Question

11．關(guān)于電動機(jī)和發(fā)電機(jī)的研究中的有關(guān)問題，請根據(jù)要求解答．

（1）如圖1所示，使線圈位于兩磁極間：
①通電后，圖1中ab段導(dǎo)線的電流方向是由a到b（填“由a到b”或“由b到a”），圖1中導(dǎo)線所受磁場力的方向向上，則圖2中ab段所受磁場力的方向向上．
②線圈轉(zhuǎn)過圖3所示的位置時(shí)，用改變電流方向的辦法可使線圈靠磁場力繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動至少半圈．
③若把圖1中的電源換為電阻，快速轉(zhuǎn)動線圈，則電阻發(fā)熱，此過程中機(jī)械能先轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（2）圖4是探究“怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流”的實(shí)驗(yàn)裝置，ab是一根導(dǎo)體，通過導(dǎo)線、開關(guān)連接在靈敏電流計(jì)的兩接線柱上．
①本實(shí)驗(yàn)中，如果靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)，我們就認(rèn)為有感應(yīng)電流產(chǎn)生．
②閉合開關(guān)后，若導(dǎo)體不動，磁鐵左右水平運(yùn)動，電路有（填“有”或“無”）感應(yīng)電流．
③小李所在實(shí)驗(yàn)小組想進(jìn)一步探究“感應(yīng)電流的大小跟哪些因素有關(guān)？”，小李猜想：“可能跟導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動的快慢有關(guān)．”請你根據(jù)如圖4所示的實(shí)驗(yàn)裝置，幫助小李設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證她的猜想，你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)做法是：閉合開關(guān)，保持其他條件不變，只改變導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動的速度，觀察靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)程度．

Answer 1

分析 （1）電流的方向是：在電源的外部，電流從正極出發(fā)，回到負(fù)極；
電動機(jī)的原理是：通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用，其所受力的方向與電流的方向和磁場的方向有關(guān)，即只要改變一個(gè)量，其所受力的方向就會改變一次；
（2）①在探究感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)中，是通過靈敏電流表指針的偏轉(zhuǎn)來卻定感應(yīng)電流的產(chǎn)生的；
②產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動；
③要驗(yàn)證感應(yīng)電流的大小和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動快慢的關(guān)系，就要控制其它因素一定，而導(dǎo)體的運(yùn)動的速度不同．

解答 解：（1）①根據(jù)題圖中的電源左正極、右負(fù)極可以判斷，通電后，圖甲中ab段導(dǎo)線的電流方向是由a到b．圖丙中ab段導(dǎo)線中的電流方向依然是由a到b，磁場方向也沒有變化，故所受磁場力的方向和圖甲中相同，方向向上；
②通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用，其所受力的方向與電流的方向和磁場的方向有關(guān)，即只要改變一個(gè)量，其所受力的方向就會改變一次；所以改變電流方向（改變磁場的方向）的辦法可使線圈靠磁場力繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動至少半圈．
③若把圖2中的電源換為電阻，快速轉(zhuǎn)動線圈，此時(shí)相當(dāng)于一個(gè)發(fā)電機(jī)，即能產(chǎn)生電能，故是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程；同時(shí)電阻發(fā)熱，這是電流的熱效應(yīng)，該過程是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程．
（2）①感應(yīng)電流就是通過靈敏電流表的指針偏轉(zhuǎn)來體現(xiàn)的，若靈敏電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，就說明產(chǎn)生了感應(yīng)電流；
②磁鐵左右水平運(yùn)動，以磁鐵為參照物，導(dǎo)線就是水平運(yùn)動的，做的是切割磁感線的運(yùn)動，所以就會產(chǎn)生感應(yīng)電流；
③要驗(yàn)證感應(yīng)電流的大小和導(dǎo)體運(yùn)動快慢的關(guān)系，就要控制其它因素一定，而導(dǎo)體的運(yùn)動快慢不同，通過觀察電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況，得出感應(yīng)電流的大小和導(dǎo)體運(yùn)動速度的關(guān)系．
故答案為：（1）①由a到b；向上；②改變電流方向；③電；內(nèi)；
（2）①靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)；②有；③閉合開關(guān)，保持其他條件不變，只改變導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動的速度，觀察靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)程度．

點(diǎn)評 該題考查了通電導(dǎo)線在磁場中受力方向的影響因素和發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能、消耗電能的能量轉(zhuǎn)化，是一道綜合題，故同學(xué)們應(yīng)細(xì)心解決．