資源簡介 (共64張PPT)第十一章 電磁感應(yīng)實驗探究課十四 探究影響感應(yīng)電流方向的因素原理裝置圖1.改變穿過閉合回路的磁通量,回路中有感應(yīng)電流。2.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。 實驗儲備·一覽清操作要求1.確定電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系。(1)按照原理圖連接電路。(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(guān),發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)后立即斷開開關(guān)。(4)記錄電流方向與電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向,找出它們之間的關(guān)系。2.確定感應(yīng)電流方向與磁通量變化情況的關(guān)系。(1)按照原理圖連接電路,明確線圈的繞線方向。(2)按照控制變量的方法分別進行N極(S極)向下插入線圈和N極(S極)向上抽出線圈時的實驗。(3)觀察并記錄磁體磁場方向、感應(yīng)電流方向、感應(yīng)電流的磁場方向,并將結(jié)果填入表格。注意事項1.確定電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)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表。2.電流表選用零刻度在中間的靈敏電流計。3.實驗前設(shè)計好表格,并明確線圈的繞線方向。4.按照控制變量的思想進行實驗。5.進行一種操作后,等電流計指針回零后再進行下一步操作。數(shù)據(jù) 處理 1.以下面四種情況為例,實驗結(jié)果如下:①N極(S極)向下時插入線圈,線圈內(nèi)磁通量增加時的情況磁極方向 磁場方向 感應(yīng)電流的方向 感應(yīng)電流的磁場方向N極向下 向下 逆時針(俯視) 向上S極向下 向上 順時針(俯視) 向下數(shù)據(jù) 處理 ②N極(S極)向下時抽出線圈,線圈內(nèi)磁通量減少時的情況磁極方向 磁場方向 感應(yīng)電流的方向 感應(yīng)電流的磁場方向N極向下 向下 順時針(俯視) 向下S極向下 向上 逆時針(俯視) 向上數(shù)據(jù) 處理 2.實驗結(jié)論當線圈中磁通量增加時,感應(yīng)電流的磁場方向跟磁體的磁場方向相反。當線圈中磁通量減少時,感應(yīng)電流的磁場方向跟磁體的磁場方向相同。實驗類型·全突破類型1 教材原型實驗[典例1] 如圖所示是“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗裝置。(1)如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流表的指針向右偏了一下,那么合上開關(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)(多選)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________。A.插入鐵芯B.拔出A線圈C.滑動變阻器的滑片向左滑動D.斷開開關(guān)S瞬間向右BD(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的偏轉(zhuǎn)情況如圖甲所示,即電流從電流表G的左接線柱進入時,指針也從中央向左偏。現(xiàn)把它與一線圈串聯(lián)進行電磁感應(yīng)實驗,則圖乙中的條形磁體的運動方向是向________(選填“上”或“下”);圖丙中的條形磁體下端為________(選填“N”或“S”)極。下S[解析] (1)已知閉合開關(guān)瞬間,B線圈中的磁通量增大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流使靈敏電流表的指針向右偏轉(zhuǎn);當開關(guān)閉合后,將A線圈迅速插入B線圈中時,B線圈中的磁通量增大,所以產(chǎn)生的感應(yīng)電流也應(yīng)使靈敏電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)。(2)要使靈敏電流表的指針向左偏轉(zhuǎn),則B線圈中的磁通量應(yīng)減小。插入鐵芯時,B線圈中的磁通量增大,故A錯誤;拔出A線圈時,B線圈中的磁通量減小,故B正確;滑動變阻器的滑片向左滑動時,回路中電阻減小,電流增大,B線圈中的磁通量增大,故C錯誤;斷開開關(guān)S瞬間,電流減小,B線圈中的磁通量減小,故D正確。