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文檔簡介
專題27法拉第電磁感應(yīng)定律
目錄
題型一實(shí)驗(yàn):探究影響感應(yīng)電流方向的因素.........................................1
題型二感應(yīng)電流的產(chǎn)生和方向判斷.................................................6
題型三楞次定律推論的應(yīng)用........................................................8
題型四”三定則、一定律”的應(yīng)用...................................................12
題型五法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用..........................................14
題型六導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢.........................................16
類型I平動(dòng)切割磁感線.......................................................18
類型2轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線.......................................................19
類型3有效長度問題..........................................................22
題型六自感現(xiàn)象.................................................................24
題型一實(shí)驗(yàn):探究影響感應(yīng)電流方向的因素
1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
及
如圖2所示,通過將條形磁體插入或拔出線圈來改變穿過螺線管的磁通量,根據(jù)電流表指針
的偏轉(zhuǎn)方向判斷感應(yīng)電流為方向。
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反:當(dāng)穿過線圈的磁通量減
小時(shí),感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相同。
3.注意事項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)前應(yīng)首先查明電流表中電流的流向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系,判斷的方法是:
采用如圖所示的電路,把一節(jié)干電池與電流表及線圈串聯(lián),由于電流表量程較小,所以在電
路中應(yīng)接入限流變阻器用電池采用舊電池,開關(guān)5米用瞬間接觸,記錄指針偏轉(zhuǎn)方向。
【例1】(2023?海南?統(tǒng)考模擬預(yù)測)某同學(xué)在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中,首先按圖甲接
線,判斷電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系,然后依次按圖乙將電流表與A線圈連
成一個(gè)閉合回路,按圖丙將電流表與導(dǎo)體棒而連成一個(gè)閉合回路(圖中N、S兩極上下正
對(duì))。在圖甲中,當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí),觀察到電流表指針向右偏轉(zhuǎn)(不通電時(shí)電流表指針停在
正中央),則:
(1)在圖乙中,在磁體S極插入線圈A的過程中,電流表的指針將偏轉(zhuǎn);磁體放在
A中不動(dòng)時(shí),電流表的指針將偏轉(zhuǎn)。(均選填“向左”、“向右”或“不發(fā)生”)
(2)在圖丙中,處在兩磁極之間的導(dǎo)體棒而向右移動(dòng)過程中,電流表的指針將偏轉(zhuǎn);
導(dǎo)體棒必豎直向上移動(dòng)過程中,電流表的指針將偏轉(zhuǎn)。(均選填“向左”、“向右”或“不
發(fā)生”)
【例2】.(2023?全國?高二專題練習(xí))為了探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,如圖所示為“探究產(chǎn)牛感應(yīng)電
流的條件的實(shí)驗(yàn)裝置
+
圖1圖2
(1)如圖1所示,下列操作中,電流表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是()
A.將條形磁鐵放在線圈中不動(dòng)
B.將條形磁鐵插入線圈
C.將條形磁鐵從線圈中拔出
D.將條形磁鐵從圖示位置向左移動(dòng)
(2)某實(shí)驗(yàn)小組將電池、線圈A、線圈B、滑動(dòng)變阻器、靈敏電流計(jì)、開關(guān)按照如圖2所
示的方式連接。當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針左偏。由此可知:
(a)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)的指針(填“左偏”、“不動(dòng)”、
“右偏”);
(b)將線圈A拔出時(shí),靈敏電流計(jì)的指針(填"左偏"、"不動(dòng)”、“右偏”)。
(3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室按如圖2所示重做電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn),當(dāng)他接通、斷開開關(guān)時(shí),電
流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn),其可能的原因_______。
A.開關(guān)接線柱斷路
B.電流表的正負(fù)極接錯(cuò)
C.線圈B的接頭接反
D.蓄電池的正負(fù)極接反
【例3】.(2023春?上海嘉定?高三統(tǒng)考階段練習(xí))為探究“影響感應(yīng)電流方向的因素”,某同
學(xué)實(shí)驗(yàn)如下:
(1)首先按圖甲所示連接電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn);再按圖乙所
示連接電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。進(jìn)行.匕述實(shí)驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)()
A.各儀器及導(dǎo)線是否完好
B.干電池是否為新電池
C.電流計(jì)測量的電流是否準(zhǔn)確
D.電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系
(2)接下來用如圖所示的裝置做實(shí)驗(yàn),圖中螺線管上的粗線標(biāo)示的是導(dǎo)線的繞行方向。某
次實(shí)驗(yàn)中在條形磁鐵插入螺線管的過程中,觀察到電流計(jì)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(選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針'')方向,由此可推斷磁鐵下端
的磁極為極。
(3)用通電螺線管代替條形磁鐵,實(shí)驗(yàn)器材如圖所示,請完善實(shí)物連接圖
(4)連好電路,并將B線圈插入A線圈中。在閉合電鍵瞬間,發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右
偏了一下,若要使靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn),滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向滑動(dòng)。
【例4】.(2023?全國?模擬預(yù)測)甲、乙、丙三位同學(xué)利用如圖所示裝置探究影響感應(yīng)電流
方向的因素。
(1)如圖“,甲同學(xué)在斷開開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),下列操作中同樣能使指
針向右偏轉(zhuǎn)的有,
A.閉合開關(guān)
B.開關(guān)閉合時(shí)將滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)
C.開關(guān)閉合時(shí)將A線圈從8線圈中拔出
D.開關(guān)閉合時(shí)將A線圈倒置再重新插入B線圈中
(2)為確切判斷3線圈中的感應(yīng)電流方向,應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前先查明靈敏電流計(jì)
的關(guān)系。
(3)如圖b,乙同學(xué)將條形磁鐵從“線圈上方由靜止糕放,使其筆直落入“線圈中,多次
改變釋放高度,發(fā)現(xiàn)釋放百度越高,靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)過的角度越大。該現(xiàn)象說明了線圈
中(選填“磁通量'"'磁通量變化量''或"磁通量變化率”)越大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流越
大。
(4)丙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖。所示的裝置來判斷感應(yīng)電流的方向。他先使用多用電表的歐姆擋
對(duì)二極管正負(fù)極進(jìn)行確認(rèn),某次測量時(shí)發(fā)現(xiàn)多用電表指針幾乎沒有偏轉(zhuǎn),說明此時(shí)黑表筆接
觸的是二極管的(選填“正極”或“負(fù)極”)。實(shí)驗(yàn)操作時(shí)將磁鐵插入線圈時(shí),只有燈
(選填"C”或"D”)短暫亮起。
題型二感應(yīng)電流的產(chǎn)生和方向判斷
1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況
結(jié)論:
只要穿
過閉合
導(dǎo)體回
磁通量路的磁
通量發(fā)
〉變化生變化.
