资源简介

实验十五　探究影响感应电流方向的因素
必备知识·自主落实
一、实验装置与操作
装置图 操作要领 注意事项
思路： 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计的指针是否偏转来判定． (1)确定电流计指针偏转方向与电流流向的关系． (2)利用图甲研究开关闭合、断开、滑动变阻器滑动触头移动时电流计指针偏转方向． (3)利用图乙研究条形磁铁N极向下(或S极向下)插入、抽出时电流计指针偏转方向． (1)确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流强度，防止电流过大或通电时间过长损坏电流计． (2)归纳感应电流方向与其他因素的关系，宜实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向．
二、得出结论
1．当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同．
2．当磁铁靠近线圈时，两者相斥；当磁铁远离线圈时，两者相吸．
关键能力·精准突破
考点一　教材原型实验
例1[2023·北京通州区期末]某同学探究“影响感应电流方向的因素”．请回答以下问题：
(1)如图甲所示，导线在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流．要想使电流计指针偏转方向发生改变，即感应电流方向发生改变，他进行了以下4种操作，其中可行的是________．(选填选项前的字母)
A．只增大导线切割磁感线的速度大小
B．只增大磁场的磁感应强度
C．只改变导线切割磁感线的速度方向
D．只改变磁场的磁感应强度方向
(2)如图乙所示，螺线管与灵敏电流计构成闭合电路．实验中，保持螺线管不动，条形磁铁插入或拔出螺线管，他发现电流计指针偏转方向也会有不同，则感应电流方向与下列因素有关的是________．(选填选项前的字母)
A．条形磁铁周围的磁场方向
B．条形磁铁的磁性强弱
C．条形磁铁运动的方向
D．条形磁铁运动的速度大小
(3)他将实验装置改进，如图丙所示，用导线将螺线管A、滑动变阻器与开关、电池相连构成电路；螺线管B与灵敏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，以不同的速度移动滑动变阻器的滑片，观察电流计指针摆动情况．据此实验操作，可以得出恰当的结论是________．(选填选项前的字母)
A．螺线管A磁场方向的改变影响指针摆动方向
B．螺线管A磁性强弱的改变影响指针摆动方向
C．螺线管A磁性强弱变化的快慢影响指针摆动方向
D．螺线管A磁性强弱变化的快慢影响指针摆动幅度的大小
(4)通过上述三个实验可知，影响闭合回路中感应电流方向的因素可能与________有关．
[解题心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
针 对 训 练
1.[2023·北京房山区模拟]我们可以通过实验探究影响感应电流方向的因素．以下是实验探究过程的一部分，请补充完整．
(1)如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流计指针偏转，若要探究线圈中产生的感应电流的方向，必须知道__________________________．
(2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流计指针向右偏．电路稳定后，若向左移动滑片，则电流计指针向________偏转；若将线圈A抽出，则电流计指针向________偏转．(均选填“左”或“右”)
考点二　探索创新实验
例2 在研究电磁感应的实验中，实验装置如图所示．线圈C与灵敏电流表构成闭合电路．电源、开关、带有铁芯的线圈A、滑动变阻器构成另一个独立电路．表格中的第三行已经列出了实验操作以及与此操作对应的电流表的表针偏转方向，请以此为参考，把表格填写完整．
