Question

為了探究產生電流的方向與哪些因素有關，小李的實驗如圖．將金屬棒AB懸掛在兩磁極間靜止不動時，電流計的指針已經指在如圖甲所示．向右拉動金屬棒AB松手后，金屬棒AB來回擺動，此時，小李觀察到電流表的指針先向左運動，然后向右運動，以后就來回擺動，如圖乙，整個過程中的消耗機械能轉化為電路的電能．

（1）當小李觀察到甲圖的現象時，接著他最恰當的操作是______；
A．記錄運動方向和指針的偏轉方向
B．找老師換一塊電流計
C．將電流計的指針調到“0”點
D．將電流計的接線柱上的兩導線交換
（2）這個實驗通過觀察記錄______而知道電流的方向．
（3）“金屬棒AB在兩磁極間來回擺動”是______（選填“電生磁”、“磁生電”）現象，人們利用這原理可以制造______（選填“電動機”、“發電機”）；
（4）金屬棒AB向右運動時產生的電能，使得電流表的指針向左偏轉的，電流表相當于______（選填“電動機”、“發電機”）．消耗電路中的電能轉化為電流表的______能，考慮到電流通過的導體是有電阻的，產生的電能還有一部分轉化成______能．
（5）當金屬棒AB來回擺動時，電流表的指針也來回運動，這一現象已經說明：在______不變時，金屬棒中產生的電流的方向跟______方向有關．（選填“電流方向”、“磁場方向”、“金屬棒的運動方向”）．
（6）小李為了研究產生電流的方向與磁場方向是否有關，還應該保持______不變，觀察______與磁場的方向，得出結論．

Answer 1

【答案】分析：圖示的裝置是探究電磁感應現象的實驗裝置，在裝置中，讓導體AB在磁場中做切割磁感線運動，通過觀察電流表指針是否發生偏轉來確定電路中是否產生感應電流，并且通過電流表指針方向偏轉的改變，可以體現感應電流方向的變化．
此過程中產生的感應電流時電流表的指針偏轉，利用電動機轉動可以類比電流表指針偏轉時的能量轉化．
根據感應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電流的方向與磁場方向和導體運動方向的關系．
解答：解：（1）實驗開始前，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的指針調到“0”點．故選C．
（2）對于電流計，其零刻度在刻度盤的中央，當電流從不同的接線柱流入時，其指針的偏轉方向不同，因此可以利用電流計指針偏轉方向來確定感應電流的方向．
（3）閉合電路中的金屬棒在磁場中做切割磁感線運動時，電路中產生感應電流，這是一種電磁感應現象，即常說的磁生電．利用這一原理制成了發電機．
（4）感應電流使電流表的指針偏轉，電流計的指針轉動消耗電能，轉化成了電流表的指針的動能．因此電流計相當于電動機．
根據電流的熱效應可以確定有一部分電能轉化成了內能．
（5）在此次操作中，磁場的方向不變，只讓金屬棒AB來回擺動，發現電流表的指針也來回運動，這一現象說明導體運動方向改變，感應電流的方向也隨之改變，因此感應電流的方向與導體的運動方向有關．
（6）已經知道了感應電流的方向和導體的運動方向有關，再探究感應電流的方向與磁場方向的關系時，根據控制變量法的思路，就要控制導體的運動方向不變，改變磁場方向，通過觀察電流計指針的偏轉方向得到結論．
故答案為：（1）C；
（2）指針擺動的方向；
（3）磁生電；發電機；
（4）電動機；機械能；內能；
（5）磁場方向；金屬棒的運動；
（6）金屬棒的運動方向；電流的方向．
點評：由一個實驗裝置展開，將電磁學中的：電磁感應、發電機及其制成原理、電動機及其制成原理、感應電流的方向等知識點包含進來，同時還涉及到了控制變量法、類比法的使用．