第十二章 电磁感应 实验十四 探究影响感应电流方向的因素(课件+学案)高中物理 高考专区 一轮复习

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第十二章 电磁感应 实验十四 探究影响感应电流方向的因素(课件+学案)高中物理 高考专区 一轮复习

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实验十四 探究影响感应电流方向的因素
原理装置 操作要求
1.判定灵敏电流表指针偏转方向与电流方向之间的关系(如图甲)。 2.探究影响感应电流方向的因素(如图乙) 1.实验准备 (1)探究灵敏电流表指针偏转方向与电流方向的关系。 (2)观察线圈,查明线圈绕向。 2.探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向 (1)按图乙连接电路。 (2)分别将N极(S极)向下时插入线圈和N极(S级)向下时抽出线圈。 (3)观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化情况,并将结果填入附表。 3.总结电流方向和磁场方向两者间的关系
注意事项 1.灵敏电流表满偏电流很小,查明电流表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.电流表选用零刻度线在中间的灵敏电流表,实验前要弄清线圈导线的绕向。 3.为了使实验现象更加明显,磁体要快速插入或抽出;进行一种操作后等电流表指针回零后再进行下一步操作 实验结论 1.当线圈中磁通量增加时,感应电流的磁场方向跟磁体的磁场方向相反。 2.当线圈中磁通量减少时,感应电流的磁场方向跟磁体的磁场方向相同
附表 实验记录与分析
相对运动情况
原磁场方向 向下 向下 向上 向上
Φ的变化情况 增加 减小 减小 增加
线圈中感应电流的方向 自下而上 自上而下 自下而上 自上而下
感应电流的磁场方向(线圈中) 向上 向下 向上 向下
感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系 相反 相同 相同 相反
学生用书 第242页
类型一 教材原型实验
(2026·辽宁大连模拟)如图1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表的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将A线圈迅速插入B线圈中,电流表指针将    (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(2)连好电路后,并将A线圈插入B线圈中后,若要使灵敏电流表的指针向左偏转,可采取的操作是    。
A.插入铁芯
B.拔出A线圈
C.滑动变阻器的滑片向左滑动
(3)G为指针零刻度线在中央的灵敏电流表,连接在直流电路中时的偏转情况如图2中所示,即电流从电流表G的左接线柱进时,指针也从中央向左偏。把它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图3中的条形磁体的运动方向是向    (选填“上”或“下”),图4中的条形磁体下端为    (选填“N”或“S”)极。
答案:(1)向右 (2)B (3)下 S
解析:(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针向右偏了一下,说明线圈B中磁通量增加,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,产生的感应电流使电流表指针向右偏转。
(2)插入铁芯会使得通过线圈B中的磁通量变大,则使灵敏电流表的指针向右偏转,故A错误;拔出A线圈,会使得通过线圈B中的磁通量变小,则会使得灵敏电流表指针向左偏转,故B正确;滑动变阻器的滑片向左滑动,则通过线圈A中的电流变大,从而会使得通过线圈B中的磁通量变大,从而灵敏电流表的指针仍会向右偏转,故C错误。故选B。
(3)依题意可知,题图3中通过螺线管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螺线管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4中通过螺线管的电流是从下端流入、上端流出,则根据右手螺旋定则可知通电螺线管产生的磁场方向向上,而条形磁体又向上远离螺线管,结合楞次定律,说明引起感应电流的磁场方向向上且通过螺线管的磁通量在减小,则可知条形磁体的下端为S极。
(2025·福建宁德三模)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,发现电流表指针向左偏转;开关处于闭合状态并稳定后,电流表指针     (选填“偏转”或“不偏转”);滑动变阻器滑片P向右快速移动时,电流表指针    (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,由图可得到的结论是     。
