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第65课时　探究影响感应电流方向的因素(实验课)
[学习目标]　1．探究感应电流方向与哪些因素有关。2．学习利用电流表判断感应电流方向的方法。3．通过实验数据，分析归纳感应电流方向与导体运动方向、磁通量变化情况间的关系。
一、实验原理
　闭合回路磁通量发生变化，电路产生感应电流。根据灵敏电流计指针偏转方向确定感应电流的方向。
二、实验器材
　条形磁铁、螺线管、灵敏电流计、导线、干电池、滑动变阻器、开关等。
三、实验步骤
1．确定电流表指针偏转方向与电流方向及电流表红、黑接线柱的关系。
(1)按图连接电路。
(2)调节滑动变阻器，使接入电路的电阻最大。
(3)迅速闭合开关，发现电流表指针偏转后立即断开开关。
(4)记录电流方向与电流表的指针偏转方向和电流表红、黑接线柱接线情况，找出它们之间的关系。
2．观察并记录磁场方向、磁通量变化情况与感应电流方向的关系。
(1)按图连接电路，明确螺线管的绕线方向。
(2)按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向上抽出线圈的实验。
(3)观察并记录磁场方向、感应电流方向、磁通量大小变化情况，并将结果填入表格。
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
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
四、实验结论
　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；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。感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
五、注意事项
1．电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。
2．实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向。
3．按照控制变量的思想进行实验。
4．进行一种操作后，等电流表指针归零后再进行下一步操作。
类型1　教材原型实验
[典例1]　(2025·浙江1月选考)在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，当电流从“－”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏；从“G0”或“G1”接线柱流入，指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，则
(1)此时磁铁的运动状态是_________(选填“向上拔出”“静止”或“向下插入”)。
(2)只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是________(多选)。
A．磁铁静止，向上移动线圈
B．增大(1)中磁铁运动速度
C．将导线从接线柱G1移接至接线柱G0
D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外
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[典例2]　(2025·贵州六盘水模拟)如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(2)连好电路，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是________。
A．插入铁芯
B．拔出A线圈
C．变阻器的滑片向左滑动
(3)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时指针的偏转情况如图甲所示，即电流从电流表G的左接线柱进入时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图乙中的条形磁体的运动方向是向________(选填“上”或“下”)，图丙中的条形磁体下端为________(选填“N”或“S”)极。
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类型2　探索创新实验
[典例3]　(2025·杭州一模)甲、乙两位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。
(1)请在图(a)中补齐连线；补齐线后，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作同样能使指针向右偏转的有________。
A．闭合开关
B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动
C．开关闭合时将B线圈从A线圈中拔出
D．开关闭合时将B线圈倒置再重新插入A线圈中
(2)为确切判断A线圈中的感应电流方向，应在实验前先查明灵敏电流计指针偏转方向与________的关系。
(3)乙同学设计了图(b)所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的电阻挡对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔接触的是二极管的________(选填“正极”或“负极”)。实验操作时将磁铁插入线圈时，只有灯________(选填“C”或“D”)短暂亮起。
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【创新点解读】　实验中用二极管的单向导电性来检测感应电流的方向。先使用多用电表的电阻挡对二极管正负极进行正确判定，再根据实验中二极管的闪亮，判定感应电流的方向。
[典例4]　1834年，物理学家楞次在分析了许多实验事实后，总结得到电磁学中一重要的定律——楞次定律，某兴趣小组为了探究该定律做了以下物理实验：
(1)“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置中滑动变阻器采用限流式接法，请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路补充完整。
(2)图甲实验电路连接后，将A插入B中，开关闭合瞬间，发现电流计指针向左偏转；开关处于闭合状态并稳定后，电流计指针________(选填“偏转”或“不偏转”)；滑动变阻器滑片P向右快速移动时，电流计指针________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(3)为了进一步研究，该小组又做了如图乙实验，磁体从靠近线圈上方由静止下落。在磁体穿过整个线圈的过程中，传感器显示电流i随时间t的图像如图丙所示，由图可得到的结论有________。
A．感应电流方向与线圈中的磁通量增减有关
B．感应电流方向与磁体下落速度的大小有关
C．感应电流大小与线圈中磁通量的变化快慢有关
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【创新点解读】　实验中用传感器显示电流的大小和方向，既探究了与电流的方向有关的因素，也为后面探究感应电流的大小做了研究。
第65课时
典例1　解析：(1)由题图可知，电流表指针左偏，则感应电流从“－”接线柱流入，感应电流在线圈内产生的磁场方向向下，根据楞次定律可知，与条形磁体在线圈位置产生的磁场方向相同，可知穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，此时磁铁的运动状态是向上拔出。
(2)磁铁静止，向上移动线圈，则产生的感应电流不一定增加，指针偏角不一定会增加，选项A错误；增大(1)中磁铁的速度，产生的感应电动势会增加，指针偏角会增大，选项B正确；减小电流表的量程，即将导线从接线柱G1移接到G0，可使电流表指针偏角变大，选项C正确；将一个未与电路相接的闭合线圈套在线圈外，线圈中的感应电流不变，电流表指针偏角不变，选项D错误。故选BC。
答案：(1)向上拔出　(2)BC
典例2　解析：(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过B线圈的磁通量增加，产生的感应电流使指针向右偏转，那么闭合开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，线圈B中的磁通量也增加，产生的感应电流方向相同，故电流计指针也将向右偏转。
(2)根据前面分析知插入铁芯会使得通过B线圈中的磁通量变大，则使灵敏电流计的指针向右偏转，故A错误；拔出A线圈，会使得通过B线圈中的磁通量变小，则会使得灵敏电流计指针向左偏转，故B正确；变阻器的滑片向左滑动，则通过A线圈中的电流变大，从而会使得通过B线圈中的磁通量变大，从而灵敏电流计的指针仍会向右偏转，故C错误。
(3)依题意可知，实验时通过线圈的电流是从上端流入、下端流出，则根据右手螺旋定则可知此时通电线圈产生的磁场方向向下，而此时恰好条形磁体的S极朝下，结合楞次定律，说明引起感应电流的磁场方向向上且磁通量在增大，可知条形磁体应向下运动；依题意可知，题图丙实验时通过线圈的电流是从下端流入、上端流出，则根据右手螺旋定则可知线圈中产生的磁场方向向上，而条形磁体又向上远离线圈，结合楞次定律，可知引起感应电流的磁场方向向上且通过线圈的磁通量在减小，则条形磁体的下端为S极。
答案：(1)向右　(2)B　(3)下　S
