高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第1节 科学探究:感应电流的方向备课ppt课件

2.1　科学探究：感应电流的方向

1.在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，某同学将直流电源、滑动变阻器、线圈A(有铁芯)、线圈B、灵敏电流计及开关按下图连接成电路。在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏。由此可以判断，在保持开关闭合的状态下(　　)

A．当线圈A拔出时，灵敏电流计的指针向左偏

B．当线圈A中的铁芯拔出时，灵敏电流计的指针向右偏

C．当滑动变阻器的滑片匀速滑动时，灵敏电流计的指针不偏转

D．当滑动变阻器的滑片向N端滑动时，灵敏电流计的指针向右偏

【解析】选B。由题意可知：开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏，则当磁通量增大时指针向左偏；当磁通量减小时，则指针向右偏；当线圈A拔出，或线圈A中的铁芯拔出时，磁通量均减小，因此灵敏电流计指针向右偏，故A错误，B正确；滑动变阻器的滑片匀速滑动，穿过线圈的磁通量发生变化，灵敏电流计指针要发生偏转，故C错误；当滑动变阻器的滑片向N端滑动时，电阻减小，则电流增大，导致磁通量增大，因此灵敏电流计的指针向左偏，故D错误。

2. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。下列说法中正确的是(　　)

A．开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转

B．线圈A插入线圈B中，开关闭合后电流计的指针将稳定在一个不为零的刻度上

C．开关闭合后，如果匀速滑动滑动变阻器的滑片P，会使电流计指针静止在中央零刻度

D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动时，电流计指针才能偏转

【解析】选A。开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，通过线圈A的电流发生变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B所在回路产生感应电流，电流计指针会发生偏转；线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间穿过线圈B的磁通量都会发生变化，会产生感应电流，电流计指针均会偏转，但不会稳定在一个不为零的刻度上；开关闭合后，如果匀速滑动滑动变阻器的滑片P，穿过线圈的磁通量都会发生变化，都会产生感应电流，都会引起电流计指针偏转；开关闭合后，不论滑动变阻器的滑片P加速滑动还是匀速滑动，穿过线圈的磁通量都会发生变化，都会产生感应电流，电流计指针都会发生偏转；故A正确，B、C、D错误。

3. 电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是(　　)

A．从a到b，上极板带正电

B．从a到b，下极板带正电

C．从b到a，上极板带正电

D．从b到a，下极板带正电

【解析】选D。在磁铁自由下落，N极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁通量方向向下且在增大，根据楞次定律可判断出线圈中感应电流的磁场方向向上，利用安培定则可判知线圈中感应电流方向为逆时针(由上向下看)，流过R的电流方向从b到a，电容器下极板带正电。则D正确，A、B、C错误。

4. 把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路，如图所示。关于该实验，下列说法正确的是(　　)

A．闭合开关S的瞬间，电流表G中有a→b的感应电流

B．闭合开关S的瞬间，电流表G中有b→a的感应电流

C．闭合开关S后，在增大电阻R的过程中，电流表G中有a→b的感应电流

D．闭合开关S后，在增大电阻R的过程中，电流表G中有b→a的感应电流

【解析】选D。在滑片不动的情况下，A线圈中通过的是恒定电流，产生的磁场是恒定的，所以B线圈中不产生感应电流，所以选项A、B错误；在滑片移动增大电阻R的过程中，A线圈中通过的是逐渐减弱的电流，即线圈B处于逐渐减弱的磁场中，由安培定则和楞次定律判断得知，电流表中的电流b→a，故选项C错误，D正确。

5. (多选)如图所示，足够长的通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd，则(　　)

A．若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d

B．若线圈竖直向下平动，无感应电流产生

C．当线圈以ad边为轴转动时(转动角度小于90°)，其中感应电流方向是a→b→c→d

D．当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d

【解析】选B、D。根据安培定则知，线圈所在处的磁场垂直纸面向里，当线圈向右平动、以ad边为轴转动时，穿过线圈的磁通量减少，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同，感应电流方向为a→d→c→b，A、C错误；若线圈竖直向下平动，无感应电流产生，B正确；当线圈向导线靠近时，穿过线圈的磁通量增加，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向反向，垂直纸面向外，感应电流方向为a→b→c→d，D正确。

6. 如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是(　　)

A.a→b→c→d

B．d→c→b→a→d

C．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a

D．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d

【解析】选B。由楞次定律，一开始磁通量减小，后来磁通量增大，由“增反减同”可知电流方向是d→c→b→a→d。

7. (多选)图中小圆圈表示处于匀强磁场中闭合电路一部分导线的截面，以速度v在纸面内运动。关于感应电流有无及方向的判断正确的是(　　)

A．甲图中有感应电流，方向向里

B．乙图中有感应电流，方向向外

C．丙图中无感应电流

D．丁图中a、b、c、d四位置上均无感应电流

【解析】选A、C。甲图中导线切割磁感线，有感应电流产生，由右手定则判断可知，感应电流方向向里，故A正确。图乙中导线不切割磁感线，没有感应电流产生，故B错误。图丙中导线不切割磁感线，没有感应电流产生，故C正确。在a、c两个位置没有感应电流，而在d、b两个位置有感应电流，故D错误。