閉合導(dǎo)
體回路
中就有
感應(yīng)電
流
2.用楞次定律判斷
|明確要研究的而酢及原磁場B的方向
一
原
—口
二
變
—
三
感
—
四
電
流
3.用右手定則判斷
(1)掌心一磁感線穿入。
(2)拇指——指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向。
(3)四指一指向感應(yīng)電流的方向。
【例1】(2023?湖南?高三統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試)如圖所示,虛線I和II之間有垂直于紙面向里的勻
強(qiáng)磁場,閉合線圈自高處落下,依次經(jīng)過。、氏c三個(gè)位置.下列說法正確的是()
x"lx--又丁X
B
X「乂X:X
b:
二二/….XII
C[...................?
A.線畫在位置。不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
B.線圈在位置力一定做加速運(yùn)動(dòng)
C.線圈只有位置。和位置。會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
D.線圈〃、〃、。三個(gè)位置都有感應(yīng)電流產(chǎn)生
【例2】(2023?廣東?模擬預(yù)測)卜列關(guān)于甲、乙、丙、丁四幅圖的說法,正確的是()
A.圖甲中,當(dāng)兩導(dǎo)體棒以相同的速度在導(dǎo)軌上勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒中能產(chǎn)生感應(yīng)電流
B.圖乙中,當(dāng)導(dǎo)體棒而在勻強(qiáng)磁場中以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒中能產(chǎn)生感應(yīng)電流
C.圖丙中,當(dāng)閉合圓環(huán)導(dǎo)體(水平放置)某一直徑正上方的直導(dǎo)線中通有直電流時(shí),閉合
圓環(huán)導(dǎo)體中能產(chǎn)生感應(yīng)電流
D.圖丁中,當(dāng)滑動(dòng)變阻梏的滑片。向右滑動(dòng)時(shí),不閉合的導(dǎo)體環(huán)中能產(chǎn)生感應(yīng)電流
【例3】(2023?湖北武漢?統(tǒng)考模擬預(yù)測)如圖所示平面內(nèi),在通有圖示方向電流/的長直導(dǎo)
線右側(cè),固定一正方形導(dǎo)線框川心邊與直導(dǎo)線平行。調(diào)節(jié)電流/的大小,使得空訶各
點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加,則()
A.導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流逐漸增大
B.導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)口流沿順時(shí)針方向
C.導(dǎo)線框的be邊受到的安培力大小恒定
D.導(dǎo)線框整體受到的安培力方向水平向右
【例3】.(2022?廣東選擇考模擬)如圖為電磁剎車實(shí)驗(yàn)裝置,小車底面安裝有矩形導(dǎo)線框。機(jī)必
線框底面平行于地面,在小車行進(jìn)方向有與等寬、等長的有界勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂
直地面向上。小車進(jìn)入磁場前撤去牽引力,小車穿過磁場后滑行一段距禽停止。則小車()
A.進(jìn)入磁場時(shí),矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)椤ㄓ岩玻?/p>
B.離開磁場時(shí),矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)镠cA
C.穿過磁場的過程中,田間有一段時(shí)間矩形導(dǎo)線框中沒有感應(yīng)電流
D.穿過磁場的過程中,矩形導(dǎo)線框受到的安培力方向始終水平向左
題型三楞次定律推論的應(yīng)用
內(nèi)容例證
■
阻礙原磁通量變化——“增反減
同”%
磁鐵靠近線圈,8道與,,中方向相反
磁鐵靠近,是斥力
阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來拒去留”
磁鐵遠(yuǎn)離.是引力
NQI
臣
使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨
勢——“增縮減擴(kuò)”
P、Q是光滑固定導(dǎo)軌,〃、力是可動(dòng)金屬棒,磁鐵下移,。、
b靠近
A____
阻礙原電流的變化一“增反減
同“
合上S,8先亮
【例1】(2023,北京朝陽?統(tǒng)考二才慎)如圖所示,用細(xì)線吊起一個(gè)鋁環(huán),將磁鐵的N極沿鋁環(huán)
的中心軸線靠近鋁環(huán),鋁環(huán)向右擺動(dòng)。下列說法正確的是()
A.N極靠近鋁環(huán)時(shí),從左向右看鋁環(huán)中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針
B.鋁環(huán)右擺的過程中,磁鐵對(duì)鋁環(huán)做的功大于鋁環(huán)動(dòng)能的增加量
C.僅將鋁環(huán)改為鐵環(huán),鐵環(huán)也一定會(huì)向右擺動(dòng)
D.若將磁鐵的S極沿鋁環(huán)的中心軸線靠近鋁環(huán),鋁環(huán)將會(huì)向左擺動(dòng)
【例2】.(2023?北京東城,北京市廣渠門中學(xué)校考三模)在勻強(qiáng)磁場中放置一個(gè)金屬圓環(huán),
磁場方向與圓環(huán)平面垂直,規(guī)定圖1所示磁場方向?yàn)檎?。?dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度8隨時(shí)間,按圖2所
小的止弦規(guī)律變化時(shí),卜列說法止確的是()
