适用于新高考新教材广西专版2024届高考物理一轮总复习第11章电磁感应实验15探究影响感应电流方向的因素课件

实验15探究影响感应电流方向的因素第十一章内容索引0102强基础增分策略增素能精准突破03练思维迁移运用强基础增分策略一、实验目的探究影响感应电流方向的因素。二、实验思路

Φ=BSsin

θ,可变B、S或θ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。本实验应注意探究改变穿过闭合回路磁通量的多种方式。方案一

向线圈中插拔磁铁,如图甲所示。方案二

模仿法拉第的实验,如图乙所示。三、进行实验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。4.以下面四种情况为例,将实验结果记录在表格中。

线圈内磁通量增加时的情况(表1)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线圈内磁通量减少时的情况(表2)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四、数据分析表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。

可记作“增反”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。

可记作“减同”五、注意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。易错辨析

(1)在探究影响感应电流方向的因素实验中,确定电流方向与电流表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较长损坏电流表。(

)(2)在探究影响感应电流方向的因素实验中,电流表应选用零刻度在中间的灵敏电流计。(

)(3)在探究影响感应电流方向的因素实验中,实验前应设计好表格,并明确线圈的绕线方向。(

)(4)应按照控制变量的思想进行探究影响感应电流方向的因素实验。(

)(5)在探究影响感应电流方向的因素实验中,进行一种操作后,不用等电流计指针回零后再进行操作。(

)√√√√×增素能精准突破考点一教材原型实验典例1.在探究电磁感应现象的实验中:(1)首先要确定电流表指针偏转方向与电流方向间的关系,实验中所用电流表量程为100μA,电源电动势为1.5V,待选的保护电阻有三种R1=20kΩ,R2=1kΩ,R3=100Ω,应选用

的电阻。

(2)已测得电流表指针向右偏时,电流是由正接线柱流入。由于某种原因,螺线管线圈绕线标识已没有了,通过实验查找绕线方向如图甲所示,当磁铁N极插入线圈时,电流表指针向左偏,则线圈的绕线方向是图乙所示的

(选填“左”或“右”)图。

甲

乙(3)若将条形磁铁S极放在下端,从螺线管中拔出,这时电流表的指针应向

(选填“左”或“右”)偏。

(4)若将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关,按图丙连接。在开关闭合,线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时,电流表指针向右偏转。由此可以推断,线圈A中铁芯向上拔出,能引起电流表指针向

(选填“左”或“右”)偏转。

丙答案

(1)20kΩ

(2)左

(3)左

(4)右解析

(1)由闭合电路欧姆定律,有

,R1>R,不会使电流表超过量程,达到保护的作用,因此应选20

kΩ的电阻。(2)已测得电流表指针向右偏时,电流是由正接线柱流入,当磁铁N极插入螺线管时,根据楞次定律,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,又电流表指针向左偏,可知电流方向是由电流表正接线柱流出至螺线管上端接线柱,由安培定则可判断螺线管的绕线方向如题图乙中左图所示。(3)若将条形磁铁S极在下端,从螺线管中拨出时,感应电流磁场为阻碍磁通量的减少,螺线管上端应为N极,下端为S极,由螺线管的绕线方向可以判定电流是从电流表的负接线柱流入,故指针向左偏。(4)由题意可知当P向左加速滑动时,线圈A中的电流应越来越小,则其磁场减弱,此时线圈B中产生的电流使指针向右偏转,由此可知,当B中的磁通量减小时,电流表指针右偏;当将线圈A中铁芯向上拔出的过程中,穿过线圈B的磁通量减小,电流表指针向右偏转。考题点睛

考点考向点睛影响感应电流的因素规律:首先明确电流方向与电流表指针偏转方向的关系“正入右转”,再根据安培定则判断感应电流方向,其次看磁通量的变化方法:用感应磁场与原磁场“增反减同”分析问题考点二实验的改进与创新典例2.在探究电磁感应的产生条件的实验中,先按如图甲所示连线,不通电时,灵敏电流计指针停在正中央,闭合开关S时,观察到灵敏电流计指针向左偏。然后按如图乙所示将该灵敏电流计与副线圈B连成一个闭合回路,将原线圈A、电源、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。(1)图甲电路中,串联定值电阻R的主要作用是

