2024年中考物理实验(全国版)：探究探究什么情况下磁可以生电（原卷版）

实验19探究探究什么情况下磁可以生电

基础考点梳理

电磁感应：闭合回路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流的现象叫电磁感应。

1.【实验装置】如图所示.

2.【交流与评估】

(1)金属棒的材料不能是铁、钻、镣：.

(2)实验方法：

①转换法：本实验通过灵敏电流计指针的偏转情况反映：.

②控制变量法：若要探究感应电流方向与磁场方向的关系，应控制金属棒运动方向不变，改变磁场方向；

若要探究感应电流方向与导体运动方向的关系，应控制磁场方向不变，改变导体运动方向.

(3)感应电流的方向与和_________________________有关.

①如果只把磁体的N、S极对调，灵敏电流计的指针偏转方向将__________;如果只让金属棒向相反方向做

切割磁感线运动，灵敏电流计的指针偏转方向也将;

②如果把磁体的N、S极对调，并让金属棒向相反方向做切割磁感线运动，灵敏电流计指针偏转方向;

(4)感应电流的大小与和有关.

(5)实验时如果增加金属棒切割磁感线的长度，则灵敏电流计的指针偏转角度会增大，感应电流增大.

(2)实验过程中灵敏电流计的指针偏转不明显，可以采取的改善方法：、—、—等.

(3)闭合开关，金属棒做切割磁感线运动时，将—转化为—，这是电磁感应现象，这一原理在生活中

的应用有一、—等.

(4)实验中，若金属棒无论怎样移动，发现灵敏电流计指针都不偏转，出现这种情况的原因可能是.

(5)实验中，闭合开关后，若金属棒不动，左右移动磁体，金属棒切割了磁感线，电路中.

(6)若将图中的灵敏电流计换成电源，就可以用来研究.

【实验结论】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.

典型例题赏析

1.某校九年级一班物理兴趣小组的同学，学习了磁现象的知识后，怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究

甲乙丙丁

(1)如图甲，将小磁针放在南北方向的直导线正下方，小磁针静止，N极指向北。如图乙触接电源，小

磁针的N极向纸外偏转。断开连接后，小磁针恢复到图甲位置。如图丙，将电源正负极对调，再次触接

电源，小磁针的N极向纸内偏转。贝心

①通电导线周围存在磁场，且磁场的方向与有关。

②断开电源后，小磁针恢复到图甲状态，这是因为小磁针受到了的作用。

③如图丁所示，高速电子束飞过小磁针上方时，小磁针将发生如图(选填“乙”或“丙”)所

示方向的偏转。

(2)利用图戊所示的装置，让闭合电路中的一部分导体AB在磁场中运动，观察电流表指针的偏转情况,

记录在表中。已知当电流从电流表的左侧接线柱流入时，指针向左偏转；从右侧接线柱流入时，指针向

右偏转。

实验次数导体棒移动情况电流表指针偏转情

况

1竖直向上不偏转

2竖直向下不偏转

3水平向左向右偏转

4水平向右向左偏转

根据表中记录的实验信息，完成下列问题：

①由第1、2两次实验可知，导体棒AB平行于磁感线运动，闭合回路中(填"会”或“不会”)

产生感应电流。

②由第3、4两次实验可知，导体棒AB中感应电流的方向与的方向有关。如果固定导体棒

AB,水平向右移动磁铁，电流表的指针向偏转。

③小明将电流表换成完好的小灯泡，再做第3、4两次实验时小灯泡不亮，最可能的原因

是。

2.科学家发现：在电磁感应现象中，感应电流的方向与磁场方向、导体切割磁感线运动的方向有关。图甲

所示a、b导体由导线连接成闭合回路，全部器材均处于静止状态。

第1次实验：将磁铁E水平向左抽出时，发现导体b会受到水平向右的磁场力而向右运动。

第2次实验：仅取走磁铁F后，再进行和第1次实验相同的操作，导体b保持静止。

甲乙

（1）在（选填“第1次”、“第2次”或“两次”）实验中，电路中产生感应电流，利用这

个原理制成了（选填“发电机”或“电动机”）。

（2）第3次实验：如图乙所示，使导体a水平向左运动，与第1次实验相比：

①感应电流方向（选填“相同”或“相反”）。

②导体b受到水平向（选填“左”或“右”）的磁场力。

3.迈克尔•法拉第（MichaelFaraday,1791年9月22日~1867年8月25日），英国物理学家、化学家，也

是著名的自学成才的科学家，出生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭，仅上过小学。1831年，他作出了