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
答案:(1)见解析图 (2)不偏转 向右 (3)AC
解析:(1)实物电路如图1或2所示。
(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,电流表指针不偏转;由题意知,开关闭合瞬间,A中电流增大,B中磁通量变大,电流表指针向左偏转,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,电流表指针向右偏转。
(3)由题图丙可知,磁体从上方进入时电流为正,从下方离开时电流为负,所以感应电流方向与线圈中的磁通量增减有关,故A正确;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,离开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。
类型二 拓展创新实验
某兴趣小组探究影响感应电流方向的因素。
(1)图a中,将条形磁体从图示位置先向上后向下移动一小段距离,出现的现象是    。
学生用书 第243页
A.灯泡A、B均不发光
B.灯泡A、B交替短暂发光
C.灯泡A短暂发光、灯泡B不发光
D.灯泡A不发光、灯泡B短暂发光
(2)通过实验得知:当电流从图b中电流表正接线柱流入时指针向右偏转;则当磁体    (选填“向上”或“向下”)运动时,电流表指针向右偏转。
(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的电路。
(4)若图c电路连接正确,在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最    (选填“左”或“右”)端。
(5)若图c电路连接正确,开关闭合瞬间,电流表指针向左偏转,则将铁芯从线圈P中快速抽出时,观察到电流表指针    。
A.不偏转   B.向左偏转   C.向右偏转
[破题 “三步曲”]
答案:(1)B (2)向上  (4)左  (5)C
解析:(1)条形磁体向上移动一小段距离,穿过螺线管的磁通量减少,向下移动一小段距离,穿过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。故选B。
(2)电流表指针向右偏转时,根据右手螺旋定则可知感应电流的磁场方向向下,与磁体的磁场方向一致,根据楞次定律可知此时磁体的运动方向向上。
(4)闭合开关瞬间,电路中电流增大,穿过螺线管的磁通量增多,会产生感应电流,为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表,闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最左端。
(5)开关闭合瞬间,穿过螺线管的磁通量增多,根据题意可知电流表指针向左偏转,所以将铁芯从线圈P中快速抽出时,穿过螺线管的磁通量减少,观察到电流表指针向右偏转。故选C。
(2026·山东德州一模)某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。
(1)实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度d,如图乙所示,d=    mm。
(2)在实验中,让小车以不同速度靠近螺线管,记录下光电门挡光时间Δt内感应电动势的平均值E,改变速度多次实验,得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”,你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是    。
A.磁通量的变化量
B.磁通量的变化率
C.磁通量
(3)得到多组Δt与E的数据之后,若以E为纵坐标、 为横坐标作出E -图像,发现在误差范围内是过原点的倾斜直线,则得出的结论是:在误差允许的范围内,      
             。
(4)其他条件都不变,若换用匝数更多的线圈做实验,根据实验数据作出E -图像,其斜率     (选填“增大” “不变”或“减小”)。
[破题 “三步曲”]
答案:(1)5.665(5.664~5.666均可) (2)A
(3)见解析 (4)增大
解析:(1)用螺旋测微器测量挡光片的宽度
d=5.5 mm+16.5×0.01 mm=5.665 mm。
(2)小车以不同速度靠近螺线管的过程中,磁体与线圈之间的相对位置的改变量一样,穿过线圈的磁通量的变化量相同,故A正确,B、C错误。
(3)根据E=n=nΔΦ·,可知线圈匝数和磁通量变化量一定,若发现在误差范围内E -图像是过原点的倾斜直线,则得出的结论是:在误差允许的范围内,感应电动势与磁通量变化率成正比(或者在磁通量变化量相同的情况下,感应电动势与时间成反比)。