典例3　解析：(1)将电源、开关、滑动变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，实物连接如图所示。断开开关时，线圈中电流迅速减小，则A线圈中磁通量减小，出现感应电流，使灵敏电流计指针向右偏转；为了同样使指针向右偏转，应减小A线圈中的磁通量或增大A线圈中反向的磁通量。闭合开关，B线圈中的电流突然增大，则A线圈中的磁通量增大，故A错误；开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动，B线圈中的电流增大，则A线圈中的磁通量增大，故B错误；开关闭合时将B线圈从A线圈中拔出，则A线圈中的磁通量减小，故C正确；开关闭合时将B线圈倒置，再重新插入A线圈中，则A线圈中反向的磁通量增大，故D正确。
(2)判断感应电流具体流向，应先查明灵敏电流计指针偏转方向与感应电流方向的关系。
(3)电阻挡指针没有偏转时，说明二极管的负极与电源正极相连，根据多用电表红进黑出的操作原则，此时黑表笔接触的是二极管的负极；当磁铁插入线圈时，根据楞次定律可判断线圈中电流的方向为逆时针(俯视)，灯C短暂亮起。
答案：(1)见解析图　CD　(2)电流方向　(3)负极　C
典例4　解析：(1)实物电路如图
(2)开关处于闭合状态并稳定后，线圈A中电流大小不变，磁感应强度不变，不产生感应电流，电流计指针不偏转。由题意知，开关闭合瞬间，A中电流增大，B中磁通量变大，电流计指针向左偏转，故滑动变阻器滑片P向右快速移动时，电路中总阻值变大，线圈A中电流减小，电流计指针向右偏转。
(3)由题图丙可知，磁体从上方进入时电流为正，从下方出来时电流为负，所以感应电流方向与线圈中的磁通量增减有关，故A正确；由题图丙可知，感应电流方向与磁体下落速度的大小无关，故B错误；由题图丙可知，在下落过程中速度变大，出线圈时速度大于进入时的速度，磁通量的变化率变大，感应电流也变大，所以感应电流大小与线圈中磁通量的变化快慢有关，故C正确。
答案：(1)见解析图　(2)不偏转　向右　(3)AC
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第十一章　电磁感应
第65课时　探究影响感应电流方向的因素(实验课)
[学习目标]　1．探究感应电流方向与哪些因素有关。2．学习利用电流表判断感应电流方向的方法。3．通过实验数据，分析归纳感应电流方向与导体运动方向、磁通量变化情况间的关系。
一、实验原理
闭合回路磁通量发生变化，电路产生感应电流。根据灵敏电流计指针偏转方向确定感应电流的方向。
二、实验器材
条形磁铁、螺线管、灵敏电流计、导线、干电池、滑动变阻器、开关等。
三、实验步骤
1．确定电流表指针偏转方向与电流方向及电流表红、黑接线柱的关系。
(1)按图连接电路。
(2)调节滑动变阻器，使接入电路的电阻最大。
(3)迅速闭合开关，发现电流表指针偏转后立即断开开关。
(4)记录电流方向与电流表的指针偏转方向和电流表红、黑接线柱接线情况，找出它们之间的关系。
2．观察并记录磁场方向、磁通量变化情况与感应电流方向的关系。
(1)按图连接电路，明确螺线管的绕线方向。
(2)按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下
插入线圈和N极(S极)向上抽出线圈的实验。
(3)观察并记录磁场方向、感应电流方向、磁通量大小变化情况，并将结果填入表格。
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
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
四、实验结论
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；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。感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
五、注意事项
1．电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。
2．实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向。
3．按照控制变量的思想进行实验。
4．进行一种操作后，等电流表指针归零后再进行下一步操作。
类型1　教材原型实验
[典例1]　(2025·浙江1月选考)在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，当电流从“－”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏；从“G0”或“G1”接线柱流入，指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，则
(1)此时磁铁的运动状态是_________(选填“向上拔出”“静止”或“向下插入”)。
(2)只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是______ (多选)。
A．磁铁静止，向上移动线圈
B．增大(1)中磁铁运动速度
C．将导线从接线柱G1移接至接线柱G0
D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外
向上拔出　
BC
[解析]　(1)由题图可知，电流表指针左偏，则感应电流从“－”接线柱流入，感应电流在线圈内产生的磁场方向向下，根据楞次定律可知，与条形磁体在线圈位置产生的磁场方向相同，可知穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，此时磁铁的运动状态是向上拔出。
(2)磁铁静止，向上移动线圈，则产生的感应电流不一定增加，指针偏角不一定会增加，选项A错误；增大(1)中磁铁的速度，产生的感应电动势会增加，指针偏角会增大，选项B正确；减小电流表的量程，即将导线从接线柱G1移接到G0，可使电流表指针偏角变大，选项C正确；将一个未与电路相接的闭合线圈套在线圈外，线圈中的感应电流不变，电流表指针偏角不变，选项D错误。故选BC。
[典例2]　(2025·贵州六盘水模拟)如图所示
是“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针
向右偏了一下，那么闭合开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(2)连好电路，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是________。
A．插入铁芯
B．拔出A线圈
C．变阻器的滑片向左滑动
向右　
B　
(3)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时指针的偏转情况如图甲所示，即电流从电流表G的左接线柱进入时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图乙中的条形磁体的运动方向是向________(选填“上”或“下”)，图丙中的条形磁体下端为________(选填“N”或“S”)极。
下　
　S
[解析]　(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过B线圈的磁通量增加，产生的感应电流使指针向右偏转，那么闭合开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，线圈B中的磁通量也增加，产生的感应电流方向相同，故电流计指针也将向右偏转。
(2)根据前面分析知插入铁芯会使得通过B线圈中的磁通量变大，则使灵敏电流计的指针向右偏转，故A错误；拔出A线圈，会使得通过B线圈中的磁通量变小，则会使得灵敏电流计指针向左偏转，故B正确；变阻器的滑片向左滑动，则通过A线圈中的电流变大，从而会使得通过B线圈中的磁通量变大，从而灵敏电流计的指针仍会向右偏转，故C错误。
(3)依题意可知，实验时通过线圈的电流是从上端流入、下端流出，则根据右手螺旋定则可知此时通电线圈产生的磁场方向向下，而此时恰好条形磁体的S极朝下，结合楞次定律，说明引起感应电流的磁场方向向上且磁通量在增大，可知条形磁体应向下运动；依题意可知，题图丙实验时通过线圈的电流是从下端流入、上端流出，则根据右手螺旋定则可知线圈中产生的磁场方向向上，而条形磁体又向上远离线圈，结合楞次定律，可知引起感应电流的磁场方向向上且通过线圈的磁通量在减小，则条形磁体的下端为S极。
类型2　探索创新实验
[典例3]　(2025·杭州一模)甲、乙两位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。
(1)请在图(a)中补齐连线；补齐线后，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作同样能使指针向右偏转的有________。
A．闭合开关
B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动
C．开关闭合时将B线圈从A线圈中拔出
D．开关闭合时将B线圈倒置再重新插入A线圈中
见解析图　
CD　
(2)为确切判断A线圈中的感应电流方向，应在实验前先查明灵敏电流计指针偏转方向与_________的关系。
(3)乙同学设计了图(b)所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的电阻挡对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔接触的是二极管的________(选填“正极”或“负极”)。实验操作时将磁铁插入线圈时，只有灯________(选填“C”或“D”)短暂亮起。
电流方向
负极　
　C
