資源簡介

第6講　實驗:探究影響感應電流方向的因素
一、實驗目的
研究閉合電路中磁通量的變化與產(chǎn)生的感應電流方向的關系。
二、實驗原理
1.探究電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關系。
探究電路如圖所示,探究出電流從電流計的“+”“-”接線柱流入方向與指針的偏轉(zhuǎn)方向的關系,從而用該電流計判斷感應電流的方向。
2.將磁體的不同磁極插入、拔出線圈,觀察感應電流方向的變化。通過分析感應電流的方向與磁體的磁場方向、通過線圈的磁通量的變化之間的關系,探究影響感應電流方向的因素,實驗裝置如圖所示。
三、實驗器材
條形磁體、電流計、線圈、導線、干電池、滑動變阻器、開關。
四、實驗步驟
1.確定電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向(流入“+”“-”接線柱的方向)的關系。
(1)按圖連接電路。
(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器,使接入電路的電阻最大。
(3)迅速閉合開關,發(fā)現(xiàn)電流計指針偏轉(zhuǎn)后立即斷開開關。
(4)記錄電流方向與電流計的指針偏轉(zhuǎn)方向和電流計“+”“-”接線柱接線情況,找出它們之間的關系,記入表格。
電流流入電流計的情況 電流計指針偏轉(zhuǎn)方向
電流從“+”接線柱流入
電流從“-”接線柱流入
2.探究磁場方向、磁通量變化情況與感應電流方向的關系。
(1)按如圖所示連接電路,明確螺線管的繞線方向。
(2)按照控制變量的方法分別進行N極(S極)插入線圈和N極(S極)抽出線圈的實驗,如圖所示。
(3)觀察并記錄磁場方向、電流方向,根據(jù)磁通量大小變化情況,分別將結(jié)果填入表格。
①N極(S極)向下插入線圈,線圈內(nèi)磁通量增大時的情況。
圖號 磁場方向 感應電流 的方向 感應電流 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
②N極(S極)抽出線圈,線圈內(nèi)磁通量減小時的情況。
圖號 磁場方向 感應電流 的方向 感應電流 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
五、實驗結(jié)論
當穿過線圈的磁通量增大時,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小時,感應電流的磁場與原磁場的方向相同。
六、注意事項
1.電流計選用零刻度在中間的靈敏電流計。
2.確定電流方向與電流計指針偏轉(zhuǎn)方向的關系時,要用試觸法并注意防止電流過大或通電時間過長損壞電流計。
3.進行一種操作后,等電流計指針回零后再進行下一種操作。
4.實驗前設計好表格,并明確線圈的繞線方向。
5.按照控制變量的思想進行實驗。
考點一　基礎性實驗
[例1] 【實驗原理的考查】 (2024·北京海淀期末)為探究影響感應電流方向的因素,同學們做了如下的實驗。
(1)用如圖甲的實驗裝置“探究影響感應電流方向的因素”,所用電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關系為:當電流從“+”接線柱流入電流表時,指針向右偏轉(zhuǎn)。
①將條形磁體按如圖甲方式S極向下勻速插入螺線管時,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電流方向。
②接上面的①,將條形磁體從螺線管中抽出時,電流表的指針向　　　　(選填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)。
(2)某同學用如圖丙所示的器材研究感應電流的方向。
①在給出的實物圖中,用筆畫線代替導線將實驗儀器連成完整的實驗電路。
②將線圈A插入線圈B中,閉合開關S瞬間,發(fā)現(xiàn)電流計指針右偏,則保持開關閉合,下列操作中也能使電流計指針右偏的是　　　　。(多選)
A.插入鐵芯
B.拔出線圈A
C.將滑動變阻器的滑片向左移動
D.將滑動變阻器的滑片向右移動
③寫出閉合導體回路中產(chǎn)生感應電流的條件:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)如圖丁所示是一種延時繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個線圈A和B。線圈A和電源連接,線圈B與直導線ab構(gòu)成一個閉合回路。彈簧K與銜鐵D相連,D的右端觸頭C連接工作電路(未畫出)。開關S閉合狀態(tài)下,工作電路處于導通狀態(tài)。S斷開瞬間,延時功能啟動,此時直導線ab中電流方向為　　　　　　(選填“a到b”或“b到a”)。
【答案】 (1)①圖見解析　②左
(2)①圖見解析　②AC　③穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化　(3)b到a
【解析】 (1)
①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a所示。
②將條形磁體從螺線管中抽出時,穿過線圈的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知,感應電流的磁場應與原磁場方向相同且向上,阻礙磁通量的減小,根據(jù)安培定則可知,線圈中感應電流方向由A到B,則電流從“-”接線柱流入電流表,電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)。
(2)①完整的實驗電路如圖b所示。
②將線圈A插入線圈B中,閉合開關S瞬間,發(fā)現(xiàn)電流計指針右偏,可知當線圈B中的磁通量增加時,電流計指針右偏。插入鐵芯,線圈B中的磁通量增加,電流計指針右偏,故A正確;拔出線圈A,線圈B中的磁通量減少,電流計指針左偏,故B錯誤;將滑動變阻器的滑片向左移動,線圈A中電流增大,線圈B中的磁通量增加,電流計指針右偏,故C正確;將滑動變阻器的滑片向右移動,線圈A中電流減小,線圈B中的磁通量減少,電流計指針左偏,故D錯誤。
③閉合導體回路中產(chǎn)生感應電流的條件是穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化。
(3)S斷開瞬間,延時功能啟動,此時穿過線圈B的磁通量向上減小,根據(jù)楞次定律可知,線圈B中感應電流產(chǎn)生的磁場方向向上,則此時直導線ab中電流方向為b到a。
[例2] 【實驗過程的考查】 (2025·山東濟寧模擬)為探究影響感應電流方向的因素,同學們做了如下實驗。
(1)用如圖甲所示的實驗裝置探究影響感應電流方向的因素。
①部分實驗記錄如下:
Ⅰ.實驗得出所用電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關系為:當電流從“+”接線柱流入電流表時,指針向右偏轉(zhuǎn)。
