探究影響感應(yīng)電流方向的因素（教師版）

實(shí)驗(yàn)十三探究影響感應(yīng)電流方向的因素考點(diǎn)一原型實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一：探究條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí)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(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。二、突破核心關(guān)鍵點(diǎn)1.數(shù)據(jù)處理以下面四種情況為例：(1)N極(S極)向下時(shí)插入線圈，線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)的情況圖號(hào)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(shí)針(俯視)向上乙向上順時(shí)針(俯視)向下(2)N極(S極)向下時(shí)抽出線圈，線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)的情況圖號(hào)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(shí)針(俯視)向下丁向上逆時(shí)針(俯視)向上2.得出結(jié)論(1)當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反；當(dāng)穿過線圈的磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相同。(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。實(shí)驗(yàn)二：探究導(dǎo)體切割磁感線時(shí)感應(yīng)電流的方向1.用與實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒，觀察并記錄磁場方向、導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)方向和電流方向，將結(jié)果記錄在設(shè)計(jì)的表格中。表格二磁場方向××××····××××····導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)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(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)中：(1)先觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與________方向的對(duì)應(yīng)關(guān)系，查明線圈中導(dǎo)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(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：序號(hào)磁體磁場的方向(正視)磁體運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)記錄1、3得出的結(jié)論：穿過閉合回路的磁通量________時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向________。②由實(shí)驗(yàn)記錄2、4得出的結(jié)論：穿過閉合回路的磁通量________時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向________。③由實(shí)驗(yàn)1、2、3、4得出的結(jié)論是___________________________。(3)本實(shí)驗(yàn)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??；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(jī)(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(dǎo)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jī)、變壓器、無線充電器等。如圖所示，某一小組的同學(xué)探究感應(yīng)電流方向與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)情景(圖中箭頭表示導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)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(dǎo)體運(yùn)動(dòng)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(dǎo)體是否運(yùn)動(dòng)無關(guān)A(a)、(b)中導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)方向與電流方向都不同，說明電流方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，C錯(cuò)誤。(b)、(c)中磁場方向、運(yùn)動(dòng)方向均不同，電流方向相同，不能得出B選項(xiàng)的結(jié)論，(d)中無電流，也不能得出D選項(xiàng)的結(jié)論，故B、D均錯(cuò)。故選：A。實(shí)驗(yàn)探究感應(yīng)電流方向的幾個(gè)要點(diǎn)：1.確定電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系：左進(jìn)左偏，右進(jìn)右偏；2.抓住基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反；當(dāng)穿過線圈的磁通量減少時(shí)，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(shí)驗(yàn)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(dāng)電流從“+”接線柱流入電流表時(shí)，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(shí)，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(qǐng)?jiān)趫D乙中標(biāo)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(dāng)穿過螺線管的磁通量增加時(shí)，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(shí)，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(dāng)電流從“+”接線柱流入電流表時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流?！毙∠暮托》f同學(xué)根據(jù)教材中的描述進(jìn)行了進(jìn)一步探究。(1)小夏同學(xué)思考：線圈的一邊在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)與單根導(dǎo)線在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小可能不一樣。于是她驗(yàn)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(yùn)動(dòng)(b)然后用單根導(dǎo)線以相同的情況切割磁感線運(yùn)動(dòng)。()你認(rèn)為兩次靈敏電流計(jì)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(shí)驗(yàn)過程中小夏和小穎又用線圈和條形磁體來做實(shí)驗(yàn)(如圖乙所示)，條形磁體插入或拔出線圈時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。你認(rèn)為在此實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生感應(yīng)電流大小跟什么因素有關(guān)？請(qǐng)你總結(jié)一下。①____________________；②____________________；(3)在(1)、(2)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，如何改變感應(yīng)電流的方向？每個(gè)實(shí)驗(yàn)各寫出一種方法。①____________________；②____________________。(1)A；(2)①條形磁鐵磁場強(qiáng)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(yùn)動(dòng)方向)

(1)因?yàn)槎嘣丫€圈在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于多根導(dǎo)線同時(shí)切割磁感線，即相當(dāng)于多個(gè)電源串聯(lián)，則電路中電流較大，即(a)較大；故A正確，BCD錯(cuò)誤。(2)我們知道導(dǎo)體切割磁感線可以產(chǎn)生感應(yīng)電流，即導(dǎo)體和磁場中發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，本題中磁場運(yùn)動(dòng)，可以認(rèn)為導(dǎo)線相對(duì)磁場發(fā)生了運(yùn)動(dòng)，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(qiáng)弱、磁體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)方向)?？键c(diǎn)二拓展與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)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(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)左；右；右由操作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，電路中電流減小，此時(shí)穿過線圈C的磁通量減小，表針向右擺動(dòng)；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(dòng)；在開關(guān)S閉合的情況下，線圈A遠(yuǎn)離線圈C時(shí)，穿過線圈C的磁通量減小，則表針向右擺動(dòng)；在開關(guān)S閉合的情況下，將線圈A中的鐵芯抽出時(shí)，穿過線圈C的磁通量減小，則表針向右擺動(dòng)。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(dǎo)體與磁場的相對(duì)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)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(shí)驗(yàn)原理與操作過程間的關(guān)系，這個(gè)實(shí)驗(yàn)問題便是一道簡單的題目。1.某同學(xué)想應(yīng)用楞次定律判斷線圈纏繞方向，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置原理圖如圖甲所示。選用的器材有：一個(gè)磁性很強(qiáng)的條形磁鐵，兩個(gè)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(dǎo)線若干，操作步驟如下：①用多用電表的歐姆擋測(cè)出二極管的正、負(fù)極；②把二極管、線圈按如圖甲所示電路用導(dǎo)線連接成實(shí)驗(yàn)電路；③把條形磁鐵插入線圈時(shí)，二極管D1發(fā)光；拔出時(shí)，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(qǐng)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(yùn)動(dòng)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(xué)想用這個(gè)裝置檢測(cè)某電器附近是否有強(qiáng)磁場，他應(yīng)該如何做？請(qǐng)你給出一條建議：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________