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2022届新高考一轮复习人教版 第十章 实验十三 探究影响感应电流方向的因素 课件（42张）
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这是一份2022届新高考一轮复习人教版 第十章 实验十三 探究影响感应电流方向的因素 课件（42张），共42页。PPT课件主要包含了实验原理与要求等内容，欢迎下载使用。
一、实验目的探究影响感应电流方向的因素。
[基本实验要求]1．实验原理只要改变穿过闭合回路的磁通量，就可以使闭合回路产生感应电流，感应电流的有无通过连接在回路中的电流表的指针是否偏转来判定。2．实验器材条形磁铁、螺线管、灵敏电流计、导线。
3．实验步骤(1)按图连接电路，闭合开关，记录下G中流入电流方向与灵敏电流计G中指针偏转方向的关系。
(2)记录线圈绕向，将线圈和灵敏电流计构成通路。(3)把条形磁铁N极(或S极)向下插入线圈中，并从线圈中拔出，记下每次电流计中指针偏转方向，然后根据步骤(1)的结论，判定出感应电流方向，从而可确定感应电流的磁场方向。
4．注意事项(1)灵敏电流计满偏电流很小，判断电流计指针的偏转方向和电流方向的关系时，应使用一节干电池。(2)原、副线圈接入电路前应仔细观察导线绕向并画出草图。
[规律方法总结]1．数据处理以下面四种情况为例：根据实验结果，填写下表。
表1 线圈内磁通量增加时的情况
表2 线圈内磁通量减少时的情况
2.实验结论表1说明：当线圈中磁通量增加时，感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反。表2说明：当线圈中磁通量减少时，感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同。
命题点一 教材原型实验 实验原理与操作[典例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遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分，请补充完整。
(1)如图甲所示，当磁铁的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____________。(2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏。电路稳定后，若向左移动滑动触头，电流表指针向________偏转，若将线圈A抽出，电流表指针向________偏转。(均选填“左”或“右”)
[解析] (1)探究线圈中感应电流的方向必须先知道：①电流表指针偏转方向与电流从正(负)接线柱流入时的关系；②线圈的绕向。(2)开关闭合时，线圈A产生的磁场由无到有，穿过线圈B的磁通量增加，若将滑动触头向左移动，线圈A中电流增加，穿过B的磁通量也增加，且磁场方向未变，所以电流表指针偏转方向与开关闭合时的偏转方向相同，即向右偏转；若将线圈A抽出，穿过线圈B的磁通量减少，电流表指针向左偏转。[答案] (1)电流表指针偏转方向与电流方向间的关系及线圈的绕向 (2)右 左
实验数据分析与处理[典例2] 根据如图甲、乙、丙、丁所示进行电路图的连接与实验操作，并填好实验现象记录表格。
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。
命题点二 实验创新设计 实验器材创新 [典列3] 在“探究电磁感应的产生条件”的实验中，先按如图甲所示连线，不通电时，电流计指针停在正中央，闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏。然后按如图乙所示将灵敏电流计与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电源、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。
(1)图甲电路中，串联定值电阻R的主要作用是________。A．减小电源两端的电压，保护电源B．增大电源两端的电压，保护开关C．减小电路中的电流，保护灵敏电流计D．减小电路中的电流，保护开关(2)图乙中，S闭合后，在原线圈A插入副线圈B的过程中，灵敏电流计的指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
[解析] (1)电路中串联定值电阻，目的是减小电流，保护灵敏电流计，故本题答案为选项C。(2)由题知，当电流从灵敏电流计正接线柱流入时，指针向左偏转。S闭合后，将线圈A插入线圈B的过程中，穿过B的磁场向下，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计正接线柱流入，则灵敏电流计的指针将向左偏转。[答案] (1)C (2)向左
(3)图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，灵敏电流计指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。(4)图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在突然断开S时，灵敏电流计指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
[解析] (3)线圈A放在B中不动，穿过B的磁场向下，将滑动变阻器的滑片向左滑动时，穿过B的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计正接线柱流入，则灵敏电流计的指针将向左偏转。(4)线圈A放在B中不动，穿过B的磁场向下，突然断开S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计负接线柱流入，则灵敏电流计的指针将向右偏转。[答案] (3)向左 (4)向右
创新评价本题的创新之处在于用通电螺线管替换磁铁，根据通电螺线管相当于条形磁铁的原理，调节滑动变阻器改变电流强度，分析电流磁场引起磁通量变化，进而分析磁通量变化特点和电流方向的关系。
实验设计创新[典例4] 如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺的导线补接完整(要求滑动变阻器滑片向右移时，电阻减小)。(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：①将原线圈迅速插入线圈时，灵敏电流计指针将__________________；②原线圈插入副线圈稳定后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针_______________________________。
[解析] (1)如图所示。(2)依据楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，则①向右偏转一下；②向左偏转一下。[答案] (1)图见解析 (2)①向右偏转一下 ②向左偏转一下
(3)在做“研究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将________。A．因电路不闭合，无电磁感应现象B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势C．不能用楞次定律判断感应电动势方向D．可以用楞次定律判断感应电动势方向
