新教材同步系列2024春高中物理第2章电磁感应第1节感应电流的方向第1课时教师用书粤教版选择性必修第二册

第一节感应电流的方向(第1课时)1．探究感应电流方向与哪些因素有关。2．学习利用电流计判断感应电流方向的方法。知识点一实验原理与设计如图所示，将磁铁的不同磁极插入、拔出螺线管，观察感应电流方向的变化。通过分析感应电流的方向与磁铁的磁场方向、通过线圈的磁通量的变化之间的关系，探究影响感应电流方向的因素。知识点二实验器材电流计、干电池、开关、保护电阻、导线、螺线管、条形磁铁。知识点三实验步骤1．先明确电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系。将观察到的现象与结果填入表中。电流流入电流计的情况电流计指针偏转方向电流从“＋”接线柱流入电流从“－”接线柱流入2．观察螺线管上漆包线的绕向。3．将电流计与螺线管按上图连接好，依次完成以下实验操作，记录观察到的电流计指针偏转情况，填入表中。项目磁铁运动及电流方向相对运动情况感应电流在线圈中的方向知识点四数据处理1．根据实验过程中的现象记录表格，逐项分析。项目现象及结论相对运动情况感应电流在线圈中的方向原磁场方向Φ的变化情况感应电流的磁场方向(线圈中)感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系2．实验结论。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。知识点五注意事项1．实验前应首先明确线圈中电流的流向与电流计指针的偏转方向之间的关系。2．采用如图所示的电路，由于电流计量程较小，所以把一节干电池与电流计及线圈串联，且在电路中应接入限流变阻器R。【典例1】为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为______(选填“顺时针”或“逆时针”)。(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”)。[解析](1)磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，线圈的磁场向下且增强，感应磁场向上，且电流从电流计左端流入，根据右手定则可知线圈顺时针绕向。(2)条形磁铁从题图中虚线位置向右远离L时，线圈的磁场向上且减弱，感应电流从电流计右端流入，根据右手定则可知线圈逆时针绕向。[答案](1)顺时针(2)逆时针【典例2】(2022·陕西延安第一中学高二阶段练习)在“探究法拉第电磁感应现象”实验中，某同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关组成的部分电路已连接好了，如图所示：(1)请使用两根导线，将电路补充完整。(2)此实验中使用的电表应是__________。(填选项前的字母)A．灵敏电流表B．大量程的电压表C．倍率适宜的欧姆表(3)(多选)正确选择电表和连接电路后，开始实验探究。下列说法正确的是()A．开关闭合后，线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出，都不会引起电表的指针偏转B．线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，电表的指针均会偏转C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电表的指针静止在中央零刻度D．开关闭合后，只要移动滑动变阻器的滑片P，电表的指针一定会偏转[解析](1)将电源、开关、滑动变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电表与线圈B串联成另一个回路，电路图如图所示(2)此实验中线圈B中产生的感应电动势比较小，回路中产生的感应电流比较小，故此实验中使用的电表应是灵敏电流表，故选A。(3)开关闭合后，线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出，穿过线圈B的磁通量都会发生变化，都会产生感应电流，都会引起电表的指针偏转，故A错误；线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，穿过线圈B的磁通量都会发生变化，线圈B中会产生感应电流，电表的指针均会偏转，故B正确；开关闭合后，只要滑动变阻器的滑片P移动，不论是加速还是匀速，穿过线圈B的磁通量都会变化，都会有感应电流产生，电表的指针都会偏转，故C错误，D正确。[答案](1)见解析(2)A(3)BD1．如图所示是某小组的同学探究感应电流方向与哪些因素有关的实验情景(图中箭头表示导体的运动方向)，下列说法正确的是()A．比较图甲和图乙可知，感应电流的方向与磁场方向有关B．比较图乙和图丙可知，感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向无关C．比较图甲和图丙可知，感应电流的方向与磁场方向无关D．由图丁可以得出感应电流的方向跟导体是否运动无关A[题图甲、乙中导体棒运动方向相同，磁场方向相反，电流方向也相反，说明感应电流方向与磁场方向有关，A正确；题图甲、丙磁场方向相同，运动方向与电流方向都不同，说明电流方向与导体运动方向有关，C错误；题图乙、丙中B、v方向均不同，电流方向相同，不能得出B选项的结论，题图丁中无电流，也不能作出判断，故B、D错误。]2．根据如图甲、乙、丙、丁所示进行电路图连接与实验操作，并填好实验现象记录表格。磁铁运甲乙丙丁动情况S极插入线圈S极拔出线圈N极插入线圈N极拔出线圈原来磁场的方向________________________原来磁场的磁通量变化________________________感应电流方向______(俯视)______(俯视)______(俯视)______(俯视)感应电流的磁场方向________________________原磁场与感应电流的磁场方向的关系________________________请根据上表所填内容分析，感应电流的磁场方向是否总是与原磁场方向相反或相同？什么时候相反？什么时候相同？感应电流的磁场对原磁场磁通量变化有何影响？[答案]向上向上向下向下增大减小增大减小顺时针逆时针逆时针顺时针向下向上向上向下相反相同相反相同不一定，有时相反，有时相同；闭合回路中原磁场的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反；闭合回路中原磁场的磁通量减少时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同；感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化。3．在“探究电磁感应的产生条件”实验中，采用如图所示的装置进行实验。(1)请用笔画线代替导线将图中连线补充完整，确保实验现象明显。(2)某小组电路连接正确后，在滑动变阻器滑片持续向右移动的过程中，发现灵敏电流表的指针持续向右偏，则当开关闭合时，灵敏电流表的指针将____________。(填选项前的字母)A．向左偏一下 B．向右偏一下C．持续向左偏 D．持续向右偏[解析](1)电源、开关、滑动变阻器和上面的线圈组成回路，滑动变阻器可以改变电流，来检验在下面的线圈中是否会产生感应电流，所以下面的线圈和灵敏电流表相连，电路如图。(2)滑动变阻器滑片持续向右移动的过程中，接入电路中的电阻变大，电路中的电流变小，通过大线圈的磁通量变小，灵敏电流表指针向右偏，所以当闭合开关时，电路中的电流变大，通过大线圈的磁通量变大，则灵敏电流计的指针向左偏一下，故A正确。[答案](1)见解析(2)A4．某学生做观察电磁感应现象的实验，将电流计、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路，当它接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是_____________________。[解析]题图中开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断。而本实验的内容之