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文档简介
实验05实验:探究影响感应电流方向的因素
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实验侬
探究影响感应电流
要点点拨
方向的因素
创新突破
上实验榛理
1.实验器材:条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与
电流表中指针偏转方向的关系)。
2.实验现象:如图所示,在四种情况下,将实验结果填入下表。
①线圈内磁通量增加时的情况
图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向
甲向下逆时针(俯视)向上
乙向上顺时针(俯视)向下
②线圈内磁通量减少时的情况
图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向
丙向下顺时针(俯视)向下
丁向上逆时针(俯视)向上
3.实验结论
表述一:当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;当穿过线圈的
磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同。
表述二:当磁铁靠近线圈时,两者相斥;当磁铁远离线圈时,两者相吸。
要点点拨
要点1探究电流表指针偏转方向和电流方向之间的关系。
实验电路如图甲、乙所示:
甲乙
结论:电流从哪一侧接线柱流入,指针就向哪一侧偏转,即左进左偏,右进右偏。(指针偏
转方向应由实验得出,并非所有电流表都是这样的)
【例1】(2023•北京通州•高三统考期末)如图所示,线圈A通过滑动变阻器和开关连接到
电源上,线圈B的两端连接到电流表上,把线圈A装在线圈B的里面。开关闭合后,某同
学发现将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动,电流计指针向右偏转。由此可以推断()
A,断开开关的瞬间,电流计指针向左偏转
B.开关闭合后,线圈A向上移动,电流计指针向右偏转
C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P向右减速滑动,电流计指针向右偏转
D.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度
【答案】B
【详解】开关闭合后,某同学发现将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动,则接入电阻增大,
故总电流减小,穿过线圈B的磁通量减小,产生的感应电流使电流计指针向右偏转;
A.断开开关的瞬间,通过线圈A的磁通量电流减小为0,那么穿过线圈B的磁通量减小,
产生的感应电流使电流计指针向右偏转,故A错误;
B.开关闭合后,线圈A向上移动,穿过线圈B的磁通量减小,产生的感应电流使电流计
指针向右偏转,故B正确;
C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P向右减速滑动,则接入电阻减小,故总电流增大,穿
过线圈B的磁通量增大,产生的感应电流使电流计指针向左偏转,故C错误;
D.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,电阻会变化,则总电流会变化,故穿过线
圈B的磁通量会发生变化,故产生的感应电流使电流计指针偏转,故D错误。
故选B。
要点2探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向
(1)按如图所示连接电路,明确螺线管的绕线方向。
(2)按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向上抽出线圈的实验。
①条形磁体插入线圈,线圈内磁通量增大(如图甲、乙所示)
感应电流方感应电流的磁
图号磁体磁场方向归纳总结
向(俯视)场方向
甲向下逆时针向上感应电流的磁场阻碍磁通
乙向上顺时针向下量的增大。
②条形磁体从线圈中抽出,线圈内磁通量减小(如图丙、丁所示)
图号磁体磁场方向感应电流方感应电流的磁归纳总结
向(俯视)场方向
内向下顺时针向下感应电流的磁场阻碍磁
T向上逆时针向上通量的减小。
【例2】(2023上•河北邢台•高二校联考期中)刘同学应用楞次定律判断线圈中导线的缠绕
方向。器材有:一个绕向未知的线圈,一个条形磁铁,一只多用电表,导线若干。
-
S
一
N
_
图甲图乙
(1)该同学设计的实验电路如图甲所示,将多用电表接入实验电路前,为避免指针反向偏
转损坏电表,该同学应调整旋钮(填2”、“6”或"c”),使指针指在刻度盘中央;
(2)该同学将选择开关旋转到10mA挡,并将多用电表和线圈按图甲连接。实验中发现条
形磁铁插入得越快,多用电表的指针偏角(填“越大”或“越小”);为了使条形磁铁N
极向下插入线圈时,多用电表的指针向右偏转,导线的缠绕方向应和图乙中的(填“A”
或“B”)相同。
【答案】。越大B
【详解】(1)[1]将多用电表接入实验电路前,为避免指针反向偏转损坏电表,该同学应调
整机械调零旋钮。使指针指在刻度盘中央。
(2)[2]条形磁铁插入得越快,磁通量变化得越快,多用电表的指针偏角越大。
[3]将条形磁铁N极向下插入线圈时,线圈中磁通量向下增大,为使此时多用电表的指针向
右偏转,即产生从红表笔流入的感应电流,由右手定则和楞次定律可知,导线的缠绕方向应
和图乙中的B相同。
*创新突破
【实验原理】
1.由电流表指针偏转方向与电流方向的关系,找出感应电流的方向。
2.通过实验,观察分析原磁场方向和磁通量的变化,记录感应电流的方向,然后归纳出感
应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系。
【问题的提出】
在探究感应电流产生的实验中,我们通过磁铁跟闭合导体回路之间的相对运动来改变穿过闭
合导体回路的磁通量。如图所示,条形磁铁的N极或S极插入闭合线圈时,线圈内磁通量
增大,抽出时,线圈内磁通量减小。注意到两种情况下电流表的指针偏转方向不同,这说明
感应电流的方向不同。那么感应电流的方向与哪些因素有关呢?
