新教材高考物理一轮复习第11章电磁感应实验15探究影响感应电流方向的因素课件

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一、实验目的探究影响感应电流方向的因素。二、实验思路　　 Φ=BSsin θ,可变B、S或θ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。本实验应注意探究改变穿过闭合回路磁通量的多种方式。
方案一　向线圈中插拔磁体,如图甲所示。方案二　模仿法拉第的实验,如图乙所示。
三、进行实验1.按图连接电路,闭合开关,记录下G中流入电流方向与电流表G中指针偏转方向的关系。2.记下线圈绕向,将线圈和电流表构成通路。3.把条形磁体N极(或S极)向下插入线圈中,并从线圈中拔出,每次记下电流表中指针偏转方向,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.以下面四种情况为例,将实验结果记录在表格中。
线圈内磁通量增加时的情况(表1)
线圈内磁通量减少时的情况(表2)
四、数据分析表1说明:当线圈中磁通量增加时,感应电流的磁场方向跟磁体的磁场方向相反。 可记作“增反”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体的磁场方向相同。 可记作“减同”五、注意1.电流表满偏电流很小,查明电流表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。
典例1.在探究电磁感应现象的实验中:(1)首先要确定电流表指针偏转方向与电流方向间的关系,实验中所用电流表量程为0~100 μA,电源电动势为1.5 V,待选的保护电阻有三种R1=20 kΩ,R2=1 kΩ,R3=100 Ω,应选用　　　　　的电阻。 
(2)已测得电流表指针向右偏时,电流是由正接线柱流入。由于某种原因,螺线管线圈绕线标识已没有了,通过实验查找绕线方向如图甲所示,当磁体N极插入线圈时,电流表指针向左偏,则线圈的绕线方向是图乙所示的　　　　　(选填“左”或“右”)图。 
(3)若将条形磁体S极放在下端,从螺线管中拔出,这时电流表的指针应向　　　　　(选填“左”或“右”)偏。 (4)若将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关,按图丙连接。在开关闭合,线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时,电流表指针向右偏转。由此可以推断,线圈A中铁芯向上拔出,能引起电流表指针向　　　　　(选填“左”或“右”)偏转。 
答案 (1)20 kΩ　(2)左　(3)左　(4)右解析 (1)由闭合电路欧姆定律,有 ,R1>R,不会使电流表超过量程,达到保护的作用,因此应选20 kΩ的电阻。(2)已测得电流表指针向右偏时,电流是由正接线柱流入,当磁体N极插入螺线管时,根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍磁通量的增加,螺线管上端应为N极,下端为S极,电流表指针向左偏,可知电流方向是由电流表正接线柱流出至螺线管上端接线柱,由安培定则可判断螺线管的绕线方向如题图乙中左图所示。
(3)若将条形磁体S极放在下端,从螺线管中拨出时,感应电流磁场方向向上,螺线管上端应为N极,下端为S极,由螺线管的绕线方向可以判定电流是从电流表的负接线柱流入,故指针向左偏。(4)由题意可知当P向左加速滑动时,线圈A中的电流应越来越小,则其磁场减弱,此时线圈B中产生的电流使电流表指针向右偏转,由此可知,当B中的磁通量减小时,电流表指针右偏;当将线圈A中铁芯向上拔出的过程中,穿过线圈B的磁通量减小,电流表指针向右偏转。
典例2.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,电流表指针停在正中央,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该电流表与副线圈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,保护电流表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,电流表的指针将　　　　　(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。 (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,电流表指针将　　　　　(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,电流表指针将　　　　　(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。 
答案 (1)C　(2)向左　(3)向左　(4)向右解析 (1)电路中串联定值电阻,目的是减小电流,保护电流表,故本题答案为选项C。(2)由题知,当电流从电流表正接线柱流入时,指针向左偏转。S闭合后,将原线圈A插入副线圈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,感应电流从电流表正接线柱流入电流表,则电流表的指针将向左偏转。
(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,感应电流从电流表正接线柱流入电流表,则电流表的指针将向左偏转。(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,感应电流从电流表负接线柱流入电流表,则电流表的指针将向右偏转。
1.(2022安徽宣城期中)图甲是研究自感通电实验的电路图,A1、A2是两个规格相同的小灯泡。(1)按照电路图将实物图乙连接起来。(2)调节滑动变阻器R1,使灯泡A1、A2都正常发光,然后断开开关S,现重新闭合开关S,则　　　　。 A.闭合瞬间,A1立刻变亮,A2逐渐变亮B.闭合瞬间,A2立刻变亮,A1逐渐变亮C.稳定后,L和R2两端电势差一定相同D.稳定后,A1和A2两端电势差不相同
答案 (1)见解析　(2)BC解析 (1)实物连线如图所示。(2)闭合开关S瞬间,A2立刻变亮,A1逐渐变亮,稳定后,两个灯泡的亮度相同,说明它们的电压相同,L和R2两端电势差一定相同,故B、C正确,A、D错误。
2.(2023广东模拟)甲、乙、丙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。
(1)如图a,甲同学在断开开关时发现电流表指针向右偏转,下列操作中同样能使指针向右偏转的有　　　　。 A.闭合开关B.开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动C.开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出D.开关闭合时将A线圈倒置再重新插入B线圈中(2)为确切判断B线圈中的感应电流方向,应在实验前先查明电流表　　　　　　　　　　　　的关系。 (3)如图b,乙同学将条形磁体从B线圈上方由静止释放,使其笔直落入B线圈中,多次改变释放高度,发现释放高度越高,电流表指针偏转过的角度越大。该现象说明了线圈中　　　　　　　(选填“磁通量”“磁通量变化量”或“磁通量变化率” )越大,产生的感应电流越大。 
(4)丙同学设计了如图c所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认,某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转,说明此时黑表笔接触的是二极管的　　　　(选填“正极”或“负极”)。实验操作时将磁体插入线圈,只有灯　　　(选填“C”或“D”)短暂亮起。 
答案 (1)CD　(2)指针偏转方向与电流流入方向　(3)磁通量变化率　(4)负极　C解析 (1)断开开关时,A线圈中电流迅速减小,则B线圈中磁通量减小,出现感应电流,使电流表指针向右偏转;为了同样使指针向右偏转,应减小B线圈中的磁通量或增加B线圈中反向的磁通量。闭合开关,A线圈中的电流突然增大,则B线圈中的磁通量增大,故A错误;开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动,A线圈中的电流增大,则B线圈中的磁通量增大,故B错误;开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出,则B线圈中的磁通量减小,故C正确;开关闭合时将A线圈倒置,再重新插入B线圈中,则B线圈中反向的磁通量增大,故D正确。