Ⅱ.將條形磁體按如圖甲方式N極向下插入螺線管時,發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)。判斷出螺線管中電流的方向,再判斷出螺線管中的感應電流磁場的方向。
Ⅲ.經(jīng)分析可得出結(jié)論:當穿過螺線管的磁通量增加時,感應電流產(chǎn)生的磁場與條形磁體的磁場方向　　　　(選填“相同”或“相反”)。
②關于該實驗,下列說法正確的是　　　　。(多選)
A.只有磁體N極向下插入螺線管,靈敏電流計指針才會向右偏轉(zhuǎn)
B.將磁體的S極向下插入螺線管時,靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)
C.將磁體的S極向下插入螺線管時,靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn)
D.將磁體向下插入或向上抽出的速度越大,靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)幅度越大
(2)某同學用如圖乙所示的電路研究感應電流的方向。
①將線圈A插入線圈B中,閉合開關S瞬間,發(fā)現(xiàn)電流計指針向左偏轉(zhuǎn),則保持開關閉合,將滑動變阻器的滑片向左勻速移動,則電流計指針　　(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn)。
②實驗結(jié)束后,某同學在開關還沒斷開,A、B兩線圈和鐵芯也沒分開放置的情況下,直接用手去拆除某線圈處的導線,突然被電擊了一下,則該同學被電擊是在拆除線圈　　　　(選填“A”或“B”)所在電路時發(fā)生的。
【答案】 (1)①相反　②CD　(2)①向左　②A
【解析】 (1)①由題可知,電流由B流向A,根據(jù)安培定則可知,感應電流產(chǎn)生的磁場方向向上,故感應電流產(chǎn)生的磁場與條形磁體的磁場方向相反。
②將磁體的S極向下插入螺線管后,向上將磁體拔出螺線管時,靈敏電流計指針也會向右偏轉(zhuǎn),A錯誤;將磁體的S極向下插入螺線管時,靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn),B錯誤,C正確;將磁體向下插入或向上抽出的速度越大,靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)幅度越大,D正確。
(2)①由題知,當閉合開關S瞬間,線圈A中電流瞬間增加,電流計指針向左偏轉(zhuǎn),由題圖乙知,將滑動變阻器的滑片向左勻速移動,電路中總電阻減小,線圈A中電流一直增大,故電流計指針向左偏轉(zhuǎn)。
②拆除線圈A時,A、B線圈產(chǎn)生的感應電流阻礙線圈A中電流減小,線圈A電流瞬間增加,故該同學被電擊是在拆除線圈A所在電路時發(fā)生的。
考點二　創(chuàng)新性實驗
[例3] 【實驗器材的創(chuàng)新】 (2024·天津和平期末)(1)由如圖所示裝置探究感應電流的方向具有的規(guī)律,其中G為靈敏電流計,沒有電流通過時指針指向中間刻度,這種實驗方案采用了　　　　(選填“歸納總結(jié)”或“假設推理”)物理思想方法。
(2)某興趣小組采用如圖5所示的電路來研究電磁感應現(xiàn)象,A、B為兩個規(guī)格相同的靈敏電流計,Rt為熱敏電阻,其阻值隨溫度的變化規(guī)律如圖6所示;D是兩個套在一起的大、小線圈,小線圈與A的電路連接,大線圈與B構(gòu)成閉合電路。開關S閉合,100 ℃時電流表指針位置如圖5,溫度逐漸降低到20 ℃的過程中,A靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)角將　　　　(選填“增大”“減小”或“不變”),B靈敏電流計的指針將　　　　　　　　　(選填“指在中間刻度”“偏向中間刻度右側(cè)”或“偏向中間刻度左側(cè)”)。
【答案】 (1)歸納總結(jié)　(2)減小　偏向中間刻度右側(cè)
【解析】 (1)該實驗中由于靈敏電流計在沒有電流通過時指針指在中間刻度,所以可以通過確認電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與通過電流計的電流方向的關系知道產(chǎn)生的感應電流的具體的方向,同時通過記錄磁體在線圈中的磁場方向,最后判斷出磁場的變化與感應電流方向的關系,然后結(jié)合實驗現(xiàn)象總結(jié)歸納,得出相應的結(jié)論,所以該實驗使用的方法為歸納總結(jié)法。
(2)電流表A與電源等組成閉合回路,在溫度由100 ℃逐漸降低到20 ℃的過程中,接入電路中的電阻變大,由閉合電路歐姆定律可知,電路中的電流減小,即電流表A的指針偏轉(zhuǎn)角減小;電路中的電流減小,電流產(chǎn)生的磁場減弱,穿過大線圈的磁通量減小,由楞次定律和安培定則可知,電流從電流表B的右邊進入,所以電流表B指針將偏向中間刻度右側(cè)。
[例4] 【實驗目的的創(chuàng)新】 (2024·山東棗莊期末)某同學想應用楞次定律判斷線圈纏繞方向,設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體,兩個發(fā)光二極管(電壓在1.5 V至5 V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用多用電表的電阻擋測出二極管的正、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把條形磁體插入線圈時,二極管E發(fā)光;拔出時,二極管F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)條形磁體運動越快,二極管發(fā)光的亮度就越大,這說明感應電動勢隨　　　　　　　的增大而增大。
(3)該同學想用這個裝置檢測某電器附近是否有強磁場,他應該如何做 請你給出一條建議: 　。
【答案】 (1)A　(2)磁通量的變化率　(3)見解析
【解析】 (1)把條形磁體插入線圈時,磁通量向下增大,則線圈產(chǎn)生的感應電流的磁場向上,根據(jù)二極管E發(fā)光可知,電流方向為順時針,故線圈纏繞方向為題圖乙中的A。
(2)磁體從初始到完全插入,磁通量的變化量相同,速度越快,磁通量變化越快,二極管發(fā)光的亮度就越大,說明感應電動勢隨著磁通量變化率的增大而增大。
(3)用該裝置右側(cè)螺線管部分迅速靠近和遠離用電器,如有二極管發(fā)光,則用電器附近有強磁場,若無二極管發(fā)光,則用電器附近沒有強磁場。
1.(6分)(2024·北京卷,15)(多選)用如圖a所示的實驗裝置探究影響感應電流方向的因素。如圖b所示,分別把條形磁體的N極或S極插入、拔出螺線管,觀察并標記感應電流的方向。
關于本實驗,下列說法正確的是　　　　(填選項前的字母)。