【分析与猜想】
上述实验中,磁铁N极插入线圈中,电流表的指针右偏;N极停在线圈中,指针不动;N
极从线圈中抽出,指针左偏。根据实验现象,猜想感应电流的方向可能与磁场方向、磁通量
的变化、线圈绕向等有关系。那么我们的猜想是否正确呢?必须通过实验验证。
【例3】(2023上•江苏无锡•高二江苏省锡山高级中学校考阶段练习)某同学在做探究电磁
感应现象规律的实验中,她选择了一个灵敏电流计G,在没有电流通过灵敏电流计的情况下,
电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中,电流
计的指针如图甲所示。
.八电流
--------
(1)为了探究电磁感应规律,该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联,如图乙所示。通过
分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是(填“向上拔出”或“向下插入”)。
(2)该同学按丙图连接好仪器后开始实验探究。下列说法正确的是0
A.开关闭合后,线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出,都会引起电表的指针偏转
B.线圈A插入线圈B中后,在开关闭合和断开的瞬间,电表的指针均不会偏转
C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电表的指针静止在中央零刻度
D.开关闭合后,只要移动滑动变阻器的滑片P,电表的指针一定会偏转
(3)该同学又把一铜线圈水平固定在铁架台上,其两端连接在电流传感器上,能得到该铜
线圈中的电流随时间变化的图线。两次实验中分别得到了如图丁、戊所示的电流随时间变化
的图线(两次用同一条形磁铁,在距离铜线圈上端不同高度处,由静止沿铜线圈轴线竖直下
落,始终保持直立姿态,且所受空气阻力可忽略不计)。根据此实验的操作,下列说法正确
的是o
A.在磁铁穿过线圈的过程中,两次线圈内磁通量的变化量相同
B.条形磁铁距离铜线圈上端的高度越大,产生的感应电流峰值越大
C.两次实验中,线圈内产生的焦耳热相同
D.磁体所受的磁场力都是先向上后向下
【答案】向上拔出AD/DAAB/BA
【详解】(1)[1]由图甲可知,当电流从灵敏电流计左端流入时,指针向左偏转;而乙图指
针向右偏转,可知电流从灵敏电流计右端流入,则线圈中感应电流的方向是逆时针的(俯视),
由安培定则可知,感应电流的磁场方向向上,条形磁铁磁场方向向上,根据楞次定律可知,
线圈中磁通量减小,则条形磁铁向上拔出。
(2)[2]
A.开关闭合后,线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出,都会使线圈B的磁通量发生变
化,回路产生感应电流,从而引起电表的指针偏转,故A正确;
B.线圈A插入线圈B中后,在开关闭合和断开的瞬间,A线圈的电流都会发生变化,从而
使线圈B的磁通量发生变化,回路产生感应电流,电表的指针均会偏转,故B错误;
CD.开关闭合后,无论滑动变阻器的滑片P匀速滑动、加速滑动或者减速滑动,滑动变阻
器接入电路阻值发生变化,A线圈的电流发生变化,从而使线圈B的磁通量发生变化,回
路产生感应电流,电表的指针会偏转,指针不会静止在中央零刻度,故C错误,D正确。
故选ADo
(3)[3]
A.在磁铁穿过线圈的过程中,由于两次用同一条形磁铁,则线圈内磁通量的变化量相同,
故A正确;
B.条形磁铁距离铜线圈上端的高度越大,在磁铁穿过线圈的过程中,条形磁铁的速度越大,
使得线圈内磁通量的变化越快,产生的感应电动势越大,产生的感应电流峰值越大,故B
正确;
C.两次实验中,条形磁铁受到的磁场力大小不同,则磁铁克服磁场力做功不同,磁铁减少
的机械能不同,所以线圈内产生的焦耳热不同,故c错误;
D.由于磁铁一直相对于线圈向下运动,根据“来拒去留”推论可知,磁体所受的磁场力一直
向上,故D错误。
故选ABo
典例分析
【典例1】(2023下•四川绵阳•高二绵阳南山中学实验学校校考期中)如图所示是“探究影响
感应电流方向和大小的因素”的实验装置:
(2)某同学闭合开关瞬间,发现电流表指针向右偏转。则将滑动变阻器的滑片向左滑动时,
能观察到电流计指针(选填“向右”或“向左”或“不”)偏转。当他将铁芯向上拔
出时,能观察到电流计指针(选填“向右”或“向左”或“不”)偏转。当他将铁
芯用更快的速度向上拔出时,更观察到电流计偏转角度(选填“更大”或“更小”
或“不变”)。
(3)通过该实验,可以得出结论:感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁
