新人教版實(shí)驗(yàn)十五探究影響感應(yīng)電流方向的因素學(xué)案

實(shí)驗(yàn)十五探究影響感應(yīng)電流方向的因素必備知識(shí)·自主落實(shí)一、實(shí)驗(yàn)裝置與操作裝置圖操作要領(lǐng)注意事項(xiàng)思路：只要改變穿過(guò)閉合回路的磁通量，就可以使閉合回路產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的有無(wú)通過(guò)連接在回路中的電流計(jì)的指針是否偏轉(zhuǎn)來(lái)判定．(1)確定電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流流向的關(guān)系．(2)利用圖甲研究開關(guān)閉合、斷開、滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭移動(dòng)時(shí)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向．(3)利用圖乙研究條形磁鐵N極向下(或S極向下)插入、抽出時(shí)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向．(1)確定電流方向與電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系時(shí)，要用試觸法并注意減小電流強(qiáng)度，防止電流過(guò)大或通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)損壞電流計(jì)．(2)歸納感應(yīng)電流方向與其他因素的關(guān)系，宜實(shí)驗(yàn)前設(shè)計(jì)好表格，并明確線圈的繞線方向．二、得出結(jié)論1．當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相反；當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相同．2．當(dāng)磁鐵靠近線圈時(shí)，兩者相斥；當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離線圈時(shí)，兩者相吸．關(guān)鍵能力·精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)例1[2023·北京通州區(qū)期末]某同學(xué)探究“影響感應(yīng)電流方向的因素”．請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)如圖甲所示，導(dǎo)線在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．要想使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變，即感應(yīng)電流方向發(fā)生改變，他進(jìn)行了以下4種操作，其中可行的是________．(選填選項(xiàng)前的字母)A．只增大導(dǎo)線切割磁感線的速度大小B．只增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度C．只改變導(dǎo)線切割磁感線的速度方向D．只改變磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向(2)如圖乙所示，螺線管與靈敏電流計(jì)構(gòu)成閉合電路．實(shí)驗(yàn)中，保持螺線管不動(dòng)，條形磁鐵插入或拔出螺線管，他發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向也會(huì)有不同，則感應(yīng)電流方向與下列因素有關(guān)的是________．(選填選項(xiàng)前的字母)A．條形磁鐵周圍的磁場(chǎng)方向B．條形磁鐵的磁性強(qiáng)弱C．條形磁鐵運(yùn)動(dòng)的方向D．條形磁鐵運(yùn)動(dòng)的速度大小(3)他將實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)，如圖丙所示，用導(dǎo)線將螺線管A、滑動(dòng)變阻器與開關(guān)、電池相連構(gòu)成電路；螺線管B與靈敏電流計(jì)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(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，觀察電流計(jì)指針擺動(dòng)情況．據(jù)此實(shí)驗(yàn)操作，可以得出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論是________．(選填選項(xiàng)前的字母)A．螺線管A磁場(chǎng)方向的改變影響指針擺動(dòng)方向B．螺線管A磁性強(qiáng)弱的改變影響指針擺動(dòng)方向C．螺線管A磁性強(qiáng)弱變化的快慢影響指針擺動(dòng)方向D．螺線管A磁性強(qiáng)弱變化的快慢影響指針擺動(dòng)幅度的大小(4)通過(guò)上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)可知，影響閉合回路中感應(yīng)電流方向的因素可能與________有關(guān)．[解題心得]針對(duì)訓(xùn)練1.[2023·北京房山區(qū)模擬]我們可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究影響感應(yīng)電流方向的因素．以下是實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程的一部分，請(qǐng)補(bǔ)充完整．(1)如圖甲所示，當(dāng)磁鐵的N極向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，若要探究線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向，必須知道__________________________．(2)如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)閉合開關(guān)時(shí)，電流計(jì)指針向右偏．電路穩(wěn)定后，若向左移動(dòng)滑片，則電流計(jì)指針向________偏轉(zhuǎn)；若將線圈A抽出，則電流計(jì)指針向________偏轉(zhuǎn)．(均選填“左”或“右”)考點(diǎn)二探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)例2在研究電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器構(gòu)成另一個(gè)獨(dú)立電路．表格中的第三行已經(jīng)列出了實(shí)驗(yàn)操作以及與此操作對(duì)應(yīng)的電流表的表針偏轉(zhuǎn)方向，請(qǐng)以此為參考，把表格填寫完整．實(shí)驗(yàn)操作電流表的表針偏向1.