圖1圖2
A.〃時(shí)刻,圓環(huán)中無感應(yīng)電流
B.G時(shí)刻,圓環(huán)上各點(diǎn)受到的安培力最大
C.乙~々時(shí)間內(nèi),圓環(huán)中感應(yīng)電流方向始終沿順時(shí)針方向
D.。時(shí)間內(nèi),圓環(huán)先出現(xiàn)擴(kuò)張趨勢,后出現(xiàn)收縮趨勢
【例3】.(2023?海南?統(tǒng)考模擬預(yù)測)如圖,固定的彈性金屬圓環(huán)與螺線管共軸,在閉合開
關(guān)S的瞬間,有關(guān)環(huán)中的感應(yīng)電流/的方向(從環(huán)的右側(cè)往左側(cè)看)和環(huán)形變的說法正確的
是()
A.順時(shí)針方向,擴(kuò)張B.順時(shí)針方向,收縮
C.逆時(shí)針方向,擴(kuò)張D.逆時(shí)針方向,收縮
【例4】.(2023?河北滄州?滄縣中學(xué)校考模擬預(yù)測)如圖甲所示,一長直導(dǎo)線與閉合金屬線
框位于同一豎直平面內(nèi),長直導(dǎo)線中的電流i隨時(shí)間,的變化關(guān)系如圖乙所示(以水平向右
為電流的正方向),則在()G時(shí)間內(nèi),下列說法正確的是()
A.穿過線框的磁通量一直減小
B.線框中始終產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流
C.線框先有收縮的趨勢后有擴(kuò)張的趨勢
D.線框所受安培力的合力先向下后向上
【例5】(2023?廣東?模擬預(yù)測)某同學(xué)設(shè)想的減小電梯墜落時(shí)造成傷害的一種應(yīng)急安全裝置
如圖所示,在電梯轎廂底部安裝永久強(qiáng)磁鐵,磁鐵N極朝上,電梯井道內(nèi)壁上鋪設(shè)若干金
屬線圈,線圈在電梯轎廂墜落時(shí)能自動(dòng)閉合,從而減小對(duì)箱內(nèi)人員的傷害。當(dāng)電梯轎廂墜落
到圖示位置時(shí),下列說法正確的是()
A.從上往下看,金屬線圈A中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向
B.從上往下看,金屬線圈B中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向
C.金屬線圈A對(duì)電梯轎廂下落有阻礙作用,B沒有阻礙作用
D.金屬線圈B有收縮的趨勢,A有擴(kuò)張的趨勢
題型四“三定則、一定律”的應(yīng)用
“三個(gè)定則”“一個(gè)定律”的比較
名稱用途選用原則
安培定則判斷電流產(chǎn)生的磁場(方向)分布因電生磁
左手定則判斷通電導(dǎo)線、運(yùn)動(dòng)電荷所受磁場力的方向因電受力
右手定則判斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向或電源正負(fù)極因動(dòng)牛.電
因磁通量
楞次定律判斷因回路磁通量改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向
變化生電
【例1】(2023?全國?高三專題練習(xí))如圖所示,水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的
金屬棒PQ、MMMN的左邊有一如圖所示的閉合電路,當(dāng)PQ在一外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),
MN向右運(yùn)動(dòng),則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是()
A.向右加速運(yùn)動(dòng)B.向左加速運(yùn)動(dòng)
C.向右減速運(yùn)動(dòng)D.向左減速運(yùn)動(dòng)
【例2】.(2021?全國?高三專題練習(xí))如圖所示,一電子以初速度丫沿與金屬板平行的方向
飛入MN極板間,發(fā)現(xiàn)電子向M板偏轉(zhuǎn),則可能是()
K亮e1導(dǎo)
A.電鍵S閉合瞬間
B.電鍵S由閉合到斷開瞬間
C.電鍵S是閉合的,變阻器滑片P向左迅速滑動(dòng)
D.電鍵S是閉合的,變阻器滑片P向右迅速滑動(dòng)
【例3】.(2023?高三單元測試)如圖甲所示,螺線管P穿過一固定圓形線圈Q,P中通有變
化的電流八規(guī)定圖示電流方向?yàn)檎?,電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示,則()
A.〃時(shí)刻,從上往下看,線圈Q中有順時(shí)針方向的電沆
B./2時(shí)刻,線圈Q中沒有感應(yīng)電流
C.〃~/2時(shí)間內(nèi),Q中電沆在增大
D.及~“時(shí)間內(nèi),Q中磁通量的變化率在增大
【例4】(2023?廣東?統(tǒng)考二模)如圖甲所示,驅(qū)動(dòng)線圈通過開關(guān)S與電源連接,發(fā)射線圈放
在絕緣且內(nèi)壁光滑的發(fā)射導(dǎo)管內(nèi)。閉合開關(guān)S后,在0~九內(nèi)驅(qū)動(dòng)線圈的電流驍隨時(shí)間,的
變化如圖乙所示。在這段時(shí)間內(nèi),下列說法正確的是()
/發(fā)射線圈
,電源j?[[[Q
三匚發(fā)動(dòng)線圈h發(fā)射導(dǎo)管
S甲
A.驅(qū)動(dòng)線圈內(nèi)部的磁場水平向左B.發(fā)射線圈內(nèi)部的感應(yīng)磁場水平向左
C./=()時(shí)發(fā)射線圈所受的安培力最大D.,=/()時(shí)發(fā)射線圈中的感應(yīng)電流最大
題型五法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用
1.感應(yīng)電動(dòng)勢
(1)感應(yīng)電動(dòng)勢:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢.
(2)產(chǎn)生條件:穿過回路的磁通最發(fā)生改變,與電路是否閉合無關(guān).