(3)題圖乙中靈敏電流表指針向左偏轉(zhuǎn),可知線圈中感應(yīng)電流的方向是順時針(俯視),由安培定則可知,感應(yīng)電流的磁場方向向下,由楞次定律可知,條形磁體應(yīng)向下插入;題圖丙中靈敏電流表指針向右偏轉(zhuǎn),則線圈中感應(yīng)電流的方向為逆時針(俯視),由安培定則可知,感應(yīng)電流的磁場方向向上,條形磁體向上拔出,即磁通量減小,由楞次定律可知,條形磁體的磁場方向應(yīng)該向上,所以條形磁體上端為N極,下端為S極。[典例2] 為探究“影響感應(yīng)電流方向的因素”,某同學(xué)所做實驗如下:(1)首先按圖1甲所示連接電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)靈敏電流表指針向左偏轉(zhuǎn);再按圖1乙所示連接電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。進行上述實驗的目的是檢驗________。A.各儀器及導(dǎo)線是否完好B.干電池是否為新電池C.電流表測量的電流是否準確D.電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系D(2)接下來用如圖2所示的裝置做實驗,圖中螺線管上的粗線標示的是導(dǎo)線的繞行方向。某次實驗中在條形磁體插入螺線管的過程中,觀察到電流表指針向右偏轉(zhuǎn),說明螺線管中的電流方向(從上往下看)是沿________(選填“順時針”或“逆時針”)方向,由此可推斷磁體下端的磁極為_______(選填“N”或“S”)極。順時針S(3)用通電螺線管代替條形磁體,實驗器材如圖3所示,請完善實物連接圖。見解析圖(4)連好電路,并將B線圈插入A線圈中。在閉合開關(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),滑動變阻器的滑片應(yīng)向________(選填“左”或“右”)滑動。右[解析] (1)進行上述實驗的目的是檢驗電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系,故D正確。(2)觀察到電流表指針向右偏轉(zhuǎn),說明螺線管中的電流方向(從上往下看)是沿順時針方向,根據(jù)右手螺旋定則和楞次定律可知磁體下端的磁極為S極。(3)根據(jù)實驗原理連接實物圖如圖所示。(4)在閉合開關(guān)瞬間,發(fā)現(xiàn)靈敏電流表的指針向右偏了一下,可知B線圈中電流增大時,靈敏電流表的指針向右偏轉(zhuǎn),若要使靈敏電流表的指針向左偏轉(zhuǎn),需減小B線圈中的電流,則滑動變阻器的滑片應(yīng)向右滑動。類型2 拓展創(chuàng)新實驗[典例3] 某學(xué)習(xí)小組在“研究回路中感應(yīng)電動勢大小與磁通量變化快慢的關(guān)系”的實驗中采用了如圖甲所示的實驗裝置。(1)實驗需用螺旋測微器測量擋光片的寬度Δd,如圖乙所示,Δd=_______________________ mm。5.666(5.665~5.667均可)(2)在實驗中,讓小車以不同速度靠近螺線管,記錄下光電門擋光時間Δt內(nèi)感應(yīng)電動勢的平均值E,改變速度多次實驗,得到多組數(shù)據(jù)。這樣的實驗設(shè)計滿足了物理實驗中常用的“控制變量法”,你認為小車以不同速度靠近螺線管過程中不變的量是:在Δt時間內(nèi)__________________________________。穿過螺線管的磁通量的變化量(3)得到多組Δt與E的數(shù)據(jù)之后,若以E為縱坐標、Δt為橫坐標畫出E-Δt圖像,發(fā)現(xiàn)圖像是一條曲線,不容易得出清晰的實驗結(jié)論,為了使畫出的圖像為一條直線,最簡單的改進辦法是以________為橫坐標。(4)根據(jù)改進后畫出的圖像得出的結(jié)論是:在誤差允許的范圍內(nèi),______________。見解析(5)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,其斜率______(選填“減半”“不變”或“加倍”)。加倍[解析] (1)螺旋測微器固定刻度為5.5 mm,可動刻度為0.01 mm×16.6=0.166 mm,所以最終讀數(shù)為5.5 mm+0.166 mm=5.666 mm。(2)在擋光片每次經(jīng)過光電門的過程中,磁鐵與螺線管之間相對位置的改變量都一樣,穿過螺線管的磁通量的變化量ΔΦ都相同。(3)根據(jù)E=n,因ΔΦ不變,E與成正比,橫坐標為是。(4)在誤差允許的范圍內(nèi),感應(yīng)電動勢與磁通量變化率成正比(或者在磁通量變化量相同的情況下,感應(yīng)電動勢與時間成反比)。(5)匝數(shù)n加倍后,產(chǎn)生的感應(yīng)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。創(chuàng)新點解讀 (1)實驗?zāi)康膭?chuàng)新:定量探究感應(yīng)電動勢大小與磁通量變化快慢的關(guān)系。(2)實驗器材創(chuàng)新:用光電門測量磁場變化的時間,用電壓傳感器測量螺線管電壓。