备战2020年高考物理实验专题复习《研究电磁感应现象》(解析版)

1、研究电磁感应现象、实验题1 .在图甲中，不通电时电流表指针停在正中央，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏。现在按图乙连接方式将电流表与螺线管B连成一个闭合回路， 将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合回路：E 国，时 & 乙将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将 填“向左” “向右”或“不发生”偏转；螺线管A放在B中不动，电流表的指针将 填“向左” “向右”或“不发 生”偏转；螺线管A放在B中不动，滑动变阻器的滑片向右滑动， 电流表的指针将 填 “向左” “向右”或“不发生” 偏转；螺线管A放在B中不动，突然切断开关 S时，电流表的指针将 填“向 左”

2、“向右”或“不发生”偏转。2 .如图是某实验小组在研究磁通量变化时感应电流方向实验中的部分操作示意图，图甲所示是电流通过灵敏检流计时指针的偏转情况，图乙是磁铁从线圈中抽出时灵敏检流计指针的偏转情况。 单选 图甲电路中串联定值电阻 R主要是为了 A.减小电路两端的电压，保护电源B.增大电路两端的电压，保护电源C.减小电路中的电流，保护灵敏检流计D.减小电路中的电流，便于观察灵敏检流计的读数实验操作如图乙所示，当磁铁向上抽出时，检流计 C）中指针是 偏填“左”或“右”；继续操作如图丙所示，判断此时条形磁铁的运动是 线圈 填“插入”或“抽出” 。3.如图为研究电磁感应现象的实验装置，部分导线已连接。

3、请用笔画线代替导线将实验器材连接起来构成实验电路图，要求移动滑动变阻器滑片时灵敏电流计指针发生偏转；在实验过程中灵敏电流计指针发生偏转时，A、B两个线圈中 填“ A”或“B”线圈相当于电源；正确连接电路后，在实验过程中发现，开关闭合瞬间灵敏电流计的指针向右偏， 则下列说法正确的是A.闭合开关稳定后，将滑片向右移动，灵敏电流计的指针向右偏B.闭合开关稳定后，将 A线圈拔出来的过程中，灵敏电流计的指针向右偏C.闭合开关稳定后俯视 A、B两线圈，若A线圈中的电流为顺时针方向，则在断开开关瞬间B线圈中的感应电流为顺时针方向D.闭合开关稳定后俯视 A、B两线圈，若A线圈中的电流为顺时针方向，则在断开开关

4、瞬间B线圈中的感应电流方向不能确定，因为电流的方向与A、B两线圈的绕向有关4 .某同学利用如图的装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。内阻的螺线管固定在铁架台上，线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接。滑动变阻器最大阻值 ，初始时滑片位于正中间 的位置。打开传感器，将质量的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为 N极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止磁铁下落中受到的阻力远小于磁铁重力，不发生转动，释放点到海绵垫高度差。计算机屏幕上显示出如图的 U I 曲线，重力加速度计算结果均保留3位有效数字。如果有下列根号可取相应的近似值：,(VW磁铁穿过螺线管过程中，螺线管产生的

5、感应电动势最大值约为 V。图象中UI出现前后两个峰值，对比实验过程发现，这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是 A.线圈中的磁通量经历先增大后减小的过程B.如果仅略减小h,两个峰值都会减小C.如果仅略减小h,两个峰值可能会相等D.如果仅移动滑片，增大滑动变阻器阻值，两个峰值都会增大在磁铁下降的过程中，可估算重力势能转化为电能的效率约是 5 .如图所示是某实验小组在“研究感应电流方向与磁通量变化的关系”实验中的部分操作示意图，图甲是闭合开关，电流通过灵敏电流计G时指针的偏转情况.图甲电路中，串联定值电阻R的主要目的是 A.减小路端电压，保护电源B.增

