内容正文:
实验十五 探究影响感应电流方向的因素
授课提示:对应学生用书第303页
1.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。
2.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
探究出电流从电流计的“+”“一”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)将磁体的不同磁极插入、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体的磁场方向、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。
3.实验器材
条形磁体、电流计、线圈、导线、干电池(用来确定通过电流计的电流方向与电流计中指针偏转方向的关系)。
4.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按如图所示连接电路。
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。
(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。
相对运动情况
原磁场方向
向下
向下
向上
向上
Φ的变化情况
增加
减少
减少
增加
感应电流的磁场方向(线圈中)
向上
向下
向上
向下
感应电流在线圈中的方向
自下而上
自上而下
自下而上
自上而下
感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系
相反
相同
相同
相反
1.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)当磁体靠近线圈时,两者相斥;当磁体远离线圈时,两者相吸。
2.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。
授课提示:对应学生用书第304页
命题点 教材原型实验
典例1 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中。
(1)如图甲所示,当磁体的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感应电流的方向,必须知道______________________________________________________。
①为弄清灵敏电流计指针摆动方向与电流方向的关系,可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡含有直流电源,他应选用多用电表的________(选填“欧姆”“直流电流”“直流电压”“交流电流”或“交流电压”)挡对灵敏电流计进行测试。由实验可知,当电流从正接线柱流入电流计时,指针向右摆动。
②如图甲所示,实验中该同学将条形磁体从线圈上方向下插入线圈过程中(线圈绕向如图乙所示),电流计的指针向________(选填“左”或“右”)偏转。
(2)已知线圈由a端开始绕至b端,当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转,将磁体N极向下插入线圈,发现指针向左偏转,俯视线圈,其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”)。
[解析] (1)电流表没有电流通过时,指针指向中央,要探究线圈中电流的方向,必须知道电流从正(负)接线柱流入时,指针的偏转方向以及线圈的绕向。
①多用电表作为欧姆表使用时,内部有电源,故应该选择欧姆挡。
②将条形磁体从线圈上方向下插入线圈过程中,线圈中磁场方向向下,且磁通量增加,根据楞次定律判断出电流为逆时针方向,从正接线柱流入电流计,指针向右摆动。
(2)将磁体N极向下插入线圈,线圈中磁场方向向下,且磁通量增加,想要指针向左偏转,根据楞次定律可知,俯视线圈,其绕向为顺时针。
[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 ①欧姆 ②右 (2)顺时针
典例2 (2023·山东烟台模拟)为了探究电磁感应现象,某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图所示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针右偏。由此可知:
(1)当滑动变阻器的滑片P向右移动时,灵敏电流计的指针________(选填“左偏”“不动”或“右偏”)。
(2)将线圈A拔出时,灵敏电流计的指针________(选填“左偏”“不动”或“右偏”),此时线圈