實驗專題一（電磁、生活用電）

實驗一：磁生電

一、磁生電

1、探究產生感應電流的條件：科學家。

2、閉合電路的一部分導體在中做

運動。

3、感應電流的方向跟

和

有關。能量轉換

。應用舉例。

二、例題：

1、如圖所示，將一根導體棒ab的兩端用細導線與靈敏電流計組成一個閉合電路，并用絕緣細線懸掛起來放在U形磁鐵的磁場中。

（1）讓導體棒ab沿豎直方向上下運動時，電路中

（選填“有”或“沒有”）感應電流產生；若保持導體ab不動，將U形磁鐵左右運動時，電路中

（選填“有”或“沒有”）感應電流產生。

（2）讓導體棒ab水平向左運動時，靈敏電流計指針向右偏轉；導體棒ab水平向右運動時，指針向左偏轉，說明感應電流的方向與

有關。

（3）讓導體棒ab水平向右緩慢運動時，靈敏電流計的指針向左偏轉的角度較小；導體棒ab水平向右快速運動時，靈敏電流計的指針向左偏轉的角度較大，說明感應電流的大小與

有關。除了這個結論，你猜想：感應電流的大小與

有關。

（4）下列設備中，應用電磁感應原理制成的是。

A電風扇

B.動圈式話筒

C.電飯鍋

D.電磁起重機

三、當堂訓練

1、（1）小明在一個小電動機上套上小風扇葉片，對著葉片吹，可以讓連接的二極管亮起來，這就制成了一個風力發電機，它工作時將

能轉化為電能。他發現若風扇反向旋轉，靈敏電流計的指針發生反偏，如圖1所示，說明產生的感應電流方向與導體做切割磁感線運動的有關；風越強，風扇葉片轉動的越快，發電功率越大，原因是產生的感應電流大小可能與導體切割磁感線運動的有關；

（2）真實環境中，隨著風速的增加，要對風輪的轉速有所限制，這是因為一方面過快的轉速會對風輪和風力發電機的其他部件造成損壞，另一方面也需要把發電機的功率輸出限定在一定范圍內。其運作情況是：①當風速達到v1時，葉片開始轉動。②當風速是v2時，發電功率達到最大。③當風速大于v2時，控制葉片的轉速不再增加。④當風速達到v3時，應人工控制停機。圖2中的發電功率與風速的關系圖像能正確描述風力發電機運作情況的是。

實驗二：磁場對電流的作用

一、磁場對電流的作用：

1、原理：。

2、導體受力方向跟

和

有關。

3、能量轉換

。應用舉例。

二、例題：

1、在“安裝直流電動機模型”的實驗中：我們首先想到的是磁體間發生相互作用是因為一個磁體放在了另一個磁體的磁場中，那么通電導體周圍也存在磁場，磁體會對通電導體產生力的作用嗎？

（1）如圖所示，將一根導體ab置于蹄形磁鐵的兩極之間，閉合開關后，導體運動，說明磁場對

導體有力的作用。

（2）斷開開關，將圖中磁鐵的N、S極對調，再閉合開關，會發現導體ab的運動方向與對調前的運動方向

（相同/相反），說明通電導體在磁場中的受力方向與

有關。

（3）斷開開關，將圖中電源的正、負極對調，再閉合開關，會發現導體ab的運動方向與對調前的運動方向

（相同/相反），說明通電導體在磁場中的受力方向與

有關。

（4）如果同時改變磁場方向和電流方向，（能/不能）確定受力方向與磁場方向或電流方向是否有關。

三、當堂訓練

1、在研究“磁場對通電導體（電流）有力的作用”實驗中。

（1）利用圖甲所示的裝置研究“磁場對電流的作用”時，應在a、b之間接入

（選填“靈敏電流計”“電源”或“燈泡”）；若在a、b之間接入

（選填“靈敏電流計”“電源”或“燈泡”）可研究“電磁感應現象”。

（2）如圖乙、丙中，磁體間磁場的磁感線方向都是從磁體N極水平指向S極，且線圈所處的空間磁場強弱是恒定不變的（也稱勻強磁場）。

①圖乙中，通電后cd段導線受磁場力的方向為豎直向下，此時，ab段導線所受磁場力的方向是豎直向上，這兩個力

（選填“是”或“不是”）一對平衡力。

②圖丙中的線圈可以持續轉動，是在外部加裝了，該裝置能使線圈平面剛處于

（選填“平行磁感線”“垂直磁感線”或“任一”）位置時，自動改變線圈中的電流方向。

2．如圖所示為小玲和小輝同學制作的一種直流電動機模型，他們用回形針做成兩個支架，分別與電池的兩極相連；用漆包線繞一個矩形線圈，以線圈引線為軸，并用小刀刮去軸的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，將線圈放在支架上，碲形磁體放在線圈周圍。

