4. (2024·南通海门市期末)在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根较轻的金属棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。

(1)在做实验前，为了排除其他因素的干扰，应选择(填“铁”或“铝”)棒为好。
(2)在(1)中提供的金属棒中，选择合适的金属棒ab进行实验，看到金属棒ab稳定时如图乙所示，这说明通电导线在磁场中受到的作用；在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时，小明先仅对调磁极位置，观察到金属棒ab稳定时如图丙所示，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与方向有关。然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将金属棒ab两端对调后接入电路，发现金属棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。你认为小明的做法错在哪里？。
(3)小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢？为此小明决定在图丙所示的实验基础上，在电路中串联接入电流表，并通过将金属棒ab换成长短、粗细相同但电阻更小的铜棒(已知铜的密度均大于铁和铝的密度)来改变电路中的电流，进行对比实验。
①实验过程中，小明应根据(填“电流表的示数”或“导线摆动角度”)来推断通电导线在磁场中的受力大小；
②闭合开关，小明发现铜棒稳定时的位置都如图丁所示，与图丙实验现象相比，小明得出结论：“在同一磁场中，通过导线的电流越大，磁场对导线的作用力就越小”。小明的这种说法是(填“正确”或“错误”)的，理由是。

4.(1)铝 (2)力 磁场 没有改变铝棒中电流方向
(3)①导线摆动角度 ②错误 铜棒的质量和原先的金属棒不同
解析:(1)因为磁铁可以吸引铁、钴、镍等物质,因此在做实验前,为了防止铁棒被磁体吸引而影响实验,应选择铝棒.
(2)在(1)中提供的金属棒中,选择合适的金属棒ab进行实验,看到金属棒ab稳定时如题图乙所示,说明通电导线在磁场中受到力的作用.在探究导线在磁场中受力方向与电流方向的关系时,小明先仅对调磁极位置,再闭合开关,受力方向改变,由此可知通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关.小明保持图甲中的磁极位置不动,将金属棒ab两端对调后接入电路,发现金属棒ab的摆动方向依然如题图乙所示,此时没有改变铝棒中电流方向,所以小明的做法错误.
(3)①实验过程中,小明应根据导线摆动角度来推断通电导线在磁场中的受力大小.②闭合开关,小明发现铜棒稳定时的位置如题图丁所示,与图丙实验现象相比,由于铝棒变为了铜棒,质量变大,重力变大,摆动相同角度,需要的磁场作用力更大,因此小明的这种说法是错误的.

5. 小华用图甲中实验装置探究“怎样产生感应电流”，用到了铁架台、蹄形磁体、灵敏电流计、直导体AB和若干根导线等器材。

(1)该实验中，灵敏电流计除了可以判断是否有感应电流产生之外，还可以粗略反映和。
(2)小华进行了如图乙所示的5次操作，其中能产生感应电流的是(填图中序号)。
(3)完成上面的探究后，小华又进行了图丙所示实验，其中a和b是电动机，闭合开关S后，电动机a开始转动，通过皮带带动b转动，此时小灯泡发光。在此过程中，将机械能转化为电能的实验装置是电动机（填“a”或“b”）。如果要使a的转动方向与原来相反，可采取的措施是。

(4)图丙的实验中，电源提供给电动机a的电能(填“大于”“小于”或“等于”)电动机b提供给小灯泡的电能。

5.(1)感应电流的大小 感应电流的方向 (2)①③④
(3)b 对调电源正负极 (4)大于
解析:(1)在实验中可通过灵敏电流计指针偏转角度粗略反映感应电流的大小,根据指针偏转方向反映感应电流的方向.
(2)产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,其中①③④导体都做切割磁感线运动,会产生感应电流,②⑤中导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流.
(3)此过程中电动机a通电后转动,将电能转化为机械能,a通过皮带带动b转动,b中线圈切割磁感线产生感应电流,相当于发电机,将机械能转化为电能.如果要使a的转动方向与原来相反,只需要改变线圈中的电流方向,即对调电源正负极即可.
(4)因为在能量转化的过程中有一部分电能转化为内能,且克服摩擦做功,所以电源提供给电动机a的电能大于电动机b提供给小灯泡的电能.