[解析]　(1)将电源、开关、滑动变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，实物连接如图所示。断开开关时，线圈中电流迅速减小，则A线圈中磁通量减小，出现感应电流，使灵敏电流计指针向右偏转；为了同样使指针向右偏转，应减小A线圈中的磁通量或增大A线圈中反向的磁通量。闭合开关，B线圈中的电流突然增大，则A线圈中的磁通量增大，故A错误；开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动，B线圈中的电流增大，则A线圈中的磁通量增大，故B错误；开关闭合时将B线圈从A线圈中拔出，则A线
圈中的磁通量减小，故C正确；开关闭合时将B线
圈倒置，再重新插入A线圈中，则A线圈中反向的
磁通量增大，故D正确。
(2)判断感应电流具体流向，应先查明灵敏电流计指针偏转方向与感应电流方向的关系。
(3)电阻挡指针没有偏转时，说明二极管的负极与电源正极相连，根据多用电表红进黑出的操作原则，此时黑表笔接触的是二极管的负极；当磁铁插入线圈时，根据楞次定律可判断线圈中电流的方向为逆时针(俯视)，灯C短暂亮起。
【创新点解读】　实验中用二极管的单向导电性来检测感应电流的方向。先使用多用电表的电阻挡对二极管正负极进行正确判定，再根据实验中二极管的闪亮，判定感应电流的方向。
[典例4]　1834年，物理学家楞次在分析了许多实验事实后，总结得到电磁学中一重要的定律——楞次定律，某兴趣小组为了探究该定律做了以下物理实验：
(1)“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置中滑动变阻器采用限流式接法，请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路补充完整。
见解析图　
(2)图甲实验电路连接后，将A插入B中，开关闭合瞬间，发现电流计指针向左偏转；开关处于闭合状态并稳定后，电流计指针________(选填“偏转”或“不偏转”)；滑动变阻器滑片P向右快速移动时，电流计指针________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(3)为了进一步研究，该小组又做了如图乙实验，磁体从靠近线圈上方由静止下落。在磁体穿过整个线圈的过程中，传感器显示电流i随时间t的图像如图丙所示，由图可得到的结论有________。
A．感应电流方向与线圈中的磁通量增减有关
B．感应电流方向与磁体下落速度的大小有关
C．感应电流大小与线圈中磁通量的变化快慢有关
不偏转　
向右　
AC
[解析]　(1)实物电路如图
(2)开关处于闭合状态并稳定后，线圈A中电流大小不变，磁感应强度不变，不产生感应电流，电流计指针不偏转。由题意知，开关闭合瞬间，A中电流增大，B中磁通量变大，电流计指针向左偏转，故滑动变阻器滑片P向右快速移动时，电路中总阻值变大，线圈A中电流减小，电流计指针向右偏转。
(3)由题图丙可知，磁体从上方进入时电流为正，从下方出来时电流为负，所以感应电流方向与线圈中的磁通量增减有关，故A正确；由题图丙可知，感应电流方向与磁体下落速度的大小无关，故B错误；由题图丙可知，在下落过程中速度变大，出线圈时速度大于进入时的速度，磁通量的变化率变大，感应电流也变大，所以感应电流大小与线圈中磁通量的变化快慢有关，故C正确。
【创新点解读】　实验中用传感器显示电流的大小和方向，既探究了与电流的方向有关的因素，也为后面探究感应电流的大小做了研究。
课时作业(六十五)　探究影响感应电流方向的因素(实验课)
1．我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分，请补充完整。
(1)如图甲所示，当磁体的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，
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，电流表指
针向右偏。电路稳定后，若向左移动滑动变阻器触头，电流表指针向_____偏转，若将线圈A抽出，电流表指针向____(均选填“左”或“右”)偏转。
题号
1
3
2
4
电流表指针偏转方向与电流方向间的关系　
右　
左
[解析]　(1)探究线圈中感应电流的方向必须先知道：①电流表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电流表指针的偏转方向。由偏转方向得出电流流入电流表的方向，再进一步得到线圈中电流的流向，即必须知道电流表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，电流表指针右偏，若将滑动触头向左移动，接入电路中的电阻减小，线圈A中电流增加，穿过B的磁通量也增加，且磁场方向未变，所以电流表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，穿过线圈B的磁通量减少，电流表指针向左偏转。
题号
1
3
2
4
2．某同学应用楞次定律判断线圈中导线的缠绕方向。器材有：一个绕向未知的线圈，一个条形磁铁，一只多用电表，导线若干。
题号
1
3
2
4
(1)该同学设计的实验电路如图甲所示，将多用电表接入实验电路前，为避免指针反向偏转损坏电表，该同学应调整旋钮________(选填“a”“b”或“c”)，使指针指在刻度盘中央。
(2)该同学将选择开关旋转到10 mA挡，并将多用电表和线圈按图甲连接。实验中发现条形磁铁插入得越快，多用电表的指针偏角________(选填“越大”或“越小”)；为了使条形磁铁N极向下插入线圈时，多用电表的指针向右偏转，导线的缠绕方向应和图乙中的________(选填“A”或“B”)相同。
题号
1
3
2
4
a　
越大
B
[解析]　(1)将多用电表接入实验电路前，为避免指针反向偏转损坏电表，该同学应调整机械调零旋钮a使指针指在刻度盘中央。
(2)条形磁铁插入得越快，磁通量变化得越快，多用电表的指针偏角越大。将条形磁铁N极向下插入线圈时，线圈中磁通量向下增大，为使此时多用电表的指针向右偏转，即产生从红表笔流入的感应电流，由右手螺旋定则和楞次定律可知，导线的缠绕方向应和题图乙中的B相同。
题号
1
3
2
4
3．(2025·广东广州模拟)某小组探究“影响感应电流方向的因素”。
题号
1
3
2
4
(1)如图甲所示，小组成员用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系。实验表明，如果电流从正接线柱流入，指针将向右偏转，反之向左偏转。
(2)如图乙所示，小组成员研究了磁体N、S极沿不同方向运动时所产生的感应电流的方向及感应电流的磁场方向，实验记录如下：
题号
1
3
2
4
磁体的磁场方向 向下 向下 向上 向上
通过线圈的磁通量的变化 增大 减小 增大 减小
指针偏转的方向 左 右 右 左
感应电流的磁场方向 向上 向下 向下 向上
下列判断正确的是________。
A．感应电流的磁场方向和磁体的磁场方向一定相反
B．感应电流的磁场方向和磁体的磁场方向一定相同
C．磁通量增大时，感应电流的磁场方向和磁体的磁场方向一定相反
D．磁通量减小时，感应电流的磁场方向和磁体的磁场方向一定相反
(3)根据以上实验探究过程，可以得到结论：影响感应电流方向的因素有________。
A．原磁场的方向
B．磁通量的变化情况
C．线圈的匝数
D．线圈的绕线情况
题号
1
3
2
4
C　
AB　
(4)某螺线管线圈绕线标识模糊，现通过如图丙所示的实验确认其绕线方向。当磁体N极向下插入线圈时，电流计指针向右偏，则该螺线管线圈的绕线方向是图丁中的________(选填“a”或“b”)。
题号
1
3
2
4
b
[解析]　(2)由题表中实验信息可知，穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同；穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，故选C。
(3)根据实验探究过程，可以得到结论：影响感应电流方向的因素有原磁场的方向、磁通量的变化情况。
(4)当磁体N极插入螺线管时，根据楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加，螺线管上端应为N极，下端为S极，又电流计指针向右偏，可知电流方向是由螺线管接线柱1流向电流计正接线柱，由安培定则可判断螺线管的绕线方向如题图丁中b所示。
题号
1
3
2
4
4．在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，请回答下列问题。
题号
1
3
2
4
(1)为弄清灵敏电流表指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡，含有直流电源，他应选用多用电表的________(选填“电阻”“直流电流”“直流电压”“交流电流”或“交流电压”)挡，对灵敏电流表进行测试，由实验可知当电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动。
电阻　
(2)该同学先将多用电表的红表笔接灵敏电流表的正接线柱，再将黑表笔________(选填“短暂”或“持续”)接灵敏电流表的负接线柱。若灵敏电流表的指针向左摆动，则说明电流由电流表的______(选填“正”或“负”)接线柱流入灵敏电流表。
(3)实验中，该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，请在图甲中用箭头画出线圈电流方向并用字母N、S标出磁铁的极性。
题号
1
3
2
4
短暂　
负　
见解析图(a)
(4)另一位同学利用图乙所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。在给出的实物图中，已用实线作为导线连接了部分实验电路。
①请用实线作为导线从箭头1和2处开始完成其余部分电路的连接；
②将L1插入L2后，下列实验操作产生的感应电流与合上开关时产生的感应电流方向相同的是_____。
