第三講 實驗：探究影響感應(yīng)電流方向的因素

開始理清實驗原理與方案0102目錄訓(xùn)練注重創(chuàng)新與發(fā)展第三講實驗：探究影響感應(yīng)電流方向的因素(基礎(chǔ)實驗)一、理清原理與操作原理裝置圖操作要領(lǐng)(1)確定電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流流向的關(guān)系。(2)利用圖甲研究開關(guān)閉合、斷開、滑動變阻器滑動觸頭移動時電流計指針偏轉(zhuǎn)方向。(3)利用圖乙研究條形磁鐵N極向下(或S極向下)插入、抽出時電流計指針偏轉(zhuǎn)方向。續(xù)表二、突破核心關(guān)鍵點1．數(shù)據(jù)處理以下面四種情況為例：(1)N極(S極)向下時插入線圈，線圈內(nèi)磁通量增加時的情況(2)N極(S極)向下時抽出線圈，線圈內(nèi)磁通量減少時的情況圖號磁場方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場方向甲向下逆時針(俯視)向上乙向上順時針(俯視)向下圖號磁場方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場方向丙向下順時針(俯視)向下丁向上逆時針(俯視)向上2．得出結(jié)論(1)當穿過線圈的磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反；當穿過線圈的磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相同。(2)當磁鐵靠近線圈時，兩者相斥；當磁鐵遠離線圈時，兩者相吸。1．為了探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，某實驗小組將電池、線圈A、線圈B、滑動變阻器、靈敏電流計、開關(guān)按照如圖所示的方式連接。當閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針右偏。由此可知：(1)當滑動變阻器的滑片P向右移動時，靈敏電流計的指針________(填“左偏”“不動”或“右偏”)；(2)將線圈A拔出時，靈敏電流計的指針________(填“左偏”“不動”或“右偏”)，此時線圈A與線圈B中電流的繞行方向________(填“相同”或“相反”)。解析：(1)如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，說明穿過線圈的磁通量增加時，電流計指針向右偏。合上開關(guān)后，將滑動變阻器的滑片迅速向右移動時，接入電路的電阻變小，電流增大，穿過線圈的磁通量增大，電流計指針將向右偏。(2)將線圈A拔出時，穿過B的磁通量減小，電流表指針向左偏；根據(jù)楞次定律的推論“增反減同”可知此時兩線圈中的電流流向相同。答案：(1)右偏(2)左偏相同2．(2023·宿遷高三模擬)某小組的同學(xué)做“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”實驗。(1)首先按圖甲所示方式連接電路，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流計指針向右偏轉(zhuǎn)；再按圖乙所示方式連接電路，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流計指針向左偏轉(zhuǎn)。進行上述實驗的目的是__________。

A．檢查電流計測量電路的電流是否準確B．檢查干電池是否為新電池C．推斷電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系(2)接下來用圖丙所示的裝置做實驗，圖中螺線管上的導(dǎo)線繞行方向為俯視逆時針。某次實驗中在條形磁鐵插入螺線管的過程中，觀察到電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，則條形磁鐵的下端為____(選填“N”或“S”)極。

(3)下表是該小組的同學(xué)設(shè)計的記錄表格的一部分，表中完成了實驗現(xiàn)象的記錄，還有一項需要推斷的實驗結(jié)果未完成，請幫助該小組的同學(xué)完成(選填“垂直紙面向外”或“垂直紙面向里”)。操作N極朝下插入螺線管從上往下看的平面圖(B0表示原磁場，即磁鐵產(chǎn)生的磁場)原磁場通過螺線管磁通量的增減增加感應(yīng)電流的方向沿逆時針方向感應(yīng)電流的磁場B的方向________(4)該小組同學(xué)通過實驗探究，對楞次定律有了比較深刻的認識。結(jié)合以上實驗，有同學(xué)認為，理解楞次定律，關(guān)鍵在于抓住感應(yīng)電流的磁場總是要________原磁場磁通量的變化這一點。解析：(1)首先按題圖甲方式連接電路，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，說明電流從電流計的“＋”接線柱進入時電流計指針向右偏轉(zhuǎn)；再按題圖乙方式連接電路，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流計指針向左偏轉(zhuǎn)，說明電流從電流計的“－”接線柱進入時電流計指針向左偏轉(zhuǎn)。進行上述實驗的目的是推斷電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系。故選C。(2)電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，說明螺線管中的電流方向(從上往下看)是沿順時針方向，由安培定則可知，感應(yīng)電流的磁場方向向下，條形磁鐵向下插入，即磁通量增加，由楞次定律可知，條形磁鐵的磁場方向應(yīng)該向上，所以條形磁鐵下端為S極。(3)由于感應(yīng)電流的方向沿逆時針方向，由安培定則可判斷出感應(yīng)電流的磁場B的方向為垂直紙面向外。(4)理解楞次定律，關(guān)鍵在于抓住感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙原磁場磁通量的變化這一點。答案：(1)C

