实验十四探究影响感应电流方向的因素

第十一章电磁感应实验十四探究影响感应电流方向的因素目录CONTENT立足“四层”·夯基础着眼“四翼”·探考点0201Part01立足“四层”·夯基础⁠一、实验目的1.探究感应电流的方向与磁通量变化及磁场方向的关系。2.经历探究过程，了解引入“中介”的意义，初步了解决定感应电流方向的因素。二、实验原理1.重温产生感应电流的几种实验，根据灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流的方向。2.观察并记录感应电流的方向与导体运动方向或磁通量变化情况间的关系。分析实验结果，归纳出决定感应电流方向的因素，总结出判断感应电流方向的方法。三、实验器材

条形磁铁、U形磁铁、螺线管、导体棒、灵敏电流计、导线若干、干电池一节、滑动变阻器、开关、电池盒。四、实验过程实验一：探究条形磁铁插入或拔出线圈时感应电流的方向1.确定电流计指针偏转方向与电流方向及电流计红、黑接线柱的关系。（1）按图连接电路。（2）调节滑动变阻器，使接入电路的电阻最大。（3）迅速闭合开关，发现电流计指针偏转后立即断开开关。（4）记录电流方向与电流计的指针偏转方向和电流计红、黑接线柱接线情况，找出它们之间的关系。2.观察并记录磁场方向，磁通量变化情况与感应电流方向的关系。（1）按图连接电路，明确螺线管的绕线方向。（2）按照控制变量的方法分别进行N极（S极）向下插入线圈和N极（S极）向下时抽出线圈的实验。（3）观察并记录磁场方向、电流方向，磁通量大小变化情况，并将结果填入表格。表格一N极向下（对着线圈）S极向下原磁场B0方向磁铁运动方向感应电流方向感应电流的磁场B'方向磁通量变化情况B0与B'方向关系3.归纳感应电流方向与其他因素的关系。实验二：探究导体切割磁感线时感应电流的方向1.用与实验一相同的方法判断电流方向与电流表指针偏转方向的关系。2.按图连接电路。3.沿不同方向运动导体棒，观察并记录磁场方向、导体棒运动方向和电流方向，将结果记录在设计的表格中。表格二磁场方向⁠⁠⁠⁠导体棒运动方向⁠⁠⁠⁠电流方向4.总结电流方向、磁场方向和导体棒运动方向三者间的关系。五、注意事项1.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过长损坏电流表。2.电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。3.实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向。4.按照控制变量的思想进行实验。5.进行一种操作后，等电流计指针回零后再进行下一步操作。Part02着眼“四翼”·探考点⁠【典例1】

在探究电磁感应现象中磁通量变化时感应电流方向的实验中，所需的实验器材已用导线连接成如图所示的实验电路。（1）将线圈A插入线圈B中，闭合开关的瞬间，线圈B中感应电流与线圈A中电流的绕行方向

⁠（选填“相同”或“相反”）。

解析

（1）将线圈A插入线圈B中，闭合开关的瞬间，穿过线圈B的磁通量变大，由楞次定律可得，线圈B中感应电流与线圈A中电流的绕行方向相反。答案

（1）相反（2）闭合开关，电路稳定后，某同学想使一线圈中电流逆时针流动，另一线圈中感应电流顺时针流动，可行的实验操作是

⁠。

A.抽出线圈AB.线圈A中插入软铁棒C.使滑动变阻器滑片P右移D.断开开关解析

（2）使一线圈中电流逆时针流动，另一线圈中感应电流顺时针流动，两线圈电流的磁场方向相反，则穿过副线圈的磁通量应增加。抽出线圈A时，穿过副线圈的磁通量减小，原、副线圈电流方向相同，故A错误；线圈A中插入软铁棒，穿过副线圈的磁通量增大，原、副线圈电流方向相反，故B正确；由题图可知，使滑动变阻器滑片P右移，原线圈电流增大，穿过副线圈的磁通量增大，原、副线圈电流方向相反，故C正确；断开开关，原线圈中没有电流，故D错误。答案

（2）BC【典例2】

在研究电磁感应的实验中，实验装置如图所示。线圈C与灵敏电流表构成闭合电路。电源、开关、带有铁芯的线圈A、滑动变阻器构成另一个独立电路。表格中的第三行已经列出了实验操作以及与此操作对应的电流表的表针偏转方向，请以此为参考，把表格填写完整。实验操作电流表的表针偏向1.闭合开关S瞬间表针向