(4)根据E=nΔΦ·,其他条件都不变,若换用匝数更多的线圈做实验,根据实验数据作出E -图像,其斜率增大。
课时测评61 探究影响感应电流方向的因素
(时间:30分钟 满分:50分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
1.(10分)(2025·浙江1月卷·T14-Ⅱ)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)此时磁体的运动状态是      (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    。
A.磁体静止,向上移动线圈
B.增大(1)中磁体运动速度
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
答案:(1)向上拔出 (2)BC
解析:(1)由题图可知,电流表指针左偏,则感应电流从“-”极流入,根据安培定则可知,感应电流在线圈内产生的磁场方向向下,与条形磁体在线圈位置产生的磁场方向相同,根据楞次定律可知,穿过线圈的磁通量减小,则此时磁体的运动状态是向上拔出。
(2)磁体静止,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)中磁体的速度,产生的感应电动势会增加,指针偏角会增大,选项B正确;将导线从接线柱“G1”移接到“G0”,电流表接入电路的电阻变小,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。
2.(10分)如图甲所示,在“研究磁通量变化时感应电流的方向”的实验中:
(1)某同学用通电螺线管代替条形磁体进行如下实验操作:
A.将灵敏电流表直接与电源两极相连,检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系;
B.按图甲接好电路;
C.把原线圈放入副线圈中,接通、断开开关观察并记录灵敏电流表指针偏转方向;
D.归纳出感应电流的方向与磁通量变化的关系。
其中错误之处是                   、       。
(2)已知一灵敏电流表,当电流从正接线柱流入时,指针向正接线柱一侧偏转,现把它与线圈串联接成如图乙所示电路,条形磁体的磁极、运动方向及灵敏电流表的正负接线柱和指针偏转方向均如图乙所示,试画出螺线管上导线的绕向。
答案:(1)A中电流表要串接保护电阻后再接到电源上 B中原、副线圈位置弄反了 (2)见解析图
解析:(1)将灵敏电流表直接与电源两极相连,会造成电源短路,损坏电源,电流表要串接保护电阻后再接到电源上,故A操作错误;原线圈应该用小线圈,副线圈应该用大线圈,由题图甲所示电路图可知,原、副线圈弄反了,故B操作错误。
(2)由题图乙可知,穿过螺线管的磁场方向向下,磁体向螺线管靠近,穿过螺线管的磁通量变大,由楞次定律可知,感应电流磁场方向应向上,由安培定则可知,从上向下看,螺线管的绕向是沿逆时针方向,螺线管的绕向如图所示。
3.(10分)如图是探究电磁感应现象的装置。
(1)闭合开关,让导体AB沿水平方向左右运动。观察到灵敏电流表的指针偏转;若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动,则灵敏电流表的指针    (选填“偏转”或“不偏转”)。
(2)利用此装置,探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系,观察到的实验现象记录如表:
实验序号 磁场方向 导体切割磁感线方向 灵敏电流表指针偏转方向
① 向下 向右 向左
② 向上 向右 向右
③ 向下 向左 向右
④ 向上 向左 向左
在上述四次实验中,比较      两次实验,可知感应电流方向与磁场方向有关;比较      两次实验,可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变。(均填实验序号)
(3)在探究中还发现,导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时,灵敏电流表的指针偏转角度较小;导体AB水平向左(或向右)快速运动时,灵敏电流表的指针偏转角度较大,说明感应电流的大小与        有关。
答案:(1)不偏转 (2)①和②(或③和④) ①和④(或②和③) (3)导体运动的快慢
解析:(1)导体沿竖直方向运动,运动方向与磁场平行,不切割磁感线,不会产生感应电流,电流表指针不偏转。
(2)比较实验①和②(或③和④)可知:在导体切割磁感线运动方向一定时,改变磁场方向,感应电流的方向发生改变;比较实验①和④(或②和③)可知:在导体切割磁感线运动方向和磁场方向同时改变时,感应电流的方向不变。
(3)导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时,灵敏电流表的指针偏转角度较小;导体AB水平向左(或向右)快速运动时,灵敏电流表的指针偏转角度较大,则电路中的电流变大,说明感应电流的大小与导体运动的快慢有关。