(2)S

(3)垂直紙面向外(4)阻礙3．(2023·句容高三聯(lián)考)在“研究磁通量變化時感應(yīng)電流的方向”實驗中，實物電路連接如圖：(1)實物圖中有一個元件接錯了回路，請指出并改正：_______________。(2)為了方便探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律，實驗應(yīng)研究原磁場方向、磁通量的變化情況、__________三者的關(guān)系。(3)在實驗過程中，除了查清流入電流表的電流方向與指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系之外，還應(yīng)查清______中導(dǎo)線的繞制方向。(選填“A”“B”或“A和B”)(4)某同學(xué)在完成實驗后未斷開開關(guān)，也未把A、B兩線圈和鐵芯分開放置。在拆除電路時突然被電擊了一下，則被電擊是在拆除____(選填“A”或“B”)線圈所在電路時發(fā)生的；分析可知，要避免電擊發(fā)生，在拆除電路前應(yīng)____________(選填“斷開開關(guān)”或“把A、B線圈分開放置”)。解析：(1)開關(guān)應(yīng)接入原線圈A所在的回路，改正后的接法如圖所示。(2)為了方便探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律，實驗應(yīng)研究原磁場方向、磁通量的變化情況、感應(yīng)電流的磁場方向三者之間的關(guān)系。(3)在實驗過程中，需要確定線圈A中電流的磁場方向和線圈B中感應(yīng)電流的磁場方向，故還應(yīng)查清線圈A與線圈B中導(dǎo)線的繞制方向。(4)在拆除線圈A時，線圈A中電流快速減小，由于自感作用，線圈A中會產(chǎn)生很大的感應(yīng)電動勢，導(dǎo)致該同學(xué)被電擊，要避免電擊發(fā)生，在拆除電路前應(yīng)斷開開關(guān)。答案：(1)開關(guān)應(yīng)接入原線圈A所在的回路(2)感應(yīng)電流的磁場方向(3)A和B

(4)A斷開開關(guān)4．在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實驗中，請完成下列實驗步驟：(1)為弄清靈敏電流表指針擺動方向與電流方向的關(guān)系，可以使用一個已知正負極性的直流電源進行探究。某同學(xué)想到了用多用電表內(nèi)部含有直流電源的某一擋，他應(yīng)選用多用電表的________(選填“歐姆”“直流電流”“直流電壓”“交流電流”或“交流電壓”)擋，對靈敏電流表進行測試，由實驗可知當電流從正接線柱流入電流表時，指針向右擺動。(2)該同學(xué)先將多用電表的紅表筆接靈敏電流表的正接線柱，再將黑表筆________(選填“短暫”或“持續(xù)”)接靈敏電流表的負接線柱，若靈敏電流表的指針向左擺動，說明電流由電流表的________(選填“正”或“負”)接線柱流入靈敏電流表的。(3)實驗中該同學(xué)將磁鐵某極向下從線圈上方插入線圈時，發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，請在圖中用箭頭畫出線圈電流方向并用字母N、S標出磁鐵的極性。解析：(1)只有歐姆擋內(nèi)部有電源。(2)靈敏電流表量程太小，歐姆表內(nèi)部電源電壓相對偏大，電流超過電流表量程，長時間超量程通電會損壞電流表；歐姆表紅表筆連接著電源的負極，靈敏電流表的指針向左擺動，說明電流從電流表的負接線柱流入。(3)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，說明電流從正極進入電流表。感應(yīng)電流的磁場方向向下，根據(jù)楞次定律，原磁場方向向上，故插入的磁鐵下端是S極，如圖所示。答案：(1)歐姆(2)短暫負(3)見解析圖5．(2023·蘇州大連模擬)在探究影響感應(yīng)電流方向的因素的實驗中：(1)首先要確定電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系，實驗中所用電流表量程為100μA，電源電動勢為1.5V，待選的保護電阻有三種R1＝20kΩ，R2＝1kΩ，R3＝100Ω，應(yīng)選用________的電阻。(2)已測得電流表指針向右偏時，電流是由正接線柱流入。由于某種原因，螺線管線圈繞線標識已經(jīng)沒有了，通過實驗查找繞線方向如圖甲所示，當磁鐵N極插入線圈時，電流表指針向左偏，則線圈的繞線方向是圖乙所示的________圖(填“左”或“右”)。(3)若將條形磁鐵S極放在下端，從螺線管中拔出，這時電流表的指針應(yīng)向______偏(填“左”或“右”)。(4)若將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流表及開關(guān)，按圖丙所示連接。在開關(guān)閉合，線圈A放在線圈B中的情況下，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當他將滑動變阻器的滑片P向左加速滑動時，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。由此可以推斷，線圈A中鐵芯向上拔出，能引起電流表指針向

偏轉(zhuǎn)(填“左”或“右”)。(2)已測得電流表指針向右偏時，電流是由正接線柱流入，當磁鐵N極插入螺線管時，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的增加，螺線管上端應(yīng)為N極，下端為S極，又電流表指針向左偏，可知電流方向是由電流表正接線柱流出至螺線管上端接線柱，由安培定則可判斷螺線管的繞線方向如題圖乙中左圖所示。(3)若將條形磁鐵S極在下端，從螺線管中拔出時，感應(yīng)電流磁場為阻礙磁通量的減少，螺線管上端應(yīng)為N