A.需要記錄感應電流的大小
B.通過觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向確定感應電流的方向
C. 圖b中甲和乙表明,感應電流的方向與條形磁體的插入端是N極還是S極有關
【答案】 BC
【解析】 本實驗探究影響感應電流方向的因素,故不需要記錄感應電流的大小,故A錯誤;通過電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向確定感應電流的方向,故B正確;由題圖b甲和乙知,條形磁體插入N極和S極時,電流方向不同,故感應電流的方向與條形磁體的插入端是N極還是S極有關,故C正確。
2.(6分)(2024·上海徐匯期末)在“研究電磁感應現(xiàn)象”的實驗中,所用的器材如圖所示。
(1)請按實驗要求用筆畫線代替導線將實物連接成實驗電路。
(2)在實驗中,閉合開關后,下列可以使線圈B中產(chǎn)生感應電流的是　　　　。(多選)
A.把線圈A插入到線圈B中
B.改變滑動變阻器阻值
C.將鐵芯C在原處繞中心軸轉(zhuǎn)動
D.斷開開關
【答案】 (1)圖見解析　(2)ABD
【解析】 (1)探究電磁感應現(xiàn)象實驗電路分兩部分,電源、開關、滑動變阻器、線圈A組成閉合電路,電流計與線圈B組成另一個閉合電路,電路圖如圖所示。
(2)把線圈A插入到線圈B中,導致穿過線圈B的磁通量增大,從而產(chǎn)生感應電流,故A正確;改變滑動變阻器阻值,導致穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化,從而產(chǎn)生感應電流,故B正確;將鐵芯C在原處繞中心軸轉(zhuǎn)動,穿過線圈B的磁通量不變,不會產(chǎn)生感應電流,故C錯誤;斷開開關,則導致穿過線圈B的磁通量瞬間減小,從而產(chǎn)生感應電流,故D正確。
3.(6分)(2025·浙江紹興模擬)如圖所示是“探究影響感應電流方向的因素”的實驗裝置。
(1)判斷感應電流的方向時　　　　(選填“需要”或“不需要”)確定線圈的繞法,為了弄清楚靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流流向的關系,可以用多用電表的　　 　　(選填“電壓擋”“電流擋”或“電阻擋”)進行檢測。
(2)強磁體快速插入線圈后保持靜止,此過程中靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)情況可能是　　。
A.一直在“0”刻度位置
B.從“0”刻度開始向右偏轉(zhuǎn)到最大并維持此角度不變
C.從“0”刻度開始向右偏轉(zhuǎn)再向左偏轉(zhuǎn)并越過“0”最后右偏回到“0”位置
【答案】 (1)需要　電阻擋　(2)C
【解析】 (1)判斷感應電流方向時需要用到楞次定律結(jié)合安培定則進行判斷,右手四指環(huán)繞的方向即為感應電流的方向,因此需要確定線圈的繞法。多用電表內(nèi)部含有直流電源的為電阻擋,因此可用電表的電阻擋對電流進行測試。
(2)強磁體快速插入線圈的過程中,穿過線圈的磁通量發(fā)生改變,回路中將產(chǎn)生感應電流,靈敏電流計指針將從“0”刻度開始偏轉(zhuǎn),磁體插入線圈中保持靜止后,磁通量不再改變,此時不會有感應電流,最終靈敏電流計指針將回到“0”刻度位置。
4.(10分)(2025·福建廈門模擬)某同學正在探究影響感應電流方向的因素,已知當電流從靈敏電流計的正接線柱流入時,靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)。
(1)如圖甲所示,導體棒ab向右勻速平移的過程中,電流計的指針將　　　　　(選填“向左”“向右”或“不發(fā)生”)偏轉(zhuǎn)。
(2)該同學研究回路中感應電動勢大小與磁通量變化快慢的關系時采用了如圖乙所示的實驗裝置,該同學用螺旋測微器測量擋光片的寬度示數(shù)如圖丙所示,則擋光片的寬度d=
　　　　mm;實驗中讓小車以不同速度靠近螺線管,記錄下光電門擋光時間Δt和Δt內(nèi)的感應電動勢的平均值E,改變小車速度進行多次實驗,得到多組數(shù)據(jù),為了更直觀地體現(xiàn)E和Δt的關系,若以E為縱坐標,則橫坐標應為　　　　;誤差范圍內(nèi)繪制的圖像為一條過原點的直線,則得出的結(jié)論是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)其他條件都不變,若換用匝數(shù)加倍的線圈做實驗,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)所作出的那條直線圖像斜率　　　　(選填“減半”“不變”或“加倍”)。
【答案】 (1)向左　(2)5.665(5.664～5.666均可)　　在誤差允許的范圍內(nèi)感應電動勢與磁通量的變化率成正比　(3)加倍
【解析】 (1)導體棒ab向右勻速運動的過程中,根據(jù)右手定則可知,感應電流由電流計的負接線柱流入,結(jié)合題中條件可知,電流計的指針將向左偏轉(zhuǎn)。
(2)螺旋測微器的分度值為0.01 mm,可動刻度估讀到0.1格,擋光片的寬度d=5.5 mm+16.5×0.01 mm=5.665 mm;在擋光片每次經(jīng)過光電門的過程中,磁體與線圈之間相對位置的改變量都一樣,即穿過線圈的磁通量的變化量ΔΦ相同,這種情況下E與成正比,橫坐標應該是;根據(jù)繪制的E-圖像是一條過原點的直線,可以得出的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)感應電動勢與磁通量的變化率成正比。
(3)匝數(shù)n加倍后,產(chǎn)生的感應電動勢加倍,E-圖像縱坐標加倍,橫坐標不變,所以新圖像的斜率加倍。
5.(12分)(2024·四川內(nèi)江期末)某同學利用如圖a所示實驗裝置,來完成“探究影響感應電流方向的因素”的實驗。則:
(1)下表為該同學記錄的實驗現(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
由實驗記錄1、3可發(fā)現(xiàn)穿過閉合回路的磁通量增大,感應電流的磁場方向與原磁場方向　　　　;由實驗記錄2、4可發(fā)現(xiàn)穿過閉合回路的磁通量減小時,感應電流的磁場方向與原磁場方向　　　　;由此得出的結(jié)論是感應電流的磁場總是阻礙原磁場的　　　　的變化。
(2)該同學利用上面實驗中得到的結(jié)論,在如圖b所示裝置中,兩個電流表完全相同,零刻度居中。閉合開關后,當滑動變阻器R的滑片P不動時,甲、乙兩個電流表指針位置如圖所示。該同學進行了一些操作,發(fā)現(xiàn)電流表乙的指針向左偏轉(zhuǎn)。那么,該同學可能進行的操作是①　 ;
②　 。
【答案】 (1)相反　相同　磁通量　(2)①斷開開關,等電路穩(wěn)定后再閉合開關的瞬間　②滑動變阻器的滑片向a端迅速滑動
