资源简介

(共36张PPT)
第十一章
电磁感应
实验十五　探究影响感应电流方向的因素
实验知识·自主回顾
核心考点·重点突破
2年高考·1年模拟
实验知识·自主回顾
一、实验目的
探究影响感应电流方向的因素。
二、实验原理
如图所示，只要改变穿过闭合回路的磁通量，就可以使闭合回路产生感应电流，感应电流的有无通过连接在回路中的电流表的指针是否偏转来判定。
三、实验器材
条形磁铁、螺线管、灵敏电流计、导线。
四、实验步骤
1．按图连接电路，闭合开关，记录下G中流入电流方向与灵敏电流计G中指针偏转方向的关系。
2．记下线圈绕向，将线圈和灵敏电流计构成通路。
3．把条形磁铁N极(或S极)向下插入线圈中，并从线圈中拔出，每次记下电流计中指针偏转方向，然后根据步骤1的结论，判定出感应电流方向，从而可确定感应电流的磁场方向。
2．记下线圈绕向，将线圈和灵敏电流计构成通路。
3．把条形磁铁N极(或S极)向下插入线圈中，并从线圈中拔出，每次记下电流计中指针偏转方向，然后根据步骤1的结论，判定出感应电流方向，从而可确定感应电流的磁场方向。
表1　线圈内磁通量增加时的情况
图号 磁场方向 感应电流 的方向 感应电流
的磁场方向
甲 磁场方向向下磁通量增加 逆时针 向上
乙 磁场方向向上磁通量增加 顺时针 向下
表2　线圈内磁通量减少时的情况
图号 磁场方向 感应电流 的方向 感应电流
的磁场方向
丙 磁场方向向下磁通量减少 顺时针 向下
丁 磁场方向向上磁通量减少 逆时针 向上
2.实验结论
表1说明：当线圈中磁通量增加时，感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反。
表2说明：当线圈中磁通量减少时，感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同。
六、注意事项
1．灵敏电流计满偏电流很小，查明电流计指针的偏转方向和电流方向的关系时，应使用一节干电池。
2．原、副线圈接入电路前应仔细观察导线绕向并画出草图。
核心考点·重点突破
考点一
教材原型实验
(2023·北京牛栏山一中月考)小红用如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”，螺线管与电流计构成闭合电路，条形磁铁N极朝下，请回答下列问题：
例1
甲
(1)要想使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，小红进行了以下四种操作，其中可行的是______(填选项前的字母)。
A．螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管
B．螺线管不动，磁铁加速插入或拔出螺线管
C．磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动
D．磁铁与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做圆周运动
AB
(2)在(1)的研究中，小红发现电流计指针偏转方向会有不同，也就是感应电流方向不同，根据(1)中的操作，则感应电流方向与下列哪些因素有关___(填选项前的字母)。
A．螺线管的匝数
B．磁铁的磁性强弱
C．磁铁运动的方向
D．磁铁运动的速度大小
C
(3)小红又将实验装置改造，如图乙所示，螺线管A经过滑动变阻器与开关、电池相连构成直流电路；螺线管B与电流计构成闭合电路，螺线管B套在螺线管A的外面，为了探究影响感应电流方向的因素，闭合开关后，以不同速度移动滑动变阻器的滑片，观察电流计的指针摆动情况；由此实验可以得出恰当的结论是______(填选项前的字母)。
乙
BC
A．螺线管A的磁性变强或变弱影响指针摆动幅度大小
B．螺线管A的磁性变强或变弱影响指针摆动方向
C．螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小
D．螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向
(4)在(3)的研究中，完成实验后未断开开关，也未把A、B两螺线管和铁芯分开放置，在拆除电路时突
然被电击了一下，则被电击是在拆除___(填“A”或“B”)螺线管所在电路时发生的。试分析被电击的原因：______________________________________________________________。
A
电流快速减小，由于自感作用，
螺线管A会产生很大的感应电动势
[解析]　(1)螺线管不动，磁铁不管是匀速还是加速插入或拔出螺线管，螺线管的磁通量都会发生变化，产生感应电流，电流计指针发生偏转，故A、B正确；磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动或一起在水平面内做圆周运动，螺线管的磁通量都不发生变化，故不会产生感应电流，电流计指针不会偏转，故C、D错误。
(2)根据(1)的操作会发现磁铁插入或拔出螺线管时电流计指针偏转方向会有不同，故可知感应电流方向与磁铁运动的方向有关，故C正确，A、B、D错误。
(3)以不同速度移动滑动变阻器的滑片可以改变螺线管A的磁性强弱及其强弱变化快慢，通过操作可以判断出螺线管A的磁性变强或变弱影响电流计指针摆动方向，磁性强弱变化快慢影响电流计指针摆动幅度大小，故B、C正确，A、D错误。
(4)在拆除螺线管A时，电流快速减小，由于自感作用，螺线管A会产生很大的感应电动势，所以会被电击一下。
考点二
实验拓展创新
(2023·陕西高三月考)(1)探究电磁感应现象应选用如图___(选填“甲”或“乙”)所示的装置进行实验。在这个现象中感应电流的方向与______________________________________的方向和磁感线方向有关。
例2
甲
导体切割磁感线运动(或“导体运动”)
