浙江新高考專用高中物理第四章電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律課件新人教版選修3-

實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律第四章

電磁感應(yīng)知識內(nèi)容選考要求課時要求探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律√1.探究感應(yīng)電流的方向與磁通量變化及磁場方向的關(guān)系.2.經(jīng)歷探究過程，了解引入“中介”的意義，初步了解決定感應(yīng)電流方向的因素.技能儲備明確原理提煉方法題型演練學(xué)以致用實(shí)訓(xùn)演練達(dá)標(biāo)檢測檢測評價達(dá)標(biāo)過關(guān)NEIRONGSUOYIN內(nèi)容索引技能儲備1.實(shí)驗(yàn)原理觀察并記錄感應(yīng)電流的方向與磁通量變化情況間的關(guān)系.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，歸納出決定感應(yīng)電流方向的因素，總結(jié)出判斷感應(yīng)電流方向的方法.2.實(shí)驗(yàn)器材條形磁鐵，螺線管，零刻度在中央的靈敏電流計(jì)，滑動變阻器，一節(jié)干電池，電池盒，開關(guān)，導(dǎo)線若干.①按圖1連接電路.②調(diào)節(jié)滑動變阻器，使接入電路的電阻最大.③迅速閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)后立即斷開開關(guān).④記錄電流方向與電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向和電流計(jì)紅、黑接線柱接線情況，找出它們之間的關(guān)系.3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)確定電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向及電流計(jì)紅、黑接線柱的關(guān)系：圖1(2)觀察并記錄磁場方向，磁通量變化情況與感應(yīng)電流方向的關(guān)系.圖2①按圖2連接電路，明確螺線管的繞線方向.②按照控制變量的方法分別進(jìn)行N極(S極)向下插入線圈和N極(S極)向下時抽出線圈的實(shí)驗(yàn).③觀察并記錄磁場方向、電流方向，磁通量大小變化情況，并將結(jié)果填入表格.

N極向下(對著線圈)S極向下原磁場B0方向

磁鐵運(yùn)動方向插入抽出插入抽出感應(yīng)電流方向

感應(yīng)電流的磁場B′方向

磁通量變化情況

B0與B′方向關(guān)系

(3)歸納感應(yīng)電流方向與其他因素的關(guān)系4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論當(dāng)磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反；當(dāng)磁通量減小時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.5.注意事項(xiàng)(1)確定電流方向與電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系時，要用試觸法并注意減小電流強(qiáng)度，防止電流過大或通電時間過長損壞電流計(jì).(2)應(yīng)選用零刻度在中間的靈敏電流計(jì).(3)實(shí)驗(yàn)前設(shè)計(jì)好表格，并明確線圈的繞線方向.(4)按照控制變量的思想進(jìn)行實(shí)驗(yàn).(5)進(jìn)行一種操作后，等電流計(jì)指針回零后再進(jìn)行下一步操作.題型演練一、實(shí)驗(yàn)原理與操作例1

(2017·紹興市適應(yīng)性考試)在做“探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用如圖3所示裝置，已知電流從B接線柱流入靈敏電流計(jì)，電流計(jì)指針右偏.當(dāng)釋放條形磁鐵時，發(fā)現(xiàn)指針右偏，則條形磁鐵下端是___(填“N”或“S”)極.若條形磁鐵按上述進(jìn)入后，靜止于線圈內(nèi)，電流歸零后，再釋放，從線圈的下端穿出，則電流計(jì)的指針____(填“左”或“右”)偏.N左圖3解析

當(dāng)電流從B接線柱流入靈敏電流計(jì)，電流計(jì)指針右偏，說明釋放條形磁鐵時產(chǎn)生的感應(yīng)電流從B接線柱流入電流計(jì)，根據(jù)右手螺旋定則可知感應(yīng)電流的磁場向上，根據(jù)楞次定律“增反減同”可知，條形磁鐵的磁場向下，所以條形磁鐵的下端是N極.條形磁鐵穿出線圈，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場向下，根據(jù)右手螺旋定則可知感應(yīng)電流從A接線柱流入電流計(jì)，電流計(jì)指針左偏.例2

(2018·杭州市六校高二第二學(xué)期聯(lián)考)如圖4所示的是“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置.圖4(1)將圖中所缺導(dǎo)線補(bǔ)接完整.答案