2.法拉第電磁感應(yīng)定律
(I)內(nèi)容:閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比.
(2)公式:E=噂,其中〃為線圈匝數(shù).
(3)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢的關(guān)系:/=六.
(4)說明:E的大小與勿、AG無關(guān),決定于磁通量的變化率等.
2.若已知G一,圖像,則圖線上某一點(diǎn)的切線斜率為等.
3.當(dāng)A3僅由3的變化引起時(shí),£=/券,其中S為線圈在磁場中的有效面積.若8=Bo
+A/,則等="?
4.當(dāng)僅由S的變化引起時(shí),E=〃啥
5.當(dāng)B、S同時(shí)變化時(shí),則石=/戶818⑸切”?求瞬時(shí)值是分別求出動(dòng)生電動(dòng)勢Ei
和感生電動(dòng)勢£并進(jìn)行疊加.
【例1】(2022?上海?高考真題)如圖所示,將一個(gè)單位長度電阻為6的均勻圓形金屬線圈用
一根不可伸長的輕繩懸掛在天花板下,線圈的半徑為R,粗細(xì)不計(jì)。過圓心。的直線MN的
下方有方向始終垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度〃的大小隨時(shí)間/的變化關(guān)系為
8=練-制為>0#>0),直線MN與線圈的交點(diǎn)為“、b0則下列說法正確的是()
A.線圈中產(chǎn)生的電流大小恒為/=1
B.線圈中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流
C.線圈所受到的安培力大小恒定不變
D.。-/。時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的焦耳熱為。=怦Z
【例2】(2023?湖南長沙?長沙一中校考二模)如圖所示,固定的均勻矩形鋁框。血團(tuán)長度為
2L,寬度為L,左邊邊長為L的正方形區(qū)域而以.內(nèi)存在與鋁框平面垂直的勻強(qiáng)磁場。已知
鋁的電阻率為P,單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為〃,電子的電荷量為蔡某時(shí)刻起,磁感應(yīng)強(qiáng)
度以變化率絲=上均勻增加。則()
XXX:
XXX:
XXX:
be。
A.空間中產(chǎn)生順時(shí)針方向的恒定電場
B.鋁框中的自由電子受到電場力的作用順時(shí)針方向定向移動(dòng)形成電流
C.自由電子定向移動(dòng)的平均速率了=7-
6nep
D.一個(gè)電子沿鋁框運(yùn)動(dòng)一周,電場力做功卬=或7?
【例3】(2023?全國?高三專題練習(xí))如圖所示,用均勻?qū)Ь€做成的單匝正方形線圈的面積為
S,正方形的一半放在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場中,4,匕分別為兩對(duì)邊的中點(diǎn),線圈
的總電阻為上下列說法王確的是()
A.當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí),線圈中的電流沿順時(shí)針方向
B.當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度以空的變化率增大時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為工”
C.在磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由4減小到零的過程中,通過線圈某一橫截面的電荷量為獸
2A
D.在線圈以岫為軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,某一段時(shí)間內(nèi)線圈中沒有感應(yīng)電流
【例4】(2023?全國?高三專題練習(xí))水平桌面上放置著兩個(gè)用同一根均勻金屬絲制成的單匝
線圈1和線圈2,半徑分別為2R和R(俯視圖如圖1所示)。豎直方向有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)
強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖2所示。線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢、電流強(qiáng)度、電功率分別用E、/、
P表示,不考慮兩個(gè)線圈間的影響,下列關(guān)系正確的是()
A.:E,=4:1,/[:/?=2:1B.:£2=4:1,[:勺=2:1
C.£:E?=2:1,R:6=8:1D.小呂=4:1,Z,:Z2=1:1
題型六導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢
1.大小計(jì)算
切割方式表達(dá)式
垂直切割E=Blv
傾斜切割E=Blvsin6>,其中。為u與B的夾角
旋轉(zhuǎn)切割(以一
E=^BPCD
端為軸)
2.方向判斷
⑴把產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分電路或?qū)w當(dāng)作電源的內(nèi)電路,那部分導(dǎo)體相當(dāng)
于電源。
⑵若電路是不閉合的,則先假設(shè)有電流通過,然后應(yīng)用楞次定律或右手定則判
斷出電流的方向。
(3)電源內(nèi)部電流的方向是由負(fù)極(低電勢)流向正極(高電勢),外電路順著電流方
向每經(jīng)過一個(gè)電阻電勢都要降低。
3產(chǎn)生電動(dòng)勢的“四種”情形
磁場變化平動(dòng)切割轉(zhuǎn)動(dòng)切割旋轉(zhuǎn)切割
《Xx\XXXX
(xxx)XXXXX/Xj
情景圖x2反X°XX)x
xjy
XXXX
1
一段直導(dǎo)線繞一端垂直勻強(qiáng)繞與勻強(qiáng)磁場垂直
研究對(duì)回路(不一定
(或等效成直磁場勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)
象閉合)
導(dǎo)線)一段導(dǎo)體棒線框
E=NBS(osh\a>t
E=^Bl2co
表達(dá)式F=WA7E=Blvs\n6(從中性面
位置開始
計(jì)時(shí))
類型1平動(dòng)切割磁感線
【例1】(2023?陜西西安?統(tǒng)考一模)如圖,空間存在方向垂直紙面(豎直面)向里的足夠大
的磁場,以豎直向下為z地正方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為8=綜+依,式中為、々為常量,
紙面內(nèi)一質(zhì)量為,小邊長為。、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框在磁場中由靜止開始下落,初始
時(shí)導(dǎo)線框底邊水平,最終線框?qū)蛩傧侣?,重力加速度大小為g,則線框勻速下落時(shí)的速度
大小為()
X
X
XXXXX
XXXXX
、'Z
mgR
B.D.
