《探究感应电流产生的条件》
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经济建设离不开能源,人类发展也离不开能源,电的发现为人类提供了极大的便利,可以说人类离不开电.饮水思源.我们忘不了为发现和使用电作出卓越贡献的科学家——法拉第.法拉第发现了磁能生电——电磁感应现象,从此开辟了电气化时代.那么,电是怎么产生的呢?这次三个小伙伴决定一起去探寻电的奥秘.
爱观察的小研率先发表意见：“我看过这样一个现象.如图l所示,某小组的同学将较长的软电线与灵敏电流计两接线柱连接起来,站在地面上的东西方向的两同学分别拿着电线的两点.当他们像跳绳一样在空中不停地摇动电线时,灵敏电流计的指针发生偏转：不摇动电线时,灵敏电流计的指针不发生偏转.由于地球是一个巨大的磁体,而磁体周围有磁场,由此可以猜想,闭合电路的部分导体在磁场中运动,可能会产生电流.”
“有道理！但是导体在磁场中怎样运动才能产生电流呢?怎样运动产生的电流会较大呢?不如我们准备器材用实验来探究一下吧,”小理接着说道.
不甘示弱的小淘赶紧说：“我们应该用一个电流表来检验是否有电流产生,”
“为了使实驗现象更明显,用灵敏电流计代替电流表效果会更好.”小研又补充道,
他们立刻来到实验室找出蹄形磁体、一段铜导体ab、灵敏电流计、开关、细线、导线连成了如图2所示的实验电路.根据自己的疑问和猜想进行了各种实验,得到了如表1记录的实验结果,
实验结束后,急性子的小淘抢先对实验结果进行了总结分析：“当开关断开时,无论导体在磁场中怎么运动,都不会产生感应电流,因此可以得出闭合电路是产生感应电流的条件之一.开关闭合时,当导体运动方向与磁感线平行时,不能产生感应电流;当导体运动方向与磁感线垂直或成锐角时,能产生感应电流,因此可以得出导体做切割磁感线运动是产生感应电流的另一个条件.当改变导体运动方向或磁场方向时,灵敏电流计指针偏转的方向也改变,说明感应电流的方向与导体运动方向、磁场方向有关.”
小研补充道：“嗯,对,通过实验还可以知道,导体运动方向与磁感线方向的夹角不同,灵敏电流计的指针偏转角度不同,且成直角时较大,这说明其他条件相同,导体运动方向与磁场方向垂直时,产生的感应电流最大.”
站在一旁的老师对他们三个积极思考的表现感到很欣慰,笑着说：“你们的实验很成功,分析得到的结论也很准确.现在对这个实验中还应该注意的问题作个总结吧.”
点拔
1.理解“做切割磁感线运动”要注意两个方面,其一,所谓“切割磁感线”,类似于切菜,垂直地切割或斜着切割都可以,也就是说导体的运动方向一定与磁感线成一定的角度,而不能与磁感线平行.其二,“切割磁感线运动”指的是导体与磁体的相对运动——磁体不运动导体运动时,导体能切割磁感线;导体不动磁体运动时,导体也能切割磁感线,同样能产生感应电流.
2.感应电流的方向与磁场方向、导体运动方向都有关.当其中一个方向改变时,感应电流的方向将随之改变：若两者方向同时改变,则感应电流方向不变.
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