关于电力场的关键性突破一一发现了电磁感应定律，永远改变了人类文明。1831年8月29日，法拉第

终于取得突破性进展。这次他用一个软铁圆环，环上绕两个互相绝缘的线圈A和B,如图1所示。他在

日记中写道：“使一个有10对极板，每板面积为4平方英寸的电池充电。用一根铜导线将一个线圈，或

更确切地说把B边的线圈的两个端点连接，让铜线通过一定距离，恰好经过一根磁针的下方（距铁环3

英尺远），然后把电池连接在A边线圈的两端；这时立即观察到磁针的效应，它振荡起来，最后又停在

原先的位置上，一旦断开A边与电池的连接，磁针再次被扰动。”

图2

（1）请根据法拉第日记的描述，用笔画线代替导线，完成电路的连接。

（2）为保证实验顺利进行，尽量不受外界干扰，你认为实验时要注意的是0

（3）根据法拉第的发现，王浩同学进行如图2的实验进行探究影响感应电流方向因素的实验。

①如图甲所示，当灵敏电流计指针左偏时，通过灵敏电流计的电流方向是（填从下往上或

从上往下）。

②如图乙所示，把条形磁铁插入线圈时，发现灵敏电流计指针发生了偏转，证明产生了感应电流，则产

生感应电流的条件是O

③继续试验得到如图丙、丁，比较乙、丙，说明感应电流的方向与有关；比较乙、丁，说

明感应电流的方向与有关。

④王浩同学继续深入思考，发现如图乙、丙、丁中通电螺线管产生的磁场方向和外界磁场的变化是

（填相同或相反）。他把这个发现告诉老师，老师表扬他：你已经和楞次一样厉害了！

4.老师在课堂上演示了“手摇发电机发电”（图甲），小军发现线圈在磁场中转动时，小灯泡一闪一闪的

发光。他思考感应电流的大小与哪些因素有关呢？小军提出了自己的疑问以后，学习小组的同学们都很

感兴趣，迅速展开讨论，并提出了以下猜想：

猜想一：感应电流大小与磁场的强弱有关

猜想二：感应电流大小与导体切割磁感线运动的速度有关

猜想三：感应电流大小与导体运动方向和磁感线的夹角有关

为了能够完成全部探究任务，他们设计了如图乙所示的实验装置进行实验，并将实验现象和数据记入如

下表格中：

乙

次数滑片P的导体ab移动的方向与水导体ab移动的速度v/cm・s1灵敏电流计指针偏转的最大

位置平方向的夹角/度幅度

1左051格

2左0102格

3左0204格

4左30101.7格

5左30203.4格

6左60101格

7中0102.5格

8中0205格

9右0206格

(1)为了验证猜想一，他们用电磁铁代替了蹄形磁铁，这样设计的好处是O

实验步骤如下：

步骤一：闭合开关S1和S2,将滑动变阻器的滑片P移至左端，并将导体ab以某一速度水平向右移动，

观察并记录灵敏电流计指针偏转的最大幅度；

步骤二：将滑片P向右移动，电磁铁的磁场变,导体ab以同一速度水平向右移动，观察并记录

灵敏电流计指针偏转的最大幅度；

步骤三：将滑片P移动至右端，重复步骤二。

①实验中，通过观察反映感应电流的大小。

②通过分析表格中的数据，得出的结论是：O

(2)分析三组数据，可以验证猜想二的结论是正确的。

(3)根据2、4、6三组数据，可得出结论是：在其他条件一定时，导体切割磁感线运动的方向与磁感线

的夹角越,感应电流越大。

(4)结合实验分析，老师在匀速转动手柄时，通过灯泡的电流忽大忽小的原因

是0

5.学校的魔方兴趣小组有一款奇异的魔方，如图甲所示。在魔方的内部，嵌入了金属丝，当转动带有磁性

的小方块时可以产生电能，可通过USB端口给移动设备充电。为了弄清这款魔方的工作原理，同学们找

来了如图乙所示的实验装置进行探究：

(1)当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计指针没有偏转，说明电路中(选填

“有”或“没有”)电流产生。

(2)小芳无意间碰到导体ab,导体ab晃动起来，此时灵敏电流计指针发生了偏转，小明就说：“让导

体在磁场中运动就可以产生电流了”，但小芳认为不一定产生电流，还要看导体怎样运动。