4.(10分)某实验小组探究影响感应电流方向的因素。
(1)按照如图甲所示电路连接灵敏电流表和一节干电池,闭合开关后瞬间断开,发现灵敏电流表指针先向右偏转,再回到零刻度线处,该操作的实验目的是    。
A.检查干电池是否为新电池
B.检查电流表是否可正常工作
C.判断电流表指针偏转方向与电流流向的关系
(2)按照如图乙所示电路连接灵敏电流表和螺线管(绕线方向如图所示),当条形磁体沿不同方向插入或者抽出螺线管时,实验记录如下:
磁体磁场的方向 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
分析实验记录,得出影响感应电流方向的因素有    。
A.条形磁体运动的快慢 B.原磁场的方向
C.螺线管的绕线方向 D.磁通量的变化
(3)实验室中有一缺失绕线标识的螺线管,该实验小组用如图丙所示的电路确认其绕线方向,当条形磁体向上抽出螺线管时,灵敏电流表指针向右偏转,则该螺线管的绕线方向是图丁中的    (选填“a”或“b”)。
答案:(1)BC (2)BD (3)a
解析:(1)闭合开关后瞬间断开,发现灵敏电流表指针先向右偏转,再回到零刻度线处,这样是为了确定电流方向与指针偏转的关系,同时检查电流表是否可正常工作。故选BC。
(2)从左往右,分析1、2组或3、4组可知,感应电流方向与磁通量的变化有关;分析1、3组或2、4组可知,感应电流方向与原磁场方向有关。从题表中看不出条形磁体运动的快慢、螺线管的绕线方向与感应电流方向有什么关系。故选BD。
(3)由题意知,灵敏电流表指针向右偏转时,电流由正接线柱流入。题图丙中灵敏电流表指针向右偏转,说明电流由正接线柱流入。当条形磁体向上抽出螺线管时,螺线管中的磁场方向向下,磁通量减小,根据楞次定律可知,感应电流的磁场方向向下,由安培定则可知,螺线管的绕线方向是题图丁中的a。
5.(10分)(2026·山东济宁模拟)为探究影响感应电流方向的因素,同学们做了如下实验。
(1)小明同学用如图甲所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。
①部分实验记录如下:
ⅰ.实验得出所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为:当电流从“+”接线柱流入电流表时,指针向右偏转。
ⅱ.将条形磁体按如图甲方式N极向下插入螺线管时,发现电流表的指针向右偏转。判断出螺线管中电流的方向,再判断出螺线管中的感应电流磁场的方向。
ⅲ.经分析可得出结论:当穿过螺线管的磁通量增加时,感应电流产生的磁场与条形磁体的磁场方向    (选填“相同”或“相反”)。
②关于该实验,下列说法正确的是    。
A.只有磁体N极向下插入螺线管,灵敏电流表指针才会向右偏转
B.将磁体的S极向下插入螺线管时,灵敏电流表指针向右偏转
C.将磁体的S极向下插入螺线管时,灵敏电流表指针向左偏转
D.将磁体向下插入或向上抽出的速度越大,灵敏电流表指针偏转幅度越大
(2)小宁同学用如图乙所示的电路研究感应电流的方向。
①将螺线管A插入螺线管B中,闭合开关S瞬间,发现电流表指针向左偏转,则保持开关闭合,将滑动变阻器的滑片向左匀速移动,则电流表指针    (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
②实验结束后,某同学在开关还没断开,A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下,直接用手去拆除某螺线管处的导线,突然被电击了一下,则该同学被电击是在拆除     (选填“A”或“B”)螺线管所在电路时发生的。
答案:(1)①相反 ②CD (2)①向左 ②A
解析:(1)①由楞次定律可知,感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场的增加(“增反减同”),故当穿过螺线管的磁通量增加时,感应电流产生的磁场与条形磁体的磁场方向相反。
②将磁体的S极向下插入螺线管后,向上将磁体拔出螺线管时,灵敏电流表指针也会向右偏转,A错误;由右手螺旋定则知,将磁体的S极向下插入螺线管时,灵敏电流表指针向左偏转,B错误,C正确;将磁体向下插入或向上抽出的速度越大,灵敏电流表指针偏转幅度越大,D正确。
(2)①由题知,当闭合开关S瞬间,螺线管A中电流瞬间增加,电流表指针向左偏转,由题图乙知,将滑动变阻器的滑片向左匀速移动,电路中总电阻减小,螺线管A中电流继续增加,故电流表指针向左偏转。
②拆除B螺线管时,A螺线管中的电流不变,不产生感应电流;拆除A螺线管时,A螺线管中电流减小,产生自感现象,该同学被电击了一下。故选A。(共56张PPT)
实验十四 探究影响感应电流方向的因素
高三总复习讲义 新高考
第十二章 电磁感应
课时测评
内容索引
实验梳理
典例研析
实验梳理
原理装置 操作要求
1.判定灵敏电流表指针偏转方向与电流方向之间的关系(如图甲)。 2.探究影响感应电流方向的因素(如图乙) 1.实验准备
(1)探究灵敏电流表指针偏转方向与电流方向的关系。
