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物理探究实验虚拟实验

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

实验步骤

正在搭建 3D 实验台

拖动导体 AB(现在只能左右移动);虚线是两极之间的磁感线

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?

指针会
灵敏电流计 · 特写指针不偏转
3210123G
操作

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。

  1. 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。

  2. 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。

  3. 03

    断开开关,再让导体左右运动,观察指针。

  4. 04

    导体不动,左右移动磁体,观察指针。

  5. 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

点选答案,立即查看解析答对 0 / 4
  1. 例 1

    首先发现电磁感应现象的科学家是( )

  2. 例 2

    下列情况中,能产生感应电流的是( )

  3. 例 3

    下列设备中,利用电磁感应原理工作的是( )

  4. 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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