第十二章电磁感应第62课时探究感应电流的产生条件探究影响感应电流方向的因素2025高考物理二轮专题

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1. 探究感应电流的产生条件
（1）开关的闭合、断开瞬间观察电流计的指针是否偏转；（2）开关的闭合状态下，迅速移动滑动变阻器的滑片，观察电流 计的指针是否偏转。
2. 探究影响感应电流方向的因素
（1）根据电流计指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流 的方向。
（2）观察并记录感应电流的方向与导体运动方向或磁通量变化情 况间的关系。分析实验结果，归纳出影响感应电流方向的因 素，总结出判断感应电流方向的方法
实验过程实验1：探究感应电流的产生条件
（2）观察并记录磁场方向，分析磁通量变化情况与感应电流方向 的关系。实验3：探究导体切割磁感线时感应电流的方向（1）用与实验2相同的方法判断电流方向与电流计指针偏转方向的 关系。（2）按图丙连接电路。（3）沿不同方向运动导体棒，观察并记录磁场方向、导体棒运动 方向和电流方向，将结果记录在设计的表格中。（4）分析电流方向与磁通量变化情况之间的关系
实验2：探究条形磁铁插入或拔出线圈时感应电流的方向（1）确定电流计指针偏转方向与电流方向的关系。
注意事项（1）确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系时，要用试触法 并注意减小电流强度，防止电流过大或通电时间过长损坏电 流计。（2）电流计选用零刻度在中间的灵敏电流计。（3）实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向。（4）按照控制变量的思想进行实验。（5）进行一种操作后，等电流计指针回零后再进行下一步操作
【典例1】　探究感应电流方向的实验所需器材包括：条形磁铁、电 流计、线圈、导线、一节干电池（用来查明线圈中电流的流向与电流 计中指针偏转的方向的关系）。（1）实验现象如图所示，根据实验现象，完成以下内容：
①比较甲图和 ，发现电流计指针偏转的方向相同，这 是因为 ⁠ ⁠。
②实验结论：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总 要阻碍引起感应电流的 ⁠。
当磁铁N极插入线圈及磁铁S极拔出线圈时，感应电流
解析：①由题图可知，比较甲图和丁图，发现电流计指针偏转的方向相同，这是因为当磁铁N极插入线圈及磁铁S极拔出线圈时，感应电流的磁场方向相同；②感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的（磁场）磁通量的变化。
（2）为进一步弄清电流计指针摆动方向与电流方向的关系，可以 使用一节干电池进行探究。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 ⁠挡对电流计 进行测试。实验发现当电流从正接线柱流入电流计时，指针 向右摆动。
解析：多用电表内部某一挡含有直流电源，依据欧姆表内 部有电源可知是用多用电表的欧姆挡对电流计进行测试。
（3）为了能进一步了解感应电流大小随时间变化的关系，要使用电 流传感器，连接好后，以甲图为例，图示方向为正方向，让磁 铁从线圈上方释放，你认为在磁铁竖直穿过整个线圈的过程 中，传感器显示的电流i随时间t变化的图像应该是 ⁠。
解析：当磁铁完全进入线圈内时，穿过线圈的磁通量不变，则不会产生感应电流，磁铁会加速运动，当到达线圈底部时，磁通量变化率大于磁铁进入线圈时的磁通量变化率，依据法拉第电磁感应定律，可知到达底部的感应电流较大，再由楞次定律可知，磁铁进入与离开线圈时的感应电流方向相反，故选A。
（1）请用笔画线代表导线，将图中各器材连接起来，组成正确的实 验电路。
【典例2】　物理探究小组选用图示器材和电路研究电磁感 应规律。
解析：将电源、开关、A线圈、滑动变阻器串联成一个回路，再将电流计与B线圈串联成另一个回路，电路图如图所示。[说明：滑动变阻器接下端左接线柱也正确，相应（2）中①填“左”]
①向右移动滑动变阻器滑片，灵敏电流计指针将向 ⁠ （选填“左”或“右”）偏转；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，拔出线圈A中的铁芯，灵敏电 流计指针将向 （选填“左”或“右”）偏转；
（2）把A线圈插入B线圈中，如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针 向右偏转了一下，下面操作出现的情况有：
解析： ①闭合开关，穿过B线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指 针向右偏了一下，滑片向右移动则接入电路的电阻减小，电流 增大，磁通量增大，指针向右偏转；②拔出铁芯，磁通量减 小，指针向左偏转。
（3）根据实验结果判断产生感应电流的本质是 ⁠ ⁠。
穿过B线圈的磁通量
解析：产生感应电流的本质是穿过B线圈的磁通量发生变化。
1. 某学习小组同学采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A、滑动变阻器、开关、电池构成闭合回路；螺线 管B与电流计构成闭合电路，螺线管B套在螺线管A的外面。
（1）要想使电流计指针发生偏转，下列四种操作中可行的 是 ⁠。