如圖所示解析

探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)電路分兩部分，要使原線圈產(chǎn)生磁場必須對其通電，故電源、開關(guān)、滑動變阻器、原線圈組成閉合電路，靈敏電流計(jì)與副線圈組成另一個閉合電路，如圖所示：(2)如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下，那么合上開關(guān)后線圈A迅速從線圈B中拔出時，電流計(jì)指針將________(選填“向右偏”“向左偏”或“不偏轉(zhuǎn)”).向左偏解析

閉合開關(guān)瞬間，通過線圈B的磁通量增大，感應(yīng)電流磁場阻礙原磁場的增大，感應(yīng)電流方向和原電流方向相反，電流計(jì)向右偏，而把A從B中拔出來時，通過線圈的B的磁通量減小，感應(yīng)電流的磁場要阻礙原磁場的減小，即感應(yīng)電流方向和原電流方向相同，故電流計(jì)向左偏.A圖5解析

探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)電路分兩部分，電源、開關(guān)、滑動變阻器、一個線圈組成閉合電路，電流計(jì)與另一個線圈組成另一個閉合電路，則題圖A所示電路正確.(2)(多選)將線圈L1插入線圈L2中，合上開關(guān)S，能使線圈L2中感應(yīng)電流的磁場方向與線圈L1中原磁場方向相同的實(shí)驗(yàn)操作是A.插入鐵芯F

B.拔出線圈L1C.使變阻器阻值R變大

D.斷開開關(guān)S√√√解析

插入鐵芯，磁通量增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流與原電流繞行方向相反，故A錯誤；拔出線圈L1，磁通量減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流與原電流繞行方向相同，感應(yīng)電流的磁場方向與線圈L1中原磁場方向相同，故B正確；使滑動變阻器阻值增大，電流減小，產(chǎn)生的磁通量減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流與原電流繞行方向相同，故C正確；斷開開關(guān)S，產(chǎn)生的磁通量減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流與原電流繞行方向相同，故D正確.二、探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律的綜合考查例3有一電流計(jì)，當(dāng)電流從它的正接線柱流入時，指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn).現(xiàn)把它與一個線圈串聯(lián)，試就如圖6中各圖指出：圖6(1)圖甲中靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向?yàn)開_________.(填“偏向正極”或“偏向負(fù)極”)偏向正極解析

磁鐵向下運(yùn)動，穿過線圈的磁通量增加，原磁場方向向下，根據(jù)楞次定律感應(yīng)電流方向俯視為逆時針方向，從正接線柱流入電流計(jì)，指針偏向正極；(2)圖乙中磁鐵下方的極性是_____.(填“N極”或“S極”)S極解析

由題圖乙可知，電流從負(fù)接線柱流入電流計(jì)，根據(jù)安培定則，感應(yīng)電流的磁場方向向下，又磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，磁鐵下方的極性為S極；(3)圖丙中磁鐵的運(yùn)動方向是______.(填“向上”或“向下”)向上解析

通過線圈的磁場方向向下，電流從負(fù)接線柱流入電流計(jì)，根據(jù)安培定則，感應(yīng)電流的磁場方向向下，根據(jù)楞次定律可知，磁通量減小，磁鐵向上運(yùn)動；(4)圖丁中線圈從上向下看電流方向是________.(填“順時針”或“逆時針”)順時針解析

磁鐵向下運(yùn)動，穿過線圈的磁通量增加，原磁場方向向上，根據(jù)楞次定律感應(yīng)電流方向俯視為順時針方向.針對訓(xùn)練2在“探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，若電流方向如圖7所示，請?jiān)趫D中畫出線圈的繞線方向.圖7答案

見解析圖解析

由于通過線圈的磁場方向向下，磁通量減少，則感應(yīng)電流的磁場阻礙原磁通量的變化，故感應(yīng)電流的磁場方向也向下，根據(jù)安培定則可以得到線圈的繞線方向，如圖所示.例4在“探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，(1)為了能明顯地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，請?jiān)谌鐖D8所示的實(shí)驗(yàn)器材中，選擇必要的器材，在圖中用實(shí)線連接成相應(yīng)的實(shí)物電路圖.圖8答案