【解析】 (1)由實驗記錄1、3可發(fā)現(xiàn)穿過閉合回路的磁通量增大,感應電流的磁場方向與原磁場方向相反;由實驗記錄2、4可發(fā)現(xiàn)穿過閉合回路的磁通量減小時,感應電流的磁場方向與原磁場方向相同;由此得出的結(jié)論是感應電流的磁場總是阻礙原磁場的磁通量的變化。
(2)兩電流表完全相同,電流從哪邊流入,指針向哪邊偏轉(zhuǎn);當該同學進行了一些操作,發(fā)現(xiàn)電流表乙的指針向左偏轉(zhuǎn),可知電流從左方流入;根據(jù)楞次定律和安培定則可知線圈A中電流變大,則可能進行了的操作是斷開開關,等電路穩(wěn)定后再閉合開關的瞬間;滑動變阻器的滑片向a端迅速滑動。
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)第6講　實驗:探究影響感應電流方向的因素
一、實驗目的
研究閉合電路中磁通量的變化與產(chǎn)生的感應電流方向的關系。
二、實驗原理
1.探究電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關系。
探究電路如圖所示,探究出電流從電流計的“+”“-”接線柱流入方向與指針的偏轉(zhuǎn)方向的關系,從而用該電流計判斷感應電流的方向。
2.將磁體的不同磁極插入、拔出線圈,觀察感應電流方向的變化。通過分析感應電流的方向與磁體的磁場方向、通過線圈的磁通量的變化之間的關系,探究影響感應電流方向的因素,實驗裝置如圖所示。
三、實驗器材
條形磁體、電流計、線圈、導線、干電池、滑動變阻器、開關。
四、實驗步驟
1.確定電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向(流入“+”“-”接線柱的方向)的關系。
(1)按圖連接電路。
(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器,使接入電路的電阻最大。
(3)迅速閉合開關,發(fā)現(xiàn)電流計指針偏轉(zhuǎn)后立即斷開開關。
(4)記錄電流方向與電流計的指針偏轉(zhuǎn)方向和電流計“+”“-”接線柱接線情況,找出它們之間的關系,記入表格。
電流流入電流計的情況 電流計指針偏轉(zhuǎn)方向
電流從“+”接線柱流入
電流從“-”接線柱流入
2.探究磁場方向、磁通量變化情況與感應電流方向的關系。
(1)按如圖所示連接電路,明確螺線管的繞線方向。
(2)按照控制變量的方法分別進行N極(S極)插入線圈和N極(S極)抽出線圈的實驗,如圖所示。
(3)觀察并記錄磁場方向、電流方向,根據(jù)磁通量大小變化情況,分別將結(jié)果填入表格。
①N極(S極)向下插入線圈,線圈內(nèi)磁通量增大時的情況。
圖號 磁場方向 感應電流 的方向 感應電流 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
②N極(S極)抽出線圈,線圈內(nèi)磁通量減小時的情況。
圖號 磁場方向 感應電流 的方向 感應電流 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
五、實驗結(jié)論
當穿過線圈的磁通量增大時,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小時,感應電流的磁場與原磁場的方向相同。
六、注意事項
1.電流計選用零刻度在中間的靈敏電流計。
2.確定電流方向與電流計指針偏轉(zhuǎn)方向的關系時,要用試觸法并注意防止電流過大或通電時間過長損壞電流計。
3.進行一種操作后,等電流計指針回零后再進行下一種操作。
4.實驗前設計好表格,并明確線圈的繞線方向。
5.按照控制變量的思想進行實驗。
考點一　基礎性實驗
[例1] 【實驗原理的考查】 (2024·北京海淀期末)為探究影響感應電流方向的因素,同學們做了如下的實驗。
(1)用如圖甲的實驗裝置“探究影響感應電流方向的因素”,所用電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關系為:當電流從“+”接線柱流入電流表時,指針向右偏轉(zhuǎn)。
①將條形磁體按如圖甲方式S極向下勻速插入螺線管時,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電流方向。
②接上面的①,將條形磁體從螺線管中抽出時,電流表的指針向　　　　(選填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)。
(2)某同學用如圖丙所示的器材研究感應電流的方向。
①在給出的實物圖中,用筆畫線代替導線將實驗儀器連成完整的實驗電路。
②將線圈A插入線圈B中,閉合開關S瞬間,發(fā)現(xiàn)電流計指針右偏,則保持開關閉合,下列操作中也能使電流計指針右偏的是　　　　。(多選)
A.插入鐵芯
B.拔出線圈A
C.將滑動變阻器的滑片向左移動
D.將滑動變阻器的滑片向右移動
③寫出閉合導體回路中產(chǎn)生感應電流的條件:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)如圖丁所示是一種延時繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個線圈A和B。線圈A和電源連接,線圈B與直導線ab構(gòu)成一個閉合回路。彈簧K與銜鐵D相連,D的右端觸頭C連接工作電路(未畫出)。開關S閉合狀態(tài)下,工作電路處于導通狀態(tài)。S斷開瞬間,延時功能啟動,此時直導線ab中電流方向為　　　　　　(選填“a到b”或“b到a”)。
[例2] 【實驗過程的考查】 (2025·山東濟寧模擬)為探究影響感應電流方向的因素,同學們做了如下實驗。
(1)用如圖甲所示的實驗裝置探究影響感應電流方向的因素。
①部分實驗記錄如下:
Ⅰ.實驗得出所用電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關系為:當電流從“+”接線柱流入電流表時,指針向右偏轉(zhuǎn)。
Ⅱ.將條形磁體按如圖甲方式N極向下插入螺線管時,發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)。判斷出螺線管中電流的方向,再判斷出螺線管中的感應電流磁場的方向。
Ⅲ.經(jīng)分析可得出結(jié)論:當穿過螺線管的磁通量增加時,感應電流產(chǎn)生的磁場與條形磁體的磁場方向　　　　(選填“相同”或“相反”)。
②關于該實驗,下列說法正確的是　　　　。(多選)
A.只有磁體N極向下插入螺線管,靈敏電流計指針才會向右偏轉(zhuǎn)
B.將磁體的S極向下插入螺線管時,靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)
C.將磁體的S極向下插入螺線管時,靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn)
