2023版高三一輪總復(fù)習(xí)物理（新教材新高考）第11章實驗14探究影響感應(yīng)電流方向的因素

1、 探究影響感應(yīng)電流方向的因素 教材原型實驗實驗原理與操作典例1小明用如圖甲所示的裝置研究“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”，螺線管與電流計構(gòu)成閉合電路，條形磁鐵N極朝下。(1)要想使電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，小明進行了以下4種操作，其中可行的是_(選填選項前的字母)。甲A螺線管不動，磁鐵勻速插入或拔出螺線管B螺線管不動，磁鐵加速插入或拔出螺線管C磁鐵與螺線管保持相對靜止，一起勻速向上運動D磁鐵與螺線管保持相對靜止，一起在水平面內(nèi)做圓周運動(2)在(1)的研究中，小明發(fā)現(xiàn)電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向會有不同，也就是感應(yīng)電流的方向不同，根據(jù)(1)中的操作，感應(yīng)電流方向與下列哪些因素有關(guān)_(選填選項前的字母)。A磁鐵的磁性強弱 B

2、磁鐵運動的方向C磁鐵運動的速度大小 D螺線管的匝數(shù)(3)小明又將實驗裝置改造，如圖乙所示，螺線管A經(jīng)過滑動變阻器與開關(guān)、電源相連構(gòu)成直流電路；螺線管B與電流計構(gòu)成閉合電路。螺線管B套在螺線管A的外面。為了探究影響感應(yīng)電流方向的因素，閉合開關(guān)后，以不同的速度移動滑動變阻器的滑片，觀察指針擺動情況；由此實驗可以得出的正確結(jié)論是_(選填選項前的字母)。乙A螺線管A的磁性變強或變?nèi)跤绊懼羔様[動方向B螺線管A的磁性變強或變?nèi)跤绊懼羔様[動幅度大小C螺線管A的磁性強弱變化快慢影響指針擺動方向D螺線管A的磁性強弱變化快慢影響指針擺動幅度大小(4)在(3)的研究中，閉合開關(guān)后，螺線管A的電流穩(wěn)定時，螺線管B中也

3、存在磁場，但不出現(xiàn)感應(yīng)電流，這說明什么？_。解析(1)螺線管不動，磁鐵勻速插入或拔出螺線管，穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化，根據(jù)楞次定律可知，在螺線管中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，即電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A項正確；螺線管不動，磁鐵加速插入或拔出螺線管，穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化，根據(jù)楞次定律可知，在螺線管中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，即電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B項正確；磁鐵與螺線管保持相對靜止，一起勻速向上運動，穿過螺線管的磁通量不變，根據(jù)楞次定律可知，在螺線管中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，即電流計指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C項錯誤；磁鐵與螺線管保持相對靜止，一起在水平面內(nèi)做圓周運動，穿過螺線管的磁通量不變，根據(jù)楞次定律可知，在螺線管中不會產(chǎn)生感

4、應(yīng)電流，即電流計指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，D項錯誤。(2)根據(jù)(1)中的操作可知，在磁鐵插入或拔出螺線管時，電流計指針偏轉(zhuǎn)方向不同，說明感應(yīng)電流方向與磁鐵運動方向有關(guān)，B項正確。(3)螺線管A的磁性變強或變?nèi)鯐r，穿過螺線管B的磁通量變大或變小，由楞次定律可知，螺線管B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反，所以螺線管A的磁性變強或變?nèi)跤绊懼羔様[動方向，A項正確，B項錯誤；螺線管A的磁性強弱變化越快，由法拉第電磁感應(yīng)定律ENeq f(,t)可知，螺線管B中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，感應(yīng)電流越大，所以螺線管A的磁性強弱變化快慢影響指針擺動幅度大小，C項錯誤，D項正確。(4)閉合開關(guān)后，螺線管A的電流穩(wěn)定時，螺線管B中也存在磁

5、場，但穿過螺線管B的磁通量不變，則無感應(yīng)電流產(chǎn)生。答案(1)AB(2)B(3)AD(4)穿過螺線管B的磁通量不變，則無感應(yīng)電流產(chǎn)生數(shù)據(jù)處理與誤差分析典例2在“探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律”實驗中。(1)用試觸的方法確定電流方向與電流計指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。如圖1所示，實驗表明，如果電流從正接線柱流入，指針將向_(選填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)。圖1圖2圖3(2)用如圖3所示的實驗裝置(線圈繞向如圖2所示)，若電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，則線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場的方向_(選填“向上”或“向下”)。(3)用電流表觀察感應(yīng)電流的方向，然后判斷感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向，得到如下實驗記錄。磁鐵的磁場方向向下向下向上向上穿過線

6、圈的磁通量的變化增加減少增加減少感應(yīng)電流的磁場方向向上向下向下向上由此得出下列判斷中正確的是()A感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向和磁鐵的磁場方向一定相反B感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向和磁鐵的磁場方向一定相同C磁通量增大時，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向和磁鐵的磁場方向一定相反D磁通量減小時，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向和磁鐵的磁場方向一定相反解析(1)由圖1可知，如果電流從正接線柱流入，指針將向右偏轉(zhuǎn)。(2)若電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，那么從上往下看，電流的方向為逆時針，根據(jù)安培定則，線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場的方向向上。(3)由表中實驗信息可知，在實驗中，穿過線圈的磁通量減少時，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相同，穿過線圈