通量___________有关,感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化有关。
【答案】向右向左更大
变化快慢
【详解】(1)[1]实验电路如图:
(2)[2]某同学闭合开关瞬间,发现电流表指针向右偏转,说明磁通量增大时,电流表指
针向右偏转,则将滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流增大,电流表指针向右偏转;
[3]当他将铁芯向上拔出时,磁通量减小,能观察到电流计指针向左偏转:
[4]当他将铁芯用更快的速度向上拔出时,磁通量变化较快,则感应电动势更大啊,观察到
电流计偏转角度更大;
(3)[5][6]通过该实验,可以得出结论:感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线
圈的磁通量变化有关,感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化快慢有关。
【典例2].(2023上•浙江嘉兴•高二校考阶段练习)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。
(1)如图甲所示,当磁体的N极向下运动时,发现电流表指针偏转,若要探究线圈中产生
感应电流的方向,必须知道O
(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏转。电路稳定后,若向右移
动滑动变阻器的滑片,此过程中电流表指针向偏转,若将线圈A抽出,此过程中
电流表指针向偏转。(均选填“左”或“右”)
(3)某同学按图丙所示电路完成探究实验,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”)。
【答案】电流表指针偏转方向与电流方向间的关系左左A断开
开关
【详解】(1)[1]如题图甲所示,当磁体的N极向下运动时,发现电流表指针偏转,若要探
究线圈中产生感应电流的方向,必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系。
(2)[2][3]如题图乙所示,实验中发现闭合开关时,穿过线圈B的磁通量增加,电流表指针
向右偏;电路稳定后,若向右移动滑动变阻器的滑片,通过线圈A的电流减小,磁感应强
度减小,穿过线圈B的磁通量减少,电流表指针向左偏转;若将线圈A抽出,穿过线圈B
的磁通量减少,电流表指针向左偏转。
(3)[4][5]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,
线圈A中的电流突然减少,从而出现断电自感现象,线圈中会产生自感电动势,进而会突
然被电击一下,为了避免此现象,则在拆除电路前应断开开关。
【典例3].(2023下•上海虹口•高二上海市复兴高级中学校考期末)某实验小组在“探究影
响感应电流方向的因素”实验中,从实验室器材柜中发现除导线之外还有以下8种器材可选
用。请回答以下问题:
A.
「条形磁铁电池
INIsi
(1)确定灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系时,需要选用的实验仪器是:
(2)进行实验探究时,需要选用的实验仪器是;
(3)实验中,除了需要确定灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系之外,还需要确
定;
(4)正确连接好实验电路,当N极插入线圈时,电流表的指针向右偏转,则条形磁铁的S
极插入线圈的过程中,电流表的指针向偏转(选填“左”或“右”);
(5)如果希望实验现象更加明显,在不改变实验器材的前提下,可以如何操作?
【答案】ACDGAEF线圈绕行方向左增大条形磁体插入或抽出
的速度
【详解】(1)[1]灵敏电流计的量程较小,允许通过的电流较小,因此可以将电池、20k。定
值电阻、控制开关与灵敏电流计构成回路,通过电池的正负极确定电路中电流方向,从而确
定电流进入灵敏电流计的方向与指针偏转方向之间的关系,因此需要选用的实验仪器是
ACDG-
(2)[2]由于实验目的是“探究影响感应电流方向的因素”,需要有磁场与闭合回路,根据给
出的器材,磁场由条形磁体产生,回路由灵敏电流计与线圈组成,因此进行实验探究时,需
要选用的实验仪器是AEF。
(3)[3]根据上述,通过灵敏电流计的偏转方向可以确定感应电流的方向,实验还需要确定
线圈中感应电流产生的磁场方向与条形磁体产生的磁场方向的关系,因此实验时还需要确定
线圈的绕行方向。
(4)[4]当N极插入线圈时,电流表的指针向右偏转,表明穿过线圈的磁通量向下增大时,