(2)观察线圈,查明线圈绕向。
2.探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向
(1)按图乙连接电路。
(2)分别将N极(S极)向下时插入线圈和N极(S级)向下时抽出线圈。
(3)观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化情况,并将结果填入附表。
3.总结电流方向和磁场方向两者间的关系
注意事项 1.灵敏电流表满偏电流很小,查明电流表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.电流表选用零刻度线在中间的灵敏电流表,实验前要弄清线圈导线的绕向。 3.为了使实验现象更加明显,磁体要快速插入或抽出;进行一种操作后等电流表指针回零后再进行下一步操作 实验结论
1.当线圈中磁通量增加时,感应电流的磁场方向跟磁体的磁场方向相反。
2.当线圈中磁通量减少时,感应电流的磁场方向跟磁体的磁场方向相同
附表 实验记录与分析
相对运动情况
原磁场方向 向下 向下 向上 向上
Φ的变化情况 增加 减小 减小 增加
线圈中感应电流的方向 自下而上 自上而下 自下而上 自上而下
感应电流的磁场方向(线圈中) 向上 向下 向上 向下
感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系 相反 相同 相同 相反
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典例研析
(2026·辽宁大连模拟)如图1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表的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将A线圈迅速插入B线圈中,电流表指针将__________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
例1
类型一 教材原型实验
向右
如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针向右偏了一下,说明线圈B中磁通量增加,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,产生的感应电流使电流表指针向右偏转。
(2)连好电路后,并将A线圈插入B线圈中后,若要使灵敏电流表的指针向左偏转,可采取的操作是_____。
A.插入铁芯
B.拔出A线圈
C.滑动变阻器的滑片向左滑动
B
插入铁芯会使得通过线圈B中的磁通量变大,则使灵敏电流表的指针向右偏转,故A错误;拔出A线圈,会使得通过线圈B中的磁通量变小,则会使得灵敏电流表指针向左偏转,故B正确;滑动变阻器的滑片向左滑动,则通过线圈A中的电流变大,从而会使得通过线圈B中的磁通量变大,从而灵敏电流表的指针仍会向右偏转,故C错误。故选B。
(3)G为指针零刻度线在中央的灵敏电流表,连接在直流电路中时的偏转情况如图2中所示,即电流从电流表G的左接线柱进时,指针也从中央向左偏。把它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图3中的条形磁体的运动方向是向_____(选填“上”或“下”),图4中的条形磁体下端为______(选填“N”或“S”)极。
下
S
依题意可知,题图3中通过螺线管的电
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螺线管产生的
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4中通过螺线管的电流是从下端流入、上端流出,则根据右手螺旋定则可知通电螺线管产生的磁场方向向上,而条形磁体又向上远离螺线管,结合楞次定律,说明引起感应电流的磁场方向向上且通过螺线管的磁通量在减小,则可知条形磁体的下端为S极。
(2025·福建宁德三模)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接法,请
用笔画线代替导线将图甲中的实物电路补充完整。
例2
答案:见解析图
实物电路如图1或2所示。
(2)图甲实验电路连接后,将A插入B中,开关闭合瞬间,发现电流表指针向左偏转;开关处于闭合状态并稳定后,电流表指针____________(选填“偏转”或“不偏转”);滑动变阻器滑片P向右快速移动时,电流表指针__________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
不偏转
向右
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,电流表指针不偏转;由题意知,开关闭合瞬间,A中电流增大,B中磁通量变大,电流表指针向左偏转,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,电流表指针向右偏转。