解析：要想使电流计指针发生偏转，即螺线管B与电流计构成的闭合电路产生感应电流，穿过螺线管B的磁通量发生变化。闭合开关，螺线管A和螺线管B相对静止向上运动，穿过螺线管B的磁通量不变，不产生感应电流，故A错误；闭合开关，螺线管B不动，螺线管A相当于电磁铁，插入或拔出螺线管B的过程中，穿过螺线管B的磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确；闭合开关，螺线管A、B不动，移动滑动变阻器的滑片，则通过螺线管A的电流发生变化，产生的磁场变化，穿过螺线管B的磁通量发生变化，产生感应电流，故C正确；螺线管A、B和滑动变阻器的滑片不动，闭合或断开开关瞬间通过螺线管A的电流发生变化，产生的磁场变化，穿过螺线管B的磁通量发生变化，产生感应电流，故D正确。
（2）利用图乙所示的装置进一步探究感应电流的方向与磁通量变 化的关系，螺线管B与电流计构成闭合电路。正确连接好实验 电路后，将条形磁铁N极朝下插入螺线管B，观察到灵敏电流 计G的指针向右偏。
①将条形磁铁N极朝下拔出螺线管B，观察到灵敏电流计G的 指针 （选填“向左偏”或“向右偏”）；
②将条形磁铁S极朝下插入螺线管B，观察到灵敏电流计G的 指针 （选填“向左偏”或“向右偏”）。
解析：①将条形磁铁N极朝下拔出螺线管B，磁通量变化与插入的变化相反，产生的感应电流方向相反，观察到灵敏电流计G的指针向左偏。②将条形磁铁S极朝下插入螺线管B，穿过螺线管B的磁场方向与N极朝下插入的磁场方向相反，产生的感应电流的方向相反，观察到灵敏电流计G的指针向左偏。
2. （1）图甲是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。
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，那么合 上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将 （选 填“向左”“向右”或 “不”）偏转；
②按图甲连好电路，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计 的指针向左偏转，可采取的操作是 ⁠。
解析：①如果在闭合开关时，穿过B线圈的磁通量增大，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，穿过B线圈的磁通量增大，电流计指针将向右偏转。②插入铁芯，穿过B线圈的磁通量增大，电流计指针将向右偏转，A不符合题意；拔出A线圈，穿过B线圈的磁通量减小，电流计指针向左偏转，B符合题意；变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器的阻值减小，A线圈的电流增大，穿过B线圈的磁通量增大，电流计指针向右偏转，C 不符合题意；断开开关S瞬间，穿过B线圈的磁通量减小，电流计指针将向左偏转，D符合题意。
（2）某同学在做实验时突发奇想，将开关接在B线圈所在回路，如 图乙所示，则在闭合和断开开关时， （选填“能” 或“不能”）观察到与图甲电路相同的现象。
解析：将开关接在B线圈所在回路，则在闭合和断开开关时，穿过B线圈的磁通量不变，不产生感应电流，电流计指将不偏转，不能观察到与题图甲电路相同的现象。
巧学 妙解 应用
1. 在“探究电磁感应现象中感应电流方向”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”）。
解析：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）闭合开关，电路稳定后，某同学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 ⁠。
解析：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，两线圈电流的磁场方向相反，则穿过B线圈的磁通量应增加。抽出线圈A时，穿过B线圈的磁通量减小，A、B线圈电流方向相同，故A错误；线圈A中插入软铁棒，穿过B线圈的磁通量增大，A、B线圈电流方向相反，故B正确；由题图可知，使滑动变阻器滑片P右移，A线圈电流增大，穿过B线圈的磁通量增大，A、B线圈电流方向相反，故C正确；断开开关，A线圈中没有电流，故D错误。
2. 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。
解析：磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，磁铁产生的磁场方向向下且增强，感应磁场方向向上，根据安培定则可知感应电流方向为逆时针方向（俯视线圈）且电流方向为b→a并流入电流计左端，可知线圈顺时针绕向。
（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 （选填“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 （选填“顺时针”或“逆时 针”）。
解析：条形磁铁从题图中虚线位 置向右远离L时，线圈的磁场方向向上 且减弱，感应电流从电流计右端流入， 根据安培定则可知线圈逆时针绕向。
3. 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，发现电流计指针偏 转，若要探究线圈中产生的感应电流的方向，必须知道 ⁠ ⁠。
解析：探究线圈中感应电流的方向必须先知道：①电流计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。由偏转方向得出电流流入电流计的方向，再进一步得到线圈中电流的流向，即必须知道电流计指针偏转方向与电流方向的关系。
流计指针偏转方向与电流方向的关系
（2）如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流计指针向右偏。 电路稳定后，若向左移动滑片，电流计指针向 偏转， 若将线圈A抽出，电流计指针向 偏转。（均选填“左” 或“右”）
