模块三 实验 专题42 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件（解析版）

1 （2024 四川成都）小张利用图所示装置探究“导体在磁场中产生电流的条件”，闭合开关后， 经过多次尝试，他发现导线b 在磁场中沿着竖直方向运动时，导体中产生感应电流。生产生活中的_ _______（选填“电热毯”、“发电机”或“电动机”）是利用该实验原理工作的。小张在实验中将 导线b 换成一个线圈，其目的是________。 【答】 发电机 使实验现象更明显 【解析】电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体就会产生电流，这种现象叫做电磁感 应，产生的电流叫感应电流，该现象中，将机械能转化为电能；重要应用是制成了发电机。 在实验中将导线b 换成一个线圈，则切割磁感线时会产生更大的感应电流，因此可以使实验现象更 明显。 2 （2024 陕西）如图，是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。 实验次数 导体b 在磁场中的运动情况 灵敏电流计指针偏转情况 1 静止 不偏转 2 上下运动 不偏转 【好题汇编】2024 年中考物理真题分类汇编（全国通 用） 模块三 课标规定的9 个测量和12 个探究实验真题 专题42 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 3 左右运动 偏转 （1）闭合开关后，观察各种情况下灵敏电流计指针偏转情况，将实验现象记录在表格中。分析实验 现象可知：闭合电路中的一部分导体在磁场中做________运动时，电路中会产生感应电流。产生感 应电流时，导体b 相当于电路中的________（填电路元件名称）； （2）若要探究感应电流方向与磁场方向的关系，应保持导体b 运动方向不变，将________对调，观 察灵敏电流计指针偏转情况。 （3）下列物品中，应用该实验结论工作的是________（填选项字母）。 电风扇 B 手摇发电手电筒 【答】（1）切割磁感线 电源 （2）磁极 （3）B 【解析】（1）对比分析实验1、2 和3 及实验现象可知：闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割 磁感线运动时，电路中会产生感应电流。产生感应电流时，导体b 相当于电路中的电源。 （2）若要探究感应电流方向与磁场方向的关系，应保持导体b 运动方向不变，改变磁场的方向，故 将磁极对调，观察灵敏电流计指针偏转情况。 （3）闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，叫电磁感应 现象，应用该实验结论工作的是手摇发电手电筒，故选B。 3 （2024 湖南长沙）为了探究什么情况下磁可以生电，小明按图示将B 棒放在蹄形磁体的磁场中， 用导线将B 棒的两端跟灵敏电流计连接。 （1）实验室备有铜棒、橡胶棒和玻璃棒，小明应选用______作为本实验中的B 棒； （2）实验中记录了B 棒运动情况与灵敏电流计指针偏转情况如下表所示； 序 号 B 棒运动情况 灵敏电流计指针偏转情 况 1 不动 不偏转 2 向上运动 不偏转 3 向下运动 不偏转 4 向左运动 向右偏转 5 向右运动 向左偏转 ①分析可得：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； ②灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。根据序号为______的两次实验现象可以 提出问题：感应电流的方向是否与导体运动的方向有关？ 【答】 （1）铜棒 （2）切割磁感线 4、5 【解析】（1）电路中要形成电流，则须保持通路，所以应选择导体作为B 棒，而铜棒是导体，橡胶 棒和玻璃棒是绝缘体，故小明应选择铜棒作为本实验中的B 棒。 （2）①由表中现象可知，当导体棒左右运动切割磁感线时，电路中会产生感应电流，这就是电磁感 应现象。 4 ②、5 两次实验导体棒的运动方向相反，结果灵敏电流计的指针偏转方向相反，说明电流的方向相 反；故根据序号4、5 的两次实验现象可以提出问题：感应电流的方向是否与导体运动的方向有关？ 4．（2024 辽宁模拟）某同学利用如图所示的实验装置探究什么情况下磁可以生电。 （1）实验时应将电流表、导线b 串联起来组成______回路。 （2）该同学进行以下尝试，能使电流表指针偏转的是______（填字母标号）。 ．导线b 在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体 B．导线在磁场中静止，但不用单根导线b，而用匝数很多的线圈 ．蹄形磁体静止，导线b 从图中所示位置水平向左或水平向右运动 D．蹄形磁体静止，导线b 从图中所示位置竖直向上或竖直向下运动 E．蹄形磁体静止，导线b 从图中所示位置斜向上或斜向下运动 （3）如图所示的实验装置中，将电流表换成______进行触接，还可以探究电动机的工作原理。 【答】（1）闭合；（2）E；（3）电源。 【解析】（1）磁生电是电磁感应现象，必须使闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动， 所以应将电流表、导线b 串联起来组成闭合回路； （2）电流表发生偏转，说明电路中产生了感应电流，所以导体在磁场中一定做切割磁感线运动； B、导线b 在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体或匝数很多的线圈，导体在磁场中都没有发生 相对运动，不会产生感应电流，故B 都不符合题意。 E、由图知，导体b 处的磁感线是从上向下的， 导体b 水平向左或向右运动，斜向上或斜向上运动，都是做切割磁感线运动，都会产生感应电流， 所以会产生感应电流，电流表指针发生偏转，故E 符合题意。 D、导体b 竖直向上或竖直向下运动时，运动方向与磁场方向平行，导体没有做切割磁感线运动， 不会产生感应电流，电流表指针不发生偏转，故D 不符合题意； 故选E。 （3）当电流表换成电源时，导体b 就成了通电导体，在磁场中会受到力的作用，可以探究电动机 的工作原理。 5（2024 福建模拟）图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”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 实验序号 磁场方向 导体棒b 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）实验时通过观察 来判断电路中是否产生感应电流。 （2）由实验可知，闭合电路中的部分导体在磁场中做 运动时，电路中产生感应电流。 （3）比较第4 次和第 次实验可知，导体棒运动方向相同时，感应电流的方向与磁场的方向有关。 （4）比较第7 次和第8 次实验可知 。 【答】（1）灵敏电流计指针是否偏转；（2）切割磁感线；（3）8；（4）感应电流的方向和导体 运动的方向有关。 【解析】（1）通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有电流。 （2）由表格中数据知，当开关断开时，不会有电流产生；若导体向上运动或向下运动时，不切割 磁感线，此时电路中也没有电流，可得产生感应电流的条件是：闭合电路的部分导体，在磁场中做 切割磁感线运动。 （3）由表格中数据知，4 和8 的导体运动方向相同，磁场方向不同，电流表指针的偏转方向也不同， 说明感应电流的方向与磁场的方向有关。 （4）比较第7 次和第8 次实验可知，磁场方向相同，导体的运动方向不同，电流表指针的偏转方 向不同，说明感应电流的方向与导体运动的方向有关。 6．（2024·湖北模拟）物理小组的同学们利用如图所示的实验装置，探究导体在磁场中运动时产生 感应电流的条件。 （1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿 （选填“上下”、“左右”或“前后”）方向运动时， 灵敏电流计指针会发生偏转； （2）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针都不发生偏转。由此得出结 论： 电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流； （3）该实验在探究过程中，是将 能转化成电能，生活中的 （填“电动机”或“发电 机”）是根据这一原理制成的。 【答】 （1） 左右 （2） 闭合 （3）机械 发电机 【解析】（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右方向运动时，导体做切割磁感线运动，会产生感 应电流，电流表指针会发生偏转。 （2）断开开关，不是闭合电路，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，都不会产生感应电流，电流 表指针都不发生偏转，由此得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路 中就产生感应电流。 （3）产生感应电流的过程中，消耗了机械能，转化为电能，人们利用电磁感应现象制成了发电机。 7 （2024 河北省模拟）图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。 （1）实验时，小明通过观察___________来判断电路中是否产生感应电流； （2）小明进行了如图所示的5 次操作，其中能产生感应电流的是___________（选填所有符合要求 的操作序号）； （3）完成实验后，小明认为实验现象不太明显，请你提出一条改进措施：___________； （4）利用“磁生电”工作的装置有___________（选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电 磁起重机”）。 【答】 （1）灵敏电流计的指针是否偏转 （2） ①③④ （3）将导体B 换成多匝线圈 （4）动圈 式话筒 【解析】（1）感应电流的有无是通过灵敏电流计的指针是否偏转来体现的，若灵敏电流表的指针发 生偏转，就说明产生了感应电流。 （2）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，①导体棒B 水 平向右运动，导体棒B 做切割磁感线运动，产生感应电流；③导体棒B 斜向上运动，导体棒B 做切 割磁感线运动，产生感应电流；④磁体水平向左运动，导体棒B 切割磁感线，产生感应电流。②导 体棒B 竖直运动，没有切割磁感线运动，不产生感应电流；⑤磁体竖直向上运动，磁感线没有被导 体切割，不产生感应电流。所以①③④可以产生感应电流。 （3）电流的大小应与切割磁感线的速度、磁场强度、线圈匝数有关；将导体B 换成多匝线圈（或换 磁性更强的磁体，增大导体B 切割磁感线的运动速度）。 （4）扬声器是把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受力原理；电铃、电磁起重机的主要 部件是电磁铁，利用电流的磁效应；动圈式话筒是把声信号转变成电信号的，声信号的振动带动线 圈在磁场中振动，产生电流，是电磁感应原理。 8 （2024 湖南模拟）如图，在“探究什么情况下磁可以生电”实验中： 序号 实验操作 电流表指针偏转情况 1 保持导体与磁体静止 不偏转 2 保持磁体静止，导体水平向左切割磁感线 向右偏转 3 保持磁体静止，导体水平向右切割磁感线 向左偏转 … （1）比较1、2（或1、3）实验想象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动时，导 体中就产生电流； （2）要使感应电流方向发生改变，可采取的具体措施是：___________；（选填字母） ．使用磁性更强的磁体 B．保持磁体静止，只改变导体水平运动的方向 ．上下调换磁极，同时改变导体水平运动的方向 （3）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是___________能转化为电能： （4）如果将电流表换成___________，可以探究磁场对通电导体的作用。 【答】 （1）切割磁感线 （2）B （3）机械 （4）电源 【解析】（1）比较1、2（或1、3）实验现象可知，保持磁体和导体不动，电路中不会产生感应电 流，但是保持磁体不动，导体水平切割磁感线时会产生感应电流，故可得出闭合电路的一部分导体 在磁场中做切割磁感线运动时电路中就会产生感应电流。 （2）感应电流方向与磁场方向和导体切割磁感线方向有关，所以想要改变感应电流的方向，可以只 上下调换磁极，或者只改变导体水平运动的方向，如果上下调换磁极，同时改变导体水平运动的方 向，感应电流的方向不会发生变化。 故选B。 （3）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时电路中就会产生感应电流，所以是机械能 转化为电能。 （4）如果将电流表换成电源，则构成一个完整的闭合回路，这样可以探究磁场对通电导体的作用。