D.將磁體向下插入或向上抽出的速度越大,靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)幅度越大
(2)某同學用如圖乙所示的電路研究感應電流的方向。
①將線圈A插入線圈B中,閉合開關S瞬間,發(fā)現(xiàn)電流計指針向左偏轉(zhuǎn),則保持開關閉合,將滑動變阻器的滑片向左勻速移動,則電流計指針　　(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn)。
②實驗結(jié)束后,某同學在開關還沒斷開,A、B兩線圈和鐵芯也沒分開放置的情況下,直接用手去拆除某線圈處的導線,突然被電擊了一下,則該同學被電擊是在拆除線圈　　　　(選填“A”或“B”)所在電路時發(fā)生的。
考點二　創(chuàng)新性實驗
[例3] 【實驗器材的創(chuàng)新】 (2024·天津和平期末)(1)由如圖所示裝置探究感應電流的方向具有的規(guī)律,其中G為靈敏電流計,沒有電流通過時指針指向中間刻度,這種實驗方案采用了　　　　(選填“歸納總結(jié)”或“假設推理”)物理思想方法。
(2)某興趣小組采用如圖5所示的電路來研究電磁感應現(xiàn)象,A、B為兩個規(guī)格相同的靈敏電流計,Rt為熱敏電阻,其阻值隨溫度的變化規(guī)律如圖6所示;D是兩個套在一起的大、小線圈,小線圈與A的電路連接,大線圈與B構(gòu)成閉合電路。開關S閉合,100 ℃時電流表指針位置如圖5,溫度逐漸降低到20 ℃的過程中,A靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)角將　　　　(選填“增大”“減小”或“不變”),B靈敏電流計的指針將　　　　　　　　　(選填“指在中間刻度”“偏向中間刻度右側(cè)”或“偏向中間刻度左側(cè)”)。
[例4] 【實驗目的的創(chuàng)新】 (2024·山東棗莊期末)某同學想應用楞次定律判斷線圈纏繞方向,設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體,兩個發(fā)光二極管(電壓在1.5 V至5 V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用多用電表的電阻擋測出二極管的正、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把條形磁體插入線圈時,二極管E發(fā)光;拔出時,二極管F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)條形磁體運動越快,二極管發(fā)光的亮度就越大,這說明感應電動勢隨　　　　　　　的增大而增大。
(3)該同學想用這個裝置檢測某電器附近是否有強磁場,他應該如何做 請你給出一條建議: 　。
(滿分:40分)
1.(6分)(2024·北京卷,15)(多選)用如圖a所示的實驗裝置探究影響感應電流方向的因素。如圖b所示,分別把條形磁體的N極或S極插入、拔出螺線管,觀察并標記感應電流的方向。
關于本實驗,下列說法正確的是　　　　(填選項前的字母)。
A.需要記錄感應電流的大小
B.通過觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向確定感應電流的方向
C. 圖b中甲和乙表明,感應電流的方向與條形磁體的插入端是N極還是S極有關
2.(6分)(2024·上海徐匯期末)在“研究電磁感應現(xiàn)象”的實驗中,所用的器材如圖所示。
(1)請按實驗要求用筆畫線代替導線將實物連接成實驗電路。
(2)在實驗中,閉合開關后,下列可以使線圈B中產(chǎn)生感應電流的是　　　　。(多選)
A.把線圈A插入到線圈B中
B.改變滑動變阻器阻值
C.將鐵芯C在原處繞中心軸轉(zhuǎn)動
D.斷開開關
3.(6分)(2025·浙江紹興模擬)如圖所示是“探究影響感應電流方向的因素”的實驗裝置。
(1)判斷感應電流的方向時　　　　(選填“需要”或“不需要”)確定線圈的繞法,為了弄清楚靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流流向的關系,可以用多用電表的　　 　　(選填“電壓擋”“電流擋”或“電阻擋”)進行檢測。
(2)強磁體快速插入線圈后保持靜止,此過程中靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)情況可能是　　。
A.一直在“0”刻度位置
B.從“0”刻度開始向右偏轉(zhuǎn)到最大并維持此角度不變
C.從“0”刻度開始向右偏轉(zhuǎn)再向左偏轉(zhuǎn)并越過“0”最后右偏回到“0”位置
4.(10分)(2025·福建廈門模擬)某同學正在探究影響感應電流方向的因素,已知當電流從靈敏電流計的正接線柱流入時,靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)。
(1)如圖甲所示,導體棒ab向右勻速平移的過程中,電流計的指針將　　　　　(選填“向左”“向右”或“不發(fā)生”)偏轉(zhuǎn)。
(2)該同學研究回路中感應電動勢大小與磁通量變化快慢的關系時采用了如圖乙所示的實驗裝置,該同學用螺旋測微器測量擋光片的寬度示數(shù)如圖丙所示,則擋光片的寬度d=
　　　　mm;實驗中讓小車以不同速度靠近螺線管,記錄下光電門擋光時間Δt和Δt內(nèi)的感應電動勢的平均值E,改變小車速度進行多次實驗,得到多組數(shù)據(jù),為了更直觀地體現(xiàn)E和Δt的關系,若以E為縱坐標,則橫坐標應為　　　　;誤差范圍內(nèi)繪制的圖像為一條過原點的直線,則得出的結(jié)論是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)其他條件都不變,若換用匝數(shù)加倍的線圈做實驗,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)所作出的那條直線圖像斜率　　　　(選填“減半”“不變”或“加倍”)。
5.(12分)(2024·四川內(nèi)江期末)某同學利用如圖a所示實驗裝置,來完成“探究影響感應電流方向的因素”的實驗。則:
(1)下表為該同學記錄的實驗現(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
由實驗記錄1、3可發(fā)現(xiàn)穿過閉合回路的磁通量增大,感應電流的磁場方向與原磁場方向　　　　;由實驗記錄2、4可發(fā)現(xiàn)穿過閉合回路的磁通量減小時,感應電流的磁場方向與原磁場方向　　　　;由此得出的結(jié)論是感應電流的磁場總是阻礙原磁場的　　　　的變化。
(2)該同學利用上面實驗中得到的結(jié)論,在如圖b所示裝置中,兩個電流表完全相同,零刻度居中。閉合開關后,當滑動變阻器R的滑片P不動時,甲、乙兩個電流表指針位置如圖所示。該同學進行了一些操作,發(fā)現(xiàn)電流表乙的指針向左偏轉(zhuǎn)。那么,該同學可能進行的操作是①　 ;