8. 如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中(　　)

A.始终有感应电流自a向b流过电流表

B．始终有感应电流自b向a流过电流表

C．先有a→→b方向的感应电流，后有b→→a方向的感应电流

D．将不会产生感应电流

【解析】选C。在条形磁铁进入螺线管过程中，闭合线圈中的磁通量增加，产生感应电流方向为a→→b；当条形磁铁完全进入螺线管，闭合线圈中的磁通量不变，无感应电流产生；在条形磁铁穿出螺线管过程中，闭合线圈中的磁通量减少，产生感应电流方向为b→→a，则C正确，A、B、D错误。

9. 如图所示是“探究感应电流方向的规律”的实验装置。

(1)将实物电路中所缺的导线补充完整(灵敏电流计接L2)。

(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，那么闭合开关后，将线圈L1迅速插入线圈L2中，灵敏电流计的指针将__________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。

(3)线圈L1插入线圈L2后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，灵敏电流计的指针将______(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。

【解析】(1)补充的实物电路如图所示。

(2)已知闭合开关瞬间，线圈L2中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转。当开关闭合后，将线圈L1迅速插入线圈L2中时，线圈L2中的磁通量增加，由已知条件可知产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转。

(3)滑动变阻器的滑片迅速向右移动，线圈L1中的电流变小，线圈L2中的磁场方向不变，磁通量减少，则灵敏电流计的指针向左偏转。

答案：(1)见解析图　(2)向右　(3)向左

10. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，首先按如图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央。然后按图乙所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。

(1)S闭合后，将螺线管A(原线圈)插入螺线管B(副线圈)的过程中，电流表的指针将如何偏转？

(2)线圈A放在B中不动时，指针如何偏转？

(3)线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表指针将如何偏转？

(4)线圈A放在B中不动，突然断开S，电流表指针将如何偏转？

【解析】(1)线圈A中电流产生的磁场方向向上，插入线圈B，线圈B中磁通量变大。线圈B中感应电流阻碍磁通量变大，则感应电流的磁场方向向下，感应电流从电表的“－”流入电表，从电表的“＋”流出电表，电流表指针向右偏转。

(2)线圈A不动，线圈B中磁通量不变，无感应电流，指针不偏转。

(3)线圈A中磁场方向向上，滑片向左移动。电流变大，线圈B中磁通量变大，线圈B中感应电流阻碍磁通量变大，则感应电流的磁场方向向下，感应电流从电表的“－”流入电表，从电表的“＋”流出电表，电流表指针向右偏转。

(4)线圈A中磁场方向向上，突然断开S，线圈B中磁通量变小，线圈B中感应电流阻碍磁通量变小，则感应电流的磁场方向向上，感应电流从电表的“＋”流入电表，从电表的“－”流出电表，电流表指针向左偏转。

答案：(1)向右偏转　(2)不偏转　(3)向右偏转　(4)向左偏转

11．在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，所需的实验器材已用导线连接成如图所示的实验电路。

(1)将线圈A插入线圈B中，闭合开关的瞬间，线圈B中感应电流与线圈A中电流的绕行方向__________(选填“相同”或“相反”)。

(2)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A    B．插入软铁棒    C．使变阻器滑片P右移    D．断开开关

【解析】(1)将线圈A插入线圈B中，闭合开关的瞬间，穿过线圈B的磁通量变大，由楞次定律可得，线圈B中感应电流与线圈A中电流的绕行方向相反。

(2)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，两线圈电流、磁场方向相反，则穿过副线圈的磁通量应增加；抽出线圈A时，穿过副线圈的磁通量减小，原、副线圈电流方向相同，故A错误；插入软铁棒，穿过副线圈的磁通量增大，原、副线圈电流方向相反，故B正确；由电路图可知，使变阻器滑片P右移，原线圈电流增大，穿过副线圈的磁通量增大，原、副线圈电流方向相反，故C正确；断开开关，穿过副线圈B的磁通量减小，原、副线圈电流方向相同，故D错误。

答案：(1)相反　(2)B、C

12．某兴趣小组采用图甲所示的电路来研究电磁感应现象，A、B为两个规格相同的灵敏电流计，R为热敏电阻，其阻值随温度的变化规律如图乙所示；D是两个套在一起的大小线圈，小线圈与A的电路连接，大线圈与B构成闭合电路。开关S闭合，100 ℃时电流计指针位置如图，温度逐渐降低到20 ℃的过程中，A灵敏电流计的指针偏转角将________(选填“增大”“减小”或“不变”)，B灵敏电流计的指针将____________________(选填“指在中间刻度”“偏向中间刻度右侧”或“偏向中间刻度左侧”)。

【解析】电流计A与电源等组成闭合回路，当温度从100 ℃逐渐降低到20 ℃的过程中，接入电路中的电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流将减小，即电流计的偏角减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流将减小，电流产生的磁场减少，穿过大线圈的磁通量减小，大线圈中的电流产生的磁场方向应阻碍原磁通量的减小，大线圈中的电流为自下而上，所以电流从B表的右边进入，所以B表指针右偏。

答案：减小　偏向中间刻度右侧