6、大电源的内电压，保护电源C.减小电路中的电流，保护灵敏电流计D.增大电路中的电流，便于观察灵敏电流计的示数如图乙所示，当磁铁向上抽出线圈时， 电流计G指针将 选填“左” “右”或“不” 偏如图丙所示，根据电流计 G指针偏转方向，可知此时条形磁铁的运动是 选填“插入”或“抽出” 线圈在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，变压器原、副线圈的匝数分别为120匝和60匝，测得的原、副线圈两端的电压分别为和 ，据此可知电压比与匝数比不相等，可能原因是 6.如图为“研究电磁感应现象”的实验装置，部分导线已连接.请用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好.如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向左

7、偏了一下，然后将原线圈A迅速拔出副线圈B,那么此过程中，电流计的指针将向 偏；若原线圈插入副线圈 不动，然后将滑动变阻器滑片迅速向右移动，那么此时电流计的指针将向 偏.7.在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按右上图接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系.当闭合S时观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央.然后按如图所示将电流表与线圈B连成一个闭合回路，将线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路.闭合后，将线圈 A插入线圈B的过程中，电流表的 指针将 填：左偏、右偏或者不偏.线圈A放在B中不动时，指针将 填：左偏、 右偏或者不偏.线圈A放在B中不动，将滑动

8、变阻器的滑片P向左滑动时，电流表指针将 填：左偏、右偏或者不偏线圈A放在B中不动，突然断开 电流表指针将 偏.填：左偏、右偏或者不第7页，共15页8. 如图所示的是“研究电磁感应现象”的实验装置.将图中所缺导线补接完整.如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了 一下，那么合上开关后线圈 A迅速从线圈B中拔出时，电流计指针将 选填“向右偏”、“向左偏” 或“不偏转”.某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关 系”实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压.下列操作正确的是 A.原线圈接直流电压，电表用直流电压挡原线圈接直流电压，电表用交流电压挡C.原

9、线圈接交流电压，电表用直流电压挡原线圈接交流电压，电表用交流电压挡该学生继续做实验，在电源电压不变的情况下，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压 选填“增大”、“减小”或 “不变”.9. 如图所示表示的是“研究电磁感应现象”的实验装置.将图中所缺导线补接完整.如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了 一下，那么合上开关后将线圈A迅速从线圈B中拔出时，电流计指针将 填“向右偏” “向左偏”或“不偏转”某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，原线圈接在学

10、生电源上，用多再电表测量副线圈的电压.下列操作正确的是.A.原线圈接直流电压，电表用直流电压挡原线圈接直流电压，电表用交流电压挡C.原线圈接交流电压，电表用直流电压挡原线圈接交流电压，电表用交流电压挡该学生继续做实验，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线 圈两端的电压增大；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副 线圈两端的电压 填“增大” “减小”或“不变”10. 如图所示为“研究电磁感应现象”的实物连接图，闭合电键时发现灵敏电流计G指针向左偏转，则当电键闭合稳定后， 将滑动变阻器的滑片 P从a向b匀速滑动的 过程中，灵敏电流计G指针的偏转情况是 选填“向左偏转

11、”、“向右偏转”、“不动”；将线圈A从线圈C中拔出，则与缓慢拔出相比，快速拔出时灵敏电流计G的指针偏转角度 选填“更大”、“更小”或“相同” 。11.如图所示是三个成功的电磁感应演示实验，回答下列问题.图丙电路中仪器未连线，请按照实验的要求连好实验电路.电流表指针偏转角跟感应电流的大小成关系第一个成功实验 如图甲所示 中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和慢速插入相比，相同的量是 ,不同的量是 从三个成功的演示实验可归纳出的结论是12.在“探究电磁感应的产生条件”的实验中，现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及电键 K按如图1所示连接，当电键 K闭合瞬间，电

12、流表指 针左偏，说明B线圈产生了感应电流， 若当电键K断开瞬间，电流表指针 填“会”或“不会”偏转；当电键K闭合后，要使电流表的指针左偏，可采取的操作为。第15页，共15页答案和解析1 .【答案】向左不发生 向右 向右【解析】【分析】根据闭合 S时，观察到电流表指针向左偏，即有电流从正极流进时， 指针向左偏；若电流从负极流进时，则指针向右偏；由安培定则判断出判断出线圈 A产 生的磁场方向，然后判断出穿过线圈 B的磁通量如何变化，最后由楞次定律判断出感应 电流的方向，确定电流表指针的偏转方向；当穿过线圈B的磁通量不变时，则不会产生感应电流，从而即可求解。本题是一道基础题，熟练掌握并灵活应用安培定