[典例4] 軟鐵環(huán)上繞有A、B、C三個線圈,線圈的繞向如圖所示,三個線圈分別與另一線圈M、電源和一個電流表相連,當S1閉合、S2斷開時,將一磁鐵N極向下加速插入線圈M時,電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。(1)保持S1閉合、S2斷開,磁鐵S極向下加速插入線圈M時,電流表指針________(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn)。(2)保持S1閉合、S2斷開,磁鐵N極向下插入線圈M后保持不動時,電流表指針________(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn)。(3)保持S1斷開,在S2閉合瞬間,電流表指針________(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn)。向左不 向右[解析] (1)將磁鐵N極向下加速插入線圈M時,根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生條件和楞次定律可知,M中產(chǎn)生從上往下看逆時針方向的感應(yīng)電流,則A中電流從左端進,從右端出,A產(chǎn)生的磁場方向從左向右,則C中磁場方向從上向下,且磁場增強,根據(jù)楞次定律可知,線圈C中感應(yīng)電流的磁場方向從下向上,電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。同理,保持S1閉合、S2斷開,將磁鐵S極向下加速插入線圈M時電流表指針向左偏轉(zhuǎn)。(2)若保持S1閉合、S2斷開,將磁鐵N極向下插入線圈M中保持不動,線圈M中磁通量不變,故線圈A中無電流,B中無電流,所以線圈C中的磁場不變,磁通量不變,故無感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流表指針不偏轉(zhuǎn)。(3)若保持S1斷開,在S2閉合瞬間,B中電流瞬時增大,軟鐵環(huán)中產(chǎn)生順時針方向磁場,則C中磁場方向從上向下,且增大,故C會產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的磁場方向從下向上,電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。創(chuàng)新點解讀 本實驗在教材原型實驗的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新,三個線圈繞在同一鐵芯上,利用互感現(xiàn)象探究電流表中電流流向及感應(yīng)電流方向,使操作上更加方便。實驗對點訓(xùn)練(十四)1.物理探究小組選用圖示器材和電路研究電磁感應(yīng)規(guī)律。(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖中各器材連接起來,組成正確的實驗電路。題號135246見解析圖(2)把A線圈插入B線圈中,如果閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)了一下,下面操作出現(xiàn)的情況有:①向右移動滑動變阻器滑片,靈敏電流計指針將向________(選填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn);②保持滑動變阻器滑片位置不變,拔出線圈A中的鐵芯,靈敏電流計指針將向________(選填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)。(3)根據(jù)實驗結(jié)果判斷產(chǎn)生感應(yīng)電流的本質(zhì)是____________________________。題號135246右左穿過B線圈的磁通量發(fā)生變化[解析] (1)將電源、開關(guān)、A線圈、滑動變阻器串聯(lián)成一個回路,再將靈敏電流計與B線圈串聯(lián)成另一個回路,實驗電路如圖所示。題號135246(2)①閉合開關(guān),穿過B線圈的磁通量增大,靈敏電流計的指針向右偏了一下,滑動變阻器滑片向右移動則接入電路的電阻減小,電流增大,穿過B線圈的磁通量增大,指針向右偏轉(zhuǎn);②拔出鐵芯,磁通量減小,指針向左偏轉(zhuǎn)。(3)產(chǎn)生感應(yīng)電流的本質(zhì)是穿過B線圈的磁通量發(fā)生變化。題號1352462.為判斷線圈繞向,可將靈敏電流計G與線圈L連接,如圖所示。已知線圈由a端開始繞至b端;當電流從電流計G左端流入時,指針向左偏轉(zhuǎn)。題號135246(1)將磁鐵N極向下從線圈上方豎直插入L時,發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn)。俯視線圈,其繞向為________(選填“順時針”或“逆時針”)。(2)當條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠離L時,指針向右偏轉(zhuǎn)。