2026年金学典同步作业设计九年级物理全一册人教版第169页答案
10. 如图所示,在摇绳发电活动中,小西和小安把一根大约10 m长的电线的两端分别连在一个灵敏电流计的两个接线柱上,形成闭合导体回路,然后他们沿某一方向站立并迅速摇动这根电线,发现灵敏电流计的指针摆动。为使实验现象更明显,你认为小西和小安应该沿东西方向还是南北方向站立?请说明你的理由。

答案

应沿东西方向站立。
理由:地球周围存在磁场,地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近,地磁场方向由南向北沿地球表面附近(近似南向北),当导线沿东西方向摆动时,会做切割地磁感线运动,从而产生较明显感应电流;若沿南北方向站立摇动电线,电线运动方向与地磁场方向基本平行,几乎不切割磁感线,产生的感应电流很弱。

解析

【分析】
要解决这个问题,需结合电磁感应产生感应电流的条件和地磁场的特点分析:感应电流产生的条件是闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动;地球周围存在地磁场,地表附近地磁场的方向大致为南北方向。要让实验现象更明显,需让导线在摇动时尽可能切割更多的磁感线,因此要判断站立方向如何使导线运动方向与地磁场方向垂直。
【解析】
1. 明确实验原理:该实验利用电磁感应现象,闭合导体回路的一部分导体做切割磁感线运动时,会产生感应电流,使灵敏电流计指针摆动。
2. 分析地磁场方向:地球的地磁场,地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,因此地表附近的地磁场方向大致沿南北方向(由南指向北)。
3. 判断站立方向:若小西和小安沿东西方向站立,摇动电线时,电线的运动方向(左右方向,即东西方向)与地磁场的南北方向垂直,电线会切割地磁感线,产生较强的感应电流,使电流计指针摆动更明显;若沿南北方向站立,摇动电线时,电线的运动方向与地磁场方向基本平行,几乎不切割磁感线,产生的感应电流很弱,实验现象不明显。因此应沿东西方向站立。
【答案】
应沿东西方向站立。理由:地球周围存在地磁场,地表附近地磁场方向大致由南向北;当沿东西方向站立摇动电线时,电线的运动方向与地磁场方向垂直,会切割地磁感线,产生较强的感应电流,使实验现象更明显;若沿南北方向站立,电线运动方向与地磁场方向平行,几乎不切割磁感线,感应电流很弱,实验现象不明显。
【知识点】
电磁感应、地磁场
【点评】
本题结合摇绳发电的实际场景,考查电磁感应的条件和地磁场的特点,需要将物理知识与实际应用结合,理解切割磁感线的方向与磁场方向的关系,是电磁感应部分的基础应用题。
【难度系数】
0.5