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弹簧伸长
小磁针发生偏转
【分析】
首先观察电路结构:导体AB与线框abcd、螺线管L、导线EF组成闭合电路。当导体AB水平向左运动时,它是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,根据电磁感应原理,电路中会产生感应电流。接下来依次分析电路各部分的现象:
1. 感应电流通过螺线管L时,螺线管因电流的磁效应产生磁场,对铁块产生吸引力,使弹簧被拉长;
2. 感应电流通过导线EF时,导线周围产生磁场,根据奥斯特实验,小磁针会受磁场作用发生偏转;
3. 感应电流通过线圈abcd时,通电线圈在磁场中会受力发生转动。我们只需从中选取两个现象即可。
【解析】
1. 导体AB水平向左运动,闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动,电路中产生感应电流;
2. 感应电流通过螺线管L,螺线管产生磁性,吸引铁块,使弹簧伸长;
3. 感应电流通过导线EF,导线周围产生磁场,小磁针在磁场作用下发生偏转;
4. 感应电流通过线圈abcd,通电线圈在磁场中受力转动。
选取其中两个现象即可,如弹簧伸长、小磁针发生偏转。
【答案】
(1) 弹簧伸长
(2) 小磁针发生偏转(答案不唯一,线圈abcd转动等合理答案也可)
【知识点】
电磁感应、电流的磁效应、通电导体在磁场中受力转动
【点评】
本题综合考查电磁感应、电流的磁效应及通电导体在磁场中受力的相关知识,需要学生理清电磁现象的连锁反应,将多个电磁学知识点结合分析,侧重对知识综合应用能力的考察。
【难度系数】
0.5
【分析】
首先回忆感应电流产生的条件:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,灵敏电流计指针偏转说明有感应电流。要让指针偏转最明显,需要产生的感应电流最大,这就要求导体切割磁感线的效果最好。首先明确地磁场的磁感线大致沿南北方向,那么导体(长导线)要尽可能垂直切割磁感线,所以需要分析甲、乙的站立方向,使得摇绳时导线的运动方向与地磁场磁感线垂直,这样切割效果最佳,感应电流最大,指针偏转最明显。
【解析】
1. 感应电流产生的条件:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流,灵敏电流计指针偏转意味着电路中有感应电流。
2. 地磁场的特点:地球周围存在地磁场,地磁场的磁感线大致沿南北方向分布。
3. 切割磁感线的效果:要使感应电流最大,需让长导线尽可能垂直切割地磁场的磁感线。当甲、乙两个同学沿东西方向站立摇绳时,长导线的运动方向与地磁场磁感线方向垂直,此时导线切割磁感线的效果最显著,电路中产生的感应电流最大,因此灵敏电流计指针的偏转最明显。
【答案】
甲、乙两个同学沿东西方向站立摇绳时,灵敏电流计指针的偏转最明显。
原因:地磁场的磁感线大致沿南北方向,当甲、乙沿东西方向站立摇绳时,长导线(作为闭合电路的一部分导体)会垂直切割地磁场的磁感线,此时导线中产生的感应电流最大,灵敏电流计指针偏转最明显。
【知识点】
电磁感应现象,地磁场,切割磁感线
【点评】
本题将电磁感应现象与地磁场知识结合,以生活中的跳绳场景为载体,考察学生对感应电流产生条件的理解,以及对地磁场方向的应用,需要学生将物理知识与实际情景结合分析,培养知识迁移能力。
【难度系数】
0.6