实验05 实验：探究影响感应电流方向的因素-【同步实验课】2023-2024学年高二物理物理教材实验大盘点

实验05 实验：探究影响感应电流方向的因素 1.实验器材：条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系)。 2.实验现象：如图所示，在四种情况下，将实验结果填入下表。 ①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 ②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 3.实验结论 表述一：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。 表述二：当磁铁靠近线圈时，两者相斥；当磁铁远离线圈时，两者相吸。 要点1　探究电流表指针偏转方向和电流方向之间的关系。 实验电路如图甲、乙所示： 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) 【例1】（2023·北京通州·高三统考期末）如图所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。开关闭合后，某同学发现将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动，电流计指针向右偏转。由此可以推断（　　） A．断开开关的瞬间，电流计指针向左偏转 B．开关闭合后，线圈A向上移动，电流计指针向右偏转 C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P向右减速滑动，电流计指针向右偏转 D．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度 要点2　探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向 (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)向下插入线圈和N极(S极)向上抽出线圈的实验。 ①条形磁体插入线圈，线圈内磁通量增大(如图甲、乙所示) 图号 磁体磁场方向 感应电流方向(俯视) 感应电流的磁场方向 归纳总结 甲 向下 逆时针 向上 感应电流的磁场阻碍磁通量的增大。 乙 向上 顺时针 向下 ②条形磁体从线圈中抽出，线圈内磁通量减小(如图丙、丁所示) 图号 磁体磁场方向 感应电流方向(俯视) 感应电流的磁场方向 归纳总结 丙 向下 顺时针 向下 感应电流的磁场阻碍磁通量的减小。 丁 向上 逆时针 向上 【例2】（2023上·河北邢台·高二校联考期中）刘同学应用楞次定律判断线圈中导线的缠绕方向。器材有：一个绕向未知的线圈，一个条形磁铁，一只多用电表，导线若干。 （1）该同学设计的实验电路如图甲所示，将多用电表接入实验电路前，为避免指针反向偏转损坏电表，该同学应调整旋钮 （填“a”、“b”或“c”），使指针指在刻度盘中央； （2）该同学将选择开关旋转到10mA挡，并将多用电表和线圈按图甲连接。实验中发现条形磁铁插入得越快，多用电表的指针偏角 （填“越大”或“越小”）；为了使条形磁铁N极向下插入线圈时，多用电表的指针向右偏转，导线的缠绕方向应和图乙中的 （填“A”或“B”）相同。 【实验原理】 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。 【问题的提出】 在探究感应电流产生的实验中，我们通过磁铁跟闭合导体回路之间的相对运动来改变穿过闭合导体回路的磁通量。如图所示，条形磁铁的N极或S极插入闭合线圈时，线圈内磁通量增大，抽出时，线圈内磁通量减小。注意到两种情况下电流表的指针偏转方向不同，这说明感应电流的方向不同。那么感应电流的方向与哪些因素有关呢？ 【分析与猜想】 上述实验中，磁铁N极插入线圈中，电流表的指针右偏；N极停在线圈中，指针不动；N极从线圈中抽出，指针左偏。根据实验现象，猜想感应电流的方向可能与磁场方向、磁通量的变化、线圈绕向等有关系。那么我们的猜想是否正确呢？必须通过实验验证。 【例3】（2023上·江苏无锡·高二江苏省锡山高级中学校考阶段练习）某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲所示。      （1）为了探究电磁感应规律，该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是 （填“向上拔出”或“向下插入”）。 （2）该同学按丙图连