俯視線圈,其繞向為________(選填“順時針”或“逆時針”)。題號135246順時針逆時針[解析] (1)磁鐵N極向下從線圈上方豎直插入L時,磁鐵產(chǎn)生的磁場方向向下且增強,感應(yīng)磁場方向向上,根據(jù)安培定則可知感應(yīng)電流方向為逆時針方向(俯視線圈)且電流方向在線圈中為b→a并流入電流計左端,可知線圈為順時針繞向。(2)條形磁鐵從題圖中虛線位置向右遠離L時,線圈的磁場方向向上且減弱,感應(yīng)電流從電流計右端流入,根據(jù)安培定則可知線圈為逆時針繞向。題號1352463.在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”實驗中,(1)為安全檢測靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流流向的關(guān)系,在給出的實物圖(如圖甲)中,將需要的實驗儀器正確連成完整的實驗電路。題號135246見解析圖(2)電路中定值電阻的作用主要是為了________。A.減小電路兩端的電壓,保護電源B.增大電路兩端的電壓,保護電源C.減小電路中的電流,保護靈敏電流表D.減小電路中的電流,便于觀察靈敏電流表的讀數(shù)題號135246C(3)(多選)關(guān)于圖乙所示實驗,下列說法正確的是________。A.判斷感應(yīng)電流的方向時,需要先確定線圈的繞法B.實驗中需要將條形磁體的磁極快速插入或快速拔出,感應(yīng)電流的產(chǎn)生將更加明顯C.實驗中將條形磁體的磁極插入或拔出時,不管緩慢,還是迅速,對實驗現(xiàn)象都不影響D.將N極向下插入線圈或?qū)極向下插入線圈,電流表的偏轉(zhuǎn)方向相同題號135246AB[解析] (1)為安全檢測靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流流向的關(guān)系,應(yīng)將電源和電流表連接,考慮到靈敏電流表的內(nèi)阻很小,需接入大電阻保護電表,幾個元件串聯(lián)連接,完整的實驗電路如圖。題號135246(2)因靈敏電流表的內(nèi)阻很小,直接接電源容易滿偏,則接入定值電阻的作用主要是為了減小電路中的電流,保護靈敏電流表,故C正確。題號135246(3)判斷感應(yīng)電流的方向時,用楞次定律需要知道線圈流過電流時原磁場的方向,則需要先確定線圈的繞法,故A正確;實驗中將條形磁體的磁極快速插入或快速拔出,磁通量的變化率更大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流更大,指針的偏轉(zhuǎn)幅度更大,產(chǎn)生的現(xiàn)象將更加明顯,故B正確,C錯誤;將N極向下插入線圈或?qū)極向下插入線圈,磁通量都增大,但兩種方式的原磁場方向相反,由楞次定律可知感應(yīng)電流方向相反,電流表的偏轉(zhuǎn)方向相反,故D錯誤。題號1352464.在研究電磁感應(yīng)的實驗中,實驗裝置如圖所示。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、滑動變阻器構(gòu)成另一個獨立電路。表格中的第三行已經(jīng)列出了實驗操作以及與此操作對應(yīng)的電流表的表針偏轉(zhuǎn)方向,請以此為參考,把表格填寫完整。題號135246題號135246實驗操作 電流表的表針偏向1.閉合開關(guān)S瞬間 表針向______擺動2.在開關(guān)S閉合的情況下,滑動變阻器的滑片向右滑動時 表針向右擺動3.在開關(guān)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(guān)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(guān)S閉合的情況下,滑動變阻器的滑片向右滑動時,電阻變大,電流減小,此時穿過線圈C的磁通量減小,表針向右擺動;操作1閉合開關(guān)S瞬間,電流變大,穿過線圈的磁通量增加,則表針向左擺動;操作3在開關(guān)S閉合的情況下,線圈A遠離線圈C時,穿過線圈C的磁通量減小,則表針向右擺動;操作4在開關(guān)S閉合的情況下,將線圈A中的鐵芯抽出時,穿過線圈C的磁通量減小,則表針向右擺動。題號1352465.(1)在探究楞次定律的實驗中,除需要已知繞向的螺線管、條形磁體外,還要用到一個電表,請從下列電表中選擇________。A.量程為0~3 V的電壓表B.量程為0~3 A的電流表C.量程為0~0.6 A的電流表D.零刻度在中間的靈敏電流計題號135246D(2)某同學(xué)按下列步驟進行實驗:①將已知繞向的螺線管與電表連接;②設(shè)計表格:記錄分別將條形磁體N、S極插入或抽出過程中引起感應(yīng)電流的磁場方向、磁通量的變化、感應(yīng)電流的方向、感應(yīng)電流的磁場方向;題號135246③分析實驗結(jié)果,得出結(jié)論。