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关于一道实验探究题答案的商樀

作者：段建梁

更新时间：2012-11-12

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如图所示；把一条大约10 m长电线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上形成闭合电路，两个同学迅速摇动这根电线，想探究摇绳能否发电，结果没有观察到灵敏电流计的指针偏转，下面是两个同学的分析，较合理的是( )　　　　

A.灵敏电流计不够灵敏
B.摇绳速度太慢
c.站立方向不对，可能两人沿南北方向站立了
D.两同学手抓电线没戴绝缘于套，是人体、大地把灵敏电流计短路了
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
本题的解析是这样的：　
选c.
摇绳速度慢，电动势、电流小，即使电流计不够灵敏，指针也应当偏转，A、B错.人体的电阻远大于灵敏电流计的电阻，即使两同学直接用于抓电线，人体、大地也不会把电流计短路，D错，没有产生感应电流的原因可能是两同学沿南北方向站立了，这种情况下，电线不切割磁感线，不产生感应电动势，也就形不成电流，C对.
在这个解析中认为，沿南北方向站立，摇绳时电线不切割磁感线。
我们知道，地球本身就是一个磁体，南极相当于磁体的N极，磁感线从南极来到达地球的北极。如图2所示。　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
无论是在南半球还是在北半球磁感线都与地面不平行，只有在赤道的上方磁感线与地面平行。在北半球的磁感线可分解为水平向北的磁感线和竖直向下的磁感线，东西站立摇绳时，电线既与向北的磁感线切割以与竖直向下的磁感线切割，南北站立摇绳时，电线与竖直向下的磁感线切割，产生的感应电动势应小点。只有在赤道的位置，磁感线是水平的。没有竖直向下分量的磁感线，南北方向站立摇绳时，电线不切割磁感线，没有感应电动势。电表指针才不偏转。
以下是北京地区在室外实测参考数据:
①导线长25 m，摇动时两个人的距离为10 m，导线长约15 m.学生用300μA灵敏电流表。导线长度沿东西方向，电流表指针左右摆动最大2~2.5格.与摇动绳子的速度有关。在南北方向摇动，摆动最大幅度略小于2格。速度基本相同的情况下.电流表指针摆动的情况与东西方向没有明显的差别。
②数字表实测:导线长仍为25 m，摇动距离仍为10 m.绳长约15 m:用直流200 mV挡测量:东西方向最大值2.4 mV;南北方向最大值1. 9 mV。东西方向与南北方向摇动时区别不大。
由此可见，结果没有观察到灵敏电流计的指针偏转，原因不在这四个选项之中。而是其它原因造成的。

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