資源簡介

實驗十五　探究影響感應電流方向的因素
1. 探究感應電流的方向與磁通量變化及磁場方向的關系．
2．經歷探究過程，了解引入“中介”的意義，初步了解決定感應電流方向的因素．
一、實驗裝置與操作
裝置圖 操作要領
思路： 只要改變穿過閉合回路的磁通量，就可以使閉合回路產生感應電流，感應電流的有無通過連接在回路中的電流計的指針是否偏轉來判定． (1)確定電流計指針偏轉方向與電流流向的關系． (2)利用圖甲研究開關閉合、斷開、滑動變阻器滑動觸頭移動時電流計指針偏轉方向． (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方向．
二、得出結論
1．當穿過線圈的磁通量增加時，感應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．
注意事項
(1)確定電流方向與電流計指針偏轉方向的關系時，要用試觸法并注意減小電流強度，防止電流過大或通電時間過長損壞電流計．
(2)歸納感應電流方向與其他因素的關系，宜實驗前設計好表格，并明確線圈的繞線方向．
考點一　教材原型實驗
例 1 [2024·海南統考模擬預測]某同學在“研究電磁感應現象”的實驗中，首先按圖甲接線，判斷電流表指針的偏轉方向與電流方向的關系，然后依次按圖乙將電流表與A線圈連成一個閉合回路，按圖丙將電流表與導體棒ab連成一個閉合回路(圖中N、S兩極上下正對)．在圖甲中，當閉合開關S時，觀察到電流表指針向右偏轉(不通電時電流表指針停在正中央)，則：
(1)在圖乙中，在磁體S極插入線圈A的過程中，電流表的指針將________偏轉；磁體放在A中不動時，電流表的指針將________偏轉(均選填“向左”“向右”或“不發生”)．
(2)在圖丙中，處在兩磁極之間的導體棒ab向右移動過程中，電流表的指針將________偏轉；導體棒ab豎直向上移動過程中，電流表的指針將________偏轉(均選填“向左”“向右”或“不發生”)．
例 2 如圖為“研究電磁感應現象”的實驗裝置．
(1)將圖中所缺的導線補接完整．
(2)如果在閉合開關時發現靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上開關后可能出現的情況有：
①將線圈A迅速插入線圈B時，靈敏電流計的指針將________．
②線圈A插入線圈B后，將滑動變阻器接入電路的阻值調小時，靈敏電流計的指針________(均選填“向左偏”或“向右偏”)．
(3)如果線圈B兩端不接任何元件，則線圈B中________．
A．因電路不閉合，無電磁感應現象
B．不能用楞次定律判斷感應電動勢的高、低
C．可以用楞次定律判斷感應電動勢的高、低
D．有電磁感應現象，但無感應電流，只有感應電動勢
考點二　探索創新實驗
例 3 在研究電磁感應的實驗中，實驗裝置如圖所示．線圈C與靈敏電流表構成閉合電路．電源、開關、帶有鐵芯的線圈A、滑動變阻器構成另一個獨立電路．表格中的第三行已經列出了實驗操作以及與此操作對應的電流表的表針偏轉方向，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S瞬間 表針向________擺動
2.在開關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S閉合的情況下，將線圈A中的鐵芯抽出時 表針向________擺動
例 4 小明學了有關電磁方面的知識后，設計了如圖所示的甲、乙兩個裝置．
