探究影響感應(yīng)電流方向的因素（教師版）

實驗十三探究影響感應(yīng)電流方向的因素考點一原型實驗實驗一：探究條形磁鐵插入或拔出線圈時感應(yīng)電流的方向一、理清原理與操作原理裝置圖操作要領(lǐng)(1)確定電流計指針偏轉(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、滑動變阻器滑動觸頭移動時電流計指針偏轉(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、抽出時電流計指針偏轉(zhuǎn)方向。二、突破核心關(guān)鍵點1.數(shù)據(jù)處理以下面四種情況為例：(1)N極(S極)向下時插入線圈，線圈內(nèi)磁通量增加時的情況圖號磁場方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場方向甲向下逆時針(俯視)向上乙向上順時針(俯視)向下(2)N極(S極)向下時抽出線圈，線圈內(nèi)磁通量減少時的情況圖號磁場方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場方向丙向下順時針(俯視)向下丁向上逆時針(俯視)向上2.得出結(jié)論(1)當穿過線圈的磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反；當穿過線圈的磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相同。(2)當磁鐵靠近線圈時，兩者相斥；當磁鐵遠離線圈時，兩者相吸。實驗二：探究導體切割磁感線時感應(yīng)電流的方向1.用與實驗一相同的方法判斷電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。2.按圖戊連接電路。戊3.沿不同方向運動導體棒，觀察并記錄磁場方向、導體棒運動方向和電流方向，將結(jié)果記錄在設(shè)計的表格中。表格二磁場方向××××····××××····導體棒運動方向電流方向向上向下向下向上4.總結(jié)電流方向、磁場方向和導體棒運動方向三者間的關(guān)系。在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實驗中：(1)先觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與________方向的對應(yīng)關(guān)系，查明線圈中導線的繞向，以便從指針的偏轉(zhuǎn)方向確定感應(yīng)電流的磁場方向。(2)下表為某同學記錄的實驗現(xiàn)象：序號磁體磁場的方向(正視)磁體運動情況指針偏轉(zhuǎn)情況感應(yīng)電流的磁場方向(正視)1向下插入線圈向左向上2向下拔出線圈向右向下3向上插入線圈向右向下4向上拔出線圈向左向上①由實驗記錄1、3得出的結(jié)論：穿過閉合回路的磁通量________時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向________。②由實驗記錄2、4得出的結(jié)論：穿過閉合回路的磁通量________時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向________。③由實驗1、2、3、4得出的結(jié)論是___________________________。(3)本實驗涉及的物理規(guī)律在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用有__________________。(舉一例)(1)電流；(2)①增大；相反；②減小；相同；③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；(3)發(fā)電機(其他答案合理也可)(1)應(yīng)該先觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向?qū)?yīng)的關(guān)系，查明線圈中導線的繞向，以便從指針的偏轉(zhuǎn)方向確定感應(yīng)電流的磁場方向。(2)①②由實驗記錄2、4可知，磁體從線圈中拔出，穿過閉合回路的磁通量減小，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同。③根據(jù)①、②可得出結(jié)論：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。(3)本實驗涉及的物理規(guī)律在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用有：發(fā)電機、變壓器、無線充電器等。如圖所示，某一小組的同學探究感應(yīng)電流方向與哪些因素有關(guān)的實驗情景(圖中箭頭表示導體的運動方向)，下列說法中正確的是()A.比較圖(a)和圖(b)可知，感應(yīng)電流的方向與磁場方向有關(guān)B.比較圖(b)和圖(c)可知，感應(yīng)電流的方向與磁場方向和導體運動方向無關(guān)C.比較圖(a)和圖(c)可知，感應(yīng)電流的方向與磁場方向無關(guān)D.由圖(d)可以得出感應(yīng)電流的方向跟導體是否運動無關(guān)A(a)、(b)中導體棒運動方向相同，磁場方向相反，電流方向也相反，說明感應(yīng)電流方向與磁場方向有關(guān)，A正確。(a)、(c)磁場方向相同，運動方向與電流方向都不同，說明電流方向與導體運動方向有關(guān)，C錯誤。(b)、(c)中磁場方向、運動方向均不同，電流方向相同，不能得出B選項的結(jié)論，(d)中無電流，也不能得出D選項的結(jié)論，故B、D均錯。故選：A。實驗探究感應(yīng)電流方向的幾個要點：1.確定電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系：左進左偏，右進右偏；2.抓住基礎(chǔ)實驗的結(jié)論：當穿過線圈的磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反；當穿過線圈的磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相同。3.靈活借助安培定則來判斷1.如圖甲為“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實驗裝置，所用電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系為：當電流從“+”接線柱流入電流表時，指針向右偏轉(zhuǎn)。(1)將條形磁鐵按如圖甲方式S極向下插入螺線管時，發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)。螺線管的繞線方向如圖乙所示。請在圖乙中標出螺線管中的感應(yīng)電流方向。(2)經(jīng)分析可得出結(jié)論：當穿過螺線管的磁通量增加時，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與條形磁鐵的磁場方向__________(填“相同”或“相反”)。(3)接上面的(1)，將條形磁鐵從螺線管中抽出時，電流表的指針向_____(填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)。(1)(2)相反；(3)左。

