江苏版高考物理一轮复习第10章实验14探究影响感应电流方向的因素课时学案

这是一份江苏版高考物理一轮复习第10章实验14探究影响感应电流方向的因素课时学案，共9页。

1．灵敏电流计满偏电流很小，查明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。
[题组训练]
1．(2023·南通模拟)在“探究法拉第电磁感应现象”的实验中
(1)已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整正确，则N连接到________(选填“a”“b”“c”或“M”)，M连接到________(选填“a”“b”“c”或“N”)。
(2)正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转，由此可以判断________。
A．线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向左加速滑动，都能引起灵敏电流计指针向左偏转
B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏电流计指针向右偏转
C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，灵敏电流计指针都静止在中央
D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断灵敏电流计指针偏转的方向
(3)某同学第一次将滑动变阻器的触头P慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的触头P快速向右移动，发现第二次电流计的指针摆动的幅度大，原因是线圈中的________(填“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”)第二次比第一次的大。
(4)某同学在实验室重做电磁感应现象的实验，他将电流表、线圈A和B、蓄电池，开关用导线连接成电路。当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其可能的原因是________。
A．开关的位置接错
B．电流表的正负极接错
C．线圈B的接头接反
D．蓄电池的正负极接反
[解析] (1)将电源、电键、变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，所以M连接c；将电流计与线圈B串联成另一个回路，所以N连接a。
(2)由题意可知：当P向右加速滑动时，线圈A中的电流越来越小，则其磁场减小，磁通量减少，此时线圈B中产生了电流使指针向右偏转，故可知当B中的磁通量减小时，电流表指针向右偏转；
线圈A向上移动时，线圈B中磁通量减小，指针向右偏转；而滑动变阻器滑动端P向左加速滑动时，线圈B中磁通量增大，故指针应向左偏转，故A错误；当铁芯拔出或断开开关时，线圈A中磁场减小，故线圈B中磁通量减小，指针向右偏转，故B正确；滑片匀速运动时，线圈A中也会产生变化的磁场，线圈B中产生了感应电流使指针向右或向左偏转，故C错误；虽然线圈A、线圈B的绕线方向未知，但根据题意可以判断灵敏电流计指针偏转的方向，故D错误。故选B。
(3)两种情况下滑动变阻器的触头P移动的快慢不同，说明电流变化快慢不同、线圈B中的磁感应强度变化快慢不同，即磁通量变化率不同，产生的感应电动势大小不同，线圈中的磁通量变化率第二次比第一次的大。
(4)如果将开关与灵敏电流计构成回路，当他接通、断开开关时，线圈B中的磁通量不变，电流表的指针不会偏转，故A正确；电流表的正负极接错，电流表指针仍会偏转，只是偏转方向变化，故B错误；线圈B的接头接反，当他接通、断开开关时，线圈B中的磁通量会发生变化，电流表的指针会偏转，故C错误；蓄电池的正负极接反，当他接通、断开开关时，线圈B中的磁通量会发生变化，只是电流表的偏转方向变化，仍会偏转，故D错误。故选A。
[答案] (1)a c (2)B (3)磁通量的变化率 (4)A
2．某同学用如图所示的装置探究感应电流的产生条件，请回答下面的问题。
(1)开关闭合稳定后，滑动变阻器滑片位置不动，线圈A也不动，线圈B中________(选填“有”或“没有”)电流。
(2)开关闭合稳定后，滑动变阻器滑片位置不动，将线圈A从线圈B中快速抽出，线圈B中________(选填“有”或“没有”)电流。
(3)开关闭合稳定后，滑动变阻器的滑片向右移动与开关断开瞬间，流过灵敏电流计的电流方向______(选填“相同”或“相反”)。
[解析] (1) 开关闭合稳定后，滑动变阻器滑片位置不动，线圈A也不动，穿过线圈B的磁通量不变，所以线圈B中没有电流；
(2)开关闭合稳定后，滑动变阻器滑片位置不动，将线圈A从线圈B中快速抽出，穿过线圈B的磁通量减小，所以线圈B中有电流；
(3)开关闭合稳定后，滑动变阻器的滑片向右移动，通过线圈A的电流增加，穿过线圈B的磁通量增大；开关断开瞬间，通过线圈A的电流减小，穿过线圈B的磁通量减小，根据楞次定律可知，滑动变阻器的滑片向右移动与开关断开瞬间，流过灵敏电流计的电流方向相反。
[答案] (1)没有 (2) 有 (3) 相反
3．图示为“探究感应电流方向的规律”实验时所用电路。
(1)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A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将________；接着将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动，灵敏电流计指针________。(均填“向左偏”“向右偏”或“不偏”)
(2)某同学在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除________(选填“A”或“B”)线圈所在电路时发生的，分析可知，要避免电击发生，在拆除电路前应________(选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”)。
[解析] (1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈的磁通量增加，电流计指针向右偏，合上开关后，将原线圈A迅速插入副线圈B，穿过线圈B的磁通量增加，电流计指针将向右偏；
原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，穿过线圈的磁通量减少，电流计指针将向左偏。
(2)在拆除线圈A时，电流快速减小，由于自感作用，线圈A会产生很大的感应电动势，该同学被电击一下；要避免电击发生，在拆除电路前应先断开开关。
[答案] (1)向右偏 向左偏 (2) A 断开开关
4．如图所示，在“探究法拉第电磁感应现象”的实验中，电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关已部分连接。