(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,由图可得到的结论是____________。
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
AC
由题图丙可知,磁体从上方进入时电流为正,从下方离开时电流为负,所以感应电流方向与线圈中的磁通量增减有关,故A正确;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,离开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。
某兴趣小组探究影响感应电流方向的因素。
(1)图a中,将条形磁体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、B均不发光
B.灯泡A、B交替短暂发光
C.灯泡A短暂发光、灯泡B不发光
D.灯泡A不发光、灯泡B短暂发光
例3
类型二 拓展创新实验
B
条形磁体向上移动一小段距离,穿过螺线管的磁通量减少,向下移动一小段距离,穿过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。故选B。
(2)通过实验得知:当电流从图b中电流表正接线柱流入时指针向右偏转;则当磁体__________(选填“向上”或“向下”)运动时,电流表指针向右偏转。
向上
电流表指针向右偏转时,根据右手螺旋定则可知感应电流的磁场方向向下,与磁体的磁场方向一致,根据楞次定律可知此时磁体的运动方向
向上。
(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的电路。
(4)若图c电路连接正确,在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最______(选填“左”或“右”)端。
左
闭合开关瞬间,电路中电流增大,穿过螺线管的磁通量增多,会产生感应电流,为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表,闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最左端。
(5)若图c电路连接正确,开关闭合瞬间,电流表指针向左偏转,则将铁芯从线圈P中快速抽出时,观察到电流表指针__________。
A.不偏转   
B.向左偏转   
C.向右偏转
C
开关闭合瞬间,穿过螺线管的磁通量增多,根据题意可知电流表指针向左偏转,所以将铁芯从线圈P中快速抽出时,穿过螺线管的磁通量减少,观察到电流表指针向右偏转。故选C。
破题 “三步曲”
(2026·山东德州一模)某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。
(1)实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度d,如图乙所示,d=_________________________mm。
例4
5.665(5.664~5.666均可)
用螺旋测微器测量挡光片的宽度
d=5.5 mm+16.5×0.01 mm=5.665 mm。
(2)在实验中,让小车以不同速度靠近螺线管,记录下光电门挡光时间Δt内感应电动势的平均值E,改变速度多次实验,得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”,你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是__________。
A.磁通量的变化量
B.磁通量的变化率
C.磁通量
A
小车以不同速度靠近螺线管的过程中,磁体与线圈之间的相对位置的改变量一样,穿过线圈的磁通量的变化量相同,故A正确,B、C错误。
(3)得到多组Δt与E的数据之后,若以E为纵坐标、 为横坐标作出E -图像,发现在误差范围内是过原点的倾斜直线,则得出的结论是:在误差
允许的范围内,             .
   .
  .
   。
根据E=n=nΔΦ·,可知线圈匝数和磁通量变化量
一定,若发现在误差范围内E -图像是过原点的倾斜直线,则得出的结论是:在误差允许的范围内,感应电动势与磁通量变化率成正比(或者在磁通量变化量相同的情况下,感应电动势与时间成反比)。
(4)其他条件都不变,若换用匝数更多的线圈做实验,根据实验数据作出
E -图像,其斜率___________(选填“增大” “不变”或“减小”)。
增大
根据E=nΔΦ·,其他条件都不变,若换用匝数更多的线圈做实验,根据实验数据作出E -图像,其斜率增大。
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破题 “三步曲”