上述實驗中,漏掉的實驗步驟是要查明__________________________________________的關(guān)系。(3)在上述實驗中,當磁體插入螺線管的速度變快,電表指針偏角______(選填“不變”“變大”或“變小”)。題號135246電流流入電表方向與電表指針偏轉(zhuǎn)方向變大(4)如圖所示,圖甲為某實驗小組利用微電流傳感器做驗證楞次定律實驗時,在計算機屏幕上得到的波形。橫坐標為時間t,縱坐標為電流I,根據(jù)圖線分析知道:將條形磁體的N極插入圓形閉合線圈時得到圖甲中①所示圖線,現(xiàn)用該磁體,如圖乙所示,從很遠處按原方向沿一圓形線圈的軸線勻速運動,并穿過線圈向遠處而去,圖丙中較正確地反映線圈中電流I與時間t關(guān)系的是________。題號135246B題號135246A BC D[解析] (1)在探究楞次定律的實驗中,除需要已知繞向的螺線管、條形磁體外,還要用到一個零刻度在中間的靈敏電流計。故選D。(2)依據(jù)以上操作,實驗中漏掉的實驗步驟是要查明電流流入電表方向與電表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。(3)當磁體插入螺線管的速度變快,磁通量變化越快,感應(yīng)電流也越大,電表指針偏角變大。題號135246(4)條形磁體的N極迅速插入感應(yīng)線圈時,得到題圖甲中①所示圖線,現(xiàn)有題圖乙所示磁體自遠處勻速沿一圓形線圈的軸線靠近線圈,由楞次定律得出感應(yīng)電流方向與題圖甲中①所示電流方向相反,為正方向;當遠離線圈時,感應(yīng)電流方向為負方向。故選B。題號1352466.小明學(xué)了有關(guān)電磁方面的知識后,設(shè)計了如圖所示的甲、乙兩個裝置。題號135246(1)為了探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,小明應(yīng)選用________裝置進行實驗(選填“甲”或“乙”)。(2)小明選用甲裝置探究有關(guān)知識時,進行了如下的操作,其中不能使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是______(選填序號)。①讓導(dǎo)體棒ab在磁場中斜向上運動②讓導(dǎo)體棒ab在磁場中沿水平方向左右運動③讓導(dǎo)體棒ab沿豎直方向上下運動題號135246甲③(3)如果在乙裝置的實驗中,當開關(guān)閉合時,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒ab向左運動,若要使導(dǎo)體棒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(fā)電機”)。題號135246將磁體N、S極對調(diào)(或?qū)⑦B接電源兩極的導(dǎo)線對調(diào))發(fā)電機電動機[解析] (1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象是研究磁生電的現(xiàn)象,甲裝置用來研究導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,乙裝置用來研究磁場對通電導(dǎo)線的作用力,故選甲裝置。題號135246(2)U形磁體中間部位,磁感線沿豎直分布。對甲裝置,要產(chǎn)生感應(yīng)電流,導(dǎo)體棒需切割磁感線。讓導(dǎo)體棒ab在磁場中斜向上運動以及讓導(dǎo)體棒ab在磁場中沿水平方向左右運動,都切割磁感線,都能產(chǎn)生感應(yīng)電流,都能使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn);讓導(dǎo)體棒ab沿豎直方向上下運動,導(dǎo)體棒沒有切割磁感線,故不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,不能使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),故選③。題號135246(3)如果在乙裝置的實驗中,當開關(guān)閉合時,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒ab向左運動,是由于導(dǎo)體棒ab受到安培力作用,若要使導(dǎo)體棒ab向右運動,只需要改變電流的方向或磁場的方向即可,可以采取的措施是:將磁體N、S極對調(diào)(或?qū)⑦B接電源兩極的導(dǎo)線對調(diào))。(4)題圖甲是導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,是制造發(fā)電機的原理;題圖乙是通電導(dǎo)體棒在磁場中受安培力作用發(fā)生運動,是制造電動機的原理。題號135246謝 謝 ! 展開更多...... 收起↑ 資源預(yù)覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