Question

在“研究电磁感应现象”的实验中：
（1）现有器材：A．零刻度在中央的灵敏电流计；B．带软铁棒的原、副线圈；C．蓄电池；D．滑动变阻器；E．电键；F．废干电池；G．阻值几十千欧的限流电阻；H．铜环；I．导线若干．实验时，为查明电流表指针偏向和通入电流方向的关系，应选用上述器材中的______组成电路（填器材前的字母）．
（2）若选用部分器材组成如图1所示实物连接图，合上电键S时发现电流表指针向右偏，填写下表空格：

实验操作	指针偏转情况
滑片P右移时
原线圈停留在副线圈中时
拔出原线圈时

（3）如图1所示，A、B为原、副线圈的俯视图，已知副线圈中产生顺时针方向的感应电流，根据图1如果原线圈中电流为顺时针方向，则原线圈的运动情况是______．
（4）某同学利用（1）中部分器材连接了一实验电路如图3所示，实验过程中螺线管竖直放置且距水平桌面高20cm，S保持闭合．一铜环O沿螺线管的轴线下落，在下落到水平桌面的过程中环面始终保持水平．位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距离．铜环先后经过轴线上的1、2、3位置，关于铜环在1、2、3位置时的相关物理量大小比较，在1位置时______最大；在2位置时______最大；在3位置时______最大．（每空需填两个物理量）

Answer

（1）探究电流表指针偏向和通入电流方向的关系，需要有电源、电流表、开关、滑动变阻器、导线等实验器材．
（2）根据闭合电键时磁场方向、磁通量变化情况及电流表指针偏转方向，然后分析各种情况下，电流表指针的偏转方向．
（3）由楞次定律可知，当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流与原电流方向相同．
（4）分析铜环的运动过程，从机械能、加速度、感应电动势等方面分析答题．
【解析】
（1）实验需要的器材有：电源、电流表、开关、滑动变阻器、导线等，因此可以选择：A、C、E、G、I，或A、E、F、G、I．
（2）合上电键S时，穿过线圈的磁通量变大，电流表指针向右偏，这说明：磁场方向不变，磁通量变大时，指针向右偏转，磁通量变小时，指针向左偏转；
由电路图可知，滑片向右移时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，流过原线圈的电流变大，穿过副线圈的磁通量增大，电流表指针向右偏转；
原线圈停留在副线圈中时，穿过副线圈的磁通量不变，副线圈没有感应电流产生，电流表指针不发生偏转；
原线圈拔出副线圈时，穿过副线圈的磁通量减小，电流表指针向左偏转；如下表所示．

实验操作 指针偏转情况
滑片P右移时 向右偏转 
原线圈停留在副线圈中时 不偏转
拔出原线圈时    向左偏转

（3）当原线圈从副线圈中拔出时，穿过副线圈的磁通量减小，感应电流方向与原电流方向相同，都沿顺时针方向．
（4）铜环在下落过程中要克服安培力做功，把机械能转化为内能，因此在1位置，铜环的机械能、重力势能最大；在2位置时，穿过环的磁通量不变，环只受到重力作用，环受到的合力最大，环的加速度最大；在3位置，环的速度最大，穿过环的磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大，感应电流最大．
故答案为：（1）A、C、E、G、I（或A、E、F、G、I）；（2）如上表所示；（3）原线圈从副线圈中拔出；（4）机械能、重力势能；加速度、合力；感应电流、感应电动势．