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1.(10分)(2025·浙江1月卷·T14-Ⅱ)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)此时磁体的运动状态是___________(选填“向上拔出”“静止”或“向下插入”)。
向上拔出
由题图可知,电流表指针左偏,则感应电流从“-”极流入,根据安培定则可知,感应电流在线圈内产生的磁场方向向下,与条形磁体在线圈位置产生的磁场方向相同,根据楞次定律可知,穿过线圈的磁通量减小,则此时磁体的运动状态是向上拔出。
(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__________。
A.磁体静止,向上移动线圈
B.增大(1)中磁体运动速度
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
BC
磁体静止,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)中磁体的速度,产生的感应电动势会增加,指针偏角会增大,选项B正确;将导线从接线柱“G1”移接到“G0”,电流表接入电路的电阻变小,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。
2.(10分)如图甲所示,在“研究磁通量变化时感应电流的方向”的实验中:
(1)某同学用通电螺线管代替条形磁体进行如下实验操作:
A.将灵敏电流表直接与电源两极相连,检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系;
B.按图甲接好电路;
C.把原线圈放入副线圈中,接通、断开开关观察并
记录灵敏电流表指针偏转方向;
D.归纳出感应电流的方向与磁通量变化的关系。
其中错误之处是__________________________________________、_________
_____________________。
A中电流表要串接保护电阻后再接到电源上
B中原、
副线圈位置弄反了
将灵敏电流表直接与电源两极相连,会造成电源短路,损坏电源,电流表要串接保护电阻后再接到电源上,故A操作错误;原线圈应该用小线圈,副线圈应该用大线圈,由题图甲所示电路图可知,原、副线圈弄反了,故B操作错误。
(2)已知一灵敏电流表,当电流从正接线柱流入时,指针向正接线柱一侧偏转,现把它与线圈串联接成如图乙所示电路,条形磁体的磁极、运动方向及灵敏电流表的正负接线柱和指针偏转方向均如图乙所示,试画出螺线管上导线的绕向。
答案:见解析图
由题图乙可知,穿过螺线管的磁场方向向下,磁体向螺线管靠近,穿过螺线管的磁通量变大,由楞次定律可知,感应电流磁场方向应向上,由安培定则可知,从上向下看,螺线管的绕向是沿逆时针方向,螺线管的绕向如图所示。
3.(10分)如图是探究电磁感应现象的装置。
(1)闭合开关,让导体AB沿水平方向左右运动。观察到灵敏电流表的指针偏转;若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动,则灵敏电流表的指针__________(选填“偏转”或“不偏转”)。
不偏转
导体沿竖直方向运动,运动方向与磁场平行,不切割磁感线,不会产生感应电流,电流表指针不偏转。
(2)利用此装置,探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系,观察到的实验现象记录如表:
在上述四次实验中,比较__________________两次实验,可知感应电流方向与磁场方向有关;比较__________________两次实验,可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变。(均填实验序号)
实验序号 磁场方向 导体切割磁感线方向 灵敏电流表指针偏转方向
① 向下 向右 向左
② 向上 向右 向右
③ 向下 向左 向右
④ 向上 向左 向左
①和②(或③和④)
①和④(或②和③)
比较实验①和②(或③和④)可知:在导体切割磁感线运动方向一定时,改变磁场方向,感应电流的方向发生改变;比较实验①和④(或②和③)可知:在导体切割磁感线运动方向和磁场方向同时改变时,感应电流的方向不变。
实验序号 磁场方向 导体切割磁感线方向 灵敏电流表指针偏转方向
① 向下 向右 向左
② 向上 向右 向右
③ 向下 向左 向右
④ 向上 向左 向左
(3)在探究中还发现,导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时,灵敏电流表的指针偏转角度较小;导体AB水平向左(或向右)快速运动时,灵敏电流表的指针偏转角度较大,说明感应电流的大小与__________________有关。
导体运动的快慢
导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时,灵敏电流表的指针偏转角度较小;导体AB水平向左(或向右)快速运动时,灵敏电流表的指针偏转角度较大,则电路中的电流变大,说明感应电流的大小与导体运动的快慢有关。