見解析圖解析

實(shí)物電路圖如圖所示(2)將線圈E插入線圈F中，閉合開關(guān)時，線圈F中感應(yīng)電流與線圈E中電流的繞行方向_____(填“相同”或“相反”).相反解析

閉合開關(guān)時，通過線圈F的磁通量增大，由楞次定律可判斷，感應(yīng)電流的磁場阻礙原磁場的增加，即線圈F中感應(yīng)電流與線圈E中電流的繞行方向相反.(3)在開關(guān)處于閉合狀態(tài)將線圈E拔出時，線圈F中的感應(yīng)電流與線圈E中電流的繞行方向______(填“相同”或“相反”).解析

保持開關(guān)閉合，將線圈E拔出時，線圈F中磁通量減少，由楞次定律可判斷，線圈F中的感應(yīng)電流與線圈E中電流的繞行方向相同.相同達(dá)標(biāo)檢測1.(實(shí)驗(yàn)器材)(2018·慈溪市高二上學(xué)期期末)如圖9所示，在“探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，最適合接入PQ兩端電路的電表是123圖9√42.(實(shí)驗(yàn)原理及操作)為了探究影響感應(yīng)電流方向的因素，某實(shí)驗(yàn)小組將電池、線圈A、線圈B、滑動變阻器、靈敏電流計(jì)、開關(guān)按照如圖10所示的方式連接.當(dāng)閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針右偏.由此可知，123(1)當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動時，靈敏電流計(jì)的指針_____(填“左偏”“不動”或“右偏”)；圖10右偏4123解析

由題意知，閉合開關(guān)時靈敏電流計(jì)指針向右偏，而閉合開關(guān)時B中磁場增強(qiáng)，當(dāng)P向右移動時，A所在電路中電流增大，B中磁場增強(qiáng)，所以指針仍向右偏；4(2)將線圈A拔出時，靈敏電流計(jì)的指針______(填“左偏”“不動”或“右偏”)，此時線圈A與線圈B中電流的繞行方向______(填“相同”或“相反”).123解析

將A拔出時，B中磁場減弱，感應(yīng)電流方向改變，所以電流計(jì)指針向左偏，此時它們產(chǎn)生的磁場方向相同，故A、B中電流繞行方向相同.左偏相同43.(實(shí)驗(yàn)原理及操作)(2018·金華十校高二上學(xué)期期末)某同學(xué)用如圖11所示電路做“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn).他將鐵芯插入小線圈約一半的位置，滑動變阻器的滑片P置于ab的中點(diǎn)，在閉合開關(guān)瞬間，電流計(jì)的指針向左擺.閉合開關(guān)后，為使電流計(jì)的指針向右擺，應(yīng)將鐵芯______(選填“插入”或“拔出”)或?qū)⒒瑒幼冏杵鞯幕琍向___(選填“a”或“b”)端滑動.123拔出a圖114解析

在閉合開關(guān)瞬間，磁通量增加，電流計(jì)的指針向左擺.閉合開關(guān)后，為使電流計(jì)的指針向右擺，則應(yīng)使磁通量減小，即應(yīng)將鐵芯抽出或?qū)⒒瑒幼冏杵鞯幕琍向a端滑動，增大電阻，減小電流，從而減小磁通量.12344.(探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律的綜合考查)在“探究感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，請完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：(1)為弄清靈敏電流計(jì)指針擺動方向與電流方向的關(guān)系，可以使用一個已知正、負(fù)極性的直流電源進(jìn)行探究.某同學(xué)想到了多用電表內(nèi)部某一擋，含有直流電源，他應(yīng)選用多用電表的_____(選填“歐姆”“直流電流”“直流電壓”“交流電流”或“交流電壓”)擋.123歐姆解析

只有歐姆表內(nèi)部有電源.4(2)該同學(xué)先將多用電表的紅表筆接靈敏電流計(jì)的正接線柱，再將黑表筆______(選填“短暫”或“持續(xù)”)接靈敏電流計(jì)的負(fù)接線柱，電流由電流計(jì)的____(選填“正”或“負(fù)”)接線柱流入靈敏電流計(jì)，此時靈敏電流計(jì)的指針向左擺動.123負(fù)短暫解析

靈敏電流計(jì)量程太小，歐姆表內(nèi)部電源電壓相對偏