②　 。
(
第
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高中總復習·物理
第6講　
實驗:探究影響感應電流方向的因素
一、實驗目的
研究閉合電路中磁通量的變化與產(chǎn)生的感應電流方向的關系。
二、實驗原理
1.探究電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關系。
探究電路如圖所示,探究出電流從電流計的“+”“-”接線柱流入方向與指針的偏轉(zhuǎn)方向的關系,從而用該電流計判斷感應電流的方向。
2.將磁體的不同磁極插入、拔出線圈,觀察感應電流方向的變化。通過分析感應電流的方向與磁體的磁場方向、通過線圈的磁通量的變化之間的關系,探究影響感應電流方向的因素,實驗裝置如圖所示。
三、實驗器材
條形磁體、電流計、線圈、導線、干電池、滑動變阻器、開關。
四、實驗步驟
1.確定電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向(流入“+”“-”接線柱的方向)的關系。
(1)按圖連接電路。
(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器,使接入電路的電阻最大。
(3)迅速閉合開關,發(fā)現(xiàn)電流計指針偏轉(zhuǎn)后立即斷開開關。
(4)記錄電流方向與電流計的指針偏轉(zhuǎn)方向和電流計“+”“-”接線柱接線情況,找出它們之間的關系,記入表格。
電流流入電流計的情況 電流計指針偏轉(zhuǎn)方向
電流從“+”接線柱流入
電流從“-”接線柱流入
2.探究磁場方向、磁通量變化情況與感應電流方向的關系。
(1)按如圖所示連接電路,明確螺線管的繞線方向。
(2)按照控制變量的方法分別進行N極(S極)插入線圈和N極(S極)抽出線圈的實驗,如圖所示。
(3)觀察并記錄磁場方向、電流方向,根據(jù)磁通量大小變化情況,分別將結(jié)果填入表格。
①N極(S極)向下插入線圈,線圈內(nèi)磁通量增大時的情況。
圖號 磁場方向 感應電流 的方向 感應電流
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
②N極(S極)抽出線圈,線圈內(nèi)磁通量減小時的情況。
圖號 磁場方向 感應電流 的方向 感應電流
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
五、實驗結(jié)論
當穿過線圈的磁通量增大時,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小時,感應電流的磁場與原磁場的方向相同。
六、注意事項
1.電流計選用零刻度在中間的靈敏電流計。
2.確定電流方向與電流計指針偏轉(zhuǎn)方向的關系時,要用試觸法并注意防止電流過大或通電時間過長損壞電流計。
3.進行一種操作后,等電流計指針回零后再進行下一種操作。
4.實驗前設計好表格,并明確線圈的繞線方向。
5.按照控制變量的思想進行實驗。
[例1] 【實驗原理的考查】 (2024·北京海淀期末)為探究影響感應電流方向的因素,同學們做了如下的實驗。
(1)用如圖甲的實驗裝置“探究影響感應電流方向的因素”,所用電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關系為:當電流從“+”接線柱流入電流表時,指針向右偏轉(zhuǎn)。
①將條形磁體按如圖甲方式S極向下勻速插入螺線管時,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電流方向。
【答案及解析】 (1)①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a所示。
②接上面的①,將條形磁體從螺線管中抽出時,電流表的指針向　 　(選填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)。
【解析】 ②將條形磁體從螺線管中抽出時,穿過線圈的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知,感應電流的磁場應與原磁場方向相同且向上,阻礙磁通量的減小,根據(jù)安培定則可知,線圈中感應電流方向由A到B,則電流從“-”接線柱流入電流表,電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)。
左
(2)某同學用如圖丙所示的器材研究感應電流的方向。
①在給出的實物圖中,用筆畫線代替導線將實驗儀器連成完整的實驗電路。
【答案及解析】 (2)①完整的實驗電路如圖b所示。
②將線圈A插入線圈B中,閉合開關S瞬間,發(fā)現(xiàn)電流計指針右偏,則保持開關閉合,下列操作中也能使電流計指針右偏的是　　　　。(多選)
A.插入鐵芯
B.拔出線圈A
C.將滑動變阻器的滑片向左移動
D.將滑動變阻器的滑片向右移動
AC
【解析】 ②將線圈A插入線圈B中,閉合開關S瞬間,發(fā)現(xiàn)電流計指針右偏,可知當線圈B中的磁通量增加時,電流計指針右偏。插入鐵芯,線圈B中的磁通量增加,電流計指針右偏,故A正確;拔出線圈A,線圈B中的磁通量減少,電流計指針左偏,故B錯誤;將滑動變阻器的滑片向左移動,線圈A中電流增大,線圈B中的磁通量增加,電流計指針右偏,故C正確;將滑動變阻器的滑片向右移動,線圈A中電流減小,線圈B中的磁通量減少,電流計指針左偏,故D錯誤。
③寫出閉合導體回路中產(chǎn)生感應電流的條件:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化
【解析】 ③閉合導體回路中產(chǎn)生感應電流的條件是穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化。
(3)如圖丁所示是一種延時繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個線圈A和B。線圈A和電源連接,線圈B與直導線ab構(gòu)成一個閉合回路。彈簧K與銜鐵D相連,D的右端觸頭C連接工作電路(未畫出)。開關S閉合狀態(tài)下,工作電路處于導通狀態(tài)。S斷開瞬間,延時功能啟動,此時直導線ab中電流方向為　　　　　(選填“a到b”或“b到a”)。
b到a
【解析】 (3)S斷開瞬間,延時功能啟動,此時穿過線圈B的磁通量向上減小,根據(jù)楞次定律可知,線圈B中感應電流產(chǎn)生的磁場方向向上,則此時直導線ab中電流方向為b到a。
[例2] 【實驗過程的考查】 (2025·山東濟寧模擬)為探究影響感應電流方向的因素,同學們做了如下實驗。
(1)用如圖甲所示的實驗裝置探究影響感應電流方向的因素。
①部分實驗記錄如下:
