闆r和螺線管周?chē)鸥芯€的形狀，可以確定通電螺線管周?chē)鸥芯€的形狀是紡錘形的，這與條形磁體周?chē)艌?chǎng)分布相似。
（3）通電螺線管周?chē)拇艌?chǎng)方向與通電電流方向有關(guān)，把連接電池正負(fù)極的導(dǎo)線對(duì)調(diào)改變電流方向，可以檢驗(yàn)通電螺線管周?chē)拇艌?chǎng)方向和電流方向的關(guān)系；將圖甲中的電源正、負(fù)極對(duì)調(diào)，閉合開(kāi)關(guān)，會(huì)發(fā)現(xiàn)小磁針的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變。
4．如圖是探究“通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向”的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)中，用小磁針的_______極指向來(lái)判斷通電螺線管外部某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，再閉合開(kāi)關(guān)，將觀察到小磁針________。
【答案】N；N極指向發(fā)生了改變。
【詳解】[1]小磁針靜止時(shí)N極的指向?yàn)樵擖c(diǎn)磁場(chǎng)的方向，所以，實(shí)驗(yàn)中，用小磁針的N極指向來(lái)判斷通電螺線管外部某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。
[2]將電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)后，螺線管中的電流方向發(fā)生了改變，磁場(chǎng)的方向發(fā)生了改變，則小磁針的N極指向也會(huì)改變。
5．在“探究通電螺線管外部磁場(chǎng)”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）小明將小磁針?lè)旁诼菥€管周?chē)煌奈恢萌鐖D（a）所示，放小磁針的目的是___________，閉合開(kāi)關(guān)后觀察到如圖（b）所示的現(xiàn)象，說(shuō)明通電螺線管周?chē)嬖赺__________；
（2）如圖（c）所示是通電螺線管周?chē)挠袡C(jī)玻璃板上的小磁針?lè)植紶顟B(tài)，觀察可知通電螺線管的外部磁場(chǎng)與________的磁場(chǎng)相似；
（3）通電螺線管周?chē)拇艌?chǎng)方向和電流方向有關(guān)，你怎樣驗(yàn)證，方法是___________；
（4）小明猜想通電螺線管磁場(chǎng)強(qiáng)弱可能與線圈匝數(shù)和電流大小都有關(guān)。為此他又設(shè)計(jì)了如圖（d）所示的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，他將開(kāi)關(guān)S從l換到2上時(shí)，調(diào)節(jié)變阻器的滑片P，再次觀察電流表示數(shù)及吸引的大頭針數(shù)目，此時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器是為了_________，來(lái)研究通電螺線管磁場(chǎng)強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系。
【答案】（1）便于觀察磁場(chǎng)方向，磁場(chǎng)；（2）條形磁體；（3）把連接電池正負(fù)極的導(dǎo)線對(duì)調(diào)；（4）控制兩次實(shí)驗(yàn)的電流大小不變。
【解析】（1）由于磁場(chǎng)看不見(jiàn)摸不著，在螺線管周?chē)派闲〈裴樉褪菫榱送ㄟ^(guò)小磁針觀察通電螺線管周?chē)拇艌?chǎng)方向，這是轉(zhuǎn)換法思想。
閉合開(kāi)關(guān)后，小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，而且在不同的位置小磁針的N、S極偏轉(zhuǎn)方向不同，說(shuō)明通電螺線管周?chē)嬖诖艌?chǎng)，且不同位置磁場(chǎng)方向不同。
（2）由圖（c）可知，通電螺線管周?chē)F屑的分布和條形磁體周?chē)F屑的分布相似，由此可知，通電螺線管周?chē)拇艌?chǎng)和條形磁體周?chē)艌?chǎng)相似。
（3）對(duì)調(diào)電池的正負(fù)極，發(fā)現(xiàn)小磁針的N、S極偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生了變化，由此說(shuō)明通電螺線管周?chē)拇艌?chǎng)方向和電流方向有關(guān)。
（4）通電螺線管磁場(chǎng)強(qiáng)弱可能與線圈匝數(shù)和電流大小都有關(guān)，他將開(kāi)關(guān)S從l換到2上時(shí)，就改變了接入電路的線圈匝數(shù)，說(shuō)明要探究通電螺線管磁場(chǎng)強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系，此時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器是為了保持電路中的電流大小不變，這里運(yùn)用的了控制變量法。
6．小明在探究“怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流”的實(shí)驗(yàn)中，用導(dǎo)線將金屬棒、開(kāi)關(guān)、靈敏電流計(jì)連接成如圖所示的電路．請(qǐng)你參與探究并回答下列問(wèn)題：