13、则及楞次定律即可正确解题。【解答】在图甲中，闭合开关，电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向左偏转，即电流从哪 个接线柱流入，指针就向哪侧偏转。在图乙中，闭合开关后，由安培定则可知，线圈A中的电流产生的磁场竖直向下；将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向下，磁通量变大， 由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将左偏转；螺线管A放在B中不动，穿过B的磁通量不变，不产生感应电流，电流表的指针将 不发生偏转；螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向下，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时， 穿过B的磁通量变小，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的

14、指针将右偏转；螺线管A放在B中不动，穿过 B的磁场向下，突然切断开关 S时，穿过B的磁通量 减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转。 故答案为：向左；不发生；向右； 向右。2 .【答案】C右抽出【解析】解：电路中串联定值电阻，目的是减小电流，保护灵敏检流计，故C正确，A、B、D错误；在乙图中，当磁铁向上抽出，磁通量减小，根据楞次定律知，感应电流的磁场与原 磁场方向相同，则流过电流计的电流方向为从下往上，所以检流计指针向右偏。在丙图 中，知感应电流流过检流计的方向是从上而下，则感应电流的磁场方向向上，与原磁场 方向相同，知磁通量在减小，即磁铁抽出线圈。故答案

15、为：； 右，抽出根据楞次定律，通过磁通量的变化判断感应电流的方向，以及通过感应电流的方向判断磁通量是增加还是减小。解决本题的关键掌握楞次定律的内容，并且能灵活运用。3 .【答案】B AD【解析】 解：探究电磁感应现象实验电路分两部分，要使原线圈产生磁场必须对其 通电，故电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，灵敏电流计与副线圈组成另 一个闭合电路，如图所示：由上分析，可知，B线圈相当于电源；由题意可知：开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向右偏，则当磁通量增大时，则 指针右偏；若磁通量减小时，则左偏；A、闭合开关稳定后，将滑片向右移动，使得流过A线圈的电流增大，那么穿过线圈 B的磁通量增大，因

16、此灵敏电流计的指针向右偏，故A正确；B、闭合开关稳定后，将 A线圈拔出来的过程中，均导致磁通量减小，因此灵敏电流计 指针向左偏，故B错误，；CD、闭合开关稳定后俯视 A、B两线圈，若A线圈中的电流为顺时针方向，则在断开开 关瞬间，B线圈中的有感应电流，但由于 A、B两线圈的绕向不知，因此无法判定B线圈中的感应电流方向，故 C错误D正确； 故选：如上图所示；。探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，灵敏电流计与副线圈组成另一个闭合电路；由题意可知线圈B中产生使电流表指针向右偏转的条件，然后分析各选项可得出正确答案。本题考查研究电磁感应现象及验证楞次定律的实验

17、，对于该实验注意两个回路的不同。 第三题无法直接利用楞次定律进行判断，但是可以根据题意得出产生使电流表指针左偏的条件，即可不根据绕向判出各项中应该出现的现象。4 .【答案】ABD【解析】解： 由曲线可知线圈的最大输出功率为：出线圈输出功率表达式为：出 外根据闭合电路欧姆定律得：内外联立 将内 ，外 代入得：、磁铁进入线框时，磁通量增大，当磁铁从线框出来时，磁通量减小，故A正确;BC、当h减小时，磁铁进入线框的速度减小，导致线框中磁通量的变化率减小，因此 两个峰值都会减小，且两个峰值不可能相等，故 B正确，C错误；D、根据闭合电路欧姆定律可知，当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，本题 中滑

