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(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)、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．?dāng)?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(chǎng)方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場(chǎng)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(chǎng)方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場(chǎng)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(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。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．按圖連接電路。3．沿不同方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒，觀察并記錄磁場(chǎng)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。磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(guò)閉合回路的磁通量________時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向________。②由實(shí)驗(yàn)記錄2、4得出的結(jié)論：穿過(guò)閉合回路的磁通量________時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)方向。（2）①由實(shí)驗(yàn)記錄1、3可知，磁體插入線圈，穿過(guò)閉合回路的磁通量增大，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反。②由實(shí)驗(yàn)記錄2、4可知，磁體從線圈中拔出，穿過(guò)閉合回路的磁通量減小，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同。③根據(jù)①、②可得出結(jié)論：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)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(wú)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(shuō)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(chǎng)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(chǎng)方向和導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)C．比較圖（a）和圖（c）可知，感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向無(wú)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(wú)關(guān)A（a）、（b）中導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)方向相同，磁場(chǎng)方向相反，電流方向也相反，說(shuō)明感應(yīng)電流方向與磁場(chǎng)方向有關(guān)，A正確。（a）、（c）磁場(chǎng)方向相同，運(yùn)動(dòng)方向與電流方向都不同，說(shuō)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(chǎng)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(wú)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(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。3．靈活借助安培定則來(lái)判斷1．（多選）（2024·北京市·歷年真題）用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究影響感應(yīng)電流方向的因素。如圖2所示，分別把條形磁體的N極或S極插入、拔出螺線管，觀察并標(biāo)記感應(yīng)電流的方向。關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是__________（填選項(xiàng)前的字母）。A．需要記錄感應(yīng)電流的大小B．通過(guò)觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向確定感應(yīng)電流的方向C．圖2中甲和乙表明，感應(yīng)電流的方向與條形磁體的插入端是N極還是S極有關(guān)BCA．本實(shí)驗(yàn)探究影響感應(yīng)電流方向的因素，故不需要記錄感應(yīng)電流的大小，故A錯(cuò)誤；B．本實(shí)驗(yàn)通過(guò)電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向確定感應(yīng)電流的方向，故B正確；C．由題圖2甲和乙知，條形磁體插入N極和S極時(shí)，電流方向不同，故感應(yīng)電流的方向與條形磁體的插入端是N還是S有關(guān)，故C正確。故選BC。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(chǎng)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(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)與單根導(dǎo)線在磁場(chǎng)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(wú)法確定（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小夏和小穎又用線圈和條形磁體來(lái)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(xiě)出一種方法。①____________________；②____________________。（1）A；（2）①條形磁鐵磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)中發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，本題中磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，可以認(rèn)為導(dǎo)線相對(duì)磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)方向有關(guān)，故二者都可以通過(guò)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(lái)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(kāi)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(xiě)完整。實(shí)驗(yàn)操作電流表的表針偏向1．閉合開(kāi)關(guān)S瞬間表針向________擺動(dòng)2．在開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(guò)線圈C的磁通量減小，表針向右擺動(dòng)；閉合開(kāi)關(guān)S瞬間，穿過(guò)線圈C的磁通量增加，則表針向左擺動(dòng)；在開(kāi)關(guān)S閉合的情況下，線圈A遠(yuǎn)離線圈C時(shí)，穿過(guò)線圈C的磁通量減小，則表針向右擺動(dòng)；在開(kāi)關(guān)S閉合的情況下，將線圈A中的鐵芯抽出時(shí)，穿過(guò)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(chǎng)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(guò)程間的關(guān)系，這個(gè)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題便是一道簡(jiǎn)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(wèn)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(shuō)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(chǎng)，他應(yīng)該如何做？請(qǐng)你給出一條建議：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（1）A（2）