为了验证自己的猜想，他们继续探究，并把观察到的现象记录在了表中：

序号磁体摆放方向ab运动方向电流计指针偏转情况

1S极在上水平向左运动偏转

2N极在下水平向右运动偏转

3竖直向上运动不偏转

4竖直向下运动不偏转

随后，兴趣小组的同学们还探究了S极在下，N极在上的情况，并发现了类似的现象。通过进一步探究

得出：当闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中能产生电流，此过程中的导体ab

相当于电路中的。与这个过程中能量转化相同的装置是(选填“电动机”或“发

电机”)。

(3)他们联想到魔方中是磁性小方块围绕金属丝转动而产生电流，是磁体围绕着导体运动，而不是导体

在磁场中运动，于是他们闭合电路后将磁体进行了如下的四个方向的运动，其中能够产生电流的是

图。

6.探究产生感应电流的条件。

【提出问题】电流能产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？如果能，需要什么条件？

【设计实验】利用如图所示的装置，将导体ab悬挂起来，并使导体ab水平置于蹄形磁体的磁场中；

【进行实验】闭合开关，让导体ab在磁场中运动，观察灵敏电流计指针的偏转情况，并记录在下表中；

表格1：

序号开关磁场方向导体ab运动方向指针偏转情况

1断开上N下S向左和向右运动不偏转

2闭合上N下S竖直向上和向下不偏转

3闭合上S下N竖直向上和向下不偏转

4闭合上S下N向前和向后运动不偏转

表格2：

序号开关磁场方向导体ab运动方向指针偏转情况

5闭合上N下S向左运动向右偏转

6闭合上N下S向右运动向左偏转

7闭合上S下N向右运动向右偏转

8闭合上S下N向左运动向左偏转

［分析与论证】

(1)从表格1实验序号1,2,3,4可知：开关断开、导体ab平行于磁感线运动和向前向后运动时，电

路中都(选"会”或“不会”)产生感应电流；

(2)从表格2分析，可以得出产生感应电流的条件：电路的一部分导体在磁场中做

运动时，导体中就会产生电流。

(3)比较表格2实验序号可知，感应电流的方向与磁场方向方向有关。

(4)比较表格2实验序号5,6可知，感应电流的方向还与方向有关。

［实践与思考】

（5）考虑到想给LED灯珠供电使其发光，希望产生的感应电流大一些。科学小组根据学习经验猜想，

感应电流的大小与磁场强弱、垂直切割磁感线的速度大小和导体根数有关。

①在保证垂直切割磁感线的速度大小和导体根数不变时，更换强磁体完成实验，此时因观察灵敏电流计

指针的（选填“偏转和不偏转”“偏转角度的大小”）

②根据并联电路干路电流等于各支路电流之和，在保证磁场强弱和垂直切割磁感线的速度大小不变的同

时，应该用替代导体ab。

③第三步，在保证磁场强弱和导体ab不变时，加快垂直切割磁感线的速度大小，灵敏电流计的示数明显

增大很多，说明感应电流大小与有关。

7.在“探究感应电流产生条件”的实验中，小明和小华发现小量程电流表指针摆动的角度有时会不同。于

是，他们想探究产生感应电流的大小与哪些因素有关。经过讨论后，他们提出了以下几种猜想：

猜想1：与磁场的方向有关；

猜想2：与导体切割磁感线运动的速度大小有关；

猜想3：与磁场的强弱有关。

（1）如图甲，为了验证猜想1是否正确，小明将磁体A放在水平面上，驱动装置（由两根绝缘硬棒ab、

cd组成）使导体PQ以3.0cm/s的速度水平匀速向右运动（导体运动区域的磁场强弱相同），读出小量程

电流表的示数为6mA。然后，将磁体A上下颠倒，使导体PQ仍以3.0cm/s的速度水平匀速向右运动，

发现小量程电流表的示数仍为6mA。这说明猜想1是（选填“正确”或“错误”）的。

（2）在验证猜想2时，如图在同一磁体A中驱动装置使导体PQ以不同的速度大小水平匀速向右运动,

读出小量程电流表测出的数值，记录的部分数据如表:

实验序号12345

速度v/cm・s11.01.53.03.44.0

感应电流I/mA