(1)為了探究電磁感應現象，小明應選用______裝置進行實驗．
(2)小明選用甲裝置探究有關知識時，進行了如下的操作，其中不能使電流表指針發生偏轉的是________(填序號)．
①讓導線ab在磁場中斜向上運動
②讓導線ab在磁場中沿水平方向左右運動
③讓導線ab沿豎直方向上下運動
(3)如果在乙裝置的實驗中，當開關閉合時，發現直導線ab向左運動，若要使導線ab向右運動，你采取的措施是______________________________________．
(4)甲、乙兩圖的原理分別用于制造________和________(均選填“電動機”或“發電機”)．
實驗十五　探究影響感應電流方向的因素
關鍵能力·分層突破
考點一
例1　解析：(1)在磁體S極插入線圈A的過程中，線圈A中向上的磁通量增加，根據楞次定律可知，感應電流從電流表的“＋”極流入，故電流表的指針將向左偏轉；磁體放在A中不動時，線圈A中的磁通量不變，故回路中沒有感應電流產生．(2)當導體棒ab向右移動時，根據右手定則可知，感應電流從電流表的“－”極流入，故電流表的指針將向右偏轉；當導體棒ab豎直向上移動時，導體棒沒有切割磁感線，故回路中沒有感應電流產生．
答案：(1)向左　不發生　(2)向右　不發生
例2　解析：(1)將電池、開關、滑動變阻器與線圈A連接成閉合回路，將線圈B與靈敏電流計連接成閉合回路，實物圖連接如圖所示．
(2)①開關閉合時，靈敏電流計的指針向右偏，表明在磁場方向不變的情況下，增大通過線圈B的磁通量，則靈敏電流計的指針向右偏．將線圈A迅速插入線圈B時，通過線圈B的磁通量增大，則靈敏電流計的指針將向右偏．②線圈A插入線圈B后，將滑動變阻器接入電路的阻值調小時，線圈A中電流增大，產生的磁場增強，通過線圈B的磁通量增加，則靈敏電流計的指針向右偏．
(3)在線圈B中磁通量發生變化時，即使線圈B不閉合，也有電磁感應現象，但線圈B中無感應電流，只有感應電動勢，同樣可以利用楞次定律判斷感應電動勢的高、低，選項C、D均正確．
答案：(1)見解析　(2)①向右偏　②向右偏　(3)CD
考點二
例3　解析：由操作2可知，在開關S閉合的情況下，滑動變阻器的觸頭向右滑動時，電阻變大，電流減小，此時磁通量減小，表針向右擺動；則1.閉合開關S瞬間，磁通量增加，則表針向左擺動；3.在開關S閉合的情況下，線圈A遠離線圈C時，磁通量減小，則表針向右擺動；4.在開關S閉合的情況下，將線圈A中的鐵芯抽出時，磁通量減小，則表針向右擺動．
答案：左　右　右
例4　解析：(1)電磁感應現象是研究磁生電的現象，甲圖是研究導體棒切割磁感線產生感應電流，乙圖是研究電流的磁效應，故選甲圖．
(2)對甲圖，要產生感應電流，導體棒需切割磁感線．讓導線ab在磁場中斜向上運動以及讓導線ab在磁場中沿水平方向左右運動，都切割了磁感線，都能產生感應電流，都能使電流表指針發生偏轉；讓導線ab沿豎直方向上下運動，導體棒沒有切割磁感線，故不會產生感應電流，不能使電流表指針發生偏轉，故選③.
(3)如果在乙裝置的實驗中，當開關閉合時，發現直導線ab向左運動，是由于直導線ab受到安培力作用，若要使導線ab向右運動，只需要改變電流的方向或磁場的方向即可，可以采取的措施如下：將磁鐵N、S極對調(或將連接電源兩極的導線對調)．
(4)甲圖是導體棒切割磁感線產生感應電動勢，是發電機的原理；乙圖是通電導體棒在磁場中受安培力作用發生運動，是電動機的原理．
答案：(1)甲　(2)③　(3)將磁鐵N、S極對調(或將連接電源兩極的導線對調)　(4)發電機　電動機(共22張PPT)
實驗十五　探究影響感應電流方向的因素