（1）懸掛金屬棒靜置于U形磁鐵的磁場(chǎng)中，此時(shí)兩極正對(duì)區(qū)域磁感線的箭頭方向是豎直向____（選填：“上”或“下”）．
（2）靈敏電流計(jì)的作用是用來(lái)檢測(cè)_______的．若閉合開(kāi)關(guān)后并未發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，經(jīng)檢查器材均完好，各器材間連接無(wú)誤，那么接下來(lái)你認(rèn)為最應(yīng)該關(guān)注的器材是________．
（3）小明認(rèn)為是原來(lái)磁鐵的磁性太弱所致，他提出更換磁性更強(qiáng)的磁鐵，就在他移動(dòng)原磁鐵時(shí)，你發(fā)現(xiàn)電流計(jì)的指針出現(xiàn)了晃動(dòng)，你認(rèn)為接下來(lái)最應(yīng)該做什么來(lái)找到讓電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的原因____．（僅寫(xiě)出最應(yīng)該進(jìn)行的一步操作）
（4）就根據(jù)上述探究過(guò)程，小明就說(shuō)：“我們找到產(chǎn)生感應(yīng)電流的秘密了!”此時(shí)你對(duì)小明的“成果發(fā)布”作何評(píng)價(jià)_______？
【答案】（1）下；（2）感應(yīng)電流，金屬棒；（3）使金屬棒沿水平方向快速切割磁感線運(yùn)動(dòng)；（4）見(jiàn)解析.
【解析】（1）在磁體外部磁場(chǎng)方向總是從N極出發(fā)指向S極，所以，圖示兩極正對(duì)區(qū)域磁感線的箭頭方向是豎直向下；
（2）靈敏電流計(jì)是測(cè)量電流的儀表，所以，在實(shí)驗(yàn)中是用來(lái)檢測(cè)感應(yīng)電流的；
閉合開(kāi)關(guān)，此時(shí)金屬棒是靜止的，若電流表指針未偏轉(zhuǎn)，則說(shuō)明沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生．所以，接下來(lái)最應(yīng)該關(guān)注的是金屬棒，觀察金屬棒運(yùn)動(dòng)后會(huì)不會(huì)有電流的產(chǎn)生；
（3）根據(jù)題意知道，移動(dòng)原磁鐵時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)的指針出現(xiàn)了晃動(dòng)，即產(chǎn)生了感應(yīng)電流，所以，下一步應(yīng)使金屬棒沿水平方向快速切割磁感線運(yùn)動(dòng)，觀察是否會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；
（4）由于整個(gè)的實(shí)驗(yàn)中，只進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)，所以，得出的結(jié)論是不合理的，因?yàn)橹蛔隽艘淮螌?shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論具有偶然性，不具有普遍性，所以，應(yīng)該用不同種類(lèi)的金屬棒，且使金屬棒朝各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，觀察是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生．
7．如圖所示是“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”實(shí)驗(yàn)裝置。
次數(shù)
AB棒在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況
是否有感應(yīng)電流
1
靜止
無(wú)
2
沿磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)（不切割
磁感線運(yùn)動(dòng)）
無(wú)
3
切割磁感線運(yùn)動(dòng)
有
（1）實(shí)驗(yàn)中，AB棒的材料可能是______ （填“塑料”或“鋁”）；
（2）我們可以通過(guò)靈敏電流計(jì)指針是否偏轉(zhuǎn)來(lái)判斷電路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生；還可以通過(guò)指針偏轉(zhuǎn)的方向判斷______；
（3）閉合開(kāi)關(guān)，實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程記錄如表所示：
根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，初步得出電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做______運(yùn)動(dòng)，在該運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，主要將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；
（4）保持AB棒運(yùn)動(dòng)方向不變，僅將磁體N、S極對(duì)調(diào)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，是為了探究感應(yīng)電流方向與______的關(guān)系；
（5）若將此裝置中靈敏電流計(jì)換成______，可進(jìn)一步探究電動(dòng)機(jī)的工作原理。
【答案】（1）鋁；（2）電流的方向；（3）切割磁感線；（4）磁感線的方向；（5）電源.