PF~kV~
【例2】(2023?全國?高三專題練習(xí))如圖所示,在光滑水平金屬框架上有一導(dǎo)體棒。瓦第一
次以速度u勻速向右平動(dòng),第二次以速度2□勻速向右平動(dòng),兩次移動(dòng)的距離相同,則兩種
情況下回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢和通過R的電荷量之比分別為()
B.1:2:1:1
D.1:2;2:1
【例3】.(2023?全國?高三專題練習(xí))如圖所示,水平面內(nèi)光滑的平行長直金屬導(dǎo)軌間距為L,
左端接電阻R,導(dǎo)軌上靜止放有一金屬棒。正方形虛線框內(nèi)有豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為A的
勻強(qiáng)磁場,該磁場正以速度丫勻速向右移動(dòng),則()
4XXxT
x8xx
xxx.
A.電阻R兩端的電壓恒為8小
B.電阻R中有從。向/?的電流
C.導(dǎo)體棒以速度v向左運(yùn)動(dòng)
D.導(dǎo)體棒也向右運(yùn)動(dòng),只是速度比y小
類型2轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線
【例3】(多選)(2022?廣東卷)如圖所示,水平放置足夠長光滑金屬導(dǎo)軌abc和de,ab與de
平行,權(quán)?是以O(shè)為圓心的圓弧導(dǎo)軌。圓弧反左側(cè)和扇形0兒內(nèi)有方向如圖的勻強(qiáng)磁場。金
屬桿OP的。端與e點(diǎn)用導(dǎo)線相接,P端與圓弧歷接觸良好。初始時(shí),可滑動(dòng)的金屬桿MN
靜止在平行導(dǎo)軌上。若桿。尸繞O點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場區(qū)內(nèi)從6到c勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),回路中始終有電
流,則此過程中,下列說法正確的有()
A.桿OP產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢恒定
B.桿。。受到的安培力不變
C.桿MN做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
D.桿MN中的電流逐漸減小
【例4】(多選汝口圖所示,在紙面內(nèi)有半圓形輕質(zhì)導(dǎo)體框,。為圓心,圓半徑長為廣,40段、
弧段的電阻均為/?,8。段導(dǎo)體的電阻可忽略,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為仄方向垂直紙面向里
的勻強(qiáng)磁場的邊界與半圓直徑重合,現(xiàn)用外力使導(dǎo)體框在紙面內(nèi)繞O點(diǎn)以角速度①沿順時(shí)
針方向,從圖示位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周,下列說法正確的是()
A.圓弧43段內(nèi)電流方向總是從A流向6
B.轉(zhuǎn)動(dòng)的前半周內(nèi)A、8兩端電壓為駕
C.轉(zhuǎn)動(dòng)的后半周內(nèi)通過。點(diǎn)的電荷量為喏
4A
D.外力對(duì)線框做的功為生誓
【例3】(2023?江蘇南通?海安高級(jí)中學(xué)校考模擬預(yù)測)如圖,長為L的導(dǎo)體棒MN在勻強(qiáng)磁
場8中繞平行于磁場的軸。0'以角速度/勻速轉(zhuǎn)動(dòng),棒與軸O。'間的夾角為夕,則U為
()
O
A.0B.—BcoL2sin2a
4
C.B(o{Lsina)2D.cosa)2
【例4】.(2023秋?河南鄭州?高三鄭州一中校考期末)一根長為L、下端固定的導(dǎo)線0A處
于勻強(qiáng)磁場中。磁場的方向豎直向上,大小為瓦若該導(dǎo)線以角速度繞豎直軸0。'旋轉(zhuǎn),
且角速度方向與磁場的方向相同,如圖所示。則導(dǎo)線中的電動(dòng)勢()
A.大小為B①心sin2a,方向由O—
2
B.大小為sina,方向由A—>。
2
C.大小為竺”sh?a,方向由A—。
2
D.大小為sine,方向由OTA
2
【例5】.(2023?廣東汕頭?統(tǒng)考三模)如圖甲是法拉第發(fā)明的銅盤發(fā)電機(jī),也是人類歷史上
第一臺(tái)發(fā)電機(jī)。利用這個(gè)發(fā)電機(jī)給平行金屬板電容器供電,如圖乙。已知銅盤的半徑為L,
加在盤下側(cè)的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為4,盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為①,每塊平行板長度為乩
板間距離也為,,板間加垂直紙面向內(nèi)、磁感應(yīng)強(qiáng)度為員的勻龍磁場。下列詵項(xiàng)正確的是
()
A.若圓盤按照圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng),那么平行板電容器。板電勢高
B.銅盤產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為耳雷=(已⑷^
C.若一電子從電容器兩板中間水平向右射入,恰能勺速直線運(yùn)動(dòng)從右側(cè)水平射出,則電子
射入時(shí)速度為F
D.若有一帶負(fù)電的小球從電容器兩板中間水平向右射入,在好合場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)又恰
好從極板右側(cè)射出,則小球的圓周運(yùn)動(dòng)半徑為當(dāng)
類型3有效長度問題
【例1】(2023?海南???海南華僑中學(xué)校考模擬預(yù)測)如圖所示,。權(quán)?,為水平放置的平行
“匚”形光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為/,力。間電阻為R,其它部分電阻不計(jì)。導(dǎo)軌間有垂
直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)做場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為瓦金屬桿放置在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌的接觸
點(diǎn)為M、N。并與導(dǎo)軌成6角,金屬桿以。的角速度繞N點(diǎn)由圖示位置逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到與
導(dǎo)軌必垂直。轉(zhuǎn)動(dòng)過程中金屬桿與導(dǎo)軌始終接觸良好,金屬桿電阻忽略不計(jì),則在金屬桿
轉(zhuǎn)動(dòng)過程中()
A.M、N兩點(diǎn)電勢相等
B.金屬桿中感應(yīng)電流的方向由M流向N
C.電路中感應(yīng)電流的大小始終為變?