Ⅰ.實驗得出所用電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關系為:當電流從“+”接線柱流入電流表時,指針向右偏轉(zhuǎn)。
Ⅱ.將條形磁體按如圖甲方式N極向下插入螺線管時,發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)。判斷出螺線管中電流的方向,再判斷出螺線管中的感應電流磁場的方向。
Ⅲ.經(jīng)分析可得出結(jié)論:當穿過螺線管的磁通量增加時,感應電流產(chǎn)生的磁場與條形磁體的磁場方向　　　　(選填“相同”或“相反”)。
相反
【解析】 (1)①由題可知,電流由B流向A,根據(jù)安培定則可知,感應電流產(chǎn)生的磁場方向向上,故感應電流產(chǎn)生的磁場與條形磁體的磁場方向相反。
②關于該實驗,下列說法正確的是　　　　。(多選)
A.只有磁體N極向下插入螺線管,靈敏電流計指針才會向右偏轉(zhuǎn)
B.將磁體的S極向下插入螺線管時,靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)
C.將磁體的S極向下插入螺線管時,靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn)
D.將磁體向下插入或向上抽出的速度越大,靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)幅度越大
CD
【解析】 ②將磁體的S極向下插入螺線管后,向上將磁體拔出螺線管時,靈敏電流計指針也會向右偏轉(zhuǎn),A錯誤;將磁體的S極向下插入螺線管時,靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn),B錯誤,C正確;將磁體向下插入或向上抽出的速度越大,靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)幅度越大,D正確。
(2)某同學用如圖乙所示的電路研究感應電流的方向。
①將線圈A插入線圈B中,閉合開關S瞬間,發(fā)現(xiàn)電流計指針向左偏轉(zhuǎn),則保持開關閉合,將滑動變阻器的滑片向左勻速移動,則電流計指針　　　 　(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn)。
向左
【解析】 (2)①由題知,當閉合開關S瞬間,線圈A中電流瞬間增加,電流計指針向左偏轉(zhuǎn),由題圖乙知,將滑動變阻器的滑片向左勻速移動,電路中總電阻減小,線圈A中電流一直增大,故電流計指針向左偏轉(zhuǎn)。
②實驗結(jié)束后,某同學在開關還沒斷開,A、B兩線圈和鐵芯也沒分開放置的情況下,直接用手去拆除某線圈處的導線,突然被電擊了一下,則該同學被電擊是在拆除線圈　　　　(選填“A”或“B”)所在電路時發(fā)生的。
A
【解析】 ②拆除線圈A時,A、B線圈產(chǎn)生的感應電流阻礙線圈A中電流減小,線圈A電流瞬間增加,故該同學被電擊是在拆除線圈A所在電路時發(fā)生的。
[例3] 【實驗器材的創(chuàng)新】 (2024·天津和平期末)(1)由如圖所示裝置探究感應電流的方向具有的規(guī)律,其中G為靈敏電流計,沒有電流通過時指針指向中間刻度,這種實驗方案采用了　 　　　(選填“歸納總結(jié)”或“假設推理”)物理思想方法。
歸納總結(jié)
【解析】 (1)該實驗中由于靈敏電流計在沒有電流通過時指針指在中間刻度,所以可以通過確認電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與通過電流計的電流方向的關系知道產(chǎn)生的感應電流的具體的方向,同時通過記錄磁體在線圈中的磁場方向,最后判斷出磁場的變化與感應電流方向的關系,然后結(jié)合實驗現(xiàn)象總結(jié)歸納,得出相應的結(jié)論,所以該實驗使用的方法為歸納總結(jié)法。
(2)某興趣小組采用如圖5所示的電路來研究電磁感應現(xiàn)象,A、B為兩個規(guī)格相同的靈敏電流計,Rt為熱敏電阻,其阻值隨溫度的變化規(guī)律如圖6所示;D是兩個套在一起的大、小線圈,小線圈與A的電路連接,大線圈與B構(gòu)成閉合電路。開關S閉合,100 ℃時電流表指針位置如圖5,溫度逐漸降低到20 ℃的過程中,A靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)角將　　　　(選填“增大”“減小”或“不變”),B靈敏電流計的指針將　　　　　　　　　(選填“指在中間刻度”“偏向中間刻度右側(cè)”或“偏向中間刻度左側(cè)”)。
減小
偏向中間刻度右側(cè)
【解析】 (2)電流表A與電源等組成閉合回路,在溫度由100 ℃逐漸降低到20 ℃的過程中,接入電路中的電阻變大,由閉合電路歐姆定律可知,電路中的電流減小,即電流表A的指針偏轉(zhuǎn)角減小;電路中的電流減小,電流產(chǎn)生的磁場減弱,穿過大線圈的磁通量減小,由楞次定律和安培定則可知,電流從電流表B的右邊進入,所以電流表B指針將偏向中間刻度右側(cè)。
[例4] 【實驗目的的創(chuàng)新】 (2024·山東棗莊期末)某同學想應用楞次定律判斷線圈纏繞方向,設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體,兩個發(fā)光二極管(電壓在1.5 V至5 V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用多用電表的電阻擋測出二極管的正、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把條形磁體插入線圈時,二極管E發(fā)光;拔出時,二極管F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”)。
A
【解析】 (1)把條形磁體插入線圈時,磁通量向下增大,則線圈產(chǎn)生的感應電流的磁場向上,根據(jù)二極管E發(fā)光可知,電流方向為順時針,故線圈纏繞方向為題圖乙中的A。
(2)條形磁體運動越快,二極管發(fā)光的亮度就越大,這說明感應電動勢隨
　　　 　　　　的增大而增大。
磁通量的變化率
【解析】 (2)磁體從初始到完全插入,磁通量的變化量相同,速度越快,磁通量變化越快,二極管發(fā)光的亮度就越大,說明感應電動勢隨著磁通量變化率的增大而增大。
(3)該同學想用這個裝置檢測某電器附近是否有強磁場,他應該如何做 請你給出一條建議: 　 。
【答案及解析】 (3)用該裝置右側(cè)螺線管部分迅速靠近和遠離用電器,如有二極管發(fā)光,則用電器附近有強磁場,若無二極管發(fā)光,則用電器附近沒有強磁場。
1.(6分)(2024·北京卷,15)(多選)用如圖a所示的實驗裝置探究影響感應電流方向的因素。如圖b所示,分別把條形磁體的N極或S極插入、拔出螺線管,觀察并標記感應電流的方向。