电流表的指针向右偏转。当条形磁铁的S极插入线圈的过程中,穿过线圈的磁通量向上增
大,可知电流表的指针向左偏转。
(5)[5]要是的实验现象更加明显,即产生的感应电流增大,产生的感应电动势也增大,根
据
可知,只需要增大穿过回路的磁通量的变化率,则在不改变实验器材的前提下,可以增大条
形磁体插入或抽出的速度。
对点训练
1.(2023•浙江嘉兴•高二校联考期中)嵋嵋同学用如图甲所示的装置探究电磁感应现象,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:
甲乙
(1)要想使灵敏电流计指针发生偏转产生感应电流,嵋嵋同学进行了以下四种操作,其中
可行的是;
A.螺线管不动,磁铁N极向下匀速插入螺线管
B.磁铁不动,螺线管向上加速靠近磁铁的N极
C.磁铁与螺线管以共同的速度一起匀速向右运动
D.磁铁插入螺线管内静止不动,让螺线管内的磁场保持最强
(2)小石同学又将实验装置进行了改造,用如图乙所示的装置做“探究影响感应电流方向的
因素”实验,螺线管A、滑动变阻器、开关与电池相连构成回路,螺线管B与“0刻度线”在
中间的灵敏电流计构成闭合回路,螺线管B套在螺线管A的外面。若闭合开关瞬间,灵敏
电流计的指针偏向0刻度的右侧,则通过不同的操作观察指针摆动情况,以下正确的
有O
A.断开开关时,灵敏电流计的指针会偏向0刻度的左侧
B.滑动变阻器的滑片匀速向右滑动,灵敏电流计指针静止在中央不会偏转
C.滑动变阻器的滑片向左加速或向左减速移动,灵敏电流计指针都偏向0刻度的右侧
D.开关闭合后,线圈A插入或拔出的速度越快,电流计指针偏转角度也越大
(3)乙图中,在实验开始前,应先把滑动变阻器的滑片置于最端(填“左”或“右”),
然后再闭合开关;当实验结束,在开关还没断开,A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情
况下,阿龙同学直接用手去拆除某螺线管处的导线时,由于自感现象突然被电击了一下,则
请你分析一下,阿龙同学被电击可能是在拆除(选填"A”或"B")螺线管所在电
路时发生的。
【答案】AB/BAACD右A
【详解】(1)[1]
A.螺线管不动,磁铁N极向下匀速插入螺线管,穿过螺线管的磁通量会发生变化,会有感
应电流产生,故A正确;
B.磁铁不动,螺线管向上加速靠近磁铁的N极,穿过螺线管的磁通量会发生变化,会有感
应电流产生,故B正确;
C.磁铁与螺线管以共同的速度一起匀速向右运动,穿过螺线管的磁通量不变,不会有感应
电流产生,故c错误;
D.磁铁插入螺线管内静止不动,让螺线管内的磁场保持最强,穿过螺线管的磁通量不变,
不会有感应电流产生,故D错误。
故选ABo
(2)[2]螺线管B套在螺线管A的外面。若闭合开关瞬间,灵敏电流计的指针偏向0刻度
的右侧,可知通过螺线管B的磁通量增加时,灵敏电流计的指针向右偏转。
A.断开开关时,通过螺线管B的磁通量减少,则灵敏电流计的指针会偏向0刻度的左侧,
故A正确;
B.滑动变阻器的滑片匀速向右滑动,螺线管A中的电流减小,通过螺线管B的磁通量减
少,则灵敏电流计的指针会偏向0刻度的左侧,故B错误;
C.滑动变阻器的滑片向左加速或向左减速移动,螺线管A中的电流增大,通过螺线管B
的磁通量增大,灵敏电流计指针都偏向0刻度的右侧,故C正确;
D.开关闭合后,线圈A插入或拔出的速度越快,螺线管B中的磁通量变化越快,产生的
感应电动势越大,感应电流越大,则电流计指针偏转角度也越大,故D正确。
故选ACD=
(3)[3]乙图中,在实验开始前,应先把滑动变阻器的滑片置于最右端,使滑动变阻器接入
电路阻值最大,然后再闭合开关;
[4]当实验结束,在开关还没断开,A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下,阿龙同学
直接用手去拆除某螺线管处的导线时,由于自感现象突然被电击了一下,阿龙同学被电击可
能是在拆除A螺线管所在电路时发生的,在拆除电路时,线圈A中的电流突然减少,从而
出现断电自感现象,线圈中会产生自感电动势,进而突然会被电击了一下。
2.(2023下•江苏扬州•高二统考期中)某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电
流方向的因素
图a图b图c
(1)图。中,将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离,出现的现象是
A.灯泡N、3均不发光B.灯泡/、8交替短暂发光
C.灯泡/短暂发光、灯泡3不发光D.灯泡/不发光、灯泡8短暂发光
(2)通过实验得知:当电流从图6中电流计的正接线柱流入时指针向右偏转;则当磁体.