2R
D.電路中通過的電荷量為一心
RtanO
【例2】(2023?全國?高三專題練習(xí))如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為屎方向垂直紙面向里
的勻強(qiáng)磁場中,長為L的金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng)。金屬導(dǎo)軌
電阻不計(jì),金屬桿與導(dǎo)軌的夾角為仇電阻為2凡"間電阻為R,M、N兩點(diǎn)間電勢差為U,
則M、N兩點(diǎn)電勢的高低及U的大小分別為()
M
A.M點(diǎn)電勢高,吟
BLvsinO
B.M點(diǎn)電勢高,Urr=-------
C.N點(diǎn)電勢高,U-
、,-BLvsin?
D.N點(diǎn)電勢高,U=-------
【例3】.(2023?全國?高三專題練習(xí))如圖所示,由均勻?qū)Ь€制成的,半徑為R的圓環(huán),以
v的速度勻速進(jìn)入一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到圖示位置(40b=90。)
時(shí),。、方兩點(diǎn)的電勢差為()
x
x
X
X
X
X
X
X
C.",
A.OBR\,B.旺BRvBRv
2D?乎
【例4】(2023?寧夏石嘴山?平羅中學(xué)校考二模)如圖所示,電阻不計(jì)的水平U形光滑導(dǎo)軌上
接一個(gè)阻值為飛的電阻,放在豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為6的勻強(qiáng)磁場中,一個(gè)半徑為£、
質(zhì)量為加、電阻為,?的半圓形硬導(dǎo)體棒AC(直徑與導(dǎo)軌垂直,并接觸良好),在水平向右
的恒定外力戶的作用下,曰靜止開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度為v時(shí),位移為d,下列說法正確的是()
A.此時(shí)4c兩端電壓為MC=2BL,
4B?Z?v'
B.此時(shí)桿克服安培力做功的功率為夕==
%+「
C.此過程中導(dǎo)體棒4c的平均速度小于]
2BLd
D.此過程中通過電阻《的電荷量為<7=不二~
題型六自感現(xiàn)象
1.自感現(xiàn)象的四大特點(diǎn)
(1)日感電動(dòng)勢總是阻礙線圈中原電流的變化。
(2)通過線圈中的電流不能發(fā)生突變,只能緩慢變化.
(3)電流粒定時(shí),自感線圈就相當(dāng)于普通導(dǎo)體。
(4)線圈的自感系數(shù)越大,自感現(xiàn)象越明顯,自感電動(dòng)勢只是延緩了過程的進(jìn)行,但它不能
使過程停止,更不能使過程反向。
2.通電自感和斷電自感的比較
器材AHA2同規(guī)格,R=RL,L較大L很大(有鐵芯),RL<RA
S閉合瞬間,A2燈立即亮起來,Ai燈逐漸變開關(guān)S斷開時(shí),燈A突然閃亮
現(xiàn)象
亮,最終一樣亮一下后再漸漸熄滅
[例1](2022?天津紅橋區(qū)一模)如圖所示燈泡Ai、Az的規(guī)格完全相同,線圈L的電阻不計(jì),
下列說法中正確的是()
A.當(dāng)接通電路時(shí),Ai和A2始終一樣亮
B.當(dāng)接通電路時(shí),A?先達(dá)到最大亮度,Ai后達(dá)到最大亮度,最后兩燈一樣亮
C.當(dāng)斷開電路時(shí),A2立即熄滅、Ai過一會(huì)兒才熄滅
D.當(dāng)斷開電路時(shí),兩燈都立即熄滅
【例2】(2023?北京東城?北京市廣渠門中學(xué)??既#襞軦、線圈L、電池組E和開關(guān)
S連接成如圖所示的電路,先閉合開關(guān)S,使燈泡發(fā)光,然后斷開開關(guān)S,觀察到燈泡閃亮
的現(xiàn)象。下列說法正確的是()
A
ab
-L-
—I1——/一
ES
A.閉合S瞬間線圈L不產(chǎn)生自感電動(dòng)勢
B.斷開S瞬間電路中。點(diǎn)電勢低于〃點(diǎn)
C.斷開S前后通過燈泡A的電流大小不變
D.閉合S后電源輸出的電功率等于燈泡A和線圈L的發(fā)熱功率之和
【例31(2()23?江蘇蘇州,統(tǒng)考三模)如圖是演示自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置,小燈泡電阻與自感
線圈的直流電阻相同,電源內(nèi)阻不能忽略,關(guān)于該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象下列說法正確的是()
A.接通開關(guān)后小燈泡慢慢變亮直至亮度穩(wěn)定
B.接通開關(guān)電路穩(wěn)定后通過小燈泡的電流為零
C.接通開關(guān)電路穩(wěn)定后再斷開瞬間線圈兩端電壓大小不變
D.接通開關(guān)電路穩(wěn)定后再斷開小燈泡閃亮一下后逐漸熄滅
【例4】(2023?湖南?校聯(lián)考模擬預(yù)測)相同的電燈A、兒和自感系數(shù)較大的電感線圈L接入
如圖甲的電路中,電源電動(dòng)勢為£,內(nèi)阻不計(jì)。閉合開關(guān)S待電路穩(wěn)定后開始計(jì)時(shí),4時(shí)刻
斷開開關(guān)S,4時(shí)刻整個(gè)電路的電流均為零。乙前后通過電燈人的電流-時(shí)間(加-/)圖像如
圖乙,用人和乙分別表示開關(guān)S斷開瞬間通過電燈4的電流大小。下列說法正確的是()
A.電感線圈的直流電阻不可忽略
B.斷開開關(guān)S后,電燈4、4電流大小始終相等
C.斷開開關(guān)S后,流過電燈&的電流方向向左
D.線圈的自感系數(shù)是由線圈本身決定,與是否有鐵芯無關(guān)
【例5】(2023?寧夏銀川?六盤山高級(jí)中學(xué)??寄M預(yù)測)如圖所示的電路中,Ai和A2是完
全相同的燈泡,線圈L的電阻可以忽略,下列說法中正確的是()
A.閉合開關(guān)5接通電路時(shí),A2始終比Ai亮
B.閉合開關(guān)S接通電路時(shí),Ai先亮,A2后亮,最后一樣亮
C.斷開開關(guān)S切斷電路時(shí),A?先熄滅,Ai過一會(huì)兒才熄滅
D.斷開開關(guān)S切斷電路時(shí),Ai和A?都要過一會(huì)兒才熄滅
專題27法拉第電磁感應(yīng)定律
目錄
題型一實(shí)驗(yàn):探究影響感應(yīng)電流方向的因素.........................................1
題型二感應(yīng)電流的產(chǎn)生和方向判斷.................................................6
題型三楞次定律推論的應(yīng)用........................................................8
題型四“三定則、一定律”的應(yīng)用...................................................12
題型五法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用..........................................14
題型六導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢.........................................16