關于本實驗,下列說法正確的是　　　　(填選項前的字母)。
A.需要記錄感應電流的大小
B.通過觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向確定感應電流的方向
C. 圖b中甲和乙表明,感應電流的方向與條形磁體的插入端是N極還是S極有關
BC
【解析】 本實驗探究影響感應電流方向的因素,故不需要記錄感應電流的大小,故A錯誤;通過電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向確定感應電流的方向,故B正確;由題圖b甲和乙知,條形磁體插入N極和S極時,電流方向不同,故感應電流的方向與條形磁體的插入端是N極還是S極有關,故C正確。
2.(6分)(2024·上海徐匯期末)在“研究電磁感應現(xiàn)象”的實驗中,所用的器材如圖所示。
(1)請按實驗要求用筆畫線代替導線將實物連接成實驗電路。
【答案及解析】 (1)探究電磁感應現(xiàn)象實驗電路分兩部分,電源、開關、滑動變阻器、線圈A組成閉合電路,電流計與線圈B組成另一個閉合電路,電路圖如圖所示。
(2)在實驗中,閉合開關后,下列可以使線圈B中產(chǎn)生感應電流的是　　　　。
(多選)
A.把線圈A插入到線圈B中
B.改變滑動變阻器阻值
C.將鐵芯C在原處繞中心軸轉(zhuǎn)動
D.斷開開關
ABD
【解析】 (2)把線圈A插入到線圈B中,導致穿過線圈B的磁通量增大,從而產(chǎn)生感應電流,故A正確;改變滑動變阻器阻值,導致穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化,從而產(chǎn)生感應電流,故B正確;將鐵芯C在原處繞中心軸轉(zhuǎn)動,穿過線圈B的磁通量不變,不會產(chǎn)生感應電流,故C錯誤;斷開開關,則導致穿過線圈B的磁通量瞬間減小,從而產(chǎn)生感應電流,故D正確。
3.(6分)(2025·浙江紹興模擬)如圖所示是“探究影響感應電流方向的因素”的實驗裝置。
(1)判斷感應電流的方向時　　　　(選填“需要”或“不需要”)確定線圈的繞法,為了弄清楚靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流流向的關系,可以用多用電表的　　　　(選填“電壓擋”“電流擋”或“電阻擋”)進行檢測。
需要
電阻擋
【解析】 (1)判斷感應電流方向時需要用到楞次定律結(jié)合安培定則進行判斷,右手四指環(huán)繞的方向即為感應電流的方向,因此需要確定線圈的繞法。多用電表內(nèi)部含有直流電源的為電阻擋,因此可用電表的電阻擋對電流進行測試。
(2)強磁體快速插入線圈后保持靜止,此過程中靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)情況可能是　　　　。
A.一直在“0”刻度位置
B.從“0”刻度開始向右偏轉(zhuǎn)到最大并維持此角度不變
C.從“0”刻度開始向右偏轉(zhuǎn)再向左偏轉(zhuǎn)并越過“0”最后右偏回到“0”位置
C
【解析】 (2)強磁體快速插入線圈的過程中,穿過線圈的磁通量發(fā)生改變,回路中將產(chǎn)生感應電流,靈敏電流計指針將從“0”刻度開始偏轉(zhuǎn),磁體插入線圈中保持靜止后,磁通量不再改變,此時不會有感應電流,最終靈敏電流計指針將回到“0”刻度位置。
4.(10分)(2025·福建廈門模擬)某同學正在探究影響感應電流方向的因素,已知當電流從靈敏電流計的正接線柱流入時,靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)。
(1)如圖甲所示,導體棒ab向右勻速平移的過程中,電流計的指針將　　　(選填“向左”“向右”或“不發(fā)生”)偏轉(zhuǎn)。
向左
【解析】 (1)導體棒ab向右勻速運動的過程中,根據(jù)右手定則可知,感應電流由電流計的負接線柱流入,結(jié)合題中條件可知,電流計的指針將向左偏轉(zhuǎn)。
(2)該同學研究回路中感應電動勢大小與磁通量變化快慢的關系時采用了如圖乙所示的實驗裝置,該同學用螺旋測微器測量擋光片的寬度示數(shù)如圖丙所示,則擋光片的寬度d=
　　　 　mm;實驗中讓小車以不同速度靠近螺線管,記錄下光電門擋光時間Δt和Δt內(nèi)的感應電動勢的平均值E,改變小車速度進行多次實驗,得到多組數(shù)據(jù),為了
更直觀地體現(xiàn)E和Δt的關系,若以E為縱坐標,則橫坐標應為　　　 　;誤差范圍內(nèi)繪制的
圖像為一條過原點的直線,則得出的結(jié)論是
　　　　　　　。
5.665(5.664～5.666均可)
在誤差允許的范圍內(nèi)感應電動勢與磁通量的
變化率成正比
(3)其他條件都不變,若換用匝數(shù)加倍的線圈做實驗,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)所作出的那條直線圖像斜率　　　　(選填“減半”“不變”或“加倍”)。
加倍
5.(12分)(2024·四川內(nèi)江期末)某同學利用如圖a所示實驗裝置,來完成“探究影響感應電流方向的因素”的實驗。則:
(1)下表為該同學記錄的實驗現(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
由實驗記錄1、3可發(fā)現(xiàn)穿過閉合回路的磁通量增大,感應電流的磁場方向與原磁場方向
　　　;由實驗記錄2、4可發(fā)現(xiàn)穿過閉合回路的磁通量減小時,感應電流的磁場方向與原磁場方向　　　;由此得出的結(jié)論是感應電流的磁場總是阻礙原磁場的　　　　的變化。
相反
相同
磁通量
【解析】 (1)由實驗記錄1、3可發(fā)現(xiàn)穿過閉合回路的磁通量增大,感應電流的磁場方向與原磁場方向相反;由實驗記錄2、4可發(fā)現(xiàn)穿過閉合回路的磁通量減小時,感應電流的磁場方向與原磁場方向相同;由此得出的結(jié)論是感應電流的磁場總是阻礙原磁場的磁通量的變化。
(2)該同學利用上面實驗中得到的結(jié)論,在如圖b所示裝置中,兩個電流表完全相同,零刻度居中。閉合開關后,當滑動變阻器R的滑片P不動時,甲、乙兩個電流表指針位置如圖所示。該同學進行了一些操作,發(fā)現(xiàn)電流表乙的指針向左偏轉(zhuǎn)。那么,該同學可能進行的操作是
①　 ;
②　 。
斷開開關,等電路穩(wěn)定后再閉合開關的瞬間
滑動變阻器的滑片向a端迅速滑動
【解析】 (2)兩電流表完全相同,電流從哪邊流入,指針向哪邊偏轉(zhuǎn);當該同學進行了一些操作,發(fā)現(xiàn)電流表乙的指針向左偏轉(zhuǎn),可知電流從左方流入;根據(jù)楞次定律和安培定則可知線圈A中電流變大,則可能進行了的操作是斷開開關,等電路穩(wěn)定后再閉合開關的瞬間;滑動變阻器的滑片向a端迅速滑動。

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