(1)请使用两根导线，将电路补充完整。
(2)此实验中使用的电表是________。
A．灵敏电流计 B．倍率适宜的欧姆表
(3)在实验时，如果线圈B两端不接任何元件，则线圈B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．不能用愣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
(4)
如图所示，若线圈B中产生顺时针方向的感应电流，可能是因为________。
A．线圈A通入顺时针方向的电流，且正从线圈B中取出
B．线圈A通入顺时针方向的电流，且其中的铁芯正被取出
C．线圈A通入顺时针方向的电流，且正将滑动变阻器的阻值调小
D．线圈A通入逆时针方向的电流，且正在断开电源
[解析] (1)电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A组成第一个回路，线圈A中可产生强弱能够改变的磁场；线圈B与电表组成回路，电表的偏转情况说明线圈B中是否产生感应电流。电路如图：
(2)电表用来判断感应电流是否产生，所以电表应是灵敏电流计，不是欧姆表。故A项正确，B项错误。
(3)线圈B两端不接任何元件，电路不闭合，当线圈B中磁通量变化时，电路无感应电流，有感应电动势。故A项错误，B项正确；不管电路是否闭合，都可以用楞次定律判断感应电动势方向。故C项错误，D项正确。
(4)线圈A通入顺时针方向的电流且正从线圈B中取出，线圈A产生的磁场垂直纸面向里，线圈B中磁通量是向里减小的，线圈B中感应电流的磁场方向向里，线圈B中感应电流方向为顺时针方向，故A项正确；线圈A通入顺时针方向的电流，且其中的铁芯正被取出，线圈A产生的磁场垂直纸面向里，线圈B中磁通量是向里减小的，则线圈B中感应电流的磁场方向向里，线圈B中感应电流的方向为顺时针方向，故B项正确；线圈A通入顺时针方向的电流，线圈A产生的磁场垂直纸面向里，正将滑动变阻器的阻值调小，线圈A产生的磁场变强，线圈B中磁通量是向里增大的，则线圈B中感应电流的磁场的方向向外，线圈B中感应电流的方向为逆时针方向，故C项错误；线圈A通入逆时针方向的电流，且正在断开电源，线圈A产生的磁场垂直纸面向外，线圈B中磁通量是向外减小的，则线圈B中感应电流的磁场的方向向外，线圈B中感应电流的方向为逆时针方向，故D项错误。
[答案] (1)见解析图 (2)A (3)BD (4)AB
实验拓展创新
(对应学生用书第277页)
实验现象分析的判定方法
[题组训练]
1．在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图(甲)接线，以查明电流计指针的偏转方向与电流方向的关系；然后再按图(乙)将电流计与B连成一个闭合回路，将A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路。在图(甲)中，当闭合S时，观察到电流计指针向左偏(不通电时指针停在正中央)。在图(乙)中：
甲 乙
(1)将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流计的指针将________(选填“向左”“向右”或“不发生”，下同)偏转；
(2)螺线管A放在B中不动，电流计的指针将________偏转；
(3)螺线管A放在B中不动，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，电流计的指针将________偏转；
(4)螺线管A放在B中不动，突然切断开关S时，电流计的指针将________偏转。
[解析] 在图甲中，闭合开关，电流从正接线柱流入电流计，电流计指针向左偏转，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上；
(1)将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向上，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流计负接线柱流入，则电流计的指针将向右偏转。
(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，电流计的指针将不发生偏转。
(3)螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，穿过B的磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流计负接线柱流入，则电流计的指针将向右偏转。
(4)螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，突然切断开关S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流计正接线柱流入，则电流计的指针将向左偏转。
[答案] (1)向右 (2)不发生 (3)向右
(4)向左
2．(2022·苏州模拟)学习法拉第电磁感应定律后，为了定量验证感应电动势E与时间Δt的关系，甲、乙两位同学共同设计了图示实验装置：线圈和电压传感器相连，线圈和光电门固定在长木板的轨道上，强磁铁和挡光片固定在小车上。每当小车经过光电门时，光电门会记录下挡光时间Δt，同时触发电压传感器记录下Δt内线圈产生的感应电动势E。利用弹簧将小车以不同的速度从轨道的右端弹出，就能得到一系列E和Δt的实验数据。
(1)关于实验原理、过程和操作，下列说法正确的是 ________和 ________。
A．实验中必须保持线圈、光电门的位置不变
B．实验中轨道必须保持水平
C．实验中轨道必须光滑
D．实验中每个挡光时间Δt内线圈中磁通量的变化量ΔΦ可视为不变
(2)两位同学用作图法分析实验数据在直角坐标系中作出 ________(填“E-Δt”或“E-eq \f(1,Δt)”)图线，若图线是误差范围内通过原点的倾斜直线，则可验证E与Δt成反比。
(3)若按(2)问中两同学的方法处理数据，当仅增大线圈匝数后得到的图线斜率会 ________(选填“增大”“不变”或“减小”)
[解析] (1)由法拉第电磁感应定律：E＝neq \f(ΔΦ,Δt)可知，为了定量验证感应电动势E与时间Δt成反比，实验需要控制线圈匝数n与磁通量的变化量ΔΦ不变，为控制磁通量的变化量ΔΦ不变，实验中必须保持线圈、光电门位置不变，故AD正确；实验只需要控制线圈匝数n与磁通量的变化量ΔΦ不变即可，对轨道是否光滑、轨道是否水平没有要求，故BC错误。故选AD。
(2)由法拉第电磁感应定律E＝neq \f(ΔΦ,Δt)可知，在n与ΔΦ不变的情况下，感应电动势E与eq \f(1,Δt)成正比，应作出E-eq \f(1,Δt)图线，若图线是误差范围内通过原点的倾斜直线，则可验证E与Δt成反比。
(3)由法拉第电磁感应定律E＝neq \f(ΔΦ,Δt)可知，E-eq \f(1,Δt)图线的斜率k＝nΔΦ，ΔΦ不变，当仅增大线圈匝数后，图线的斜率k会增大。
[答案] (1)AD (2)E-eq \f(1,Δt) (3)增大