類型1平動(dòng)切割磁感線.......................................................18
類型2轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線.......................................................19
類型3有效長度問題..........................................................22
題型六自感現(xiàn)象..................................................................24
題型一實(shí)驗(yàn):探究影響感應(yīng)電流方向的因素
1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
如圖2所示,通過將條形磁體插入或拔出線圈來改變穿過螺線管的磁通量,根據(jù)電流表指針
的偏轉(zhuǎn)方向判斷感應(yīng)電流的方向。
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反;當(dāng)穿過線圈的磁通量減
小時(shí),感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相同。
3.注意事項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)前應(yīng)首先查明電流表中電流的流向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系,判斷的方法是:
采用如圖所示的電路,把一節(jié)干電池與電流表及線圈串聯(lián),由于電流表量程較小,所以在電
路中應(yīng)接入限流受阻器用電池采用舊電池,開關(guān)S采用瞬間接觸,記錄指針偏轉(zhuǎn)方向。
【例1】(2023?海南?統(tǒng)考模擬預(yù)測)某同學(xué)在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中,首先按圖甲接
線,判斷電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系,然后依次按圖乙將電流表與A線圈連
成一個(gè)閉合回路,按圖丙將電流表與導(dǎo)體棒而連成一個(gè)閉合回路(圖中N、S兩極上下正
對(duì))。在圖甲中,當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí),觀察到電流表指針向右偏轉(zhuǎn)(不通電時(shí)電流表指針停在
正中央),則:
(1)在圖乙中,在磁體S極插入線圈A的過程中,電流表的指針將偏轉(zhuǎn);磁體放在
A中不動(dòng)時(shí),電流表的指針將偏轉(zhuǎn)。(均選填“向左”、“向右”或“不發(fā)生”)
(2)在圖丙中,處在兩磁極之間的導(dǎo)體棒而向右移動(dòng)過程中,電流表的指針將偏轉(zhuǎn);
導(dǎo)體棒必豎直向上移動(dòng)過程中,電流表的指針將偏轉(zhuǎn)。(均選填“向左”、“向右”或“不
發(fā)生”)
【答案】向左不發(fā)牛向右不發(fā)牛
【詳解】(1)在磁體S極插入線圈A的過程中,線圈A中向上的磁通量增加,根據(jù)楞
次定律可知,感應(yīng)電流從電流表的極流入,故電流表的指針將向左偏轉(zhuǎn);磁體放在A中
不動(dòng)時(shí),線圈A中的磁通量不變,故回路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生。
(2)⑶[4]當(dāng)導(dǎo)體棒他向右移動(dòng)時(shí),根據(jù)右手定則可知,感應(yīng)電流從電流表的“一”極流入,
故電流表的指針將向右偏轉(zhuǎn);當(dāng)導(dǎo)體棒必豎直向上移動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒沒有切割磁感線,故回
路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生。
【例2】.(2023?全國?高三專題練習(xí))為了探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,如圖所示為“探究產(chǎn)生感應(yīng)電
流的條件的實(shí)驗(yàn)裝置”。
圖1圖2
(1)如圖1所示,下列操作中,電流表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是()
A.將條形磁鐵放在線圈中不動(dòng)
B.將條形磁鐵插入線圈
C.將條形磁鐵從線圈中拔出
D.將條形磁鐵從圖示位置向左移動(dòng)
(2)某實(shí)驗(yàn)小組將電池、線圈A、線圈B、滑動(dòng)變阻器、靈敏電流計(jì)、開關(guān)按照如圖2所
示的方式連接。當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針左偏。由此可知:
(a)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)的指針(填“左偏”、“不動(dòng)”、
“右偏”);
(b)將線圈A拔出時(shí),靈敏電流計(jì)的指針(填"左偏"、“不動(dòng)”、“右偏”)。
(3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室按如圖2所示重做電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn),當(dāng)他接通、斷開開關(guān)時(shí),電
流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn),其可能的原因______。
A.開關(guān)接線柱斷路
B.電流表的正負(fù)極接錯(cuò)
C.線圈B的接頭接反
D.蓄電池的正負(fù)極接反
【答案】A右偏右偏A
【詳解】(1)[l]A.將條形磁鐵放在線圈中不動(dòng),線圈內(nèi)磁通量不變,沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,
電流表的指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),故A符合題意;
B.將條形磁鐵插入線圈,線圈內(nèi)磁通量增加,有感應(yīng)電流產(chǎn)生.,電流表的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),
故B不符合題意;
C.將條形磁鐵從線圈中拔出,線圈內(nèi)磁通量減少,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流表的指針會(huì)發(fā)生
偏轉(zhuǎn),故c不符合題意;
D.將條形磁鐵從圖示位置向左移動(dòng),線圈內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度變小,磁通量減小,有感應(yīng)電流產(chǎn)
生,電流表的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),故D不符合題意。
故選A。