【解析】（1）探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，電路需要形成閉合回路，AB應(yīng)為導(dǎo)體，則可能是鋁。
（2）可以通過(guò)靈敏電流計(jì)的正反偏轉(zhuǎn)來(lái)判斷電流的方向。
（3）由表格可知，當(dāng)AB棒在磁場(chǎng)中靜止或沿磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)（不切割磁感線運(yùn)動(dòng)）時(shí)，沒(méi)有感應(yīng)電流，當(dāng)AB棒在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，則總結(jié)可得：電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，在該運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，主要將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
（4）AB棒運(yùn)動(dòng)方向不變，僅將磁體N、S極對(duì)調(diào)，則磁感線方向發(fā)生改變，可用于探究感應(yīng)電流方向與磁感線方向的關(guān)系。
（5）將靈敏電流計(jì)換成電源，則可觀察到通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng)，則可用于探究電動(dòng)機(jī)的工作原理。
8．小雪設(shè)計(jì)了以下探究實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。
（1）圖甲中，閉合開(kāi)關(guān)，給銅棒ab通電，ab向右運(yùn)動(dòng)，表明ab在磁場(chǎng)中受到 _____的作用；
（2）圖甲中，磁場(chǎng)方向不變，對(duì)調(diào)電源正負(fù)極，連接電路，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)銅棒ab向左運(yùn)動(dòng)，這表明 ___________；
（3）圖乙中，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合，導(dǎo)體棒AB向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表指針 ___________；
（4）通過(guò)圖乙實(shí)驗(yàn)可得：閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做 ________運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；
（5）請(qǐng)列舉一個(gè)利用乙圖實(shí)驗(yàn)結(jié)論的生活實(shí)例 __________。
【答案】（1）力；（2）通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向與電流方向有關(guān)；（3）發(fā)生偏轉(zhuǎn)；（4）切割磁感線；（5）發(fā)電機(jī).
【解析】（1）力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，閉合開(kāi)關(guān)，給銅棒ab通電，通過(guò)ab有電流，發(fā)現(xiàn)銅棒ab向右運(yùn)動(dòng)，這表明銅棒ab在磁場(chǎng)中受到力的作用。
（2）保持磁場(chǎng)方向不變，將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)后接入電路，閉合開(kāi)關(guān)，電路中的電流的方向發(fā)生了變化，發(fā)現(xiàn)銅棒ab向左運(yùn)動(dòng)，這表明通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向與電流方向有關(guān)。
（3）圖乙中，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合，導(dǎo)體棒AB向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。
（4）圖乙中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，通過(guò)圖乙實(shí)驗(yàn)可得：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。
（5）圖乙中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，利用乙圖實(shí)驗(yàn)結(jié)論的生活實(shí)例為發(fā)電機(jī)。
9．發(fā)電機(jī)是如何發(fā)電的呢，同學(xué)們用如圖所示的裝置進(jìn)行探究；
（1）當(dāng)導(dǎo)體ab靜止懸掛起來(lái)后，閉合開(kāi)關(guān)，靈敏電流計(jì)G指針不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路中________(填“有”或“無(wú)”)電流產(chǎn)生；
（2）小芳無(wú)意間碰到導(dǎo)體ab，導(dǎo)體ab晃動(dòng)起來(lái)，小明發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，就說(shuō)：“讓導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)就可產(chǎn)生電流?！钡》颊f(shuō)：“不一定，還要看導(dǎo)體怎樣運(yùn)動(dòng)?！睘轵?yàn)證猜想，它們繼續(xù)探究，并把觀察到的現(xiàn)象記錄如下
