Question

8．與電和磁有關的問題，小組回顧了電和磁有關的問題．
（1）實驗一：由下面如圖1所示的實驗可知：通電導線的周圍有磁場；此磁場的方向跟電流有關．這種現象叫電流的磁  效應，電磁鐵就是利用這種效應制成的．
（2）小紅利用電磁鐵設計了一種微機室防盜報警器（如圖2）．在微機室房門處安裝開關S，電鈴安在傳達室．當房門被推開時，開關S閉合，電流通過電磁鐵，電磁鐵有（填“有”或“無”）磁性，并且B端為N  極，跟金屬彈性片上的磁鐵相互排斥，電鈴電路接通，電鈴報警．
（3）實驗三：如圖3裝置：把導線與靈敏電流計組成閉合電路，讓導體ab做切割磁感線運動，靈敏電流計的指針會發生偏轉，證明有感應電流生成．它是由英國物理學家法拉第經過十年探索發現的電磁感應現象．據此發明了發電機，開辟了電氣化時代．
（4）實驗四如圖4裝置：
①閉合開關，發現導體ab運動起來，說明通電導體在磁場中受到力的作用．
②小紅又進一步思考，通電導體在磁場中受力的大小與什么因素有關呢？若導體中電流大小改變，能否改變受力大小呢？
請你在上面實驗裝置基礎上加以改進，設計出實驗方案，驗證小紅的猜想．寫出實驗步驟，并設計實驗記錄表格．
步驟：在原電路中串聯一個滑動變阻器和一只電流表，改變滑動變阻器滑片的位置3次，使電路中的電流改變3次，觀察導體ab運動的快慢
表格：

實驗次數	1	2	3
電流大小	大	中	小
運動的快慢

．

Answer 1

分析 （1）小磁針受到磁場力的作用而發生偏轉，小磁針的受力方向與磁場方向有關；分析圖示現象，根據圖示情景分析答題．
（2）分清哪是控制電路，哪是工作電路，對電磁繼電器的分析要從控制電路開始，看控制電路的通斷對電磁鐵磁性的影響，再根據電磁鐵對工作電路的影響，判斷工作電路中的各元件工作情況．
（3）閉合電路的部分導體切割磁感線，電路中會產生感應電流，這就是電磁感應現象，是由英國物理學家法拉第發現的；根據電磁感應現象制成了發電機．
（4）力是改變物體運動狀態的原因；當力的方向發生改變的時候，受力物體的運動狀態也會發生改變；
探究通電導體在磁場中受力的大小與導體中電流的大小關系時，應控制其它量不變，只改變電路中的電流的大小，然后觀察導體運動的快慢即可，電路中的電流可以滑動變阻器來實現，最后根據實驗步驟和現象設計實驗表格．

解答 解：（1）由圖甲可知，導線中有電流時，小磁針發生偏轉，說明小磁針周圍存在磁場；圖乙導線中沒有電流，小磁針不偏轉，說明小磁針周圍不存在磁場；圖甲與丙能看出，導線電流方向不同，小磁針偏轉方向不同，這說明電流方向不同，磁場方向不同，磁場方向與電流方向有關；該現象就是電流的磁效應；
（2）圖2左側為控制電路，根據電流方向，由安培定則可知，B端為N 極，
當開關閉合時，電磁鐵獲得磁性，要使得彈性片上的開關閉合，即必須讓金屬彈性片上的磁鐵向右運動，即相互排斥，使右側工作電路開始工作，電鈴報警．
（3）把導線與靈敏電流計組成閉合電路，讓導體ab切割磁感線，靈敏電流計的指針會發生偏轉，證明有感應電流生成．它是由英國物理學家法拉第經過十年探索發現的電磁感應現象．據此發明了發電機，開辟了電氣化時代．
（4）①當閉合開關，導體ab中會有電流通過，此時發現導體ab由靜止變運動，故說明通電導線在磁場中受力的作用；
②探究電導體在磁場中受力的大小與導體中電流的大小關系時，應控制其它不變，只改變電路中的電流大小即可，根據所學可知滑動變阻器可以實現這一目的；
利用滑動變阻器調節電路中的電流即通過導體的電流，然后觀察導體運動的快慢即可得出通電導體在磁場中受力的大小與通過的電流是否有關，故應把通過導體電流的大小和導體運動的快慢記錄實驗表格．
表格如下：

實驗次數	1	2	3
電流大小	大	中	小
運動的快慢

故答案為：（1）通電導線的周圍；電流的方向；磁；
（2）有；N；排斥；接通；
（3）做切割磁感線運動；法拉第；發電機；
（4）導體ab運動起來；
（2）①在原電路中串聯一個滑動變阻器和一只電流表，改變滑動變阻器滑片的位置3次，使電路中的電流改變3次，觀察導體ab運動的快慢；
②見下表：

實驗次數	1	2	3
電流大小	大	中	小
運動的快慢

點評 （1）該題考查了奧斯特實驗及電磁繼電器的應用，特別是對電磁繼電器電路的工作過程進行分析，一般的思路是，先明確控制電路與工作電路，再從控制電路入手，看電磁鐵磁性的有無對工作電路觸點連接情況的影響，最后確定工作電路中的工作情況．
（2）本題考查了學生對通電導體在磁場中受力的掌握和應用，以及影響通電導體在磁場中受力大小因素的探究，側重考查了控制變量法的應用，控制變量法是初中階段最重要的方法之一，平時要注意理解與掌握．