[解析] (3)穿过电路中的磁通量发生变化，即产生电磁感应现象；因电路不闭合，无感应电流，但有感应电动势，且可以用楞次定律判断出感应电动势的方向，要产生感应电流，电路必须闭合，B、D正确。[答案] (3)BD
创新评价(1)通过开关的闭合或断开，分析磁通量变化特点和电流方向的关系。(2)通过调节滑动变阻器改变电流强度，分析电流磁场引起磁通量变化，进而分析磁通量变化特点和电流方向的关系。
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________(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________(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，且电流流入电流计左端，根据右手定则可知线圈顺时针绕向。(2)条形磁铁从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
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)为弄清灵敏电流表指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性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，对灵敏电流表进行测试，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灵敏电流表的正接线柱，再将黑表笔________(选填“短暂”或“持续”)接灵敏电流表的负接线柱，若灵敏电流表的指针向左摆动如图，说明电流由电流表的________(选填“正”或“负”)接线柱流入灵敏电流表的。(3)实验中该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，请在图中用箭头画出线圈电流方向并用字母N、S标出磁铁的极性。
答案：(1)欧姆 (2)短暂 负 (3)如图所示
3．在探究磁场产生电流的条件，某同学做了下面实验(如图所示)：研究对象：线圈B和电流表构成的闭合回路；磁场提供：通电线圈A。该同学完成该实验后，绘制表格如下：
(1)表格中，a处应为________，b处应为________。(填“偏转”或“不偏转”)(2)由上面实验我们得出在磁场中产生感应电流的条件是_________________________________________________________。
解析：(1)断开开关，移动变阻器的滑片，穿过副线圈的磁通量不变，不产生感应电流，指针不偏转；断开开关的瞬间，穿过副线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，指针发生偏转。(2)由实验可知，穿过闭合回路的磁能量发生变化时，电路产生感应电流。答案：(1)不偏转 偏转 (2)穿过闭合回路的磁通量发生变化时，电路产生感应电流
4．用如图所示的实验器材来进行“探究影响感应电流方向的因素”实验。(1)图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成实物间的连线。(2)若连接好实验电路并检查无误后，在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明线圈________(填“A”或“B”)中有了感应电流。要使电流计指针向左偏转，请写出两项可行的操作：①____________________；②____________________。
解析：(1)本实验中线圈A与电源相连，通过调节滑动变阻器使线圈A中的磁通量发生变化，从而使线圈B产生电磁感应现象，故线圈B应与电流计相连，如图所示；
一、实验目的探究影响感应电流方向的因素。
[基本实验要求]1．实验原理只要改变穿过闭合回路的磁通量，就可以使闭合回路产生感应电流，感应电流的有无通过连接在回路中的电流表的指针是否偏转来判定。2．实验器材条形磁铁、螺线管、灵敏电流计、导线。
3．实验步骤(1)按图连接电路，闭合开关，记录下G中流入电流方向与灵敏电流计G中指针偏转方向的关系。
(2)记录线圈绕向，将线圈和灵敏电流计构成通路。(3)把条形磁铁N极(或S极)向下插入线圈中，并从线圈中拔出，记下每次电流计中指针偏转方向，然后根据步骤(1)的结论，判定出感应电流方向，从而可确定感应电流的磁场方向。
4．注意事项(1)灵敏电流计满偏电流很小，判断电流计指针的偏转方向和电流方向的关系时，应使用一节干电池。(2)原、副线圈接入电路前应仔细观察导线绕向并画出草图。
[规律方法总结]1．数据处理以下面四种情况为例：根据实验结果，填写下表。
表1 线圈内磁通量增加时的情况
表2 线圈内磁通量减少时的情况
2.实验结论表1说明：当线圈中磁通量增加时，感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反。表2说明：当线圈中磁通量减少时，感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同。
命题点一 教材原型实验 实验原理与操作[典例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遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分，请补充完整。
(1)如图甲所示，当磁铁的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____________。(2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏。电路稳定后，若向左移动滑动触头，电流表指针向________偏转，若将线圈A抽出，电流表指针向________偏转。(均选填“左”或“右”)
[解析] (1)探究线圈中感应电流的方向必须先知道：①电流表指针偏转方向与电流从正(负)接线柱流入时的关系；②线圈的绕向。(2)开关闭合时，线圈A产生的磁场由无到有，穿过线圈B的磁通量增加，若将滑动触头向左移动，线圈A中电流增加，穿过B的磁通量也增加，且磁场方向未变，所以电流表指针偏转方向与开关闭合时的偏转方向相同，即向右偏转；若将线圈A抽出，穿过线圈B的磁通量减少，电流表指针向左偏转。[答案] (1)电流表指针偏转方向与电流方向间的关系及线圈的绕向 (2)右 左
实验数据分析与处理[典例2] 根据如图甲、乙、丙、丁所示进行电路图的连接与实验操作，并填好实验现象记录表格。
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。
命题点二 实验创新设计 实验器材创新 [典列3] 在“探究电磁感应的产生条件”的实验中，先按如图甲所示连线，不通电时，电流计指针停在正中央，闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏。然后按如图乙所示将灵敏电流计与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电源、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。