4.(10分)某实验小组探究影响感应电流方向的因素。
(1)按照如图甲所示电路连接灵敏电流表和一节干电池,闭合开关后瞬间断开,发现灵敏电流表指针先向右偏转,再回到零刻度线处,该操作的实验目的是__________。
A.检查干电池是否为新电池
B.检查电流表是否可正常工作
C.判断电流表指针偏转方向与
电流流向的关系
BC
闭合开关后瞬间断开,发现灵敏电流表指针先向右偏转,再回到零刻度线处,这样是为了确定电流方向与指针偏转的关系,同时检查电流表是否可正常工作。故选BC。
(2)按照如图乙所示电路连接灵敏电流表和螺线管(绕线方向如图所示),当条形磁体沿不同方向插入或者抽出螺线管时,实验记录如下:
分析实验记录,得出影响感应电流方向的因素有__________。
A.条形磁体运动的快慢 B.原磁场的方向
C.螺线管的绕线方向 D.磁通量的变化
磁体磁场的方向 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
BD
从左往右,分析1、2组或3、4组可知,感应电流方向与磁通量的变化有关;分析1、3组或2、4组可知,感应电流方向与原磁场方向有关。从题表中看不出条形磁体运动的快慢、螺线管的绕线方向与感应电流方向有什么关系。故选BD。
磁体磁场的方向 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
(3)实验室中有一缺失绕线标识的螺线管,该实验小组用如图丙所示的电路确认其绕线方向,当条形磁体向上抽出螺线管时,灵敏电流表指针向右偏转,则该螺线管的绕线方向是图丁中的__________(选填“a”或“b”)。
a
由题意知,灵敏电流表指针向右偏转时,电流由正接线柱流入。题图丙中灵敏电流表指针向右偏转,说明电流由正接线柱流入。当条形磁体向上抽出螺线管时,螺线管中的磁场方向向下,磁通量减小,根据楞次定律可知,感应电流的磁场方向向下,由安培定则可知,螺线管的绕线方向是题图丁中的a。
5.(10分)(2026·山东济宁模拟)为探究影响感应电流方向的因素,同学们做了如下实验。
(1)小明同学用如图甲所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。
①部分实验记录如下:
ⅰ.实验得出所用电流表指针偏转方向与电流方向间
的关系为:当电流从“+”接线柱流入电流表时,
指针向右偏转。
ⅱ.将条形磁体按如图甲方式N极向下插入螺线管时,
发现电流表的指针向右偏转。判断出螺线管中电流的方向,再判断出螺线管中的感应电流磁场的方向。
ⅲ.经分析可得出结论:当穿过螺线管的磁通量增加时,感应电流产生的磁场与条形磁体的磁场方向__________(选填“相同”或“相反”)。
相反
由楞次定律可知,感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场的增加(“增反减同”),故当穿过螺线管的磁通量增加时,感应电流产生的磁场与条形磁体的磁场方向相反。
②关于该实验,下列说法正确的是__________。
A.只有磁体N极向下插入螺线管,灵敏电流表
指针才会向右偏转
B.将磁体的S极向下插入螺线管时,灵敏电流
表指针向右偏转
C.将磁体的S极向下插入螺线管时,灵敏电流
表指针向左偏转
D.将磁体向下插入或向上抽出的速度越大,灵敏电流表指针偏转幅度越大
CD
将磁体的S极向下插入螺线管后,向上将磁体拔出螺线管时,灵敏电流表指针也会向右偏转,A错误;由右手螺旋定则知,将磁体的S极向下插入螺线管时,灵敏电流表指针向左偏转,B错误,C正确;将磁体向下插入或向上抽出的速度越大,灵敏电流表指针偏转幅度越大,D
正确。
(2)小宁同学用如图乙所示的电路研究感应电流的方向。
①将螺线管A插入螺线管B中,闭合开关S瞬间,发现电流表指针向左偏转,则保持开关闭合,将滑动变阻器的滑片向左匀速移动,则电流表指针__________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
向左
由题知,当闭合开关S瞬间,螺线管A中电流瞬间增加,电流表指针向左偏转,由题图乙知,将滑动变阻器的滑片向左匀速移动,电路中总电阻减小,螺线管A中电流继续增加,故电流表指针向左偏转。
②实验结束后,某同学在开关还没断开,A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下,直接用手去拆除某螺线管处的导线,突然被电击了一下,则该同学被电击是在拆除________(选填“A”或“B”)螺线管所在电路时发生的。
A
拆除B螺线管时,A螺线管中的电流不变,不产生感应电流;拆除A螺线管时,A螺线管中电流减小,产生自感现象,该同学被电击了一下。故选A。
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实验十四 探究影响感应电流方向的
因素

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