7、的磁通量增加時，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向和磁鐵的磁場方向相反，A、B、D三項錯誤，C項正確。答案(1)右(2)向上(3)C 拓展創(chuàng)新實驗實驗設(shè)計創(chuàng)新典例3小明學(xué)了有關(guān)電磁方面的知識后，設(shè)計了如圖所示的甲、乙兩個裝置甲乙(1)為了探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，小明應(yīng)選用_裝置進行實驗。(2)小明選用甲裝置探究有關(guān)知識時，進行了如下的操作，其中不能使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是_(填序號)。讓導(dǎo)線ab在磁場中斜向上運動讓導(dǎo)線ab在磁場中沿水平方向左右運動讓導(dǎo)線ab沿豎直方向上下運動(3)如果在乙裝置的實驗中，當(dāng)開關(guān)閉合時，發(fā)現(xiàn)直導(dǎo)線ab向左運動，若要使導(dǎo)線ab向右運動，你采取的措施是_。(4)甲、乙兩圖的原理分別用于

8、制造_和_。(均選填“電動機”或“發(fā)電機”)解析(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象是研究磁生電的現(xiàn)象，甲圖是研究導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，乙圖是研究電流的磁效應(yīng)，故選甲圖。(2)對甲圖，要產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)體棒需切割磁感線。讓導(dǎo)線ab在磁場中斜向上運動以及讓導(dǎo)線ab在磁場中沿水平方向左右運動，都切割了磁感線，都能產(chǎn)生感應(yīng)電流，都能使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；讓導(dǎo)線ab沿豎直方向上下運動，導(dǎo)體棒沒有切割磁感線，故不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，不能使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故選。(3)如果在乙裝置的實驗中，當(dāng)開關(guān)閉合時，發(fā)現(xiàn)直導(dǎo)線ab向左運動，是由于直導(dǎo)線ab受到安培力作用，若要使導(dǎo)線ab向右運動，只需要改變電流的方向或磁場的方向即

9、可，可以采取的措施如下：將磁鐵N、S極對調(diào)(或?qū)⑦B接電源兩極的導(dǎo)線對調(diào))。(4)題圖甲是導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，是制造發(fā)電機原理；題圖乙是通電導(dǎo)體棒在磁場中受安培力作用發(fā)生運動，是制造電動機原理。答案(1)甲(2)(3)將磁鐵N、S極對調(diào)(或?qū)⑦B接電源兩極的導(dǎo)線對調(diào))(4)發(fā)電機電動機實驗原理創(chuàng)新典例4軟鐵環(huán)上繞有A、B、C三個線圈，線圈的繞向如圖所示，三個線圈分別與另一線圈M、電源和一個電流表相連，當(dāng)S1閉合、S2斷開時，將一磁鐵N極向下加速插入線圈M時，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。(1)保持S1閉合、S2斷開，磁鐵S極向下加速插入線圈M時，電流表指針_(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn)。(

10、2)保持S1閉合、S2斷開，磁鐵N極向下插入線圈M后保持不動時，電流表指針_(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn)。(3)保持S1斷開，在S2閉合瞬間，電流表指針_(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn)。解析(1)將磁鐵N極向下加速插入線圈M時，根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生條件和楞次定律可知，M中產(chǎn)生從上往下看逆時針方向的感應(yīng)電流，則A中電流從左端進，從右端出，A產(chǎn)生的磁場方向從左向右，則C中磁場方向從上向下，且磁場增強，根據(jù)楞次定律可知，線圈C中感應(yīng)電流的磁場方向從下向上，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。若保持S1閉合、S2斷開，將磁鐵S極向下加速插入線圈M過程中，此時與之相反，則電流表指針向左偏轉(zhuǎn)。(2)若保持S1閉

11、合、S2斷開，將磁鐵N極向下插入線圈M中保持不動，線圈A中無電流，B中無電流，所以線圈C中的磁場不變，磁通量不變，故無感應(yīng)電流產(chǎn)生。(3)若保持S1斷開，在S2閉合瞬間，B中電流瞬時增大，軟鐵環(huán)中產(chǎn)生順時針方向磁場，則C中磁場方向從上向下，且增大，故C會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。答案(1)向左(2)不(3)向右實驗器材創(chuàng)新典例5在研究電磁感應(yīng)的實驗中，實驗裝置如圖所示。線圈C與靈敏電流表構(gòu)成閉合電路。電源、開關(guān)、帶有鐵芯的線圈A、滑動變阻器構(gòu)成另一個獨立電路。表格中的第三行已經(jīng)列出了實驗操作以及與此操作對應(yīng)的電流表的表針偏轉(zhuǎn)方向，請以此為參考，把表格填寫完整。實驗操作電流表的表針偏向1閉合開關(guān)S瞬間表針向_擺動2在開關(guān)S閉合的情況下，滑動變阻器的觸頭向右滑動時表針向右擺動3在開關(guān)S閉合的情況下，線圈A遠(yuǎn)離線圈C時表針向_擺動4在開關(guān)S閉合的情況下，將