A．闭合开关，稳定后拔出软铁棒
B．闭合开关，稳定后拔出线圈L1
C．闭合开关，稳定后使变阻器滑片左移
D．闭合开关，稳定后断开开关
题号
1
3
2
4
见解析图(b)
C
[解析]　(1)根据题意可知，实验要使用多用电表内部某一挡，含有直流电源，只有多用电表的电阻挡有电源，所以需要选用多用电表电阻挡对灵敏电流表进行测试。
(2)灵敏电流表量程太小，电阻挡内部电源电压相对较大，若电流超过电流表量程，则长时间通电会损坏电流表，故黑表笔应短暂接触灵敏电流表的负接线柱；红表笔连接电源的负极，灵敏电流表的指针向左摆动，说明电流从电流表的负接线柱流入。
题号
1
3
2
4
(3)电流表的指针向右偏转，说明电流从正接线柱流入电流表，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，原磁场方向向上，故插入的磁铁下端为S极，如图(a)所示。
题号
1
3
2
4
(4)①将线圈L2与电流表串联形成回路，将电源、开关、滑动变阻器、线圈L1串联形成另一个回路，实物图如图(b)所示。
②根据题意可知，闭合开关时，穿过线圈L2的磁通量增大，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，拔出软铁棒、拔出线圈L1、断开开关，穿过线圈L2的磁通量均减小，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，故A、B、D错误；当使滑动变阻器滑片左移时，电流增大，穿过线圈L2的磁通量增大，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，故C正确。
题号
1
3
2
4
章末巩固(十一)　电磁感应
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
一、单选题
1．(2025·辽宁大连一模)某品牌电磁炉实物图如图(a)所示，其面板是一块非金属板，它的内部结构如图(b)所示。煮饭时，接通电源，通过内部转换装置产生20～40 kHz的高频电压加在线圈上，使其产生快速变化的磁场，当锅具放在面板上时就会加热锅内的食物。关于电磁炉，下列说法正确的是(　　)
A．电磁炉的加热原理跟微波炉相同
B．电磁炉工作时，线圈中产生很强的感应电流，电流使线圈发热，从而实现给锅具加热
C．电磁炉工作时，快速变化的磁场穿过面板，在面板中产生
很强的感应电流，从而实现给锅具加热
D．电磁炉工作时，快速变化的磁场穿过放在面板上的锅具，
在锅底内产生感应电流，从而实现加热食物的目的
√
D　[电磁炉在使用中用到了电流的磁效应，微波炉是通过使用微波能量加热食物的，两者原理不相同，故A错误；电磁炉工作时，快速变化的磁场穿过放在面板上的锅具，在锅底内产生感应电流，从而实现加热食物的目的，故B、C错误，D正确。]
题号
1
3
5
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6
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11
题号
1
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11
2．水平桌面上固定一根绝缘长直导线，矩形导线框abcd靠近长直导线固定在桌面上，如图甲所示。当长直导线中的电流按图乙的规律变化时(图甲所示电流方向为其正方向)，则(　　)
A．t1到t2，线框内电流的方向为abcda
B．0到t1，线框内电流的方向为abcda
C．t2到t3，线框所受安培力方向先向
左后向右
D．t1到t3，线框所受安培力方向一直向左
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
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11
A　[t1到t2，穿过线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，线框内电流的方向为abcda，A正确；0到t1，穿过线圈的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，线框内电流的方向为adcba，B错误；t2到t3，穿过线圈的磁通量向外增加，根据楞次定律可知，线框内电流的方向为abcda，根据左手定则可知，ad受安培力向右，bc受安培力向左，因ad边受的安培力大于bc边受的安培力，可知线框所受安培力方向一直向右，C错误；t1到t2，线框内电流的方向为abcda，根据左手定则可知，ad受安培力向左，bc受安培力向右，因ad边受的安培力大于bc边受的安培力，可知线框所受安培力方向向左，可知t1到t3，线框所受安培力方向先向左后向右，D错误。]
题号
1
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11
3．(人教版选择性必修第二册改编)如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关(　　)
A．P与Q同时熄灭
B．P比Q先熄灭
C．Q闪亮后再熄灭
D．P闪亮后再熄灭
√
题号
1
3
5
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6
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10
11
D　[由题知，开始时，开关S闭合，由于L的电阻很小，Q灯正常发光，P灯微亮，断开开关前通过Q灯的电流远大于通过P灯的电流，断开开关时，Q所在电路未闭合，立即熄灭，由于自感，L中产生感应电动势，与P组成闭合回路，故P灯闪亮后再熄灭，故选D。]
题号
1
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11
4．(2023·湖北卷)近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为1.0 cm、1.2 cm和1.4 cm，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为103 T/s，则线圈产生的感应电动势最接近(　　)
A．0.30 V　 B．0.44 V　 C．0.59 V　 D．4.3 V
√
B　[三匝面积不同的线圈分别产生的感应电动势串联，则总电
动势E＝(＋＋)＝0.44 V，B正确，A、C、D错误。]
题号
1
3
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11
5．(2025·湖北武汉模拟)如图甲所示，电阻为5 Ω、匝数为100匝的线圈(图中只画了2匝)两端A、B与电阻R相连，R＝95 Ω，其余电阻不计。线圈内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化，则下列说法错误的是(　　)
A．A点的电势低于B点的电势
B．在线圈位置上感应电场沿逆时针方向
C．0.1 s时间内通过电阻R的电荷量为0.05 C
D．0.1 s时间内非静电力所做的功为2.5 J
√
题号
1
3
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4
6
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11
A　[线圈相当于电源，由楞次定律可知A相当于电源的正极，B相当于电源的负极，A点的电势高于B点的电势，在线圈位置上感应电场沿逆时针方向，故B正确，A错误；由法拉第电磁感应定律得E＝n＝100× V＝50 V，由闭合电路欧姆定律得I＝＝ A＝0.5 A，则0.1 s时间内通过电阻R的电荷量q＝It＝0.05 C，故C正确；0.1 s时间内非静电力所做的功W＝Eq＝50×0.05 J＝2.5 J，故D正确。]
题号
1
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二、多选题
6．如图所示，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上，t＝0时，棒ab以初速度v0向右滑动。运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示。下列图像可能正确的是(　　)
A　　　　　B
C　　　　　D
√
√
题号
1
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7
9
10
11
AC　[棒ab以初速度v0向右滑动，切割磁感线产生感应电动势，使整个回路中产生感应电流，判断可知棒ab受到与v0方向相反的安培力的作用而做变减速运动，棒cd受到与v0方向相同的安培力的作用而做变加速运动，它们之间的速度差Δv＝v1－v2逐渐减小，整个系统产生的感应电动势逐渐减小，回路中感应电流逐渐减小，加速度逐渐减小，最后变为0，即最终棒ab和棒cd的速度相同，v1＝v2，这时两相同的光滑导体棒ab、cd组成的系统在足够长的平行金属导轨上运动，水平方向上不受外力作用，由动量守恒定律有mv0＝mv1＋mv2，解得v1＝v2＝，选项A、C正确，B、D错误。]
题号
1
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11
7．(2025·辽宁大连模拟)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定放置在足够高的水平台面上，导轨间距L＝1 m。质量m＝1 kg、电阻r＝2 Ω的直导体棒放在导轨上，且始终与导轨垂直，导体棒通过一根轻质细绳绕过定滑轮与一质量也为m＝1 kg的重物相连。导轨左端与阻值R＝2 Ω的电阻相连，导轨电阻不计，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝2 T。在t＝0时刻，由静止释放导体棒和重物，直导体棒由静止开始向右做直线运动(导轨足够长，轻质细绳始终与导轨共面且平行)，重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　)