素養目標
1. 探究感應電流的方向與磁通量變化及磁場方向的關系．
2．經歷探究過程，了解引入“中介”的意義，初步了解決定感應電流方向的因素．
必備知識·自主落實
關鍵能力·分層突破
必備知識·自主落實
一、實驗裝置與操作
裝置圖 操作要領
思路： 只要改變穿過閉合回路的磁通量，就可以使閉合回路產生感應電流，感應電流的有無通過連接在回路中的電流計的指針是否偏轉來判定． (1)確定電流計指針偏轉方向與電流流向的關系．
(2)利用圖甲研究開關閉合、斷開、滑動變阻器滑動觸頭移動時電流計指針偏轉方向．
(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方向．
二、得出結論
1．當穿過線圈的磁通量增加時，感應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．

注意事項
(1)確定電流方向與電流計指針偏轉方向的關系時，要用試觸法并注意減小電流強度，防止電流過大或通電時間過長損壞電流計．
(2)歸納感應電流方向與其他因素的關系，宜實驗前設計好表格，并明確線圈的繞線方向．
關鍵能力·分層突破
考點一　教材原型實驗
例 1 [2024·海南統考模擬預測]某同學在“研究電磁感應現象”的實驗中，首先按圖甲接線，判斷電流表指針的偏轉方向與電流方向的關系，然后依次按圖乙將電流表與A線圈連成一個閉合回路，按圖丙將電流表與導體棒ab連成一個閉合回路(圖中N、S兩極上下正對)．在圖甲中，當閉合開關S時，觀察到電流表指針向右偏轉(不通電時電流表指針停在正中央)，則：
(1)在圖乙中，在磁體S極插入線圈A的過程中，電流表的指針將________偏轉；磁體放在A中不動時，電流表的指針將________偏轉(均選填“向左”“向右”或“不發生”)．
(2)在圖丙中，處在兩磁極之間的導體棒ab向右移動過程中，電流表的指針將________偏轉；導體棒ab豎直向上移動過程中，電流表的指針將________偏轉(均選填“向左”“向右”或“不發生”)．
向左
不發生
向右
不發生
解析：(1)在磁體S極插入線圈A的過程中，線圈A中向上的磁通量增加，根據楞次定律可知，感應電流從電流表的“＋”極流入，故電流表的指針將向左偏轉；磁體放在A中不動時，線圈A中的磁通量不變，故回路中沒有感應電流產生．(2)當導體棒ab向右移動時，根據右手定則可知，感應電流從電流表的“－”極流入，故電流表的指針將向右偏轉；當導體棒ab豎直向上移動時，導體棒沒有切割磁感線，故回路中沒有感應電流產生．
例 2 如圖為“研究電磁感應現象”的實驗裝置．
(1)將圖中所缺的導線補接完整．
解析：(1)將電池、開關、滑動變阻器與線圈A連接成閉合回路，將線圈B與靈敏電流計連接成閉合回路，實物圖連接如圖所示．
(2)如果在閉合開關時發現靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上開關后可能出現的情況有：
①將線圈A迅速插入線圈B時，靈敏電流計的指針將________．
②線圈A插入線圈B后，將滑動變阻器接入電路的阻值調小時，靈敏電流計的指針________(均選填“向左偏”或“向右偏”)．
(3)如果線圈B兩端不接任何元件，則線圈B中________．
A．因電路不閉合，無電磁感應現象
B．不能用楞次定律判斷感應電動勢的高、低
C．可以用楞次定律判斷感應電動勢的高、低
D．有電磁感應現象，但無感應電流，只有感應電動勢
向右偏
向右偏
CD
解析：(2)①開關閉合時，靈敏電流計的指針向右偏，表明在磁場方向不變的情況下，增大通過線圈B的磁通量，則靈敏電流計的指針向右偏．將線圈A迅速插入線圈B時，通過線圈B的磁通量增大，則靈敏電流計的指針將向右偏．②線圈A插入線圈B后，將滑動變阻器接入電路的阻值調小時，線圈A中電流增大，產生的磁場增強，通過線圈B的磁通量增加，則靈敏電流計的指針向右偏．
(3)在線圈B中磁通量發生變化時，即使線圈B不閉合，也有電磁感應現象，但線圈B中無感應電流，只有感應電動勢，同樣可以利用楞次定律判斷感應電動勢的高、低，選項C、D均正確．
考點二　探索創新實驗
例 3 在研究電磁感應的實驗中，實驗裝置如圖所示．線圈C與靈敏電流表構成閉合電路．電源、開關、帶有鐵芯的線圈A、滑動變阻器構成另一個獨立電路．表格中的第三行已經列出了實驗操作以及與此操作對應的電流表的表針偏轉方向，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S瞬間 表針向________擺動
2.在開關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
解析：由操作2可知，在開關S閉合的情況下，滑動變阻器的觸頭向右滑動時，電阻變大，電流減小，此時磁通量減小，表針向右擺動；則1.閉合開關S瞬間，磁通量增加，則表針向左擺動；3.在開關S閉合的情況下，線圈A遠離線圈C時，磁通量減小，則表針向右擺動；4.在開關S閉合的情況下，將線圈A中的鐵芯抽出時，磁通量減小，則表針向右擺動．
例 4 小明學了有關電磁方面的知識后，設計了如圖所示的甲、乙兩個裝置．
(1)為了探究電磁感應現象，小明應選用______裝置進行實驗．
(2)小明選用甲裝置探究有關知識時，進行了如下的操作，其中不能使電流表指針發生偏轉的是________(填序號)．
①讓導線ab在磁場中斜向上運動
②讓導線ab在磁場中沿水平方向左右運動
③讓導線ab沿豎直方向上下運動
(3)如果在乙裝置的實驗中，當開關閉合時，發現直導線ab向左運動，若要使導線ab向右運動，你采取的措施是_______________________________________．
(4)甲、乙兩圖的原理分別用于制造________和________(均選填“電動機”或“發電機”)．
甲
③
將磁鐵N、S極對調(或將連接電源兩極的導線對調)
發電機
電動機
解析：(1)電磁感應現象是研究磁生電的現象，甲圖是研究導體棒切割磁感線產生感應電流，乙圖是研究電流的磁效應，故選甲圖．
(2)對甲圖，要產生感應電流，導體棒需切割磁感線．讓導線ab在磁場中斜向上運動以及讓導線ab在磁場中沿水平方向左右運動，都切割了磁感線，都能產生感應電流，都能使電流表指針發生偏轉；讓導線ab沿豎直方向上下運動，導體棒沒有切割磁感線，故不會產生感應電流，不能使電流表指針發生偏轉，故選③.
(3)如果在乙裝置的實驗中，當開關閉合時，發現直導線ab向左運動，是由于直導線ab受到安培力作用，若要使導線ab向右運動，只需要改變電流的方向或磁場的方向即可，可以采取的措施如下：將磁鐵N、S極對調(或將連接電源兩極的導線對調)．
(4)甲圖是導體棒切割磁感線產生感應電動勢，是發電機的原理；乙圖是通電導體棒在磁場中受安培力作用發生運動，是電動機的原理．

展開更多......

收起↑