Question

11．關于電動機和發(fā)電機的研究中的有關問題，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線圈轉過圖3所示的位置時，用改變電流方向的辦法可使線圈靠磁場力繼續(xù)順時針轉動至少半圈．
③若把圖1中的電源換為電阻，快速轉動線圈，則電阻發(fā)熱，此過程中機械能先轉化為電能再轉化為內(nèi)能．
（2）圖4是探究“怎樣產(chǎn)生感應電流”的實驗裝置，ab是一根導體，通過導線、開關連接在靈敏電流計的兩接線柱上．
①本實驗中，如果靈敏電流計的指針偏轉，我們就認為有感應電流產(chǎn)生．
②閉合開關后，若導體不動，磁鐵左右水平運動，電路有（填“有”或“無”）感應電流．
③小李所在實驗小組想進一步探究“感應電流的大小跟哪些因素有關？”，小李猜想：“可能跟導體切割磁感線運動的快慢有關．”請你根據(jù)如圖4所示的實驗裝置，幫助小李設計實驗來驗證她的猜想，你設計的實驗做法是：閉合開關，保持其他條件不變，只改變導體切割磁感線運動的速度，觀察靈敏電流計的指針偏轉程度．

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)，回到負極；
電動機的原理是：通電導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，即只要改變一個量，其所受力的方向就會改變一次；
（2）①在探究感應電流的實驗中，是通過靈敏電流表指針的偏轉來卻定感應電流的產(chǎn)生的；
②產(chǎn)生感應電流的條件是閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動；
③要驗證感應電流的大小和導體切割磁感線運動快慢的關系，就要控制其它因素一定，而導體的運動的速度不同．

解答 解：（1）①根據(jù)題圖中的電源左正極、右負極可以判斷，通電后，圖甲中ab段導線的電流方向是由a到b．圖丙中ab段導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，即只要改變一個量，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)順時針轉動至少半圈．
③若把圖2中的電源換為電阻，快速轉動線圈，此時相當于一個發(fā)電機，即能產(chǎn)生電能，故是將機械能轉化為電能的過程；同時電阻發(fā)熱，這是電流的熱效應，該過程是將電能轉化為內(nèi)能的過程．
（2）①感應電流就是通過靈敏電流表的指針偏轉來體現(xiàn)的，若靈敏電流表的指針發(fā)生偏轉，就說明產(chǎn)生了感應電流；
②磁鐵左右水平運動，以磁鐵為參照物，導線就是水平運動的，做的是切割磁感線的運動，所以就會產(chǎn)生感應電流；
③要驗證感應電流的大小和導體運動快慢的關系，就要控制其它因素一定，而導體的運動快慢不同，通過觀察電流表的指針偏轉情況，得出感應電流的大小和導體運動速度的關系．
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靈敏電流計的指針偏轉；②有；③閉合開關，保持其他條件不變，只改變導體切割磁感線運動的速度，觀察靈敏電流計的指針偏轉程度．

點評 該題考查了通電導線在磁場中受力方向的影響因素和發(fā)電機產(chǎn)生電能、消耗電能的能量轉化，是一道綜合題，故同學們應細心解決．