实验操作 电流表的表针偏向
1.闭合开关S瞬间 表针向________摆动
2.在开关S闭合的情况下，滑动变阻器的触头向右滑动时 表针向右摆动
3.在开关S闭合的情况下，线圈A远离线圈C时 表针向________摆动
4.在开关S闭合的情况下，将线圈A中的铁芯抽出时 表针向________摆动
[解题心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
针 对 训 练
2.小明学了有关电磁方面的知识后，设计了如图所示的甲、乙两个装置．
(1)为了探究电磁感应现象，小明应选用______装置进行实验．
(2)小明选用甲装置探究有关知识时，进行了如下的操作，其中不能使电流表指针发生偏转的是________(填序号)．
①让导线ab在磁场中斜向上运动
②让导线ab在磁场中沿水平方向左右运动
③让导线ab沿竖直方向上下运动
(3)如果在乙装置的实验中，当开关闭合时，发现直导线ab向左运动，若要使导线ab向右运动，你采取的措施是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(4)甲、乙两图的原理分别用于制造________和________．(均选填“电动机”或“发电机”)
实验十五　探究影响感应电流方向的因素
关键能力·精准突破
例1　解析：
(1)根据右手定则可知，只增大导线切割磁感线的的速度大小或者增大磁场的磁感应强度时感应电流方向不会发生变化，故A、B错误；根据右手定则可知，只改变导线切割磁感线的速度方向或者磁场的磁感应强度方向时感应电流方向会发生变化，故C、D正确．
(2)实验中，保持螺线管不动，条形磁铁插入或拔出螺线管，他发现电流计指针偏转方向也会有不同，说明感应电流方向与条形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，通过此操作可以判断出螺线管A的磁性变强或变弱会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的大小，故B、D正确，A、C错误．
(4)通过上述三个实验可知，影响闭合回路中感应电流方向的因素可能与原磁场和线圈磁通量变化有关．
答案：(1)CD　(2)C　(3)BD　(4)原磁场和线圈磁通量变化
1．解析：(1)探究线圈中产生的感应电流的方向必须知道：①电流计指针偏转方向与电流从正(负)接线柱流入时的关系；②线圈的绕向；③电流计指针的偏转方向．由偏转方向得出电流流入电流计的方向，再进一步得到线圈中电流的流向，即必须知道电流计指针偏转方向与电流方向间的关系．
(2)开关闭合时，线圈A产生的磁场由无到有，穿过线圈B的磁通量增加，若将滑片向左移动，则线圈A中电流增大，穿过B的磁通量也增加，且磁场方向未变，所以电流计指针偏转方向与开关闭合时的偏转方向相同，即向右偏转；若将线圈A抽出，则穿过线圈B的磁通量减少，电流计指针向左偏转．
答案：(1)电流计指针偏转方向与电流方向间的关系　
(2)右　左
例2　解析：由操作2可知，在开关S闭合的情况下，滑动变阻器的触头向右滑动时，电阻变大，电流减小，此时磁通量减小，表针向右摆动；则1.闭合开关S瞬间，磁通量增加，则表针向左摆动；3.在开关S闭合的情况下，线圈A远离线圈C时，磁通量减小，则表针向右摆动；4.在开关S闭合的情况下，将线圈A中的铁芯抽出时，磁通量减小，则表针向右摆动．
答案：左　右　右
2．解析：(1)电磁感应现象是研究磁生电的现象，甲图是研究导体棒切割磁感线产生感应电流，乙图是研究电流的磁效应，故选甲图．
(2)对甲图，要产生感应电流，导体棒需切割磁感线．让导线ab在磁场中斜向上运动以及让导线ab在磁场中沿水平方向左右运动，都切割了磁感线，都能产生感应电流，都能使电流表指针发生偏转；让导线ab沿竖直方向上下运动，导体棒没有切割磁感线，故不会产生感应电流，不能使电流表指针发生偏转，故选③.