。

A.减小电源两端的电压,保护电源B.增大电源两端的电压,保护开关C.减小电路中的电流,保护灵敏电流计D.减小电路中的电流,保护开关(2)图乙中,S闭合后,在原线圈A插入副线圈B的过程中,灵敏电流计的指针将

(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。

(3)图乙中,S闭合后,线圈A放在B中不动,在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中,灵敏电流计指针将

(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。

(4)图乙中,S闭合后,线圈A放在B中不动,在突然断开S时,灵敏电流计指针将

(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。

答案

(1)C

(2)向左

(3)向左

(4)向右解析

(1)电路中串联定值电阻,目的是减小电流,保护灵敏电流计,故本题答案为选项C。(2)由题知,当电流从灵敏电流计正接线柱流入时,指针向左偏转。S闭合后,将原线圈A插入副线圈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,感应电流从灵敏电流计正接线柱流入电流计,则灵敏电流计的指针将向左偏转。(3)线圈A放在B中不动,穿过B的磁场向下,将滑动变阻器的滑片向左滑动时,穿过B的磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流从灵敏电流计正接线柱流入电流计,则灵敏电流计的指针将向左偏转。(4)线圈A放在B中不动,穿过B的磁场向下,突然断开S时,穿过B的磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流从灵敏电流计负接线柱流入电流计,则灵敏电流计的指针将向右偏转。考题点睛

素养点拨

本题考查研究电磁感应现象及验证楞次定律的实验,对于该实验注意两个回路的不同。考点考向点睛影响感应电流方向的因素规律:电流计“正入左偏”,据磁通量的变化易错:明确原磁场与感应磁场的关系方法:“增反减同”直接用练思维迁移运用1.(2022安徽宣城期中)图甲是研究自感通电实验的电路图,A1、A2是两个规格相同的小灯泡。(1)按照电路图将实物图乙连接起来。(2)调节滑动变阻器R1,使灯泡A1、A2都正常发光,然后断开开关S,现重新闭合开关S,则

。

A.闭合瞬间,A1立刻变亮,A2逐渐变亮B.闭合瞬间,A2立刻变亮,A1逐渐变亮C.稳定后,L和R2两端电势差一定相同D.稳定后,A1和A2两端电势差不相同答案

(1)见解析

(2)BC解析

(1)实物连线如图所示。(2)闭合开关S瞬间,A2立刻变亮,A1逐渐变亮,稳定后,两个灯泡的亮度相同,说明它们的电压相同,L和R2两端电势差一定相同,故B、C正确,A、D错误。2.某小组的同学做探究影响感应电流方向的因素实验。

(1)首先按图甲所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转;再按图乙所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是(

)A.检查电流计测量电路的电流是否准确B.检查干电池是否为新电池C.推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系(2)接下来用图丙所示的装置做实验,图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中,观察到电流计指针向右偏转,说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿

(选填“顺时针”或“逆时针”)方向。

丙

(3)下表是该小组的同学设计的记录表格的一部分,表中完成了实验现象的记录,还有一项需要推断的实验结果未完成,表格中未完成的部分应填:

(选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”)。

实验记录表(部分)操作N极朝下插入螺线管从上往下看的平面图(B0表示原磁场,即磁铁产生的磁场)原磁场通过螺线管磁通量的增减增加感应电流的方向沿逆时针方向感应电流的磁场B'的方向

(4)该小组同学通过实验探究,对楞次定律有了比较深刻的认识。结合以上实验,有同学认为,理解楞次定律,关键在于抓住

(选填“B0”或“B'”)总是要阻碍

(选填“B0”或“B'”)磁通量的变化。

答案

(1)C

(2)顺时针

(3)垂直纸面向外

(4)B'

B0解析

(1)由题意可知,电流从电流计左边进时,