閉合開關(guān)S瞬間表針向________擺動(dòng)2.在開關(guān)S閉合的情況下，滑動(dòng)變阻器的觸頭向右滑動(dòng)時(shí)表針向右擺動(dòng)3.在開關(guān)S閉合的情況下，線圈A遠(yuǎn)離線圈C時(shí)表針向________擺動(dòng)4.在開關(guān)S閉合的情況下，將線圈A中的鐵芯抽出時(shí)表針向________擺動(dòng)[解題心得]針對(duì)訓(xùn)練2.小明學(xué)了有關(guān)電磁方面的知識(shí)后，設(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙兩個(gè)裝置．(1)為了探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，小明應(yīng)選用______裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．(2)小明選用甲裝置探究有關(guān)知識(shí)時(shí)，進(jìn)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(hào))．①讓導(dǎo)線ab在磁場(chǎng)中斜向上運(yùn)動(dòng)②讓導(dǎo)線ab在磁場(chǎng)中沿水平方向左右運(yùn)動(dòng)③讓導(dǎo)線ab沿豎直方向上下運(yùn)動(dòng)(3)如果在乙裝置的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，發(fā)現(xiàn)直導(dǎo)線ab向左運(yùn)動(dòng)，若要使導(dǎo)線ab向右運(yùn)動(dòng)，你采取的措施是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(4)甲、乙兩圖的原理分別用于制造________和________．(均選填“電動(dòng)機(jī)”或“發(fā)電機(jī)”)實(shí)驗(yàn)十五探究影響感應(yīng)電流方向的因素關(guān)鍵能力·精準(zhǔn)突破例1解析：(1)根據(jù)右手定則可知，只增大導(dǎo)線切割磁感線的的速度大小或者增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)感應(yīng)電流方向不會(huì)發(fā)生變化，故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)右手定則可知，只改變導(dǎo)線切割磁感線的速度方向或者磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向時(shí)感應(yīng)電流方向會(huì)發(fā)生變化，故C、D正確．(2)實(shí)驗(yàn)中，保持螺線管不動(dòng)，條形磁鐵插入或拔出螺線管，他發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向也會(huì)有不同，說(shuō)明感應(yīng)電流方向與條形磁鐵運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān)，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．(3)以不同速度移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片可以改變螺線管A的磁性強(qiáng)弱及其強(qiáng)弱變化快慢，通過(guò)此操作可以判斷出螺線管A的磁性變強(qiáng)或變?nèi)鯐?huì)影響電流計(jì)指針擺動(dòng)方向，磁性強(qiáng)弱變化快慢影響電流計(jì)指針擺動(dòng)幅度的大小，故B、D正確，A、C錯(cuò)誤．(4)通過(guò)上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)可知，影響閉合回路中感應(yīng)電流方向的因素可能與原磁場(chǎng)和線圈磁通量變化有關(guān)．答案：(1)CD(2)C(3)BD(4)原磁場(chǎng)和線圈磁通量變化1．解析：(1)探究線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向必須知道：①電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流從正(負(fù))接線柱流入時(shí)的關(guān)系；②線圈的繞向；③電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向．由偏轉(zhuǎn)方向得出電流流入電流計(jì)的方向，再進(jìn)一步得到線圈中電流的流向，即必須知道電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系．(2)開關(guān)閉合時(shí)，線圈A產(chǎn)生的磁場(chǎng)由無(wú)到有，穿過(guò)線圈B的磁通量增加，若將滑片向左移動(dòng)，則線圈A中電流增大，穿過(guò)B的磁通量也增加，且磁場(chǎng)方向未變，所以電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與開關(guān)閉合時(shí)的偏轉(zhuǎn)方向相同，即向右偏轉(zhuǎn)；若將線圈A抽出，則穿過(guò)線圈B的磁通量減少，電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)．答案：(1)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系(2)右左例2解析：由操作2可知，在開關(guān)S閉合的情況下，滑動(dòng)變阻器的觸頭向右滑動(dòng)時(shí)，電阻變大，電流減小，此時(shí)磁通量減小，表針向右擺動(dòng)；則1.閉合開關(guān)S瞬間，磁通量增加，則表針向左擺動(dòng)；3.在開關(guān)S閉合的情況下，線圈A遠(yuǎn)離線圈C時(shí)，磁通量減小，則表針向右擺動(dòng)；4.在開關(guān)S閉合的情況下，將線圈A中的鐵芯抽出時(shí)，磁通量減小，則表針向右擺動(dòng)．答案：左右右2．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(duì)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(chǎng)中斜向上運(yùn)動(dòng)以及讓導(dǎo)線ab在磁場(chǎng)中沿水平方向左右運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒沒(méi)有切割磁感線，故不會(huì)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.(3)如果在乙裝置的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，發(fā)現(xiàn)直導(dǎo)線ab向左運(yùn)動(dòng)，是由于直導(dǎo)線ab受到安培力作