A．重物向下做加速度减小的加速运动，最终做匀速直线运动
B．当导体棒速度v＝8 m/s时，导体棒加速度a＝2 m/s2
C．导体棒最终做匀速直线运动的速度v＝10 m/s
D．导体棒最终做匀速直线运动的速度v＝12 m/s
√
√
题号
1
3
5
2
4
6
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9
10
11
AC　[对重物和导体棒整体受力分析有mg－BIL＝2ma，根据闭合电路欧姆定律有I＝，可知随着速度的增大，重物的加速度减小，所以重物向下做加速度减小的加速运动，最终做匀速直线运动，故A正确；当导体棒速度v＝8 m/s时，根据A项分析可知mg－＝2ma，解得a＝1 m/s2，故B错误；导体棒最终做匀速直线运动时有mg－＝0，解得v'＝10 m/s，故C正确，D错误。]
题号
1
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6
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11
8．(2025·天津模拟)如图所示，水平面内放置的光滑平行导轨左窄右宽，左轨宽度为d，右轨宽度为2d，匀强磁场与导轨平面垂直，磁感应强度为B。质量为m和2m的甲、乙两金属棒分别垂直放在导轨上，某时刻，给甲、乙两金属棒大小分别为v0和2v0的向右的初速度，设回路总电阻不变，导轨足够长，从甲、乙两金属棒获得初速度到二者稳定运动的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．甲、乙加速度总是大小相等
B．甲、乙匀速运动的速度大小相等
C．回路产生的焦耳热为m
D．通过回路某一横截面的电荷量为
√
√
题号
1
3
5
2
4
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9
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11
AD　[根据牛顿第二定律，对甲棒有BId＝ma1，对乙棒有BI·2d＝2ma2，解得a1＝a2，故A正确；当两棒产生的感应电动势相等时，无感应电流，甲、乙匀速运动，则有Bdv1＝B·2dv2，解得v1＝2v2，故B错误；根据动量定理，对甲棒有Bd·Δt＝mv1－mv0，对乙棒有－B·2d·Δt＝2mv2－2m·2v0，解得v1＝2v0，v2＝v0，根据能量守恒定律有m＋×2m·(2v0)2＝m·(2v0)2＋×2m＋Q，解得回路产生的焦耳热为Q＝m，故C错误；根据动量定理，对甲棒有Bd·Δt＝mv1－mv0，其中q＝·Δt，解得q＝，故D正确。]
题号
1
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11
三、非选择题
9．(2025·山东济南一模)同学们在学习了感应电流产生的条件后，想通过实验探究影响感应电流方向的因素，实验过程如下：
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
(1)按照图1所示电路连接器材，闭合开关，电流表指针向右偏转，对调电源正负极，重复以上操作。该步骤目的是获得电流表指针偏转方向与________方向的对应关系。
(2)按照图2所示电路连接器材，查明线圈中导线的绕向，以确定感应电流产生的磁场方向。
(3)分别改变磁体磁场的方向和磁体运动方向，观察指针偏转方向，在表格中记录数据；根据第1步探究的对应关系，表中实验4中标有“▲”空格应填________(选填“向上”“向下”“向左”或“向右”)。
电流　
向上　
题号
1
3
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2
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6
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10
11
实验 序号 磁体磁场的 方向(正视) 磁体运 动情况 指针偏 转情况 感应电流
的磁场方
向(正视)
1 向下 插入线圈 向左 向上
2 向下 拔出线圈 向右 向下
3 向上 插入线圈 向右 向下
4 向上 拔出线圈 向左 ▲
(4)根据表中所记录数据，进行如下分析：
①由实验1和________(填实验序号)可得出结论：感应电流方向与磁体运动情况有关；
②由实验2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向______(选填“相同”“相反”或“无关”)。
(5)经过进一步讨论和学习，同学们掌握了影响感应电流方向的因素及其结论，为电磁感应的学习打下了基础。
题号
1
3
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11
2　
相同
[解析]　(1)电流流向不同，对应指针偏转方向不同，所以该步骤目的是获得电流表指针偏转方向与电流方向的对应关系。
(3)实验4中指针向左偏转，与实验1偏转情况相同，可知感应电流的磁场方向向上。
(4)①要探究感应电流方向与磁体运动情况有关，需保证磁体磁场的方向相同，故由实验1和2可得出结论。
②由实验2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
题号
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3
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题号
1
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11
10. 1831年10月28日，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机。如图所示为一圆盘发电机对小灯泡供电的示意图，铜圆盘可绕竖直铜轴转动，两块铜片C、D分别与圆盘的竖直轴和边缘接触。已知铜圆盘半径为L，接入电路中的电阻为r，匀强磁场竖直向上，磁感应强度为B，小灯泡电阻为R。不计摩擦阻力，当铜圆盘以角速度ω沿顺时针方向(俯视)匀速转动时，求：
(1)铜圆盘的铜轴与边缘之间的感应电动势大小E；
(2)流过小灯泡的电流方向，以及小灯泡两端的电压U；
(3)维持圆盘匀速转动的外力的功率P。
题号
1
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11
[解析]　(1)由法拉第电磁感应定律可得感应电动势E＝BL
圆盘半径两端的平均速度为＝(0＋ωL)
联立可得铜圆盘的铜轴与边缘之间的感应电动势大小E＝BωL2。
(2)由右手定则可得电流方向为由a到b。由闭合电路欧姆定律可得，电流为I＝
灯泡两端的电压为U＝IR
联立可得U＝。
题号
1
3
5
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4
6
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9
10
11
(3)由能量守恒可知，维持圆盘匀速转动的外力的功率等于电路消耗的总功率，即P＝P电
电路中消耗的总功率为P电＝
联立可得P＝。
[答案]　(1)BωL2　(2)电流方向由a到b　　(3)
题号
1
3
5
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11
11．(2025·安徽六校入学测试)如图所示，在绝缘水平地面上固定一“>”形光滑导轨，AC、BC边的长度d均为2.5 m，AC与BC所夹角度为θ＝74°，且整个导轨处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小B＝0.5 T。t＝0时，有一根粗细均匀、质量m＝1 kg、电阻R＝0.3 Ω的金属杆从AB处出发，两端恰好与A、B良好接触，在水平外力的作用下，金属杆始终垂直于图中虚线(导轨的对称轴)以v＝1.0 m/s的速度匀速运动，直至运动到C处。运动过程中金属杆始终保持与导轨良好接触，除金属杆外其余电阻忽略不计，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：
(1)t＝0时，金属杆切割磁感线所产生的感应电动势E；
(2)t＝0.8 s时，金属杆两端的电势差U；
(3)整个过程通过金属杆的电荷量q；
(4)整个过程金属杆上产生的焦耳热Q。
题号
1
3
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2
4
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8
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11
[解析]　(1) t＝0时，金属杆长度即切割磁感线的有效长度，为L＝2dsin ＝3 m
根据法拉第电磁感应定律得，此时金属杆切割磁感线产生的感应电动势为E＝BLv＝1.5 V。
(2)由于金属杆做匀速直线运动，则t＝0.8 s时，金属杆仍产生1.5 V的电动势
此时由几何关系可知，金属杆在导轨间的长度为
L'＝2tan ＝1.8 m
题号
1
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2
