专练十三 探究影响感应电流方向的因素（含解析）-【实验抢分】2025年高考物理二轮复习专练

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2.(8分)(2023·上海虹口区模拟)在“研究磁通量变化时感应电流的方向”的实验中,
(1)首先要判断灵敏电流计指针的偏转方向与通入电流方向的关系,可在图1中通过灵敏电流计、开关、______________连线组成闭合电路判断。
(2)若电流从电流计“+”接线柱流入时电流计指针向右偏转,在图2中能观察到明显的电磁感应现象,且图中标出的电流计指针偏转方向正确的是________。
(3)如图3所示电路,从上往下看线圈的绕制方向为____________(选填“顺时针方向”或“逆时针方向”)。
3.(8分)某学习小组用如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”,螺线管与电流计构成闭合电路,条形磁铁N极朝下,请回答下列问题:
(1)要想使电流计指针发生偏转,即有感应电流产生,小红进行了以下四种操作,其中可行的是________(选填选项前的字母)。
A.螺线管不动,磁铁匀速插入或拔出螺线管
B.螺线管不动,磁铁加速插入或拔出螺线管
C.磁铁与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动
D.磁铁与螺线管保持相对静止,一起在水平面内做圆周运动
(2)在(1)的研究中,小红发现电流计指针偏转方向会有不同,也就是感应电流方向不同,根据(1)中的操作,则感应电流方向与下列哪些因素有关________(选填选项前的字母)。
A.螺线管的匝数
B.磁铁的磁性强弱
C.磁铁运动的方向
D.磁铁运动的速度大小
4.(8分)为观察电磁感应现象,某学生将电流表、线圈A和B、电池组、滑动变阻器、开关接成如图所示的实验电路:
(1)(单选)该同学将线圈B放置在线圈A中,闭合、断开开关时,电流表指针都没有偏转,其原因是________。
A.开关的位置接错
B.电流表的正、负接线柱上导线接反
C.线圈B的两个接线柱上导线接反
D.电池组的正、负极接反
(2)电路连接的错误改正后,该同学在闭合开关时发现电流表指针向右偏转,则如果向右移动滑动变阻器的滑片(滑动变阻器接入电路的方式仍然如图中所示),则电流表的指针向________(选填“左”或“右”)偏转。
5.(9分)在图甲中,不通电时电流表指针停在正中央,当闭合开关时,观察到电流表指针向左偏。现在按图乙连接方式将电流表与螺线管B连成一个闭合回路,将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合回路:
(1)将S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,电流表的指针将______________(选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
(2)螺线管A放在B中不动,电流表的指针将________(选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
(3)螺线管A放在B中不动,滑动变阻器的滑片向右滑动,电流表的指针将____________(选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
(4)螺线管A放在B中不动,突然切断开关S时,电流表的指针将______________(选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转。
6.(9分)在研究电磁感应现象和磁通量变化时感应电流方向的实验中,所需的实验器材如图所示。现已用导线连接了部分实验电路。
(1)请用实线作为导线从箭头1和2处连接其余部分电路;
(2)实验时,将线圈L1插入L2中,合上开关瞬间,观察到电流计的指针发生偏转,这个现象揭示的规律是_______________;
(3)(多选)某同学设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L1
B.插入铁芯
C.使变阻器滑片左移
D.断开开关
解析版
1.(8分)在“研究磁通量变化时感应电流的方向”实验中,将螺线管与电流计组成闭合回路,实验装置如图。将条形磁铁的N极、S极分别插入、抽出线圈,线圈中的感应电流方向分别如甲、乙、丙、丁图所示。则甲图中在线圈内部感应电流磁场的方向与条形磁铁磁场的方向______________,由此可知,感应电流的磁场阻碍引起感应电流的__________的增加。再经过思考乙、丙、丁图所示的情况,本实验得到的结论是_____________________________。
【解析】根据安培定则可知,甲图中在线圈内部产生的感应电流磁场的方向向上,与条形磁铁磁场的方向相反;故说明感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的增加;同理可知,乙图线圈中磁场增加,感应电流的磁场与条形磁铁的方向相反;丙、丁两图线圈中磁场减弱,线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,则说明感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
答案:相反 磁通量 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
2.(8分)(2023·上海虹口区模拟)在“研究磁通量变化时感应电流的方向”的实验中,
(1)首先要判断灵敏电流计指针的偏转方向与通入电流方向的关系,可在图1中通过灵敏电流计、开关、______________连线组成闭合电路判断。
(2)若电流从电流计“+”接线柱流入时电流计指针向右偏转,在图2中能观察到明显的电磁感应现象,且图中标出的电流计指针偏转方向正确的是________。
(3)如图3所示电路,从上往下看线圈的绕制方向为____________(选填“顺时针方向”或“逆时针方向”)。
【解析】(1)要判断灵敏电流计指针的偏转方向与通入电流方向的关系,可在图1中通过灵敏电流计、开关、电源、20 kΩ电阻连线组成闭合电路判断。(2)当磁铁按图A、B所示的方式向线圈靠近时,穿过线圈的磁通量向下增加,根据楞次定律可知,线圈中产生的感应电流从正极流入电流计,则电流计指针向右偏转,选项A正确,B错误;当磁铁按图C、D所示的方式靠近线圈时,由对称性可知,穿过线圈的磁通量总是零,线圈中不会有感应电流,选项C、D错误。