(3)如果在乙装置的实验中，当开关闭合时，发现直导线ab向左运动，是由于直导线ab受到安培力作用，若要使导线ab向右运动，只需要改变电流的方向或磁场的方向即可，可以采取的措施如下：将磁铁N、S极对调(或将连接电源两极的导线对调)．
(4)甲图是导体棒切割磁感线产生感应电动势，是发电机的原理；乙图是通电导体棒在磁场中受安培力作用发生运动，是电动机的原理．
答案：(1)甲　(2)③　(3)将磁铁N、S极对调(或将连接电源两极的导线对调)　(4)发电机　电动机(共18张PPT)
实验十五　探究影响感应电流方向的因素
必备知识·自主落实
关键能力·精准突破
必备知识·自主落实
一、实验装置与操作
装置图 操作要领 注意事项
思路： 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计的指针是否偏转来判定． (1)确定电流计指针偏转方向与电流流向的关系． (2)利用图甲研究开关闭合、断开、滑动变阻器滑动触头移动时电流计指针偏转方向． (3)利用图乙研究条形磁铁N极向下(或S极向下)插入、抽出时电流计指针偏转方向． (1)确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流强度，防止电流过大或通电时间过长损坏电流计．
(2)归纳感应电流方向与其他因素的关系，宜实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向．
二、得出结论
1．当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同．
2．当磁铁靠近线圈时，两者相斥；当磁铁远离线圈时，两者相吸．
关键能力·精准突破
考点一　教材原型实验
例1 [2023·北京通州区期末]某同学探究“影响感应电流方向的因素”．请回答以下问题：
(1)如图甲所示，导线在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流．要想使电流计指针偏转方向发生改变，即感应电流方向发生改变，他进行了以下4种操作，其中可行的是________．(选填选项前的字母)
A．只增大导线切割磁感线的速度大小
B．只增大磁场的磁感应强度
C．只改变导线切割磁感线的速度方向
D．只改变磁场的磁感应强度方向
CD
解析：根据右手定则可知，只增大导线切割磁感线的的速度大小或者增大磁场的磁感应强度时感应电流方向不会发生变化，故A、B错误；根据右手定则可知，只改变导线切割磁感线的速度方向或者磁场的磁感应强度方向时感应电流方向会发生变化，故C、D正确．
(2)如图乙所示，螺线管与灵敏电流计构成闭合电路．实验中，保持螺线管不动，条形磁铁插入或拔出螺线管，他发现电流计指针偏转方向也会有不同，则感应电流方向与下列因素有关的是________．(选填选项前的字母)
A．条形磁铁周围的磁场方向
B．条形磁铁的磁性强弱
C．条形磁铁运动的方向
D．条形磁铁运动的速度大小
C
解析：实验中，保持螺线管不动，条形磁铁插入或拔出螺线管，他发现电流计指针偏转方向也会有不同，说明感应电流方向与条形磁铁运动的方向有关，故C正确，A、B、D错误．
(3)他将实验装置改进，如图丙所示，用导线将螺线管A、滑动变阻器与开关、电池相连构成电路；螺线管B与灵敏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，以不同的速度移动滑动变阻器的滑片，观察电流计指针摆动情况．据此实验操作，可以得出恰当的结论是________．(选填选项前的字母)
A．螺线管A磁场方向的改变影响指针摆动方向
B．螺线管A磁性强弱的改变影响指针摆动方向
C．螺线管A磁性强弱变化的快慢影响指针摆动方向
D．螺线管A磁性强弱变化的快慢影响指针摆动幅度
的大小
(4)通过上述三个实验可知，影响闭合回路中感应电
流方向的因素可能与______________________有关．
BD
原磁场和线圈磁通量变化
解析：(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，通过此操作可以判断出螺线管A的磁性变强或变弱会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的大小，故B、D正确，A、C错误．