4
6
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11
根据法拉第电磁感应定律得，金属杆在导轨间的部分切割磁感线产生的感应电动势为E'＝BL'v＝0.9 V
根据题意可知导轨的电阻均不计，则金属杆在导轨间部分的电势差为0
因此，金属杆两端的电势差可看成是金属杆除与导轨构成回路外的部分产生的感应电动势的总和，则金属杆两端的电势差为U＝E－E'＝0.6 V，由右手定则可知金属杆上端的电势较高。
题号
1
3
5
2
4
6
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9
10
11
(3)设t时刻导轨间金属杆切割磁感线产生的感应电动势为E″＝BL″v
此时导轨间金属杆的电阻为R″＝R
根据闭合电路欧姆定律得，流过金属杆的电流为I＝＝＝＝5 A
由此可知整个过程中任意时刻流过金属杆的电流均相同
根据电流的定义式可得，整个过程通过金属杆的电荷量为q＝It＝I·＝10 C。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
(4)由安培力公式可知t时刻金属杆所受安培力大小为FA＝BIL″＝BI·2tan
t时刻金属杆的位移大小为x＝vt
由此可知安培力与位移呈线性关系，根据功能关系可知，整个过程金属杆克服安培力做的功转化为金属杆产生的焦耳热，因此整个过程金属杆上产生的焦耳热为Q＝x总＝FA0x总＝BIL·dcos ＝7.5 J。
[答案]　(1)1.5 V　(2)0.6 V　(3)10 C　(4)7.5 J
阶段检测(五)　第十章至第十一章
题号
1
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2
4
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10
11
一、单选题
1．如图所示，水平面MN下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，纸面为竖直平面。不可形变的导体棒ab和两根可形变的导体棒组成三角形回路框，其中ab处于水平位置，框从MN上方由静止释放，框面始终在纸面内，框落入磁场且ab未到达MN的过程中，沿磁场方向观察，框的大致形状及回路中的电流方向为(　　)
√
C　[由楞次定律的推论“增反减同”可知回路框中感应电流方向为逆时针，根据左手定则可知左侧导体棒所受安培力斜向右上方，右侧导体棒所受安培力斜向左上方，故选C。]
题号
1
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11
题号
1
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11
2．(2025·江苏南京一模)工业上常用电磁流量计来测量高黏度及强腐蚀性流体的流量Q(单位时间内流过管道横截面的液体体积)，原理如图甲所示，在非磁性材料做成的圆管处加一磁感应强度大小为B的匀强磁场，当导电液体流过此磁场区域时，测出管壁上下M、N两点间的电势差U，就可计算出管中液体的流量。为了测量某工厂的污水排放量，技术人员在充满污水的排污管末端安装了一个电磁流量计，如图乙所示，已知排污管和电磁流量计处的管道直径分别为20 cm和10 cm。当流经电磁流量计的液体速度为10 m/s时，其流量约为280 m3/h，若某段时间内通过电磁流量计的流量为70 m3/h，则在这段时间内，下列说法正确的是(　　)
A．M点的电势一定低于N点的电势
B．通过排污管的污水流量约为140 m3/h
C．排污管内污水的速度约为2.5 m/s
D．电势差U与磁感应强度B之比约为0.25 m2/s
√
题号
1
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2
4
6
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10
11
D　[根据左手定则可知，正电荷进入磁场区域时会向上偏转，负电荷向下偏转，所以M点的电势一定高于N点的电势，故A错误；某段时间内通过电磁流量计的流量为70 m3/h，通过排污管的污水流量也是70 m3/h，由题知此段时间内流经电磁流量计的液体速度为2.5 m/s，流量计处半径r＝5 cm＝0.05 m，排污管的半径R＝10 cm＝0.1 m，流经电磁流量计的液体速度v1＝2.5 m/s，则πr2v1＝πR2v2，可得排污管内污水的速度v2＝0.625 m/s，故B、C错误；当粒子在电磁流量计中受力平衡时，有q＝qv1B，其中d1＝2r＝0.1 m，可知＝v1d1＝0.25 m2/s，故D正确。]
题号
1
3
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2
4
6
8
7
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11
3．如图所示，空间有与竖直平面夹角为θ的匀强磁场，在磁场中用两根等长轻细金属丝将质量为m的金属棒EF悬挂在天花板的C、D两处，通电后金属棒静止时金属丝与磁场方向平行，已知磁场的磁感应强度大小为B，接入电路的金属棒长度为l，重力加速度为g，关于金属棒中电流的方向和大小，下列判断正确的是(　　)
A．由E到F，
B．由F到E，
C．由F到E，
D．由E到F，
√
题号
1
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D　[分析金属棒EF受力，在重力mg、金属丝的拉力FT和安培力FA的作用下平衡，由题意知，安培力的方向垂直磁场方向向上，根据左手定则可判断，电流方向为由E流向F，如图所示，由三角形定则有mgsin θ＝IlB，解得电流I＝，D正确。]
题号
1
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4．半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面上，一长为r、电阻为R的均匀直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆轨道中心O。装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场内，磁感应强度大小为B，方向竖直向下，在两导轨之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器。直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动。在转动过程中始终与导轨保持良好接触，导轨电阻不计。下列说法正确的是(　　)
A．导体棒中电流由A流向B
B．电容器所带电荷量为CBωr2
C．电容器的M板带负电
D．导体棒两端电压为Bω2r
√
题号
1
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11
B　[根据右手定则可知，导体棒中电流方向由B流向A，A项错误；在t时间内，导体棒扫过的面积S＝ωt[(2r)2－r2]，根据法拉第电磁感应定律E＝B·，导体棒两端电压U＝E，解得U＝Bωr2，电容器所带电荷量为Q＝CU＝CBωr2，B项正确，D项错误；A点电势高于B点电势，故M板带正电，C项错误。]
题号
1
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5．如图所示，边长为L的等边三角形ABC内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B0的匀强磁场，D是AB边的中点，一质量为m、电荷量为－q(q>0)的带电粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，
不考虑带电粒子受到的重力，下列说法正确的是(　　)
A．粒子可能从B点射出
B．若粒子垂直于BC边射出，则粒子做匀速圆周运动的半径为L
C．若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为
D．若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，其在磁场中运动的时间越短
√
题号
1
3
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C　[带负电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，由左手定则可知，粒子向下偏转，由于BC边的限制，粒子不能到达B点，故A错误；若粒子垂直于BC边射出，如图甲所示，则粒子做匀速圆周运动的半径等于D点到BC边的距离，即R1＝Lsin 60°＝L，故B错误；若粒子从C点射出，如图乙所示，根据几何关系可得＝＋，解得R2＝L，则粒子轨迹对应的圆心角的正弦值sin∠O＝＝，则∠O＝60°，粒子在磁场中运动的时间t＝T＝×＝，故C正确；由qvB0＝m，可得r＝，若粒子从AB边射出，则粒子的
速度越大，轨迹半径越大，如图丙所示，粒子从AB
边射出时的圆心角相同，其在磁场中运动的时间相同，
故D错误。]
题号
1
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二、多选题
6．如图甲所示，三角形线圈abc水平放置，在线圈所在区域存在一变化的磁场，其变化规律如图乙所示。线圈在外力作用下处于静止状态，规定垂直于线圈平面向下的磁场方向为正方向，垂直ab边斜向下的受力方向为正方向，线圈中感应电流沿abca方向为正方向，则线圈内电流及ab边所受安培力随时间变化规律的图像是(　　)
A　　 　　　B
C　　　　　　D
√
√
题号
1
