探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
通过实验探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,了解感应电流的方向与哪些因素有关,认识电磁感应现象。
动手做实验 · Virtual Lab
先猜再试:导体怎样动,电流计的指针才会偏转
正在搭建 3D 实验台
第 1 步
什么情况下会产生电流
导体 AB 放在蹄形磁体的两极之间,用导线和开关接到灵敏电流计上。每种情况先猜一猜电流计的指针会不会偏转,再动手试。
第 1 种(共 5 种):闭合开关,导体 AB 在磁场中静止。先猜一猜,电流计的指针会偏转吗?
现在 N 极在上、S 极在下,开关闭合。
文字版:器材、步骤与结论适合备课、打印+
器材
- 蹄形磁体
- 导体 AB(铜棒)
- 灵敏电流计
- 开关
- 导线
记忆口诀
先猜后试,一次只改一个条件
每次只改变导体的运动方式、开关的通断或磁场的方向中的一个,看指针怎样变化。
- 01
把导体 AB 放在蹄形磁体的两极之间,用导线把导体、开关和灵敏电流计连成电路。
- 02
闭合开关,让导体在磁场中静止、上下运动、左右运动、斜着运动,观察电流计的指针是否偏转。
要点上下运动是顺着磁感线运动,不切割磁感线。
- 03
断开开关,再让导体左右运动,观察指针。
- 04
导体不动,左右移动磁体,观察指针。
- 05
改变导体运动的方向,再对调磁体的两极,观察指针偏转的方向。
要点导体运动得快一些,指针偏转的角度更大。
现象
开关闭合时,导体静止或上下运动,指针不偏转;导体左右运动或斜着运动,指针偏转;开关断开时,导体怎样运动指针都不偏转。导体不动、磁体左右移动,指针也偏转。导体运动的方向或磁场的方向改变,指针偏转的方向随着改变。
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,导体中就会产生感应电流。感应电流的方向跟导体运动的方向和磁场的方向有关;导体运动得越快,感应电流越大。
记忆口诀
闭合电路,切割磁感线
产生感应电流要同时满足两个条件:电路是闭合的;电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
01 — Principle
实验原理
1831 年,英国物理学家法拉第发现:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫作电磁感应,产生的电流叫作感应电流。灵敏电流计能检测很小的电流:指针偏转说明电路中有电流,偏转的方向反映电流的方向。蹄形磁体两极之间的磁感线是竖直的,导体左右运动时切割磁感线,上下运动时不切割。
02 — Pitfalls
易错点
Q1导体在磁场中运动就一定会产生感应电流吗?+
不一定。还要同时满足两个条件:电路是闭合的,导体的运动是切割磁感线的。开关断开时,或者导体顺着磁感线上下运动,都没有感应电流。
Q2为什么用灵敏电流计,而不用普通的电流表?+
感应电流一般很小,普通电流表的分度值太大,指针几乎看不出偏转;灵敏电流计能测出很小的电流,零刻度在中间,还能显示电流的方向。
Q3磁体不动导体动,和导体不动磁体动,有区别吗?+
没有本质区别。运动是相对的,只要导体相对于磁体在切割磁感线,就会产生感应电流。
Q4怎样使感应电流的方向改变?+
改变导体运动的方向,或者改变磁场的方向(对调磁体的两极),只改变其中一个。如果两个同时改变,电流的方向不变。
03 — Practice
典型例题
例 1
首先发现电磁感应现象的科学家是( )
例 2
下列情况中,能产生感应电流的是( )
例 3
下列设备中,利用电磁感应原理工作的是( )
例 4
要改变感应电流的方向,下列做法可行的是( )
04 — In Life
生活中的应用
机械能 → 电能
发电机
发电机里的线圈在磁场中转动,不断切割磁感线,产生感应电流。火力、水力、风力发电站都用发电机发电。
声音 → 电流
动圈式话筒
对着话筒说话,膜片带动线圈在磁场中振动,切割磁感线,产生随声音变化的感应电流。
磁场变化产生电流
无线充电
无线充电器里的线圈产生变化的磁场,手机里的线圈中就会感应出电流,给电池充电。
05 — Safety
安全提示
- 不要摔、敲磁体,以免磁性减弱;磁体要远离手机、银行卡和机械手表。
- 灵敏电流计很灵敏,搬动要轻,不能直接接到电源上。
- 移动导体时不要碰撞磁体。
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