(选填“向上”或“向下”)运动时,电流计指针向右偏转。
(3)为进一步探究影响感应电流方向的因素,该小组设计了如图c的电路,请用实线完成
其余部分电路的连接
(4)若图c电路连接正确,在闭合开关前,滑动变阻器滑片应移至最(选填“左”
或“右”)端
(5)若图c电路连接正确,开关闭合瞬间,指针向左偏转,则将铁芯从线圈尸中快速抽出
时,观察到电流计指针
A.不偏转
【答案】左
C
【详解】(1)[1]条形磁铁向上移动一小段距离,穿过螺线管的磁感线减少,向下移动一小
段距离,穿过螺线管的磁感线增加,移动方向不同,产生的感应电流方向不同,根据二极管
具有单向导电性可知灯泡/、8交替短暂发光,ACD错误,B正确。
故选Bo
(2)[2]当磁体向上运动时,穿过螺旋管的磁通量为竖直向下的减少,根据楞次定律,可知
线圈中的感应电流产生的磁场竖直向下,根据右手螺旋定则可知电流从正接线柱流入,指针
向右偏;故磁体向上运动。
(3)[3]根据感应电流产生的条件可知,要想进一步探究影响感应电流方向的因素,需要组
成一个闭合回路,还需要一个含有电源的电路形成一个电磁铁,电路连接如图所示
(4)[4]闭合开关瞬间,电路中电流增多,电磁铁的磁性增强,穿过螺线管的磁感线增多,
会产生感应电流,为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表,闭合开关前需要将滑动变阻器
的滑片移到最左端。
(5)[5]开关闭合瞬间,穿过螺线管的磁通量增多,根据题意可知指针向左偏转,所以将铁
芯从线圈尸中快速抽出时,穿过螺线管的磁通量减少,观察到电流计指针向右偏转。故AB
错误,C正确。
故选C。
3.(2023•河北石家庄•高二河北新乐市第一中学校考期中)在研究电磁感应现象的实验中所
用的实验仪器如图所示,它们是:电流计、直流电源、带铁芯的线圈A、线圈B、电键、滑
动变阻器。
(1)按实验要求补充连接电路=
(2)连接好实验电路后,闭合开关的瞬间,发现电流计指针向右偏转。当电流计指针回到
原位置后,将滑动变阻器的滑动触头快速向左滑动,则会观察到电流计指针向
偏转。
(3)把A线圈从同样高度插到B线圈中同样的位置处,第一次快插,第二次慢插,两情况
下线圈中产生的感应电动势的大小分别为耳和外,流过B线圈的电荷量分别为4和%有用
E2,/%(填>,=,或<)
,铁芯
Ab
【答案】左>
【详解】(1)[1]电路如图所示。
(2)[2]闭合开关的瞬间,发现电流计指针向右偏转,可知线圈B内磁通量增加时电流计指
针向右偏转;将滑动变阻器触头快速向左滑动,线圈A电流减小,线圈B内磁通量减小,
灵敏电流计指针将向左偏转。
(3)[3]把A线圈从同样高度插到B线圈中同样的位置处,第一次快插,第二次慢插,第一
次磁通量变化快,第二次磁通量变化慢,根据法拉第电磁感应定律
E=""
Nt
可知两情况下线圈中产生的感应电动势的大小为
&>E2
[4]流过B线圈的电荷量为
,”△①
q=It=-------
,R
把A线圈从同样高度插到B线圈中同样的位置处,磁通量变化量相同,故
4.(2023下•黑龙江齐齐哈尔・高二统考期中)如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺的导线补接完整______
(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后可能出现的
情况有:
a.将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将(填“向左偏转一下”或“向右偏转
一下“).
b.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针将(填“向
左偏转一下”或“向右偏转一下”).
c.如题图所示,把原线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处,第一次快插,第二次慢
插,两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是4E2.通过线圈截面电量的大
小关系是2%O(均填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】向右偏转一下向左
偏转一下大于等于
【详解】(1)[1]将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路,再将电流计与大螺线
管串联成另一个回路,电路图如图所示
(2)a.[2]在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,此时穿过副线圈的磁通量
增大;将原线圈迅速插入副线圈时,穿过副线圈的磁通量增大,灵敏电流表的指针向右偏一
下;
b.[3]原线圈插入副线圈后,由电路图可知,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,滑动变阻器
接入电路的阻值变大,原线圈电流变小,穿过副线圈的磁场方向不变,但磁通量变小,灵敏
电流计指针将向左偏转一下;
c.[4]根据
门山①
E=-----
可知快插和慢插时,磁通量变化量相同,时间不同,两情况下线圈中产生的感应电动势大小
关系是
E[>E2
[5]根据
〃△①人必①
q=IAt=-------\t=------
R
可知
%二%
5.(2023下•海南省直辖县级单位•高二校考期中)“研究电磁感应现象”的实验装置如图所示。
(1)将图中所缺的导线补接完整.
