内容正文:
1.楞次定律
第1课时 实验:探究感应电流的方向
一、实验目的
探究感应电流的方向。
二、实验原理与实验方案
1.原理
(1)由电流表指针偏转方向与电流方向的关系,找出感应电流的方向。
(2)通过实验,观察分析原磁场方向和磁通量的变化,记录感应电流的方向,然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系。
2.实验方案
(1)方案一:导体棒在磁场中切割磁感线运动,探究感应电流的方向。(如图1)
(2)方案二:条形磁铁插入、拔出螺线管,探究感应电流的方向。(如图2)
(3)方案三:通电线圈A插入、拔出螺线管B,探究感应电流的方向。(如图3)
三、实验器材
条形磁体,螺线管,灵敏电流计,导线若干,干电池,滑动变阻器,开关,电池盒。
四、实验步骤
1.探究电流表指针偏转方向和电流方向之间的关系
实验电路如图1甲、乙所示:
图1
结论:电流从哪一侧接线柱流入,指针就向哪一侧偏转,即左进左偏,右进右偏。(指针偏转方向应由实验得出,并非所有电流表都是这样的)
2.探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向
(1)按图2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)向下插入线圈和N极(S极)向下时抽出线圈的实验。
图2
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五、数据处理
1.观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小的变化情况,并将结果填入表格。
—
甲
乙
丙
丁
条形磁体运动的情况
原磁场方向(“向上”或“向下”)
N极朝下插入线 圈向下
S极朝下插入线 圈向上
N极朝下时拔出线圈向下
S极朝下时拔出线圈向上
穿过线圈的磁通量变化情况(“增加”或“减少”)
增加
增加
减少
减少
感应电流的方向(在螺线管上方俯视)
逆时针
顺时针
顺时针
逆时针
感应电流的磁场方向(“向上”或“向下”)
向上
向下
向下
向上
原磁场与感应电流磁场方向的关系
相反
相反
相同
相同
2.实验结论
(1)当线圈内磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反,阻碍磁通量的增加。
(2)当线圈内磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方向相同,阻碍磁通量的减少。
六、注意事项
1.确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时,要用试触法并注意减小电流强度,防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。
2.电流表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步操作。
类型一 实验原理及操作
在“探究感应电流的方向”的实验中,请完成下列实验步骤:
(1)为弄清灵敏电流表指针偏转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”)挡对灵敏电流表进行测试,由实验可知当电流从正接线柱流入电流表时,指针向右摆动。
(2)该同学先将多用电表欧姆挡的红表笔接灵敏电流表的正接线柱,再将黑表笔________(选填“短暂”或“持续”)接灵敏电流表的负接线柱,若灵敏电流表的指针向左摆动,说明电流是由电流表的________(选填“正”或“负”)接线柱流入灵敏电流表的。
(3)实验中该同学将磁体某极向下从线圈上方插入线圈时,发现电流表的指针向右偏转,请在图中用箭头画出线圈电流方向并用字母N、S标出磁体的极性。
解析:(1)只有欧姆表内部有电源。
(2)灵敏电流表量程太小,欧姆表内部电源电压相对偏大,电流超过电流表量程,长时间超量程通电会损坏电流表;多用电表红表笔连接着电源的负极,灵敏电流表的指针向左摆动,说明电流从电流表的负接线柱流入。
(3)电流表的指针向右偏转,说明电流从正接线柱进入电流表,感应电流的磁场方向向下,故原磁场方向向上,插入的是S极,如图所示。
答案:(1)欧姆 (2)短暂 负 (3)见解析图
针对练 (2022·天津高二期末)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时,电流计指针向右偏转。由此可以推断( )
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A.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流计指针静止在中央
B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关,都能引起电流计指针向右偏转
C.线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动,都能引起电流计指针向左偏转D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转的方向
B [滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动时,线圈A中的电流发生了改变,则线圈B中有感应