第十一章 实验14 探究影响感应电流方向的因素-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮复习讲义（新教材，鲁科版）

实验14　探究影响感应电流方向的因素 一、实验目的 1.探究感应电流方向与哪些因素有关。 2.学习利用电流计判断感应电流方向的方法。 二、实验原理 1.探究电流计指针的偏转方向与电流方向的关系。 探究电路如图所示,探究出电流从电流计的“+”“-”接线柱流入方向与指针的偏转方向的关系,从而用该电流计判断感应电流的方向。 2.将磁铁的不同磁极插入、拔出螺线管,观察感应电流方向的变化。通过分析感应电流的方向与磁铁的磁场方向、通过线圈的磁通量的变化之间的关系,探究影响感应电流方向的因素,实验装置如图所示。 三、实验器材 条形磁铁、电流计、螺线管、导线、干电池、开关、滑动变阻器。 四、实验步骤 1.确定电流计指针偏转方向与电流方向(流入“+”“-”接线柱的方向)的关系。 (1)按图连接电路。 (2)调节滑动变阻器,使接入电路的电阻最大。 (3)迅速闭合开关,发现电流计指针偏转后立即断开开关。 (4)记录电流方向与电流计的指针偏转方向和电流计“+”“-”接线柱接线情况,找出它们之间的关系,记入下表。 电流流入电流计的情况 电流计指针偏转方向 电流从“+”接线柱流入 电流从“-”接线柱流入 2.探究磁场方向、磁通量变化情况与感应电流方向的关系。 (1)按如图所示连接电路,明确螺线管的绕线方向。 (2)按照控制变量的方法分别进行N极(S极)插入线圈和N极(S极)抽出线圈的实验,如图所示。 (3)观察并记录磁场方向、电流方向,磁通量大小变化情况,并将结果填入表格。 ①N极(S极)向下插入线圈时,线圈内磁通量增加时的情况。 图号 磁场方向 感应电流的 方向 感应电流的 磁场方向 甲 向下 逆时针 (俯视) 向上 乙 向上 顺时针 (俯视) 向下 ②N极(S极)抽出线圈时,线圈内磁通量减少时的情况。 图号 磁场方向 感应电流 的方向 感应电流的 磁场方向 丙 向下 顺时针 (俯视) 向下 丁 向上 逆时针 (俯视) 向上 五、实验结论 1.当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;当穿过线圈的磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同。 2.当磁铁靠近线圈时,两者相斥;当磁铁远离线圈时,两者相吸。 六、注意事项 1.确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系时,要用试触法并注意防止电流过大或通电时间过长损坏电流计。 2.电流计选用零刻度在中间的灵敏电流计。 3.实验前设计好表格,并明确线圈的绕线方向。 4.按照控制变量的思想进行实验。 5.进行一种操作后,等电流计指针回零后再进行下一种操作。 考点一　基础性实验 [例1] [实验原理的考查] 某学习小组同学用如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”,螺线管A、滑动变阻器、开关与电池构成闭合回路;螺线管B与电流计构成闭合电路,螺线管B套在螺线管A的外面。 (1)要想使电流计指针发生偏转,下列四种操作中可行的是　　　　。(多选)  A.闭合开关,螺线管A和螺线管B相对静止向上运动 B.闭合开关,螺线管B不动,螺线管A插入或拔出螺线管B C.闭合开关,螺线管A、B不动,移动滑动变阻器的滑片 D.螺线管A、B和滑动变阻器的滑片不动,闭合或断开开关 (2)利用图乙所示的装置进一步探究感应电流的方向与磁通量变化的关系,螺线管与电流计构成闭合电路。正确连接好实验电路后,将条形磁铁N极朝下插入螺线管,观察到灵敏电流计的指针向右偏。 ①将条形磁铁N极朝下拔出螺线管,观察到灵敏电流计的指针　　　　(选填“向左偏”或“向右偏”)。  ②将条形磁铁S极朝下插入螺线管,观察到灵敏电流计的指针　　　　(选填“向左偏”或“向右偏”)。  [例2] [实验器材的考查] 在“探究感应电流的方向”的实验中, (1)提供了如图甲的实验器材,用笔画线代替导线,将实验仪器连接成完整的实验电路。 (2)为了能明确感应电流的具体方向,有一个如图乙所示的重要实验步骤:　 。 该步骤实验所用电阻R的取值中比较合理是　　　　。  A.1 Ω B.50 Ω C.100 Ω D.5 kΩ (3)闭合图甲开关的瞬间观察到电流计指针向右偏转,那么在将线圈L1拔出线圈L2的过程中,灵敏电流计将向　　　　(选填“左”或“右”)偏转。  考点二　创新性实验 [例3] [实验器材的创新] 在“探究影响感应电流方向的因素”实 验中: (1)如图,把一铜线圈水平固定在铁架台上,其两端连接在电流传感器上,能得到该铜线圈中的电流随时间变化的图线。利用该装置可探究条形磁铁在穿过铜线圈的过程中,产生的电磁感应现象。两次实验中分别得到了如图甲、乙所示的电流随时间变化的图线(两次用同一条形磁铁,在距离铜线圈上端不同高度处,由静止沿铜线圈轴线竖直下落