(2)当通电线圈插在感应线圈中时,如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了
一下,那么合上开关后进行下述操作时可能出现的情况是:
①将通电线圈迅速插入感应线圈时,灵敏电流计指针将o(选填“向左”“向右”或“不偏
转”)
②通电线圈插入感应线圈后,将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时,灵敏电流计指针
(选填“向左”“向右”或“不偏转”)
(3)在实验时,如果感应线圈两端不接任何元件,则感应线圈电路中将o
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.不能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向
D.可以用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向
BD/DB
【详解】(1)[1]探究电磁感应现象实验电路分两部分、电源、开关、滑动变阻器、其中一
个线圈组成闭合电路,灵敏电流计与另一个线圈组成另一个闭合电路,实物电路图如图所示
号令I
(2)①⑵在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下,说明当通过感应线圈的磁
通量增加时,产生的感应电流将使灵敏电流计的指针向右偏转;将通电线圈迅速插入感应线
圈时,通过感应线圈的磁通量增加,灵敏电流计指针将向右偏。
②[3]将通电线圈插入感应线圈后,将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时,滑动变阻器接入
电路的阻值将增大,电路电流减小,电流产生的磁感应强度减小,通过感应线圈的磁通量减
小,灵敏电流计指针将向左偏。
(3)[4]在上述实验中,如果感应线圈两端不接任何元件,通过感应线圈的磁通量发生变化,
感应线圈中将有感应电动势,能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向;但因电路不是
闭合的,所以无感应电流。
故选BDo
6.(2023下•福建厦门•高二统考期末)在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中:
(1)为明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系,除灵敏电流计、
导线、定值电阻和开关这些器材之外,还需要(选填或"C”);
(2)实验得出,电流由“+”接线柱流入时灵敏电流计指针向右偏转,电流由“一”接线柱流入
时指针向左偏转;如图甲所示,该同学将条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中,发现指
针(选填“向左”“向右”或“不”)偏转;
(3)如图乙所示,将第(2)问中的螺线管置于电子秤上,在条形磁铁的N极从螺线管拔
出的过程中,电子秤的示数会(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】C向右变小
【详解】(1)[1]为明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系,除题
中器材外,还需要直流电源确定电流的方向。
故选C。
(2)[2]将条形磁铁的N极从螺线管拔出时,由楞次定律可知,螺线管中感应电流沿顺时
针方向,即电流由“+”接线柱流入灵敏电流计,则指针向右偏转。
(3)[3]根据楞次定律“来拒去留”的结论可知,电子秤的示数会变小。
7.(2023・上海徐汇•高二位育中学校考期末)在“研究磁通量变化时感应电流的方向”实验中,
实物电路连接如图:
(1)实物图中有一个元件接错了回路,请指出并改正:;
(2)在实验中,变阻器滑片向右移动,观察到灵敏电流计指针向右偏转,已知原线圈A中
的电流是顺时针方向(从上往下看),则流经灵敏电流计的电流方向是(选填“左进右
出”或“右进左出”);为使灵敏电流计指针向左偏转,采取的方法有(写出一种方法):;
(3)某组同学实验中,发现灵敏电流计指针的偏转始终很小,可能的原因是o
【答案】开关应接入原线圈A所在的回路右进左出断开开关原线圈
A中未插入铁芯
【详解】(1)[1]开关应接入原线圈A所在的回路。
(2)[2]灵敏电流计指针向右偏转所以流经灵敏电流计的电流方向是右进左出。
[3]由题意知当B线圈中磁通量增加时产生的感应电流流经灵敏电流计时指针向右偏转,故
使灵敏电流计指针向左偏转可以减小B线圈中的磁通量,如断开开关、变阻器滑片向左滑
动等。
(3)[4]灵敏电流计指针的偏转始终很小的原因可能为原线圈A中未插入铁芯、电池使用
时间过长等。
8.(2023下•安徽滁州•高二安徽省定远中学校考阶段练习)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
(1)如图甲所示,当磁铁的N极向下运动时,发现电流表指针偏转,若要探究线圈中产生
感应电流的方向,必须知道.
(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏转。电路稳定后,若向左移
动滑片,此过程中电流表指针向偏转,若将线圈A抽出,此过程中电流表指针向—
偏转(均选填“左”或“右”)
(3)某同学按图丙完成探究实验,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,要避免电击发生,故在拆除电路前应_______
(选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”)。
【答案】电流表指针偏转方向与电流方向间的关系右左断开开关
【详解】(1)[1]如图甲所示,当磁铁的N极向下运动时,发现电流表指针偏转,若要探究
线圈中产生感应电流的方向,必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系。
(2)[2]如图乙所示,实验中发现闭合开关时,穿过线圈B的磁通量增加,电流表指针向右
偏;电路稳定后,若向左移动滑动触头,通过线圈A的电流增大,磁感应强度增大,穿过线
圈B的磁通量增大,电流表指针向右偏转;
[3]若将线圈A抽出,穿过线圈B的磁通量减少,电流表指针向左偏转;
(3)[4]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A线
圈时,线圈A中的电流突然减少,从而出现断电自感现象,线圈中会产生自感电动势,进而
突然会被电击了一下;为了避免此现象,则在拆除电路前应断开开关。
9.(2023上•陕西西安•高二统考期末)如图是“研究电磁感应现象”的实验装置:
(1)将图中所缺导线补充完整,连成实验电路.
