第1講　實(shí)驗(yàn)十五　探究影響感應(yīng)電流方向的因素　 電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律【公眾號(hào)：屋里學(xué)家】

第1講實(shí)驗(yàn)十五探究影響感應(yīng)電流方向的因素電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究影響感應(yīng)電流方向的因素。2.知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件并會(huì)分析解決實(shí)際問(wèn)題。3.會(huì)根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，會(huì)應(yīng)用楞次定律的推論分析問(wèn)題。4.能夠綜合應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律解決實(shí)際問(wèn)題。eq\a\vs4\al(1.,,)eq\a\vs4\al(2.)eq\a\vs4\al(3.,,,)1.思考判斷(1)閉合電路內(nèi)只要有磁通量，就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生。()(2)穿過(guò)線圈的磁通量和線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)。()(3)當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，一定產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。()(4)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是與原磁場(chǎng)方向相反。()(5)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定阻止引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的磁通量的變化。()2.如圖所示，一個(gè)U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個(gè)金屬導(dǎo)體棒ab，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)斜向上穿過(guò)軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ。下列一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.ab向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BB.使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，θ角同時(shí)也減小C.ab向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使θ減小D.ab向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°<θ<90°)考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)：探究影響感應(yīng)電流方向的因素1.實(shí)驗(yàn)原理改變穿過(guò)閉合回路的磁通量，回路中有感應(yīng)電流，利用電流表指針偏轉(zhuǎn)方向確定影響感應(yīng)電流方向的因素。2.實(shí)驗(yàn)操作(1)探究電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系，電路圖如圖所示。(2)查明線圈繞向：觀察線圈，查明線圈繞向。(3)按如圖所示連接線圈和電流表，將磁體插入或抽出，觀察電流方向。①磁體N極向下插入或向上拔出，觀察并記錄電流表指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向。②磁體S極向下插入或向上拔出，觀察并記錄電流表指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向。3.實(shí)驗(yàn)記錄與分析(1)以下面四種情況為例，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：圖號(hào)磁場(chǎng)方向及磁通量變化感應(yīng)電流的方向(從上往下看)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向甲磁場(chǎng)方向向下，磁通量增加逆時(shí)針向上乙磁場(chǎng)方向向上，磁通量增加順時(shí)針向下丙磁場(chǎng)方向向下，磁通量減少順時(shí)針向下丁磁場(chǎng)方向向上，磁通量減少逆時(shí)針向上(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論當(dāng)線圈中磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁體的磁場(chǎng)方向相反。當(dāng)線圈中磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁體的磁場(chǎng)方向相同。4.注意事項(xiàng)(1)靈敏電流表滿偏電流很小，查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系時(shí)，應(yīng)使用一節(jié)干電池。(2)電流表選用零刻度在中間的靈敏電流表，實(shí)驗(yàn)前要弄清線圈導(dǎo)線的繞向。(3)為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，磁體要快速插入或抽出；進(jìn)行一種操作后等電流表指針回零后再進(jìn)行下一步操作。例1為探究“影響感應(yīng)電流方向的因素”，某同學(xué)實(shí)驗(yàn)如下：圖1(1)首先按圖1甲所示連接電路，閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)靈敏電流表指針向左偏轉(zhuǎn)；再按圖乙所示連接電路，閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)________。A.各儀器及導(dǎo)線是否完好B.干電池是否為新電池C.電流表測(cè)量的電流是否準(zhǔn)確D.電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系(2)接下來(lái)用如圖2所示的裝置做實(shí)驗(yàn)，圖中螺線管上的粗線標(biāo)示的是導(dǎo)線的繞行方向。某次實(shí)驗(yàn)中在條形磁體插入螺線管的過(guò)程中，觀察到電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明螺線管中的電流方向(從上往下看)是沿________(選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”)方向，由此可推斷磁體下端的磁極為_(kāi)_______極。圖2(3)用通電螺線管代替條形磁體，實(shí)驗(yàn)器材如圖3所示，請(qǐng)完善實(shí)物連接圖。圖3(4)連好電路，并將B線圈插入A線圈中。在閉合開(kāi)關(guān)瞬間，發(fā)現(xiàn)靈敏電流表的指針向右偏了一下，若要使靈敏電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向________滑動(dòng)。1.如圖4所示是“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置。