分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，同學(xué)們一致認(rèn)為小芳的觀點(diǎn)是______(填“正確”或“錯(cuò)誤”)的，比較第2、3次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生的電流的方向跟_____有關(guān)；比較第3、6次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生的電流的方向還跟_____有關(guān)。
（3）在整理器材時(shí)，小明未斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，先撤去蹄形磁鐵，有同學(xué)發(fā)現(xiàn)指針又偏轉(zhuǎn)了，他們?cè)僦貜?fù)剛才的操作，發(fā)現(xiàn)電流表的指針都偏轉(zhuǎn)，請(qǐng)教老師后得知，不論是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)還是磁體運(yùn)動(dòng)，只要閉合電路的一部分導(dǎo)體在________中做________________運(yùn)動(dòng)，電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這就是發(fā)電機(jī)發(fā)電的原理，此原理最早由英國(guó)物理學(xué)家________發(fā)現(xiàn)。
【答案】（1）無(wú)；（2）正確，導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向，磁場(chǎng)方向；（3）磁場(chǎng)，切割磁感線，法拉第。
【解析】（1）當(dāng)導(dǎo)體ab靜止懸掛起來(lái)后，閉合開(kāi)關(guān)，此時(shí)導(dǎo)體沒(méi)有做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，靈敏電流計(jì)G指針不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路中無(wú)電流產(chǎn)生。
（2）根據(jù)表格中的信息可知，當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針不一定偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明不一定產(chǎn)生電流，故小芳的觀點(diǎn)是正確的；
比較第2、3次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，磁場(chǎng)方向相同，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向不同，產(chǎn)生電流的方向不同，即產(chǎn)生的電流的方向跟導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)；
比較第3、6次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向相同，磁場(chǎng)方向不同，產(chǎn)生電流的方向不同，即產(chǎn)生的電流的方向還跟磁場(chǎng)方向有關(guān)。
（3）電路閉合時(shí)，不論是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)還是磁體運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體會(huì)做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，所以導(dǎo)體中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這種現(xiàn)象是電磁感應(yīng)，此原理最早由英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)的。
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
電路部分導(dǎo)體AB在磁場(chǎng)中
電流的有無(wú)
1
電路斷開(kāi)
無(wú)
2
靜止
無(wú)
3
向上、向下運(yùn)動(dòng)
無(wú)
4
向前、向后運(yùn)動(dòng)
無(wú)
5
向左、向右運(yùn)動(dòng)（切割磁感線）
有
6
斜著運(yùn)動(dòng)（切割磁感線）
有
序號(hào)
實(shí)驗(yàn)操作
電流表指針偏轉(zhuǎn)情況
1
保持導(dǎo)體與磁體靜止
不偏轉(zhuǎn)
2
保持磁體靜止，導(dǎo)體水平向左切割磁感線
向右偏轉(zhuǎn)
3
保持磁體靜止，導(dǎo)體水平向右切割磁感線
向左偏轉(zhuǎn)
…
序號(hào)
磁體擺放方向
ab運(yùn)動(dòng)方向
電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)情況
1
N極在上
豎直上下運(yùn)動(dòng)
不偏轉(zhuǎn)
2
水平向左運(yùn)動(dòng)
向右偏轉(zhuǎn)
3
水平向右運(yùn)動(dòng)
向左偏轉(zhuǎn)
4
N極在下
豎直上下運(yùn)動(dòng)
不偏轉(zhuǎn)
5
水平向左運(yùn)動(dòng)
向左偏轉(zhuǎn)
6
水平向右運(yùn)動(dòng)
向右偏轉(zhuǎn)

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