(2)下列能引起灵敏电流表指针偏转的操作是,
A.开关闭合和断开的瞬间
B.闭合开关后,线圈A在B中上下移动
C.开关保持闭合,且不改变变阻器滑片的位置
D.断开开关后,将变阻器的滑片向右移动
(3)电路连接正确之后(A在B中),闭合开关时发现灵敏电流表的指针向左偏了一下。
若保持其他不变,仅将滑动变阻器滑片迅速向左移动,电流表的指针将(选填“向右
偏”或“向左偏”):若将线圈A从线圈B中迅速拨出时,电流表的指针将(选填“向右
偏''或"向左偏”)
AB/BA向
【详解】(1)[1]实物连线如图所示
(2)[2]
A.开关闭合和断开的瞬间,通过线圈B的磁通量均发生变化,灵敏电流表指针发生偏转,
故A正确;
B.闭合开关后,线圈A在B中上下移动,通过线圈B的磁通量发生变化,灵敏电流表指
针发生偏转,故B正确;
C.开关保持闭合,且不改变变阻器滑片的位置,通过线圈B的磁通量保持不变,灵敏电流
表指针不发生偏转,故C错误;
D.断开开关后,将变阻器的滑片向右移动,通过线圈B的磁通量一直为零,灵敏电流表指
针不发生偏转,故D错误。
故选ABo
(3)[3]电路连接正确之后(A在B中),闭合开关时,通过线圈B的磁通量增加,发现灵
敏电流表的指针向左偏了一下。若保持其他不变,仅将滑动变阻器滑片迅速向左移动,滑动
变阻器接入电路阻值变小,线圈A的电流增大,通过线圈B的磁通量增加,电流表的指针
将向左偏;
[4]若将线圈A从线圈B中迅速拨出时,通过线圈B的磁通量减少,电流表的指针将向右偏。
10.(2023下•北京东城•高二北京二中校考期中)图1为“探究影响感应电流方向的因素”的
实验装置,所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为:当电流从“+”接线柱流入电流
表时,指针向右偏转。
(1)将条形磁铁按如图1方式S极向下插入螺线管时,发现电流表的指针向右偏转。螺线
管的绕线方向如图2所示。请在图2中标出螺线管中的感应电流方向。
图1图2
(2)对实验结果进行分析可得出结论:当穿过螺线管的磁通量增加时,感应电流产生的磁
场与条形磁铁的磁场方向(填“相同”或“相反”);接上面的(1),将条形磁铁从
螺线管中抽出时,电流表的指针向(填“左”或“右”)偏转。
(3)通过变换磁极、改变螺线管线圈绕行方向,多次实验后总结出如下结论:感应电流的
磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的(选填“增加”或“减少”或“变化”)。
(4)为了验证规律是否具有普遍性,如图3所示将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、
线圈B.前述电流表及开关进行连接。其中A线圈绕法如图4所示,B线圈绕法如图5所
示。开关闭合,先将线圈A放在线圈B中,按照先理论分析再实验检验的方法进行研究。
下列四个选项中能够实现的是=
A.断开开关的瞬间,电流表指针将向左偏转
B.将线圈A从线圈B中拔出时,电流表指针将向右偏转
C.当滑动变阻器的滑片向左加速滑动时,电流表指针将向右偏转
D.当滑动变阻器的滑片向左匀速滑动时,电流表指针不发生偏转
图3
变化AC/CA
【详解】(1)口]如图
df
(2)[2]当穿过螺线管的磁通量增加时,根据产生的电流方向,由右手定则可判断出产生的
感应电流的磁场与原磁场方向相反。
[3]将条形磁铁从螺线管中抽出时,穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律,感应电流的磁
通量应与原磁场方向相同,阻碍磁通量的减小,根据安培定则可判断,电流表的指针向左偏
转。
(3)[4]通过变换磁极、改变螺线管线圈绕行方向,多次实验后总结出如下结论:感应电流
的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(4)[5]由图3可以知道,A线圈中电流的方向由。流向6,由图4,根据安培定则可以知
道,A线圈中磁场的方向向上。
A.断开开关的瞬间,A线圈中的磁通量减小,B线圈中的磁通量也减小,根据楞次定律可
以知道,B线圈中电流的方向由d流向c,电流从左接线柱流入电流表,电流表指针将向左
偏转,故A正确;
B.将线圈A从线圈B中拔出时,B线圈中的磁通量也减小,根据楞次定律可以知道,B线
圈中电流的方向由1流向c,电流从左接线柱流入电流表,电流表指针将向左偏转,故B错
误;
CD.当滑动变阻器的滑片向滑动时,滑动变阻器接入电路的部分电阻值减小,则电路中的
电流增大,A线圈中的磁通量增大,B线圈中的磁通量也增大,根据楞次定律可以知道,B
线圈中电流的方向由c流向力电流从右接线柱流入电流表,电流表指针将向右偏转,故C
正确,D错误。
故选ACo
11.(2023下•湖南•高二校联考期中)在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中。
(1)如图甲所示,当磁体向下运动时,发现电流表指针偏转,若要知晓线圈中产生的感应
电流的方向,必须知道电流从正(或负)接线柱流入时,。
(2)已知电流从正接线柱流入电流表时,指针向右摆动,某同学先将多用电表(此时为欧
