自古以來，人們一直認為電與磁沒有聯系，直到近代許多科學家的出色工作，才將電與磁統一起來．
（1）1820年，丹麥物理學家______做實驗時偶然發現，當導線中通過電流時，它旁邊的磁針發生了______．由此說明了______，在世界上第一個發現了電與磁之間的聯系．
（2）發現電流磁效應之后，許多科學家都在思索，既然電能生磁，那么反過來，磁能否生電呢？這種思考問題的方法在創造學中叫______法．
英國物理學家______經過10年探索，于1831年發現了電磁感應現象．根據這個現象發明了發電機，將______能轉化成______能，開辟了電氣化時代．
（3）什么情況下磁能生電呢？小明進行了如下的探究：如圖所示，把導線與靈敏電流計組成閉合電路．
a．讓導線在______中做______運動，靈敏電流計指針偏轉，證明有感應電流生成；
b．小明進一步思考，感應電流方向與什么因素有關？小明讓導線在磁場中反方向運動，發現靈敏電流計指針偏轉的方向與剛才______，證明感應電流方向與導體的運動方向______（填“有關”或“無關”）．
c．小明又進一步思考，感應電流大小會與什么因素有關呢？若導線運動速度不同，能否改變感應電流的大小？
請你利用現有器材，設計出實驗方案，驗證小明的猜想．請寫出實驗步驟，并設計記錄實驗數據的表格．
①步驟：______．
②表格：

按下列要求在答題卡上作圖。

（1）重為20N的木箱靜止在斜面上，請在圖10中作出木箱受到重力的示意圖。

（2）請在圖11中畫出入射光線通過凸透鏡后的折射光線。

（3）請根據圖12中小磁針靜止時的指向，標出通電螺線管中的電流方向。

“大膽猜想與小心求證”是科學研究的基本要求．如圖是課堂上的演示實驗，在靜止指向南北方向的小磁針上方平行地放一根直導線，閉合開關，原來靜止的小磁針轉動了．某同學看了實驗后想到:小磁針轉動肯定是因為受到力的作用．這個力是誰施加給它的呢？他認為有這幾種可能:可能是風吹；可能是小磁針旁磁鐵的吸引；可能是鐵質物體接近小磁針；還可能是直導線中有電流通過時產生了磁場．

(1)該同學得出“小磁針轉動肯定是因為受到力的作用”的結論，其依據是：         ；
(2)鐵質物體接近小磁針，小磁針會轉動，這是因為：       ；
(3)為了驗證是“直導線中通過電流產生的磁場使小磁針轉動”這一事實，最簡單的實驗操作是：
________________；
(4)在此實驗基礎上，有位英國科學家運用逆向思維法，經過10年不懈努力終于發現了
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