18、动变阻器的最大阻值与内阻相等，因此增大滑动变阻器阻值，两个峰值都会增大， 故D正确。故选：ABD下落过程减小的重力势能为：根据图象物理意义可知：图象与横轴围成面积大小等于下落过程中电源的输出电能：出所以总能量为:重力势能转化为电能的效率为:联立故答案为:得重力势能转化为电能的效率为:都对 都对磁场下落经过线圈时线圈磁通量发生变化，此时线圈可以看作电源，根据图象可求 出最大输出功率，根据闭合电路欧姆定律，即可求出螺线管产生的感应电动势的最大值。感应电动势的大小等于磁通量的变化率，因此通过线圈速度越大，磁通量的变化率 越大，电动势越大，两个峰值也越大；根据闭合电路欧姆定律可知，当外电阻等于内阻 时

19、，输出功率最大。由可知，电功率图象与坐标轴所包围的图形的面积大小等于整个电路获得的电能，由图象可以求出在磁铁下降h的过程中机械能转化为电能的量。本题考查了电磁感应定律与闭合电路输出功率问题，考点结合巧妙，题目新颖，有一定创新性，难点在于理解该过程中的功能关系以及曲线的含义。5 .【答案】； 右；抽出； 漏磁、铁芯发热、导线发热。【解析】【分析】根据楞次定律，通过磁通量的变化判断感应电流的方向，以及通过感应电流的方向判断磁通量是增加还是减小；非理想变压器存在能量损失。解决本题的关键掌握楞次定律的内容，并且能灵活运用，另外，要知道非理想变压器会 有能量损失。【解答】电路中串联定值电阻，目的是减小电

20、流，保护灵敏检流计，故 C正确，A、B、D错 误；在乙图中，当磁铁向上抽出，磁通量减小，根据楞次定律知，感应电流的磁场与原 磁场方向相同，则流过电流计的电流方向为从下往上，所以检流计指针向右偏。在丙图 中，知感应电流流过检流计的方向是从上而下，则感应电流的磁场方向向上，与原磁场 方向相同，知磁通量在减小，即磁铁抽出线圈；变压器是在交流电的条件下工作的，所以需要接交流电，变压器工作时会漏磁，所 以电压比与匝数比不等，同时铁芯和导线发热也会影响变压器的能量损耗。故答案为：； 右；抽出； 漏磁、铁芯发热、导线发热。6 .【答案】右右【解析】 解： 将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将电

21、流计与大 螺线管串联成另一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，电路图如图所示.如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，知磁通量增大产生感应电 流，若将原线圈 A迅速拔出副线圈，则磁通量减小，产生的感应电流与开始相反，所以 电流计指针向右偏.若原线圈插入副线圈不动，滑动变阻器滑片向右移动，则电流减小，磁通量减小，产生 的感应电流与开始相反，所以电流计指针向右偏.故答案为：连线见右图；右，右注意该实验中有两个回路，一是电 源、电键、变阻器、小螺线管串联成 的回路，二是电流计与大螺线管串联 成的回路，据此可正确解答.根据楞次定律判断感应电流的方向.本题考查研究电磁感应现象及验证楞次

22、定律的实验，对于该实验注意两个回路的不同.7 .【答案】右偏不偏右偏左偏【解析】 解：线圈A中磁场方向向上，插入 B线圈，故线圈B中磁通量变大，阻碍变大，故感应电流的磁场方向向下，故电流从右向左流过电流表，故电流表指针向右偏 转；线圈不动，磁通量不变，无感应电流，故指针不动；线圈A中磁场方向向上，滑片向左移动，电流变大，故线圈 B中磁通量变大，阻碍 变大，故感应电流的磁场方向向下，故电流从右向左流过电流表，故电流表指针向右偏 转；线圈A中磁场方向向上，突然断开 S,磁通量减小，阻碍减小，故感应电流的磁场 方向向上，故电流从左向右流过电流表，故电流表指针向左偏转； 故答案为：右偏， 不偏， 右偏