(2)如图丙所示，A为弹簧测力计(量程足够大)，B为条形磁铁(下端为S极)，C为螺线管，螺线管线圈的电阻忽略不计。闭合开关S1，记下弹簧测力计示数。现将S1断开，S2由1改接到2，则弹簧测力计的示数将______；若S2接2不变，再闭合S1，弹簧测力计的示数将______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
变小
变大
[解析]　(1)探究电磁感应现象的实验装置，只需要有磁场、导体棒、电流表即可，不需要电源，分析图甲与乙可知，探究电磁感应现象应选用甲图装置，在电磁感应现象中，感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向和磁感线的方向有关。
(2)根据安培定则，由图丙可知，闭合开关，螺线管上端是N极，条形磁铁下端是S极，条形磁铁受到向下的吸引力，现将S1断开，S2由1改到2，电路电流变小，通电的螺线管圈数变少，电磁铁的磁性变弱，螺线管对条形磁铁的吸引力变小，弹簧测力计示数变小；若S2接2不变，闭合S1，电阻R2短路，电路电流变大，螺线管的磁场变强，条形磁铁受到的吸引力变大，弹簧测力计的示数变大。
2年高考·1年模拟
1.(2023·北京市第四十三中学高三期中)为了探究电磁感应现象的产生条件，图中给出了必备的实验仪器。
(1)请你用笔画线代替导线，将实验电路连接完整；
[答案]　见解析
(2)正确连接实验电路后，在闭合开关时灵敏电流计的指针发生了偏转。开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片，灵敏电流计的指针______偏转；断开开关时灵敏电流计的指针______偏转；(选填“发生”或“不发生”)
(3)如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁某个磁极朝下。下列说法正确的是___；
发生
发生
C
A．当磁铁的N磁极朝下，且磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)，磁铁与线圈相互吸引
B．当磁铁的S磁极朝下，且磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)，磁铁与线圈相互吸引
C．当磁铁的N磁极朝下，且磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)，a点电势高于b点电势
D．当磁铁的S磁极朝下，且磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)，a点电势高于b点电势
[解析]　(1)要想探究电磁现象的产生条件，两个线圈应分别接入两个回路，故
(2)灵敏电流计发生偏转，说明灵敏电流计所在回路产生了感应电流，即电源所在回路的电流发生了变化，快速滑动滑动变阻器滑片和断开开关时，电源所在回路电流均发生了变化，故灵敏电流计在以上情况均会发生偏转；
(3)根据楞次定律，磁铁与线圈之间满足“来拒去留”关系，即只要磁铁靠近闭合线圈，二者就会相互排斥，故AB错误；当a点电势高于b点电势时，线圈内的感应电流沿逆时针方向(从上往下看)，根据右手定则可知，感应磁场方向向上，原磁场此时应为向下的磁通量增多或者向上的磁通量减小，又因为磁铁靠近线圈，磁通量增多，所以一定是磁铁的N磁极朝下，故C正确，D错误。
2．(2023·四川高三月考)为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。
(1)将条形磁铁的N极向下从线圈的上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为____________(选填“顺时针”或“逆时针”)。
(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为____________(选填“顺时针”或“逆时针”)。
顺时针
逆时针
[解析]　(1)条形磁铁的N极向下从线圈的上方竖直插入L时，线圈中的磁场向下且增强，感应电流的磁场向上，且电流从电流计左端流入，根据安培定则可知线圈为顺时针绕向(俯视)。
(2)条形磁铁从题图中虚线位置向右远离L时，线圈中的磁场向上且减弱，感应电流的磁场向上，感应电流从电流计右端流入，根据安培定则可知线圈为逆时针绕向(俯视)。
3．(2023·山西高三阶段练习)“研究电磁感应现象”的实验装置如图所示。
(1)将图中所缺的导线补接完整(要求滑动变阻器滑片向右移时，电阻减小)。
[答案]　见解析图
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将原线圈迅速插入绕圈时，灵敏电流计指针将______________；
②原线圈插入副线圈稳定后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针__________________。
向右偏转一下
向左偏转一下
(3)在做“研究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将______。
A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C．不能用楞次定律判断感应电动势方向
D．可以用楞次定律判断感应电动势方向
BD
[解析]　(1)实物电路图如图所示。
(2)依据楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，则①向右偏转一下；②向左偏转一下。
(3)穿过电路中的磁通量发生变化，即产生电磁感应现象；因电路不闭合，无感应电流，但有感应电动势，且可以用楞次定律判断出感应电动势的方向，要产生感应电流，电路必须闭合，B、D正确。

展开更多......

收起↑