Question

自古以來，人們一直認為電與磁沒有聯系，直到近代許多科學家的出色工作，才將電與磁統一起來．
（1）1820年，丹麥物理學家

奧斯特

做實驗時偶然發現，當導線中通過電流時，它旁邊的磁針發生了

偏轉

．由此說明了

電流周圍存在磁場

，在世界上第一個發現了電與磁之間的聯系．
（2）發現電流磁效應之后，許多科學家都在思索，既然電能生磁，那么反過來，磁能否生電呢？這種思考問題的方法在創造學中叫

逆向思考

法．
英國物理學家

法拉第

經過10年探索，于1831年發現了電磁感應現象．根據這個現象發明了發電機，將

機械

能轉化成

電

能，開辟了電氣化時代．
（3）什么情況下磁能生電呢？小明進行了如下的探究：如圖所示，把導線與靈敏電流計組成閉合電路．
a．讓導線在

磁場

中做

切割磁感線

運動，靈敏電流計指針偏轉，證明有感應電流生成；
b．小明進一步思考，感應電流方向與什么因素有關？小明讓導線在磁場中反方向運動，發現靈敏電流計指針偏轉的方向與剛才

相反

，證明感應電流方向與導體的運動方向

有關

（填“有關”或“無關”）．
c．小明又進一步思考，感應電流大小會與什么因素有關呢？若導線運動速度不同，能否改變感應電流的大小？
請你利用現有器材，設計出實驗方案，驗證小明的猜想．請寫出實驗步驟，并設計記錄實驗數據的表格．
①步驟：

①讓導體以較慢的速度在磁場中做切割磁感線運動，觀察靈敏電流器的指針偏轉角度；
②讓導體以較快的速度在磁場中做切割磁感線運動，觀察靈敏電流器的指針偏轉角度；
③讓導體以更快的速度在磁場中做切割磁感線運動，觀察靈敏電流器的指針偏轉角度．

．
②表格：

Answer 1

分析：（1）根據奧斯特實驗的相關基礎知識可以確定此題的答案．
（2）從磁生電，到電生磁，兩者思維角度互逆，這是一種逆向思維的方法．根據電磁感應的有關基礎知識可以確定此題的答案．
（3）a產生感應電流的條件有兩個：閉合電路；導體在磁場中做切割磁感線運動；
b根據實驗現象，即可確定感應電流的方向與導體運動方向的關系；
c利用控制變量法的思路去探究感應電流的大小與導體運動快慢是否有關．

解答：解：（1）由奧斯特實驗可知：給導體通電時，原來靜止在南北方向上的小磁針的指向發生了偏轉，由此說明了電流的周圍存在磁場．
（2）逆著電生磁的思路去考慮磁能否產生電，這是一種逆向思維法．英國物理學家法拉第最早發現了電磁感應現象，在此過程中，消耗機械能，得到電能．
（3）a、根據感應電流產生的條件可知，導體在磁場中做切割磁感線運動，電路中才會產生感應電流．
b、磁場方向不變，導體的運動方向改變，感應電流的方向發生改變，由此可知，感應電流的方向與導體運動方向有關．
c、①要探究感應電流的大小是否與導體運動的快慢是否有關，根據控制變量法的思路，就要讓其它因素不變，只改變導體在磁場中切割磁感線的速度，觀察電流表的指針偏轉角度是否變化，從而可以得到，感應電流的大小是否與導體運動的快慢有關．
由此設計實驗步驟如下：
①讓導體以較慢的速度在磁場中做切割磁感線運動，觀察靈敏電流器的指針偏轉角度；
②讓導體以較快的速度在磁場中做切割磁感線運動，觀察靈敏電流器的指針偏轉角度；
③讓導體以更快的速度在磁場中做切割磁感線運動，觀察靈敏電流器的指針偏轉角度；
根據實驗步驟設計表格如下表：

	1	2	3
速度	較慢	較快	很快
電流計指針偏轉角度

答案如下：（1）奧斯特；  偏轉；  通電導體周圍有磁場．
（2）逆向思考；  法拉第；  機械；  電．
（3）磁場；  切割磁感線；
相反；  有關；
①步驟：①讓導體以較慢的速度在磁場中做切割磁感線運動，觀察靈敏電流器的指針偏轉角度；
        ②讓導體以較快的速度在磁場中做切割磁感線運動，觀察靈敏電流器的指針偏轉角度；
        ③讓導體以更快的速度在磁場中做切割磁感線運動，觀察靈敏電流器的指針偏轉角度；
②表格：

	1	2	3
速度	較慢	較快	很快
電流計指針偏轉角度

點評：設計實驗步驟時，要圍繞實驗目的及猜想去展開．