23、， 左偏.先判断线圈A中磁场方向，然后根据楞次定律判断线圈B中感应电流的磁场方向，最后得到线圈B中的感应电流方向；线圈不动，磁通量不变，无感应电流；滑片向左移动，电流变大，先判断线圈A中磁场方向，然后根据楞次定律判断线圈B中感应电流的磁场方向，最后得到线圈B中的感应电流方向；突然断开S,先判断线圈A中磁场方向，然后根据楞次定律判断线圈B中感应电流的磁场方向，最后得到线圈 B中的感应电流方向； 本题关键是先根据安培定则判断出A中磁场方向，然后根据楞次定律判断线圈B中感应电流的方向.8 .【答案】如下图所示；向左偏；减小【解析】【分析】注意在该实验中有两个回路，一个由线圈B和电流计串联而成，另一个

24、由电键、滑动变阻器、电压、线圈 A串联而成.根据题意应用楞次定律分析答题；副线圈上的感应电动势，是通过两个线圈间的互感现象产生的，所以原线圈上的电流应该是变化的，应为交流电流，电压为交流电压。副线圈上的感应电流 感应电动势 也 应该是交流，根据变压比等于匝数比进行分析即可。知道探究电磁感应现象的实验有两套电路，这是正确连接实物电路图的前提与关键，对于该实验，要明确实验原理及操作过程，平时要注意加强实验练习；本题关键明确变压 器的工作原理，同时要结合变压器的变压比公式列式分析。【解答】将线圈B和电流计串联形成一个回路，将电键、滑动变阻器、电压、线圈 A串联而 成另一个回路即可，实物图如下所示：如

25、果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈的磁通量增加， 电流计指针向右偏，合上开关后，将原线圈迅速从副线圈拔出时，穿过线圈的磁通量减 少，电流计指针将向左偏；变压器的工作原理是互感现象，故原线圈接交流电压，输出电压也是交流电压，故 电表用交流电压挡，故 ABC错误，D正确； 根据变压比公式 一 一持副线圈的匝数不变， 增加原线圈的匝数， 观察到副线圈两端的电压减小；故答案为：如上图所示；向左偏； 减小9.【答案】如图所示;向左偏；减小【解析】【分析】注意在该实验中有两个回路，一个由线圈B和电流计串联而成，另一个由电键、滑动变阻器、电压、线圈 A串联而成.根据题意应用楞次定律

26、分析答题；副线圈上的感应电动势，是通过两个线圈间的互感现象产生的，所以原线圈上的电流应该是变化的，应为交流电流，电压为交流电压。副线圈上的感应电流 感应电动势 也 应该是交流，根据变压比等于匝数比进行分析即可。知道探究电磁感应现象的实验有两套电路，这是正确连接实物电路图的前提与关键，对于该实验，要明确实验原理及操作过程，平时要注意加强实验练习；本题关键明确变压 器的工作原理，同时要结合变压器的变压比公式列式分析。【解答】将线圈B和电流计串联形成一个回路，将电键、滑动变阻器、电压、线圈 A串联而成另一个回路即可，实物图如下所示:如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈的磁通

27、量增加， 电流计指针向右偏，合上开关后，将原线圈迅速从副线圈拔出时，穿过线圈的磁通量减 少，电流计指针将向左偏；变压器的工作原理是互感现象，故原线圈接交流电压，输出电压也是交流电压，故 电表用交流电压挡，故 ABC错误，D正确； 根据变压比公式 一 一持副线圈的匝数不变， 增加原线圈的匝数， 观察到副线圈两端的 电压减小;故答案为：如图所示左偏；减小10.【答案】向左偏转；更大【解析】解：将滑动变阻器的滑片 P从a向b匀速滑动的过程中，接入电路的电阻减小，则电流增大，导致穿过线圈 C的磁通量增大，根据闭合电键时发现灵敏电流计G指针向左偏转，可知，灵敏电流表的指针向左偏；快速拔出时产生的感应电动势较大，灵敏电流计G的指针偏转角度更大。故答案为：向左偏转，更大。根据闭合电路，滑片的移动，导致电阻变化，从而使电流变化，