第三讲 实验：探究影响感应电流方向的因素

开始理清实验原理与方案0102目录训练注重创新与发展第三讲实验：探究影响感应电流方向的因素(基础实验)一、理清原理与操作原理装置图操作要领(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。续表二、突破核心关键点1．数据处理以下面四种情况为例：(1)N极(S极)向下时插入线圈，线圈内磁通量增加时的情况(2)N极(S极)向下时抽出线圈，线圈内磁通量减少时的情况图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向甲向下逆时针(俯视)向上乙向上顺时针(俯视)向下图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向丙向下顺时针(俯视)向下丁向上逆时针(俯视)向上2．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。1．为了探究电磁感应现象，某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图所示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针右偏。由此可知：(1)当滑动变阻器的滑片P向右移动时，灵敏电流计的指针________(填“左偏”“不动”或“右偏”)；(2)将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针________(填“左偏”“不动”或“右偏”)，此时线圈A与线圈B中电流的绕行方向________(填“相同”或“相反”)。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，说明穿过线圈的磁通量增加时，电流计指针向右偏。合上开关后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，接入电路的电阻变小，电流增大，穿过线圈的磁通量增大，电流计指针将向右偏。(2)将线圈A拔出时，穿过B的磁通量减小，电流表指针向左偏；根据楞次定律的推论“增反减同”可知此时两线圈中的电流流向相同。答案：(1)右偏(2)左偏相同2．(2023·宿迁高三模拟)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，图中螺线管上的导线绕行方向为俯视逆时针。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，则条形磁铁的下端为____(选填“N”或“S”)极。

(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，请帮助该小组的同学完成(选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”)。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，关键在于抓住感应电流的磁场总是要________原磁场磁通量的变化这一点。解析：(1)首先按题图甲方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转，说明电流从电流计的“＋”接线柱进入时电流计指针向右偏转；再按题图乙方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转，说明电流从电流计的“－”接线柱进入时电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系。故选C。(2)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)是沿顺时针方向，由安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，条形磁铁向下插入，即磁通量增加，由楞次定律可知，条形磁铁的磁场方向应该向上，所以条形磁铁下端为S极。(3)由于感应电流的方向沿逆时针方向，由安培定则可判断出感应电流的磁场B的方向为垂直纸面向外。(4)理解楞次定律，关键在于抓住感应电流的磁场总是要阻碍原磁场磁通量的变化这一点。答案：(1)C

(2)S

(3)垂直纸面向外(4)阻碍3．(2023·句容高三联考)在“研究磁通量变化时感应电流的方向”实验中，实物电路连接如图：(1)实物图中有一个元件接错了回路，请指出并改正：_______________。(2)为了方便探究感应电流方向的规律，实验应研究原磁场方向、磁通量的变化情况、__________三者的关系。(3)在实验过程中，除了查清流入电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清______中导线的绕制方向。(选填“A”“B”或“A和B”)(4)某同学在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置。在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除____(选填“A”或“B”)线圈所在电路时发生的；分析可知，要避免电击发生，在拆除电路前应____________(选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”)。解析：(1)开关应接入原线圈A所在的回路，改正后的接法如图所示。(2)为了方便探究感应电流方向的规律，实验应研究原磁场方向、磁通量的变化情况、感应电流的磁场方向三者之间的关系。(3)在实验过程中，需要确定线圈A中电流的磁场方向和线圈B中感应电流的磁场方向，故还应查清线圈A与线圈B中导线的绕制方向。(4)在拆除线圈A时，线圈A中电流快速减小，由于自感作用，线圈A中会产生很大的感应电动势，导致该同学被电击，要避免电击发生，在拆除电路前应断开开关。答案：(1)开关应接入原线圈A所在的回路(2)感应电流的磁场方向(3)A和B

(4)A断开开关4．在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，请完成下列实验步骤：(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。某同学想到了用多用电表内部含有直流电源的某一挡，他应选用多用电表的________(选填“欧姆”“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，说明电流由电流表的________(选填“正”或“负”)接线柱流入灵敏电流表的。(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。解析：(1)只有欧姆挡内部有电源。(2)灵敏电流表量程太小，欧姆表内部电源电压相对偏大，电流超过电流表量程，长时间超量程通电会损坏电流表；欧姆表红表笔连接着电源的负极，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，说明电流从正极进入电流表。感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律，原磁场方向向上，故插入的磁铁下端是S极，如图所示。答案：(1)欧姆(2)短暂负(3)见解析图5．(2023·苏州大连模拟)在探究影响感应电流方向的因素的实验中：(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经没有了，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________图(填“左”或“右”)。(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______偏(填“左”或“右”)。(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，按图丙所示连接。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

偏转(填“左”或“右”)。(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，从螺线管中拔出时，感应电流磁场为阻碍磁通量的减少，螺线管上端应为N