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AD　[根据法拉第电磁感应定律有E＝＝S，根据楞次定律可得感应电流的方向，又线圈中感应电流沿abca方向为正方向，结合题图乙可得，1～2 s内通过线圈的电流为0，0～1 s、2～3 s、3～5 s内通过线圈的电流大小恒定，且0～1 s、2～3 s内通过线圈的电流方向为正，3～5 s内通过线圈的电流方向为负，且大小之比为1∶2，A正确，B错误；根据安培力的公式，即F安＝BIL，因为每段时间通过线圈的电流大小恒定，磁场均匀变化，可得安培力也是均匀变化，根据左手定则可判断出ab边所受安培力的方向，可知C错误，D正确。]
题号
1
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11
7．如图所示，一电阻不计的光滑轨道固定在架台上，轨道由倾斜和水平两段组成，倾斜段的上端连接一电阻R＝0.5 Ω，两轨道间距d＝1 m，水平部分两轨道间有一竖直向下、磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场。一质量m＝0.5 kg、长为l＝1.1 m、电阻忽略不计的导体棒，从轨道上距水平面h1＝0.8 m高处由静止释放，通过磁场区域后从水平轨道末端水平飞出，落地点与水平轨道末端的水平距离x2＝0.8 m，水平轨道距水平地面的高度h2＝0.8 m。通过计算可知(g取10 m/s2)(　　)
A．导体棒进入磁场时的速度为3 m/s
B．导体棒整个运动过程中，电阻R上产生的热量为3 J
C．磁场的长度x1为2 m
D．整个过程通过电阻的电荷量为2 C
√
√
√
题号
1
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BCD　[设导体棒进入磁场时的速度为v0，根据机械能守恒定律有m＝mgh1，解得v0＝4 m/s，故A错误；导体棒从水平轨道水平飞出做平抛运动，则水平方向有x2＝vt，竖直方向有h2＝gt2，联立并代入数据解得v＝2 m/s，导体棒通过磁场区域过程中，根据能量守恒定律有Q＝m－mv2，则导体棒整个运动过程中，电阻R上产生的热量为Q＝3 J，故B正确；导体棒通过磁场区域过程中，根据动量定理有t1＝Bdq＝mv0－mv，又有q＝t1＝＝，联立并代入数据解得q＝2 C，x1＝2 m，故C、D正确。]
题号
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8．(2025·山东卷)如图甲所示的Oxy平面内，y轴右侧被直线x＝3L分为两个相邻的区域Ⅰ、Ⅱ。区域Ⅰ内充满匀强电场，区域Ⅱ内充满垂直Oxy平面的匀强磁场，电场和磁场的大小、方向均未知。t＝0时刻，质量为m、电荷量为＋q的粒子从O点沿x轴正向出发，在Oxy平面内运动，在区域Ⅰ中的运动轨迹是以y轴为对称轴的抛物线的一部分，如图甲所示。t0时刻粒子第一次到达两区域分界面，在区域Ⅱ中运动的y-t图像为正弦曲线的一部分，如图乙所示。不计粒子重力。下列说法正确的是(　　)
A．区域Ⅰ内电场强度大小E＝，方向沿y轴正方向
B．粒子在区域Ⅱ内圆周运动的半径R＝
C．区域Ⅱ内磁感应强度大小B＝，方向垂直Oxy平面向外
D．粒子在区域Ⅱ内圆周运动的圆心坐标为
√
√
题号
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AD　[根据题图甲中粒子在区域Ⅰ的轨迹可知，粒子在区域Ⅰ内做类平抛运动，且加速度方向沿y轴正方向，由平抛运动规律可知y轴方向有2L＝a，由牛顿第二定律有qE＝ma，联立解得电场强度大小E＝，方向沿y轴正方向，A正确；结合题图乙和对称性可知，粒子在区域Ⅱ内圆周运动的半径R＝L，B错误；由平抛运动规律可得粒子的初速度v0＝，对粒子在区域Ⅰ中的运动过程由动能定
题号
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理有qE·2L＝mv2－m，结合A项分析联立解得粒子在区域Ⅱ中的运动速度v＝，由洛伦兹力提供向心力有qvB＝m，结合B项分析联立解得区域Ⅱ内磁感应强度大小B＝，又由题图乙可知，粒子进入区域Ⅱ后向下偏转，由左手定则可知，磁场的方向垂直Oxy平面向外，C错误；结合C项分析和题图乙可知，粒子在区域Ⅱ内圆周运动的圆心在x轴上，设其坐标为(x0，0)，由几何关系有(x0－3L)2＋(2L)2＝R2，解得x0＝，即圆心坐标为(，0)，D正确。]
题号
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三、非选择题
9．(2025·山东济南一模)某兴趣小组利用如图所示的装置探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素。
题号
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(1)如图(a)，磁铁的N极向下运动时，电流表指针发生偏转。若要探究线圈中产生感应电流的方向，除了要知道线圈上导线的绕向外，还必须知道________。
(2)图(b)中，将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离，出现的现象是________。
A．灯泡A短暂发光、灯泡B不发光
B．灯泡A、B均不发光
C．灯泡A不发光、灯泡B短暂发光
D．灯泡A、B交替短暂发光
见解析　
D　
题号
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(3)为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图(c)所示的电路，下列接线方法正确的是________。
A．1接4，2接3
B．1接2，3接4
C．1接3，2接4
C
题号
1
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[解析]　(1)磁铁的N极向下运动时，电流表指针发生偏转。若要探究线圈中产生感应电流的方向，除了要知道线圈上导线的绕向外，还必须知道电流从电流表的“＋”接线柱流入时，指针向哪个方向偏转(电流方向与指针偏转方向的关系)，以便于和后面的实验进行对比。
(2)条形磁铁向上移动一小段距离，螺线管的磁通量减少，向下移动一小段距离，螺线管的磁通量增加，移动方向不同，产生的感应电流方向不同，根据二极管具有单向导电性可知灯泡A、B交替短暂发光。
(3)根据感应电流产生的条件可知，要想进一步探究影响感应电流方向的因素，需要组成一个闭合回路，还需要一个含有电源的电路形成一个电磁铁，所以1接3，2接4。
题号
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10．如图所示，质谱仪由一个加速电场和环形区域的偏转磁场构成，磁场区域由两圆心都在O点、半径分别为2a和4a的半圆盒N1N2和M1M2围成，匀强磁场垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为＋q的粒子不断从粒子源S飘入加速电场，其初速度几乎为0，经电场加速后沿M1N1的中垂线从极板上的小孔P射入磁场后打到荧光屏N2M2上。已知加速电压为U0(未知)时，粒子刚好打在荧光屏的中央。不计粒子的重力和粒子间相互
作用，打到半圆盒上的粒子均被吸收。
(1)为使粒子能够打到荧光屏上，求加速电压的最大值Um；
(2)由于粒子进入磁场时速度方向在纸面内偏离SP方向，加速电压为U0(未知)时，其中有粒子打到荧光屏N2点右侧0.8a处的Q点(图中未画出)，求该粒子进入磁场时速度与SP方向夹角α的余弦值cos α。
题号
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[解析]　(1)当粒子在磁场中运动的轨迹与半径为4a的半圆盒在M2点相切时，加速电压有最大值Um
粒子在磁场中运动的半径有最大值，设为rm，如图1所示，则rm＝
设粒子在磁场中运动的最大速度为v1，根据动能定理有qUm＝m
粒子在磁场中做圆周运动时，有qv1B＝m
联立解得Um＝。
题号
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(2)设荧光屏N2M2的中点为C，加速电压为U0时粒子在磁场中的运动轨迹如图2所示，由题意可知该粒子的运动半径为r0＝3a
粒子进入磁场时速度方向偏离SP方向的夹角为α，粒子打在荧光屏上的Q点，轨迹圆心为O1，如图2所示，因为加速电压U0不变，则粒子进入磁场的速度大小不变，根据r＝，可知其运动半径仍为r0，根据几何关系有2r0cos α＝5a＋0.8a
解得cos α＝。
[答案]　(1)　(2)
题号
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11．如图所示，在空间有上下两个足够长的水平光滑平行金属导轨MN、M'N'和水平光滑平行金属导轨PQ、P'Q'，间距均为L1＝0.5 m，电阻不计，两导轨竖直高度差H＝0.2 m。上导轨最左端接一电阻R0＝0.4 Ω，虚线ab左侧MM'ba区域的边Ma的长度L2＝0.1 m，区域内存在着竖直向下的磁场，磁感应强度随时间变化关系为B1＝0.2＋1.0t(T)。虚线ab右侧NN'ba区域内磁场方向竖直向上，磁感应强度B2＝0.1 T。竖直线NP与N'P'的右侧空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B3＝0.4 T。上、下导轨中垂直导轨分别放置两根相同的导体棒cd和导体棒ef，相对位置如图所示，棒长均为L1，质量均为
题号
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m＝0.1 kg，电阻均为R＝0.4 Ω。t＝0时刻闭合开关K，导体棒cd在安培力的作用下开始运动，导体棒cd在离开上导轨前已经达到稳定状态。导体棒cd从NN'离开下落到下导轨后，竖直速度立即变为0，水平速度不变。g取10 m/s2。
