高中物理(新教材)选修二课件3：2-1-课时1-实验：探究影响感应电流方向的因素 人教版

第二章电磁感应1课时1实验：探究影响感应电流方向的因素线圈与电流表相连，把磁体的某一个磁极向线圈中插入、从线圈中抽出时，电流表的指针发生了偏转，但两种情况下偏转的方向不同，这说明感应电流的方向并不相同。感应电流的方向与哪些因素有关？新课导入我们知道，穿过闭合回路的磁通量变化是产生感应电流的条件，看来感应电流的方向可能与磁通量的变化有关。重做上面的实验，条形磁体的N极或S极插入闭合线圈时，穿过线圈的磁通量增大，N极或S极抽出时，穿过线圈的磁通量减小。看一看，感应电流的方向与磁通量的变化之间有什么关系呢？探究影响感应电流方向的因素实验探究实验前：1.找出电流表中指针偏转方向和电流方向的关系2.观察线圈中导线的绕向++“-”进左偏,“+”进右偏试触!实验步骤：1.将条形磁铁北极向下插入线圈。2.将条形磁铁南极向下插入线圈。NS+GNS+G3.将条形磁铁北极向上拔出线圈。4.将条形磁铁南极向上拔出线圈。NS+GNS+GN极插入S极插入N极拔出S极拔出示意图SNGGNGSGN极插入S极插入N极拔出S极拔出线圈中（原）磁场的方向线圈中（原）磁通量的变化感应电流方向(俯视）感应电流的磁场方向向下减小顺时针向下向上向上减小顺时针逆时针向下向上增加向下增加逆时针向上归纳结论当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加；当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁通量的减少。归纳结论当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加；当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁通量的减少。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,要注意控制电流的大小。2.电流表选用零刻度在中间的电流表。3.电流表指针的偏转与条形磁铁相对线圈的运动是同时的,在插入磁铁或从线圈中拔出磁铁的时候观察电流表指针的偏转情况。4.磁铁插入线圈或者从线圈中拔出时速度要适中,不要太快也不要太慢,太快则指针偏转的时间短,太慢则指针偏转的角度小,都可能会引起观察的现象不明显。例1我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和其所遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分。(1)如图甲所示,当磁体的N极向下运动时,发现电流表指针偏转,若要探究线圈中产生的感应电流的方向,必须知道电流从正(负)接线柱流入时,

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解析

(1)要探究线圈中感应电流的方向,必须知道感应电流从正(负)接线柱流入时,电流表指针的偏转方向。电流表指针的偏转方向典例精析(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏转,电路稳定后,若向左移动滑动变阻器滑片,则电流表指针向

偏转;若将线圈A抽出,则电流表指针向

偏转。(均选填“左”或“右”)

解析

(2)闭合开关时,线圈A中的磁场增强,线圈B中产生的感应电流使电流表指针向右偏转。当向左移动滑动变阻器滑片时,会使线圈A中的磁场增强,线圈B中产生的感应电流使电流表指针将向右偏转;当将线圈A抽出时,线圈A在线圈B处的磁场减弱,线圈B中产生的感应电流将使电流表指针向左偏转。右左例2在探究感应电流的方向与哪些因素有关的实验中,请完成下列实验步骤:(1)为弄清电流表指针偏转方向与电流方向的关系,可以使用一个已知正负极的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡,含有直流电源,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电流表的正接线柱,再将黑表笔

(选填“短暂”或“持续”)接电流表的负接线柱,若电流表的指针向左摆动,说明电流是由电流表的

(选填“正”或“负”)接线柱流入灵敏电流表的。

解析

(1)只有欧姆表内部有电源。(2)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;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。欧姆短暂负例3下图是某兴趣小组研究磁生电现象所需的器材。

请你协助该小组完成如下工作,用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路,将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路,并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量,使副线圈回路产生感应电流的三种方式:①

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②

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③

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解析

①合上(或断开)开关瞬间;②合上开关后,将原线圈A插入副线圈B或从副线圈B中抽出;③合上开关,将原线圈A插入副线圈B后,移动滑动变阻器的滑片。例3下图是某兴趣小组研究磁生电现象所需的器材。

请你协助该小组完成如下工作,用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路,将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路,并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量,使副线圈回路产生感应电流的三种方式:①

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②

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③

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①合上(或断开)开关瞬间;②合上开关后,将原线圈A插入副线圈B或从副线圈B中抽出;③合上开关,将原线圈A插入副线圈B后,移动滑动变阻器的滑片。课堂小结探究影响感应电流方向的因素穿过闭合回路的磁通量变化是产生感应电流的条件，感应电流的方向与磁通量的变化有关。当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加；当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁通量的减少。备用工具&资料例3下图是某兴趣小组研究磁生电现象所需的器材。

请你协助该小组完成如下工作,用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路,将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路,并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量,使副线圈回路产生感应电流的三种方式:①

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②

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③

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①合上(或断开)开关瞬间;②合上开关后,将原线圈A插入副线圈B或从副线圈B中抽出;③合上开关,将原线圈A插入副线圈B后,移动滑动变阻器的滑片。(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏转,电路稳定后,若向左移动滑动变阻器滑片,则电流表指针向

偏转;若将线圈A抽出,则电流表指针向

偏转。(均选填“左”或“右”)

解析

(2)闭合开关时,线圈A中的磁场增强,线圈B中产生的感应电流使电流表指针向右偏转。当向左移动滑动变阻器滑片时,会使线圈A中的磁场增强,线圈B中产生的感应电流使电流表指针将向右偏转;当将线圈A抽出时,线圈A在线圈B处的磁场减弱,线圈B中产生的感应电流将使电流表指针向左偏转。右左我们知道，穿过闭合回路的磁通量变化是产生感应电流的条件，看来感应电流的方向可能与磁通量的变化有关。重做上面的实验，条形磁体的N极或S极插入闭合线圈时，穿过线圈的磁通量增大，N极或S极抽出时，穿过线圈的磁通量减小。