(1)图甲电路中，串联定值电阻R的主要作用是________。A．减小电源两端的电压，保护电源B．增大电源两端的电压，保护开关C．减小电路中的电流，保护灵敏电流计D．减小电路中的电流，保护开关(2)图乙中，S闭合后，在原线圈A插入副线圈B的过程中，灵敏电流计的指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
[解析] (1)电路中串联定值电阻，目的是减小电流，保护灵敏电流计，故本题答案为选项C。(2)由题知，当电流从灵敏电流计正接线柱流入时，指针向左偏转。S闭合后，将线圈A插入线圈B的过程中，穿过B的磁场向下，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计正接线柱流入，则灵敏电流计的指针将向左偏转。[答案] (1)C (2)向左
(3)图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，灵敏电流计指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。(4)图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在突然断开S时，灵敏电流计指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
[解析] (3)线圈A放在B中不动，穿过B的磁场向下，将滑动变阻器的滑片向左滑动时，穿过B的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计正接线柱流入，则灵敏电流计的指针将向左偏转。(4)线圈A放在B中不动，穿过B的磁场向下，突然断开S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计负接线柱流入，则灵敏电流计的指针将向右偏转。[答案] (3)向左 (4)向右
创新评价本题的创新之处在于用通电螺线管替换磁铁，根据通电螺线管相当于条形磁铁的原理，调节滑动变阻器改变电流强度，分析电流磁场引起磁通量变化，进而分析磁通量变化特点和电流方向的关系。
实验设计创新[典例4] 如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺的导线补接完整(要求滑动变阻器滑片向右移时，电阻减小)。(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：①将原线圈迅速插入线圈时，灵敏电流计指针将__________________；②原线圈插入副线圈稳定后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针_______________________________。
[解析] (1)如图所示。(2)依据楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，则①向右偏转一下；②向左偏转一下。[答案] (1)图见解析 (2)①向右偏转一下 ②向左偏转一下
(3)在做“研究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将________。A．因电路不闭合，无电磁感应现象B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势C．不能用楞次定律判断感应电动势方向D．可以用楞次定律判断感应电动势方向
[解析] (3)穿过电路中的磁通量发生变化，即产生电磁感应现象；因电路不闭合，无感应电流，但有感应电动势，且可以用楞次定律判断出感应电动势的方向，要产生感应电流，电路必须闭合，B、D正确。[答案] (3)BD
创新评价(1)通过开关的闭合或断开，分析磁通量变化特点和电流方向的关系。(2)通过调节滑动变阻器改变电流强度，分析电流磁场引起磁通量变化，进而分析磁通量变化特点和电流方向的关系。
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________(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________(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，且电流流入电流计左端，根据右手定则可知线圈顺时针绕向。(2)条形磁铁从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
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)为弄清灵敏电流表指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性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，对灵敏电流表进行测试，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灵敏电流表的正接线柱，再将黑表笔________(选填“短暂”或“持续”)接灵敏电流表的负接线柱，若灵敏电流表的指针向左摆动如图，说明电流由电流表的________(选填“正”或“负”)接线柱流入灵敏电流表的。(3)实验中该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，请在图中用箭头画出线圈电流方向并用字母N、S标出磁铁的极性。
答案：(1)欧姆 (2)短暂 负 (3)如图所示
3．在探究磁场产生电流的条件，某同学做了下面实验(如图所示)：研究对象：线圈B和电流表构成的闭合回路；磁场提供：通电线圈A。该同学完成该实验后，绘制表格如下：
(1)表格中，a处应为________，b处应为________。(填“偏转”或“不偏转”)(2)由上面实验我们得出在磁场中产生感应电流的条件是_________________________________________________________。
解析：(1)断开开关，移动变阻器的滑片，穿过副线圈的磁通量不变，不产生感应电流，指针不偏转；断开开关的瞬间，穿过副线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，指针发生偏转。(2)由实验可知，穿过闭合回路的磁能量发生变化时，电路产生感应电流。答案：(1)不偏转 偏转 (2)穿过闭合回路的磁通量发生变化时，电路产生感应电流
4．用如图所示的实验器材来进行“探究影响感应电流方向的因素”实验。(1)图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成实物间的连线。(2)若连接好实验电路并检查无误后，在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明线圈________(填“A”或“B”)中有了感应电流。要使电流计指针向左偏转，请写出两项可行的操作：①____________________；②____________________。
解析：(1)本实验中线圈A与电源相连，通过调节滑动变阻器使线圈A中的磁通量发生变化，从而使线圈B产生电磁感应现象，故线圈B应与电流计相连，如图所示；
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