Question

【題目】在觀察“磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用”活動(dòng)中，小明用導(dǎo)線在固定的接線柱MN下懸掛一根輕質(zhì)的鋁棒ab，然后將其作為通電導(dǎo)線接入電路放在蹄形磁體的磁場(chǎng)里，如圖甲所示。

（1）小明閉合開關(guān)，看到鋁棒穩(wěn)定時(shí)如圖乙所示；在探究導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力方向與電流方向、磁場(chǎng)方向的關(guān)系時(shí)，小明先僅對(duì)調(diào)磁極位置，閉合開關(guān)，觀察到鋁棒ab穩(wěn)定時(shí)如丙所示，由此可知通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的方向與____________方向有關(guān)。然后小明保持圖甲中的磁極位置不動(dòng)，將鋁棒ab兩端對(duì)調(diào)后接入電路，發(fā)現(xiàn)鋁棒ab的擺動(dòng)方向依然如圖乙所示，由此小明認(rèn)為通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力方向與電流方向無關(guān)。你認(rèn)為小明的做法對(duì)嗎?____為什么?_________。

（2）小明進(jìn)一步猜想：在同一磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線的作用力是否與通過導(dǎo)線的電流大小有關(guān)呢?為此小明決定在圖丙所示的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，在電路中串入電流表，并通過將鋁棒ab換成長短、粗細(xì)均相同但電阻更大的鐵棒和電阻更小的銅棒來改變電路中的電流，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

① 實(shí)驗(yàn)過程中，小明應(yīng)根據(jù)______（選填“電流表的示數(shù)”或“導(dǎo)線擺動(dòng)角度”）來推斷通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力大小。

② 閉合開關(guān)，小明發(fā)現(xiàn)鐵棒穩(wěn)定時(shí)的位置都如圖丁所示，與丙圖實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相比，小明感到非常困惑。請(qǐng)你指出小明實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中存在的問題并提出改進(jìn)方法。

存在問題：_____________。

改進(jìn)方法：_________________。

（3）若想利用小明的實(shí)驗(yàn)裝置繼續(xù)探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，我們只需將圖甲中的__________（選填“開關(guān)”、“鋁棒ab” 或“電源”）替換成_____________即可。

Answer 1

【答案】磁場(chǎng) 不對(duì) 因?yàn)閷�鋁棒ab兩端對(duì)調(diào)后接入電路，電流方向還是不變 導(dǎo)線擺動(dòng)角度 鐵棒在磁場(chǎng)中會(huì)受到磁鐵的吸引力 把丁圖的鐵棒換成與丙圖相同的銅棒 電源 靈敏電流表

【解析】

(1)[1]僅對(duì)調(diào)磁極位置，由此可知通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的方向與磁場(chǎng)方向有關(guān)；

[2][3]小明的做法不對(duì)；因?yàn)閷�鋁棒ab兩端對(duì)調(diào)后接入電路，電流方向還是不變，那么受力方向也不變，電流方向?qū)嶋H上是沒有變化的；

(2)[4]為了探究磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線的作用力是否與通過導(dǎo)線的電流大小有關(guān)，需改變電流的大小，觀察金屬棒的受力大小，應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線擺動(dòng)角度來推斷通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力大��；

[5][6]由于鐵棒比鋁棒電阻大，根據(jù)可知，在電源電壓不變時(shí)，通過鐵棒的電流較小，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度相同時(shí)，電流越小，導(dǎo)體受到的磁場(chǎng)力越小，因此鐵棒比鋁棒擺動(dòng)的幅度小；所以實(shí)驗(yàn)中存在的問題是：鐵棒在磁場(chǎng)中會(huì)受到磁鐵的吸引力；改進(jìn)方法是：把丁圖的鐵棒換成與丙圖相同的銅棒；

(3)[7][8]探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即磁生電，只需將圖甲中的電源替換成靈敏電流表即可，這電流表能顯示是否有電流產(chǎn)生。