由圖甲可知，線圈中磁場的方向向上

(1)根據(jù)電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系為：當電流從“+”接線柱流入電流表時，指針向右偏轉(zhuǎn)可知，線圈中電流方向由B流向A，如圖所示(2)S極向下插入螺線管時，線圈中磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場應(yīng)該與原磁場方向相反，向下，阻礙磁通量的增加；(3)將條形磁鐵從螺線管中抽出時，穿過線圈的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場英語原磁場方向相同向下，阻礙磁通量的減小，根據(jù)安培定則可判，線圈中感應(yīng)電流方向由A到B，即向左，則電流表的指針向左。2.法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象是指：“閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流?！毙∠暮托》f同學根據(jù)教材中的描述進行了進一步探究。(1)小夏同學思考：線圈的一邊在磁場中做切割磁感線運動與單根導線在磁場中做切割磁感線運動，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小可能不一樣。于是她驗證如下：(a)先用大約25圈的漆包線圈的一條邊框較快地切割磁感線運動(b)然后用單根導線以相同的情況切割磁感線運動。()你認為兩次靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)程度________。A.(a)較大

B.(b)較大

C.一樣大

D.無法確定(2)實驗過程中小夏和小穎又用線圈和條形磁體來做實驗(如圖乙所示)，條形磁體插入或拔出線圈時，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。你認為在此實驗中產(chǎn)生感應(yīng)電流大小跟什么因素有關(guān)？請你總結(jié)一下。①____________________；②____________________；(3)在(1)、(2)兩個實驗中，如何改變感應(yīng)電流的方向？每個實驗各寫出一種方法。①____________________；②____________________。(1)A；(2)①條形磁鐵磁場強弱；②線圈匝數(shù)多少；(3)①改變切割方向(或改變磁極方向)；②改變磁極方向(或改變磁鐵的運動方向)

(1)因為多匝線圈在磁場中運動時，相當于多根導線同時切割磁感線，即相當于多個電源串聯(lián)，則電路中電流較大，即(a)較大；故A正確，BCD錯誤。(2)我們知道導體切割磁感線可以產(chǎn)生感應(yīng)電流，即導體和磁場中發(fā)生了相對運動，本題中磁場運動，可以認為導線相對磁場發(fā)生了運動，因此也可以產(chǎn)生感應(yīng)電流；則感應(yīng)電流的大小與磁場的強弱、磁體運動的快慢及線圈的匝數(shù)等有關(guān)。(3)感應(yīng)電流的方向與切割方向及磁場方向有關(guān)，故二者都可以通過改變磁極方向和運動方向改變電流方向。即①改變切割方向(或改變磁極方向)；②改變磁極方向(或改變磁鐵的運動方向)。考點二拓展與創(chuàng)新實驗實驗器材的創(chuàng)新：用帶鐵芯的通電線圈代替條形磁鐵、用電流傳感器來判斷產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向、利用二極管的單向?qū)щ娦耘袛喈a(chǎn)生感應(yīng)電流的方向等等。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遠離線圈C時表針向________擺動4.在開關(guān)S閉合的情況下，將線圈A中的鐵芯抽出時表針向________擺動左；右；右由操作2可知，在開關(guān)S閉合的情況下，滑動變阻器的觸頭向右滑動時，電阻變大，電路中電流減小，此時穿過線圈C的磁通量減小，表針向右擺動；閉合開關(guān)S瞬間，穿過線圈C的磁通量增加，則表針向左擺動；在開關(guān)S閉合的情況下，線圈A遠離線圈C時，穿過線圈C的磁通量減小，則表針向右擺動；在開關(guān)S閉合的情況下，將線圈A中的鐵芯抽出時，穿過線圈C的磁通量減小，則表針向右擺動。探究影響感應(yīng)電流方向的因素，主要是從磁通量變化及導體與磁場的相對運動兩個方面，站在答題的角度分析，一定是符合欏次定律及右手定則的，注意電表的指針偏轉(zhuǎn)方向與流入方向的關(guān)系，弄清實驗原理與操作過程間的關(guān)系，這個實驗問題便是一道簡單的題目。1.某同學想應(yīng)用楞次定律判斷線圈纏繞方向，設(shè)計的實驗裝置原理圖如圖甲所示。選用的器材有：一個磁性很強的條形磁鐵，兩個發(fā)光二極管(電壓在1.5V至5V都可發(fā)光且保證安全)，一只多用電表，導線若干，操作步驟如下：①用多用電表的歐姆擋測出二極管的正、負極；②把二極管、線圈按如圖甲所示電路用導線連接成實驗電路；③把條形磁鐵插入線圈時，二極管D1發(fā)光；拔出時，二極管D2發(fā)光；④根據(jù)楞次定律判斷出線圈的纏繞方向。請回答下列問題：(1)線圈纏繞方向如圖乙中的________(選填“A”或“B”)。(2)條形磁鐵運動越快，二極管發(fā)光的亮度就越大，這說明感應(yīng)電流隨______________的增大而增大。(3)這位同學想用這個裝置檢測某電器附近是否有強磁場，他應(yīng)該如何做？請你給出一條建議：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________