Question

1．張睿同學在探究“感應電流產生的條件“實驗中
（1）如圖甲所示，a，b兩接線柱間應接入�。ù�/�。┝砍痰碾娏鞅恚�
（2）導體在磁場中運動時，電流表指針沒有發(fā)生偏轉，其原因可能是開關沒有閉合．
（3）改正錯誤后繼續(xù)實驗，小王發(fā)現每次電流表指針的偏轉角度不相同，于是他對影響感應電流大小的因素作以下猜想：
猜想一：與導體切割磁感線運動的速度大小有關；
猜想二：與磁場的強弱有關；
猜想三：與導體的匝數有關．
猜想四：與導體運動方向和磁感線方向的夾角
為了驗證猜想三，他設計的方案是：分別讓兩個匝數不同的線圈，在如圖所示的磁場中水平向左運動，觀察電流表指針的偏轉角度．請對此方案作出評價，指出存在的主要問題是沒有控制線圈切割磁感線速度大小不變．請你說出小王最終如何判斷猜想三是否正確，比較兩次指針的偏轉角度，若相差不大，感應電流大小與線圈匝數無關；若相差明顯，感應電流大小與線圈匝數有關．
（4）如圖乙所示，是張睿同學根據以上原理設計了一發(fā)電機模型并作出其工作過程中的電流圖象，仔細觀察后她發(fā)現模型工作過程中，燈泡發(fā)光不穩(wěn)定．總閃爍：她想可能是產生的電流不穩(wěn)定造成的．她想繼續(xù)研究只需要用電流表來代替電燈仔細觀察就可以：她又發(fā)現電流的方向是在周期性變 化的，她說這個一定是交流發(fā)電機（填“直流發(fā)電機”成“交流發(fā)電機”）
（5）你認為電流最大的位置可能是線圈的平面與磁感線平行時；你猜想依據利用的是與猜想四相同．若要發(fā)電機發(fā)出穩(wěn)定的電流．你對模型進行的改進．用互成角度的多匝線圈組合成鼠籠式線圈．

Answer 1

分析 （1）根據電磁感應產生的電流大小，來確定電流表的量程；
（2）產生感應電流的條件：閉合電路的一部分導體，并且在磁場中做切割磁感線運動，二者缺一不可；
（3）感應電流的大小可能與磁場的強弱、線圈的匝數以及導體切割磁感線的速度有關，據此分析
（4）周期性改變大小和方向的電流稱為交流電；
（5）根據產生感應電流的條件進行分析解答．

解答 解：（1）由于產生的感應電流比較小，因此為了使實驗現象明顯，應選擇小量程的電流表；
（2）導體在磁場中運動時，電流表指針沒有發(fā)生偏轉，可能是開關沒有閉合，或者線圈沒有做切割磁感線運動；
（3）要研究感應電流的大小與線圈的匝數是否有關，應該控制磁場強弱和線圈切割磁感線的速度不變，只改變線圈匝數，觀察電流表指針偏轉的角度；
比較兩次指針的偏轉角度，若相差不大，說明感應電流大小與線圈匝數無關；若相差明顯，說明感應電流大小與線圈匝數有關．
（4）根據圖乙可知，產生電流的方向是在周期性變化的，因而可以說一定是交流發(fā)電機；
（5）據猜想四可知，當線圈的平面與磁感線平行時，線圈在磁場中做切割磁感線運動的效果最佳，產生的感應電流也最大；
若要發(fā)電機發(fā)出穩(wěn)定的電流，可用互成角度的多匝線圈組合成鼠籠式線圈，這樣能做到任何時候線圈在磁場中做切割磁感線運動的效果一樣；
故答案為：（1）小；（2）開關沒有閉合；（3）沒有控制線圈切割磁感線速度大小不變； 比較兩次指針的偏轉角度，若相差不大，感應電流大小與線圈匝數無關；若相差明顯，感應電流大小與線圈匝數有關；（4）交流發(fā)電機；（5）線圈的平面與磁感線平行時；用互成角度的多匝線圈組合成鼠籠式線圈；

點評 本題考查了電磁感應現象的探究實驗，知道產生感應電流的條件和影響感應電流的大小的因素，從方法上考查了控制變量法的應用．