第2章 第1节 第1课时 实验：探究影响感应电流方向的因素-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第二册同步核心辅导与测评（鲁科版）

第1节　科学探究：感应电流的方向 第1课时　实验：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、实验器材 电流计、干电池、开关、保护电阻、导线、螺线管、条形磁铁． 三、实验原理与设计 如图所示，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． 四、实验步骤 1．先明确电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系． 2．观察螺线管上漆包线的绕向． 3．将电流计与螺线管按上图连接好，依次完成以下实验操作，记录观察到的电流计指针偏转情况，填入表中． 项目 磁铁运动及电流方向 相对运动情况 感应电流在线圈中的方向 五、数据处理 1．根据实验过程中的现象记录表格，逐项分析． 项目 现象及结论 相对运动情况 感应电流在线圈中的方向 原磁场方向 Φ的变化情况 感应电流的磁场方向(线圈中) 感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系 2.实验结论 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． 六、注意事项 1．实验前应首先明确线圈中电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系． 2．采用如图所示的电路，由于电流表量程较小，所以把一节干电池与电流表及线圈串联，且在电路中接入限流变阻器R. 　实验原理与操作 　我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律．以下是实验探究过程的一部分，请补充完整． (1)如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生的感应电流的方向，必须知道 ． (2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏．电路稳定后，若向左移动滑动触头，电流表指针向 偏转，若将线圈A抽出，电流表指针向 偏转．(均选填“左”或“右”) 【解析】　(1)探究线圈中感应电流的方向必须先知道：①电流表指针偏转方向与电流从正(负)接线柱流入时的关系；②线圈的绕向． (2)开关闭合时，线圈A产生的磁场由无到有，穿过线圈B的磁通量增加，若将滑动触头向左移动，线圈A中电流增加，穿过B的磁通量也增加，且磁场方向未变，所以电流表指针偏转方向与开关闭合时的偏转方向相同，即向右偏转；若将线圈A抽出，穿过线圈B的磁通量减少，电流表指针向左偏转． 【答案】　(1)电流表指针偏转方向与电流方向间的关系及线圈的绕向　(2)右　左 　实验数据处理与分析 　(1)根据如图甲、乙、丙、丁所示进行电路图连接与实验操作，并填好实验现象记录表格． 甲 乙 丙 丁 S极插入线圈 S极拔出线圈 N极插入线圈 N极拔出线圈 原来磁场的方向 原来磁场的磁通量变化 感应电流方向 (俯视) (俯视) (俯视) (俯视) 感应电流的磁场方向 原磁场与感应电流的磁场方向的关系 (2)请根据上表所填内容分析，感应电流的磁场方向是否总是与原磁场方向相反或相同？什么时候相反？什么时候相同？感应电流的磁场对原磁场磁通量变化有何影响？ 【答案】　(1)向上　向上　向下　向下　增大　减小　增大　减小　顺时针　逆时针　逆时针　顺时针　向下　向上　向上　向下　相反　相同　相反　相同 (2) 不一定，有时相反，有时相同；闭合回路中原磁场的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反；闭合回路中原磁场的磁通量减少时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同；感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化． 　实验拓展创新 　在“探究电磁感应的产生条件”的实验中，先按如图甲所示连线，不通电时，电流计指针停在正中央，闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏．然后按如图乙所示将灵敏电流计与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电源、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路． (1)图甲电路中，串联定值电阻R的主要作用是 ． A．减小电源两端的电压，保护电源 B．增大电源两端的电