姆挡)的红表笔接灵敏电流表的正接线柱。再将黑表笔(填“短暂”或“持续”)
接灵敏电流表的负接线柱,则灵敏电流表的指针向(填“左”或“右”)摆动。实
验中该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时,发现电流表的指针向右偏转,请在图乙
中用字母N、S标出磁铁的极性。
(3)为了判断线圈的绕向,可将灵敏电流计G与线圈M连接成如图丙所示的回路。当电
流从电流计G左端流入时,指针向左偏转。将磁体的N极向下从线圈上方竖直插入线圈M
的过程中时,发现指针向左偏转。俯视线圈,线圈上导线绕向为沿(填“顺时针”
或“逆时针”)由a端开始绕至b端。
【答案】灵敏电流计指针的偏转方向短暂左见解析顺时针
【详解】(1)[1]要探究线圈中感应电流的方向,必须知道感应电流从正(负)接线柱流入
时,电流表指针的偏转方向;
(2)[2]该同学先将多用电表的红表笔接灵敏电流表的正接线柱,再将黑表笔短暂接灵敏电
流表的负接线柱;
[3]因黑表笔接内部电源的正极,电流由电流表的负接线柱流入灵敏电流表的,则灵敏电流
表的指针向左摆动;
[4]实验中该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时,发现电流表的指针向右偏转,说
明电流是从电流表右边的接线柱流入的,在图丙中用字母N、S标出磁铁的极性,如下图
(3)[5]将磁体N极向下从线圈上方竖直插入M时,穿过线圈的磁场方向向上,磁通量增
加,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向向上,电流计指针向左偏转,说明电流从左端流
入电流计,由安培定则可知,俯视线圈,其绕向为沿逆时针方向由。端开始绕至6端。
12.(2023下•四川成都•高二校联考期中)某同学用如图所示的电路探究影响感应电流的因
素,G为灵敏电流计(已知电流由“+”接线柱流入,指针向右偏转;电流由“一”接线柱流入,
指针向左偏转),采用如下步骤完成实验:
图(a)图(b)
(1)如图(a),将条形磁铁的N极向下插入线圈的过程中,该同学发现灵敏电流计的指针
(填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”)。
(2)如图(6),将条形磁铁的S极向上抽出线圈的过程中,该同学发现灵敏电流计的指针.
(填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转
(3)经过多次实验操作,得出结论:当穿过线圈的磁通量增大时,感应电流的磁场方向与
条形磁铁在线圈内产生的磁场方向(填“相同”“相反”或“没有关系”);当穿过线
圈的磁通量减小时,感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向
(填“相同”“相反”或“没有关系”)。
【答案】向左偏转向左偏转相反相同
【详解】(1)[1]将条形磁铁的N极向下插入线圈的过程中,穿过线圈的磁通量增大,感应
电流的磁场与条形磁铁在该处产生的磁场方向相反,即感应电流的磁场方向向上,根据右手
定则可知,感应电流从灵敏电流表的“一”极流入,指针向左偏转。
(2)[2]将条形磁铁的S极向上抽出线圈的过程中,穿过线圈的磁通量减小,感应电流的磁
场与条形磁铁在该处产生的磁场方向相同,即感应电流的磁场方向向上,根据右手定则可知,
感应电流从灵敏电流表的“一”极流入,指针向左偏转。
(3)[3][4]经过多次实验操作,可总结结论:当穿过线圈的磁通量增大时,感应电流的磁
场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向相反;当穿过线圈的磁通量减小时,感应电流的
磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向相同。
13.(2023下•陕西西安•高二西安市庆安高级中学校考期中)张同学在实验室探究“影响感应
电流方向的因素“,他连接好的电路如图甲所示。
(1)张同学先将线圈A插入线圈B,接着闭合开关,发现灵敏电流计的指针向左偏了一下,
电路稳定后,将滑动变阻器的滑片P向右滑动,灵敏电流计的指针将向(填“左”
或“右”)偏。
(2)张同学第一次将滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动,第二次将滑动变阻器的滑片P快
速向右移动,发现灵敏电流计的指针第二次摆动的幅度比第一次的幅度大,这是因为第二次
穿过线圈中的(填“磁通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”)比第一
次的大。
(3)张同学移除线圈A及其连接的电路,已确定电流从G表正接线柱流入时,指针向右偏
转,从负接线柱流入时,指针向左偏转,现将位于线圈B正上方的条形磁铁沿竖直方向向
上匀速移动,如图乙所示,则该过程中灵敏电流计指针将向(填“左”或“右”)
偏。
【答案】左磁通量的变化率右
【详解】(1)[1]先将线圈A
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