(3)如图所示电路,磁铁N极远离,通过线圈的磁通量向下减少,根据楞次定律,线圈中感应电流的磁场方向向下,根据右手螺旋定则,从上往下看线圈的绕制方向为顺时针方向。
答案:(1)电源、20 kΩ电阻 (2)A (3)顺时针方向
3.(8分)某学习小组用如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”,螺线管与电流计构成闭合电路,条形磁铁N极朝下,请回答下列问题:
(1)要想使电流计指针发生偏转,即有感应电流产生,小红进行了以下四种操作,其中可行的是________(选填选项前的字母)。
A.螺线管不动,磁铁匀速插入或拔出螺线管
B.螺线管不动,磁铁加速插入或拔出螺线管
C.磁铁与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动
D.磁铁与螺线管保持相对静止,一起在水平面内做圆周运动
(2)在(1)的研究中,小红发现电流计指针偏转方向会有不同,也就是感应电流方向不同,根据(1)中的操作,则感应电流方向与下列哪些因素有关________(选填选项前的字母)。
A.螺线管的匝数
B.磁铁的磁性强弱
C.磁铁运动的方向
D.磁铁运动的速度大小
【解析】(1)螺线管不动,磁铁不管是匀速还是加速插入或拔出螺线管磁通量都会发生改变,会产生感应电流,电流计指针发生偏转,故A、B正确;磁铁与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动或一起在水平面内做圆周运动,螺线管磁通量都不发生变化,故不会产生感应电流,电流计指针不偏转,故C、D错误。
(2)根据(1)的操作会发现磁铁插入或拔出螺线管时电流计指针偏转方向会有不同,故可知感应电流方向与磁铁运动的方向有关,故C正确,A、B、D错误。
答案:(1)A、B (2)C
4.(8分)为观察电磁感应现象,某学生将电流表、线圈A和B、电池组、滑动变阻器、开关接成如图所示的实验电路:
(1)(单选)该同学将线圈B放置在线圈A中,闭合、断开开关时,电流表指针都没有偏转,其原因是________。
A.开关的位置接错
B.电流表的正、负接线柱上导线接反
C.线圈B的两个接线柱上导线接反
D.电池组的正、负极接反
(2)电路连接的错误改正后,该同学在闭合开关时发现电流表指针向右偏转,则如果向右移动滑动变阻器的滑片(滑动变阻器接入电路的方式仍然如图中所示),则电流表的指针向________(选填“左”或“右”)偏转。
【解析】(1)该同学将线圈B放置在线圈A中,线圈A中产生感应电动势;再闭合开关,磁通量不变,无感应电动势,故电流表指针不偏转;应改为开关闭合后,再将线圈B放置在线圈A中;或者将开关接在B线圈所在回路中,故选A。
(2)闭合开关时,磁通量增加,电流表指针向右偏转;向右移动滑动变阻器的滑片,电阻变小,电路电流变大,磁通量也增加,故感应电流方向相同,即电流表指针也向右偏转。
答案:(1)A (2)右
5.(9分)在图甲中,不通电时电流表指针停在正中央,当闭合开关时,观察到电流表指针向左偏。现在按图乙连接方式将电流表与螺线管B连成一个闭合回路,将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合回路:
(1)将S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,电流表的指针将______________(选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
(2)螺线管A放在B中不动,电流表的指针将________(选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
(3)螺线管A放在B中不动,滑动变阻器的滑片向右滑动,电流表的指针将____________(选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
(4)螺线管A放在B中不动,突然切断开关S时,电流表的指针将______________(选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转。
【解析】在图甲中,闭合开关,电流从正接线柱流入电流表,电流表指针向左偏转,即电流从哪个接线柱流入,指针就向哪侧偏转;在图乙中,闭合开关后,由安培定则可知,线圈A中的电流产生的磁场竖直向下;
(1)将S闭合后,将螺线管A插入螺线管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,感应电流从电流表正接线柱流入,则电流表的指针将向左偏转;
(2)螺线管A放在B中不动,穿过B的磁通量不变,不产生感应电流,电流表的指针将不发生偏转;
(3)螺线管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右滑动时,穿过B的磁通量变小,由楞次定律可知,感应电流从电流表负接线柱流入,则电流表的指针将向右偏转;
(4)螺线管A放在B中不动,穿过B的磁场向下,突然切断开关S时,穿过B的磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流从电流表负接线柱流入,则电流表的指针将向右偏转。
答案:(1)向左 (2)不发生 (3)向右
(4)向右
6.(9分)在研究电磁感应现象和磁通量变化时感应电流方向的实验中,所需的实验器材如图所示。现已用导线连接了部分实验电路。
(1)请用实线作为导线从箭头1和2处连接其余部分电路;
(2)实验时,将线圈L1插入L2中,合上开关瞬间,观察到电流计的指针发生偏转,这个现象揭示的规律是_______________;
(3)(多选)某同学设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L1
B.插入铁芯
C.使变阻器滑片左移
D.断开开关
【解析】(1)本实验中L1与电源相连,通过调节滑动变阻器使L2中的磁通量发生变化,从而使L2产生电磁感应现象,故L2应与电流计相连;
如图所示:
(2)指针发生偏转说明电路中有电流产生,产生的原因是闭合回路中磁通量发生了变化;故结论为:闭合电路中磁通量发生变化时,闭合电路中产生感应电流。
(3)感应电流的方向与原电流方向相反,则它们的磁场也一定相反,原磁场应增强,故可以加入铁芯或使变阻器滑片左移,选B、C。
答案:(1)见解析 (2)闭合电路中磁通量发生变化时,闭合电路中产生感应电流
(3)B、C