圖4(1)如果在閉合開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流表的指針向右偏了一下，那么合上開(kāi)關(guān)后，將A線圈迅速插入B線圈中，電流表指針將________(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn)。(2)連接好電路后，并將A線圈插入B線圈中，若要使靈敏電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)，可采取的操作是________(多選)。A.插入鐵芯B.拔出A線圈C.變阻器的滑片向左滑動(dòng)D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S瞬間(3)G為指針零刻度在中央的靈敏電流表，連接在直流電路中時(shí)的偏轉(zhuǎn)情況如圖5甲所示，即電流從電流表G的左接線柱進(jìn)入時(shí)，指針也從中央左偏。今把它與一線圈串聯(lián)進(jìn)行電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，則圖乙中的條形磁體的運(yùn)動(dòng)方向是向________(選填“上”或“下”)；圖丙中的條形磁體下端為_(kāi)_______(選填“N”或“S”)極。圖5考點(diǎn)二感應(yīng)電流的產(chǎn)生及方向的判斷判斷感應(yīng)電流方向的兩種方法(1)用楞次定律判斷(2)用右手定則判斷①手心——磁感線穿入。②拇指——指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向。③四指——指向感應(yīng)電流的方向。例2如圖6甲所示，金屬圓環(huán)和“”形金屬線框相互靠近固定在水平面上，金屬棒AB放在線框上，給圓環(huán)a、b端接上如圖乙所示的余弦交變電流，以圖甲中電流方向?yàn)檎较?，金屬棒AB始終保持靜止，則下列判斷正確的是()圖6A.0～t1時(shí)間內(nèi)，AB棒中的感應(yīng)電流方向?yàn)锽→AB.0～t1時(shí)間內(nèi)，AB棒受到的摩擦力方向向右C.t2～t3時(shí)間內(nèi)，AB棒中感應(yīng)電流方向先由A→B再由B→AD.t1時(shí)刻AB棒受到的安培力最大，t2時(shí)刻AB棒受到的安培力最小聽(tīng)課筆記2.圖7甲為某同學(xué)設(shè)計(jì)的無(wú)線門(mén)鈴按鈕，其原理如圖乙所示，按下門(mén)鈴按鈕過(guò)程磁體靠近螺線管，松開(kāi)門(mén)鈴按鈕磁體遠(yuǎn)離螺線管回歸原位置(當(dāng)有電流流過(guò)門(mén)鈴時(shí)則發(fā)出聲音)。下列說(shuō)法正確的是()圖7A.松開(kāi)按鈕過(guò)程，螺線管P端電勢(shì)高于Q端B.按下按鈕過(guò)程，流過(guò)門(mén)鈴的電流方向由P到QC.按住按鈕不動(dòng)，門(mén)鈴會(huì)持續(xù)發(fā)出聲音D.按下和松開(kāi)按鈕過(guò)程，螺線管產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小一定相等考點(diǎn)三楞次定律的推廣應(yīng)用楞次定律中“阻礙”的含義可推廣為：感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因。根據(jù)引起感應(yīng)電流的情境，常見(jiàn)以下四種具體推論：推論例證阻礙原磁通量變化——“增反減同”磁體靠近，B感、B原反向，二者相斥；磁體遠(yuǎn)離，B感、B原同向，二者相吸阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來(lái)拒去留”使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)——“增縮減擴(kuò)”注意：此結(jié)論只適用于磁感線單方向穿過(guò)回路的情境P、Q是光滑固定導(dǎo)軌，a、b是可移動(dòng)金屬棒，磁體下移，回路面積應(yīng)減小，a、b靠近B減小，線圈擴(kuò)張阻礙原電流的變化——“增反減同”(即自感現(xiàn)象)合上S，B燈先亮，A燈逐漸變亮；再斷開(kāi)S，兩燈逐漸熄滅角度增反減同例3安培曾做過(guò)如圖8所示的實(shí)驗(yàn)：把絕緣導(dǎo)線繞制成線圈，在線圈內(nèi)部懸掛一個(gè)用薄銅片做成的圓環(huán)，圓環(huán)所在平面與線圈軸線垂直，取一條形磁體置于銅環(huán)的右側(cè)，條形磁體的右端為N極。閉合開(kāi)關(guān)一段時(shí)間后觀察，發(fā)現(xiàn)銅環(huán)靜止不動(dòng)，安培由此錯(cuò)失了發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的機(jī)會(huì)。實(shí)際上在電路閉合的瞬間，下列現(xiàn)象描述正確的是()圖8A.從右向左看，銅環(huán)中有逆時(shí)針的感應(yīng)電流B.從右向左看，銅環(huán)中有順時(shí)針的感應(yīng)電流C.銅環(huán)仍保持不動(dòng)D.銅環(huán)會(huì)遠(yuǎn)離磁體聽(tīng)課筆記角度來(lái)拒去留例4如圖9所示，光滑平行導(dǎo)軌M、N固定在同一水平面上，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路。當(dāng)一條形磁體從高處下落接近回路時(shí)(重力加速度為g)()圖9A.P、Q將互相靠攏 B.P、Q將互相遠(yuǎn)離C.磁體的加速度仍為g D.磁體的加速度大于g聽(tīng)課筆記角度增縮減擴(kuò)例5(多選)如圖10甲所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方固定一螺線管Q，P和Q共軸，Q中的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，取甲圖中電流方向?yàn)檎较?，P所受的重力為G，桌面對(duì)P的支持力為FN，則()圖10A.在t1時(shí)刻，F(xiàn)N＞G，P有收縮的趨勢(shì)B.在t2時(shí)刻，F(xiàn)N＝G，穿過(guò)P的磁通量不變C.在t3時(shí)刻，F(xiàn)N＝G，P中有感應(yīng)電流D.在t4時(shí)刻，F(xiàn)N＞G，P有收縮的趨勢(shì)聽(tīng)課筆記考點(diǎn)四“三定則、一定律”的應(yīng)用1.“三個(gè)定則”“一個(gè)定律”的比較名稱(chēng)用途選用原則安培定則判斷電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)(方向)分布因電生磁左手定則判斷通電導(dǎo)線、運(yùn)動(dòng)電荷所受磁場(chǎng)力的方向因電受力右手定則判斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向或電源正負(fù)極因動(dòng)生電楞次定律判斷因回路磁通量改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向因磁通量變化生電2.左、右手定則巧區(qū)分抓住“因果關(guān)系”才能無(wú)誤，“因動(dòng)而電”——用右手；“因電而動(dòng)”——用左手。例6(多選)如圖11所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，PQ、MN均處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)PQ在一外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是()圖11A.向右加速運(yùn)動(dòng) B.向左加速運(yùn)動(dòng)C.向右減速運(yùn)動(dòng) D.向左減速運(yùn)動(dòng)聽(tīng)課筆記