(2)[2][3]閉合開關(guān)時(shí)靈敏電流計(jì)的指針左偏,即線圈內(nèi)磁通量增加時(shí),靈敏電流計(jì)的指針
左偏?;瑒?dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí),接入的有效電阻變大,回路中電流變小,線圈內(nèi)
的磁場變?nèi)酰磐繙p少,所以靈敏電流計(jì)的指針右偏;將線圈A拔出時(shí),線圈內(nèi)磁通量
減小,靈敏電流計(jì)的指針右偏。
(3)|4]A.若開關(guān)和靈敏電流計(jì)不能構(gòu)成I可路,則開關(guān)閉合、斷開時(shí),不會(huì)引起線圈B的
磁通量變化,電流計(jì)指針不會(huì)偏轉(zhuǎn),故A正確;
B.電流表的正負(fù)極接錯(cuò),只是偏轉(zhuǎn)方向變化,故B錯(cuò)誤;
C.線圈B的接頭接反,開關(guān)閉合、斷開時(shí),線圈B的磁通量會(huì)發(fā)生變化,指針會(huì)偏轉(zhuǎn),故
C錯(cuò)誤;
D.蓄電池的正負(fù)極接反,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向變化,故D錯(cuò)誤。
故選Ao
【例3】.(2023春?上海嘉定?高三統(tǒng)考階段練習(xí))為探究“影響感應(yīng)電流方向的因素”,某同
學(xué)實(shí)驗(yàn)如下:
(1)首先按圖甲所示連接電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn):再按圖乙所
示連接電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)()
A.各儀器及導(dǎo)線是否完好
B.干電池是否為新電池
C.電流計(jì)測量的電流是否準(zhǔn)確
D.電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系
(2)接下來用如圖所示的裝置做實(shí)驗(yàn),圖中螺線管上的粗線標(biāo)示的是導(dǎo)線的繞行方向。某
次實(shí)驗(yàn)中在條形磁鐵插入螺線管的過程中,觀察到電流計(jì)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(選填"順時(shí)針''或"逆時(shí)針'')方向,由此可推斷磁鐵下端
的磁極為極。
(3)用通電螺線管代替條形磁鐵,實(shí)驗(yàn)器材如圖所示,請完善實(shí)物連接圖
(4)連好電路,并將B線圈插入A線圈中。在閉合電鍵瞬間,發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右
偏了一下,若要使靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn),滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向滑動(dòng)。
【答案】D順時(shí)針
右
【詳解】(1)[1]閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)電流
計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系。
故選D。
(2)[2][3]電流由左向右時(shí),電流表向左偏轉(zhuǎn),觀察到電流計(jì)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(shí)針方向,根據(jù)右手螺旋定則可知磁鐵下端的磁極為S
極;
(3)[4]根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理連接實(shí)物圖如圖:
(4)[5]在閉合電鍵瞬間,發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下,可知電流增大時(shí),靈敏電
流計(jì)的指針向右偏,若要使靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn),需減小電流,則滑動(dòng)變阻器的滑片
應(yīng)向右滑。
【例4】.(2023?全國?模擬預(yù)測)甲、乙、丙三位同學(xué)利用如圖所示裝置探究影響感應(yīng)電流
方向的因素。
圖a
L
圖b
(i)如圖“,甲同學(xué)在即開開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),下列操作中同樣能使指
針向右偏轉(zhuǎn)的有
A.閉合開關(guān)
B.開關(guān)閉合時(shí)將滑動(dòng)變I旦器的滑片向左滑動(dòng)
C.開關(guān)閉合時(shí)將A線圈從8線圈中拔出
D.開關(guān)閉合時(shí)將A線圈倒置再重新插入8線圈中
(2)為確切判斷B線圈中的感應(yīng)電流方向,應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前先查明靈敏電流計(jì)
的關(guān)系。
(3)如圖乙同學(xué)將條形磁鐵從H線圈上方由靜止釋放,使其筆直落入8線圈中,多次
改變釋放高度,發(fā)現(xiàn)移放高度越高,靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)過的角度越大。該現(xiàn)象說明了線圈
中(選填“磁通量磁通量變化量”或“磁通量變化率“)越大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流越
大。
(4)丙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖c所示的裝置來判斷感應(yīng)電流的方向。他先使用多用電表的歐姆擋
對(duì)二極管正負(fù)極進(jìn)行確認(rèn),某次測量時(shí)發(fā)現(xiàn)多用電表指針幾乎沒有偏轉(zhuǎn),說明此時(shí)黑表筆接
觸的是二極管的(選填“正極”或"負(fù)極實(shí)驗(yàn)操作時(shí)將磁鐵插入線圈時(shí),只有燈
(選填"C”或"D”)短暫亮起。
t答案】CD/DC指針偏轉(zhuǎn)方向與流入電流方向磁通品變化率負(fù)極
C
【詳解】(1)[1]斷開開關(guān)時(shí),A線圈中電流迅速減小,則B線圈中磁通減小,出現(xiàn)感應(yīng)電
流,使靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn);為了同樣使指針向右偏轉(zhuǎn),應(yīng)減小B線圈中的磁通量或
增加B線圈中反向的磁通量。
A.閉合開關(guān),A線圈中的電流突然增大,則B線圈中的磁通量增大,故A錯(cuò)誤;
B.開關(guān)閉合時(shí)將滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng),A線圈中的電流增大,則B線圈中的磁通量
增大,故B錯(cuò)誤;
C.開關(guān)閉合時(shí)將A線圈從B線圈中拔出,則B線圈中的磁通量減小,故C正確;
D.開關(guān)閉合時(shí)將A線圈倒置,再重新插入B線圈中,則B線圈中反向的磁通量增加,故D
正確。
故選CDo
(
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