(1)求开关K闭合瞬间，流过导体棒cd的电流大小I；
(2)求导体棒cd离开上导轨时的速度大小v1；
(3)若导体棒cd与导体棒ef 恰好不相碰，求导体棒ef 的初始位置与PP'的水平距离x。
题号
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[解析]　(1)由法拉第电磁感应定律可知，开关闭合时感应电动势E＝，面积S不变，磁感应强度变化，则E＝S ＝0.05 V
流过导体棒cd的电流I＝＝0.062 5 A。
(2)导体棒cd做加速度减小的加速运动，当S ＝B2L1v1时，电路中的电流为0，导体棒cd做匀速直线运动，可得速度大小v1＝1 m/s。
题号
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(3)导体棒cd离开水平轨道后，从离开到落地的时间t＝＝0.2 s
在水平方向做匀速直线运动，水平位移x1＝v1t，解得x1＝0.2 m，两导体棒相互作用过程中系统动量守恒，有mv1＝2mv2，解得v2＝0.5 m/s
对导体棒ef 应用动量定理有B3L1t1＝mv2
又＝，由法拉第电磁感应定律得＝
由于导体棒cd与导体棒ef 恰好不相碰，则两导体棒共速时刚好在同一位置，设导体棒cd刚落到下导轨上时与导体棒ef 间距为x2，联立得＝mv2，解得x2＝1 m，x＝x1＋x2＝1.2 m。
[答案]　(1)0.062 5 A　(2)1 m/s　(3)1.2 m
谢谢！课时作业(六十五)　探究影响感应电流方向的因素(实验课)
说明：本试卷共28分。　　
1．(6分)我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分，请补充完整。
(1)如图甲所示，当磁体的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，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，电流表指针向右偏。电路稳定后，若向左移动滑动变阻器触头，电流表指针向________偏转，若将线圈A抽出，电流表指针向________(均选填“左”或“右”)偏转。
2．(6分)某同学应用楞次定律判断线圈中导线的缠绕方向。器材有：一个绕向未知的线圈，一个条形磁铁，一只多用电表，导线若干。
(1)该同学设计的实验电路如图甲所示，将多用电表接入实验电路前，为避免指针反向偏转损坏电表，该同学应调整旋钮________(选填“a”“b”或“c”)，使指针指在刻度盘中央。
(2)该同学将选择开关旋转到10 mA挡，并将多用电表和线圈按图甲连接。实验中发现条形磁铁插入得越快，多用电表的指针偏角________(选填“越大”或“越小”)；为了使条形磁铁N极向下插入线圈时，多用电表的指针向右偏转，导线的缠绕方向应和图乙中的________(选填“A”或“B”)相同。
3．(6分)(2025·广东广州模拟)某小组探究“影响感应电流方向的因素”。
(1)如图甲所示，小组成员用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系。实验表明，如果电流从正接线柱流入，指针将向右偏转，反之向左偏转。
(2)如图乙所示，小组成员研究了磁体N、S极沿不同方向运动时所产生的感应电流的方向及感应电流的磁场方向，实验记录如下：
磁体的磁场方向 向下 向下 向上 向上
通过线圈的磁通量的变化 增大 减小 增大 减小
指针偏转的方向 左 右 右 左
感应电流的磁场方向 向上 向下 向下 向上
下列判断正确的是________。
A．感应电流的磁场方向和磁体的磁场方向一定相反
B．感应电流的磁场方向和磁体的磁场方向一定相同
C．磁通量增大时，感应电流的磁场方向和磁体的磁场方向一定相反
D．磁通量减小时，感应电流的磁场方向和磁体的磁场方向一定相反
(3)根据以上实验探究过程，可以得到结论：影响感应电流方向的因素有________。
A．原磁场的方向
B．磁通量的变化情况
C．线圈的匝数
D．线圈的绕线情况
(4)某螺线管线圈绕线标识模糊，现通过如图丙所示的实验确认其绕线方向。当磁体N极向下插入线圈时，电流计指针向右偏，则该螺线管线圈的绕线方向是图丁中的________(选填“a”或“b”)。
4．(10分)在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，请回答下列问题。
(1)为弄清灵敏电流表指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡，含有直流电源，他应选用多用电表的________(选填“电阻”“直流电流”“直流电压”“交流电流”或“交流电压”)挡，对灵敏电流表进行测试，由实验可知当电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动。
(2)该同学先将多用电表的红表笔接灵敏电流表的正接线柱，再将黑表笔________(选填“短暂”或“持续”)接灵敏电流表的负接线柱。若灵敏电流表的指针向左摆动，则说明电流由电流表的________(选填“正”或“负”)接线柱流入灵敏电流表。
(3)实验中，该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，请在图甲中用箭头画出线圈电流方向并用字母N、S标出磁铁的极性。
(4)另一位同学利用图乙所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。在给出的实物图中，已用实线作为导线连接了部分实验电路。
①请用实线作为导线从箭头1和2处开始完成其余部分电路的连接；
②将L1插入L2后，下列实验操作产生的感应电流与合上开关时产生的感应电流方向相同的是_________。
A．闭合开关，稳定后拔出软铁棒
B．闭合开关，稳定后拔出线圈L1
C．闭合开关，稳定后使变阻器滑片左移
D．闭合开关，稳定后断开开关
课时作业(六十五)
1．解析：(1)探究线圈中感应电流的方向必须先知道：①电流表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电流表指针的偏转方向。由偏转方向得出电流流入电流表的方向，再进一步得到线圈中电流的流向，即必须知道电流表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，电流表指针右偏，若将滑动触头向左移动，接入电路中的电阻减小，线圈A中电流增加，穿过B的磁通量也增加，且磁场方向未变，所以电流表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，穿过线圈B的磁通量减少，电流表指针向左偏转。
答案：(1)电流表指针偏转方向与电流方向间的关系　(2)右　左
2．解析：(1)将多用电表接入实验电路前，为避免指针反向偏转损坏电表，该同学应调整机械调零旋钮a使指针指在刻度盘中央。
(2)条形磁铁插入得越快，磁通量变化得越快，多用电表的指针偏角越大。将条形磁铁N极向下插入线圈时，线圈中磁通量向下增大，为使此时多用电表的指针向右偏转，即产生从红表笔流入的感应电流，由右手螺旋定则和楞次定律可知，导线的缠绕方向应和题图乙中的B相同。
答案：(1)a　(2)越大　B
3．解析：(2)由题表中实验信息可知，穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同；穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，故选C。
(3)根据实验探究过程，可以得到结论：影响感应电流方向的因素有原磁场的方向、磁通量的变化情况。
(4)当磁体N极插入螺线管时，根据楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加，螺线管上端应为N极，下端为S极，又电流计指针向右偏，可知电流方向是由螺线管接线柱1流向电流计正接线柱，由安培定则可判断螺线管的绕线方向如题图丁中b所示。
答案：(2)C　(3)AB　(4)b
4．解析：(1)根据题意可知，实验要使用多用电表内部某一挡，含有直流电源，只有多用电表的电阻挡有电源，所以需要选用多用电表电阻挡对灵敏电流表进行测试。
(2)灵敏电流表量程太小，电阻挡内部电源电压相对较大，若电流超过电流表量程，则长时间通电会损坏电流表，故黑表笔应短暂接触灵敏电流表的负接线柱；红表笔连接电源的负极，灵敏电流表的指针向左摆动，说明电流从电流表的负接线柱流入。
(3)电流表的指针向右偏转，说明电流从正接线柱流入电流表，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，原磁场方向向上，故插入的磁铁下端为S极，如图(a)所示。
(4)①将线圈L2与电流表串联形成回路，将电源、开关、滑动变阻器、线圈L1串联形成另一个回路，实物图如图(b)所示。
②根据题意可知，闭合开关时，穿过线圈L2的磁通量增大，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，拔出软铁棒、拔出线圈L1、断开开关S，穿过线圈L2的磁通量均减小，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，故A、B、D错误；当使滑动变阻器滑片左移时，电流增大，穿过线圈L2的磁通量增大，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，故C正确。
答案：(1)电阻　(2)短暂　负　(3)见解析图(a)　(4)①见解析图(b)　②C
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