⁠摆动

2.在开关S闭合的情况下，滑动变阻器的触头向右滑动时表针向右摆动3.在开关S闭合的情况下，线圈A远离线圈C时表针向

⁠摆动

4.在开关S闭合的情况下，将线圈A中的铁芯抽出时表针向

⁠摆动

解析

由操作2可知，在开关S闭合的情况下，滑动变阻器的触头向右滑动时，电阻变大，电路中电流减小，此时穿过线圈C的磁通量减小，表针向右摆动；闭合开关S瞬间，穿过线圈C的磁通量增加，则表针向左摆动；在开关S闭合的情况下，线圈A远离线圈C时，穿过线圈C的磁通量减小，则表针向右摆动；在开关S闭合的情况下，将线圈A中的铁芯抽出时，穿过线圈C的磁通量减小，则表针向右摆动。答案

左

右

右⁠1.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。解析：（1）将电源、电键、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。答案：（1）图见解析

（2）此实验中使用的电表应是

⁠。

A.灵敏电流表B.大量程的电压表C.倍率适宜的欧姆表解析：（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。答案：（2）A

（3）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：（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：（3）BD2.（1）在探究楞次定律的实验中，除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外，还要用到一个电表，请从下列电表中选择

⁠。

A.量程为0～3V的电压表B.量程为0～3A的电流表C.量程为0～0.6A的电流表D.零刻度在中间的灵敏电流计解析：（1）在探究楞次定律的实验中，除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外，还要用到一个零刻度在中间的灵敏电流计，故选D。答案：（1）D

（2）某同学按下列步骤进行实验：①将已知绕向的螺线管与电表连接；②设计表格：记录将磁铁N、S极插入或抽出过程中引起感应电流的磁场方向、磁通量的变化、感应电流的方向、感应电流的磁场方向；③分析实验结果，得出结论。上述实验中，漏掉的实验步骤是要查明

⁠的关系。

（2）依据以上操作，实验中，漏掉的实验步骤是要查明电流流入电表方向与电表指针偏转方向的关系。答案：（2）电流流入电表方向与电表指针偏转方向

（3）在上述实验中，当磁铁插入螺线管的速度越快，电表指针偏角

⁠（选填“不变”“变大”或“变小”）。

（3）当磁铁插入螺线管的速度越快，磁通量变化越快，感应电流也较大，电表指针偏角变大。答案：（3）变大

（4）图乙为某实验小组利用微电流传感器做验证楞次定律实验时，在计算机屏幕上得到的波形，横坐标为时间t，纵坐标为电流I，根据图线分析知道：将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图乙内①所示图线，现用该磁铁，如图丙所示，从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动，并穿过线圈向远处而去，图丁中较正确地反映线圈中电流I与时间t关系的是

⁠。

（4）条形磁铁的N极迅速插入感应线圈时，得到图乙中①所示图线，现有如图丙所示磁铁自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去，由楞次定律得出感应电流方向为顺时针（从左向右看），即为正方向；当远离感应线圈时，则感应电流方向为负方向。故选B。答案：（4）B3.在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中：（1）某同学用通电螺线管代替条形磁铁进行如下实验操作：A.将灵敏电流计直接与电池两极相连，检测灵敏电流计指针偏转方向与电流流向的关系；B.按图接好电路；C.把原线圈放入副线圈中，接通、断开电键观察并记录灵敏电流计指针偏转方向；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

⁠、

⁠。

解析：（1）将灵敏电流计直接与电池两极相连，会造成电源短路，损坏电源，电流计要串接保护电阻后接到电池上，故A操作错误；原线圈应该用小线圈，副线圈应用大线圈，由题图示电路图可知，原、副线圈弄反了，故B操作错误。答案：（1）A

B

（2）已知一灵敏电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转，现把它与线圈串联成如图所示电路，条形磁铁的磁极、运动方向及灵敏电流计的正负接线柱和指针偏转方向均如图所示，试画出螺线管上导线的绕向。解析：（2）由题图示可知，穿过螺线管的磁场方向向下，磁铁向螺线管靠近，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，如图所示。答案：（2）见解析图4.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①所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图甲②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解析：（1）电流从正接线柱流入就右偏，从负接线柱流入就左偏，从而确定电流的流入方向与指针偏转方向的关系，故选C。答案：（1）C

（2）接下来，用图乙所示的装置做实验。图乙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。

解析：（2）电流计指针向右偏转，说明感应电流从正接线柱流入电流计，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿顺时针方向。答案：（2）顺时针