解析：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。若将滑片向左移动，线圈A中电流增加，穿过B的磁通量也增加，且磁场方向不变，所以电流计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，电流计指针向左偏转。
4. （1）在“探究楞次定律”的实验中，除需要已知绕向的螺线管、 条形磁铁外，还要用到一个电表，从下列电表中应选择的是 ⁠。
解析：在“探究楞次定律”的实验中，除需要已知绕向 的螺线管、条形磁铁外，还要用到一个零刻度在中间的灵敏 电流计，故选D。
（2）某同学按下列步骤进行实验：
①将已知绕向的螺线管与电表连接；②设计表格，记录将磁铁N、S极插入或抽出过程中引起感应 电流的磁场方向、磁通量的变化、感应电流的方向、感应电 流的磁场方向；③分析实验结果，得出结论。
上述实验中，漏掉的实验步骤是要查明 ⁠ 的关系。
电表指针偏转方向
解析：依据以上操作，实验中，漏掉的实验步骤是要查明电表指针偏转方向与电流流入电表方向的关系。
（3）在上述实验中，当磁铁插入螺线管的速度变快时，电表指针 偏角 （选填“不变”“变大”或“变小”）。
解析：当磁铁插入螺线管的速度越快，磁通量变化越快，感应电流也越大，电表指针偏角越大。
（4）如图所示，图甲为某实验小组利用微电流传感器做“验证楞 次定律”实验时，在计算机屏幕上得到的波形。横坐标为时 间t，纵坐标为电流I，根据图线分析知道：将条形磁铁的N极 插入圆形闭合线圈时得到图甲中①所示图线，现用该磁铁， 如图乙所示，从很远处沿圆形线圈的轴线匀速运动，并穿过 线圈向远处而去，则能较正确地反映线圈中电流I与时间t关系 的图像是 ⁠。
解析：条形磁铁的N极迅速插入感应线圈时，得到题图甲中①所示图线，现有如题图乙所示磁铁自远处匀速沿圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去，由楞次定律得出感应电流方向为顺时针（从左向右看），即为正方向；当远离感应线圈时，则感应电流方向为负方向，故选B。
5. 如图所示为“研究电磁感应现象”的实验电路，实验中：
（1）调整好电路后，将开关闭合，灵敏电流计指针向右偏转了一 下后又返回到中间位置。接着将A线圈稍微向上拔出一些，则 穿过线圈B的磁通量会 （选填“增大”“减小”或 “不变”），在拔出过程中灵敏电流计指针 （选填 “向左”“向右”或“不”）偏转。
解析：向上拔出一些线圈A时回路面积不变，磁场减弱，故穿过线圈B的磁通量减小；因为穿过线圈B的磁通量增大时，灵敏电流计指针向右偏转，故当磁场方向不变，穿过线圈B的磁通量减小时，灵敏电流计指针向左偏转。
（2）闭合开关，将线圈A插入线圈B后，滑动变阻器的滑片迅速向 左滑时，灵敏电流计的指针 （选填“向左”“向 右”或“不”）偏转。
解析：闭合开关，将线圈A插入线圈B后，滑动变阻器的滑片迅速向左滑时，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，线圈A中的电流减小，线圈A产生的磁场变弱，则穿过线圈B的磁通量减小，故灵敏电流计指针向左偏转。
（3）若将直流电源换成频率足够低的低压交流电源，将线圈A插入 线圈B中，保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关后，观察 灵敏电流计将发现 ⁠。
解析：将电池换成低压交流电源，线圈A插入线圈B中，穿过线圈B的磁通量大小与方向不断发生变化，线圈B中产生的感应电流大小与方向不断变化，灵敏电流计指针不停地左右摆动。
6. 小明用如图甲所示的实验装置探究“影响感应电流的因素”， 螺线管与灵敏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，小明进行 了以下4种操作，其中可行的是 （选填选项前的字 母）。
解析：螺线管不动，磁铁插入螺线管后保持静止，穿过螺线管的磁通量不发生变化，电流计指针不发生偏转，即没有感应电流产生，A错误；螺线管不动，磁铁加速插入或拔出螺线管，穿过螺线管的磁通量发生变化，电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，B正确；螺线管不动，条形磁铁S极朝下，匀速插入或拔出螺线管，穿过螺线管的磁通量发生变化，电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，C正确；螺线管不动，条形磁铁S极朝下，加速插入或拔出螺线管，穿过螺线管的磁通量发生变化，电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，D正确。
（2）在（1）的研究中，小明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）。
解析：感应电流方向与磁铁的磁场方向和磁铁运动的方向有 关，与磁铁的磁性强弱、磁铁运动的速度大小无关，A、C正 确，B、D错误。
（3）小明又将实验装置改造，如图乙所示，螺线管A经过滑动变阻器与开关、电池相连构成直流电路；螺线管B与灵敏电流计构成闭合电路。螺线管B套在螺线管A的外面。为了探究影响感应电流方向的因素，闭合开关后，以不同的速度移动滑动变阻器的滑片，观察指针摆动情况；由此实验可以得出恰当的结论是 （选填选项前的字母）。
解析：螺线管A的磁性变强或变弱，根据楞次定律，可知影响 指针摆动的方向，A错误，B正确；根据法拉第电磁感应定 律，螺线管A的磁性强弱、变化快慢影响指针摆动幅度的大 小，C正确，D错误。