(4)通过上述三个实验可知，影响闭合回路中感应电流方向的因素可能与原磁场和线圈磁通量变化有关．
针 对 训 练
1.[2023·北京房山区模拟]我们可以通过实验探究影响感应电流方向的因素．以下是实验探究过程的一部分，请补充完整．
(1)如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流计指针偏转，若要探究线圈中产生的感应电流的方向，必须知道_________________________________．
(2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流计指针向右偏．电路稳定后，若向左移动滑片，则电流计指针向________偏转；若将线圈A抽出，则电流计指针向________偏转．(均选填“左”或“右”)
电流计指针偏转方向与电流方向间的关系
右
左
解析：(1)探究线圈中产生的感应电流的方向必须知道：①电流计指针偏转方向与电流从正(负)接线柱流入时的关系；②线圈的绕向；③电流计指针的偏转方向．由偏转方向得出电流流入电流计的方向，再进一步得到线圈中电流的流向，即必须知道电流计指针偏转方向与电流方向间的关系．
(2)开关闭合时，线圈A产生的磁场由无到有，穿过线圈B的磁通量增加，若将滑片向左移动，则线圈A中电流增大，穿过B的磁通量也增加，且磁场方向未变，所以电流计指针偏转方向与开关闭合时的偏转方向相同，即向右偏转；若将线圈A抽出，则穿过线圈B的磁通量减少，电流计指针向左偏转．
考点二　探索创新实验
例2 在研究电磁感应的实验中，实验装置如图所示．线圈C与灵敏电流表构成闭合电路．电源、开关、带有铁芯的线圈A、滑动变阻器构成另一个独立电路．表格中的第三行已经列出了实验操作以及与此操作对应的电流表的表针偏转方向，请以此为参考，把表格填写完整．
实验操作 电流表的表针偏向
1.闭合开关S瞬间 表针向________摆动
2.在开关S闭合的情况下，滑动变阻器的触头向右滑动时 表针向右摆动
3.在开关S闭合的情况下，线圈A远离线圈C时 表针向________摆动
4.在开关S闭合的情况下，将线圈A中的铁芯抽出时 表针向________摆动
左
右
右
解析：由操作2可知，在开关S闭合的情况下，滑动变阻器的触头向右滑动时，电阻变大，电流减小，此时磁通量减小，表针向右摆动；则1.闭合开关S瞬间，磁通量增加，则表针向左摆动；3.在开关S闭合的情况下，线圈A远离线圈C时，磁通量减小，则表针向右摆动；4.在开关S闭合的情况下，将线圈A中的铁芯抽出时，磁通量减小，则表针向右摆动．
针 对 训 练
2.小明学了有关电磁方面的知识后，设计了如图所示的甲、乙两个装置．
(1)为了探究电磁感应现象，小明应选用______装置进行实验．
(2)小明选用甲装置探究有关知识时，进行了如下的操作，其中不能使电流表指针发生偏转的是________(填序号)．
①让导线ab在磁场中斜向上运动
②让导线ab在磁场中沿水平方向左右运动
③让导线ab沿竖直方向上下运动
(3)如果在乙装置的实验中，当开关闭合时，发现直导线ab向左运动，若要使导线ab向右运动，你采取的措施是________________________________________；
(4)甲、乙两图的原理分别用于制造________和________．(均选填“电动机”或“发电机”)
甲
③
将磁铁N、S极对调(或将连接电源两极的导线对调)
发电机
电动机
解析：(1)电磁感应现象是研究磁生电的现象，甲图是研究导体棒切割磁感线产生感应电流，乙图是研究电流的磁效应，故选甲图．
(2)对甲图，要产生感应电流，导体棒需切割磁感线．让导线ab在磁场中斜向上运动以及让导线ab在磁场中沿水平方向左右运动，都切割了磁感线，都能产生感应电流，都能使电流表指针发生偏转；让导线ab沿竖直方向上下运动，导体棒没有切割磁感线，故不会产生感应电流，不能使电流表指针发生偏转，故选③.
(3)如果在乙装置的实验中，当开关闭合时，发现直导线ab向左运动，是由于直导线ab受到安培力作用，若要使导线ab向右运动，只需要改变电流的方向或磁场的方向即可，可以采取的措施如下：将磁铁N、S极对调(或将连接电源两极的导线对调)．
(4)甲图是导体棒切割磁感线产生感应电动势，是发电机的原理；乙图是通电导体棒在磁场中受安培力作用发生运动，是电动机的原理．

展开更多......

收起↑