（1）按他們這種方法刮漆，線圈在平衡位置附近時會

（選填“自動改變線圈中的電流方向”或“切斷線圈中的電流”），目的是使線圈能夠。

（2）可以通過改變

方向，改變線圈的轉動方向。（填一種方法）

（3）如果電池、開關、導線的連接和性能良好，閉合開關后，發現線圈只抖動了一下，并不轉動，這時可做的有效嘗試有、。

實驗三：電磁鐵

一、電磁鐵的磁性

1、電磁鐵的磁性通過

來控制。

2、電磁鐵的磁性強弱通過、和

來控制。

3、電磁鐵的極性通過

來控制。

二、例題：

1．如圖所示是小明探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”，小明用電池（電壓一定）、滑動變阻器、數量較多的大頭針、鐵釘以及較長導線為主要器材，進行如圖所示的簡易實驗。

（1）他將導線繞在鐵釘上制成簡易電磁鐵，并巧妙地通過比較

來顯示電磁鐵磁性的強弱，這種研究方法叫做

（選填“控制變量法”、“轉換法”、“類比法”“等效替代法”）。下面的實驗也用這種方法的是。

A.認識電壓時，我們可以用水壓來類比B.用磁感線形象地描述磁場

C.探究“壓力的作用效果與哪些因素有關”時，通過海綿的凹陷程度判斷作用效果是否明顯

（2）該探究實驗通過的電路連接方式來控制電流相同；

（3）由該圖可得到的實驗結論是：電流一定時，電磁鐵磁性越強；

（4）電磁鐵吸引的大頭針下端分散的原因是，乙的上端是

極。

三、當堂訓練

1．小明設計了一種“自動限重器”，如圖（甲）所示。該裝置由控制電路和工作電路組成，其主要元件有電磁繼電器、貨物裝載機（實質是電動機）、壓敏電阻R1和滑動變阻器R2等。壓敏電阻R1的阻值隨壓力F變化的關系如圖（乙）所示。當貨架承受的壓力達到限定值，電磁繼電器會自動控制貨物裝載機停止向貨架上擺放物品。已知控制電路的電源電壓U＝6V，電磁繼電器線圈的阻值R＝10Ω．請你解答下列問題：

（1）由圖（乙）中的圖象可知，隨著壓力F的增大，壓敏電阻R1的阻值將。

（2）用筆畫線代替導線將圖（甲）的電路連接完整。

（3）電磁繼電器中的電磁鐵上端為

極（選填N、S）

（4）隨著控制電路電流的增大，電磁鐵的磁性將，當電磁繼電器線圈中的電流大小為30mA時，銜鐵被吸下。若貨架能承受的最大壓力為800N，則所選滑動變阻器R2的最大阻值至少為

Ω。

（5）若要提高貨架能承受的最大壓力，滑動變阻器R2接入電路的阻值應。

實驗四：電生磁

一、電生磁

1、通電導線周圍存在，磁場方向跟

有關。

二、例題：

1．如圖，探究通電直導線周圍的磁場。

（1）閉合開關前，由于

對小磁針的作用，所以要使實驗效果更加明顯，通電直導線應沿

（選填“東西”、“南北”或“豎直”）方向。

（2）接通電路后，觀察到小磁針發生偏轉，表明

；調換電路中電池的極性，閉合開關，觀察到的現象是

。（3）實驗中小磁針的作用是。

三、當堂訓練

1．小明在“探究通電螺線管外部磁場的方向“實驗中，（1）設計的部分電路如圖所示，請根據要求用筆畫線代替導線將圖中的電路補充完整。要求：

①小磁針的指向滿足如圖所示的方向；

②滑動變阻器的滑片向A端移動后，通電螺線管的磁性減弱。

（2）在螺線管外部C、D兩處放置小磁針，閉合開關，發現C處小磁針發生偏轉，而D處小磁針不偏轉，試說明D處小磁針不偏轉的可能原因：；

（3）小磁針的作用（寫出兩條）：，；

（4）將電池的正負極對調，重復上述實驗，是為了探究；