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实验十四 探究影响感应电流方向的因素
备考目标
1.探究感应电流的方向与磁通量变化及磁场方向的关系。
2.经历探究过程,了解引入“中介”的意义,初步了解决定感应电流方向的因素。
实验01步——理清实验过程,注意关键点
原理装置图
实验操作
注意事项
实验结论
实验02步——透析常见考法,明确常考点
类型一
教材原型实验
类型二
拓展创新实验
实验(十四)
1.实验原理:改变穿过闭合回路的磁通量,回路中有感应电流,利用灵敏电流计指针偏转方向确定影响感应电流方向的因素。
2.实验电路图
(1)探究电流计指针偏转方向与电流方向的关系实验电路图
(2)探究影响感应电流方向的因素实验电路图
1.探究电流计指针偏转方向与电流方向的关系。
2.查明线圈绕向。
3.磁体N极向下插入或向上拔出,观察并记录电流计指针偏转方向和电流方向。
4.磁体S极向下插入或向上拔出,观察并记录电流计指针偏转方向和电流方向
1.灵敏电流计满偏电流 很小,查明电流计指针的偏转方向和电流方向的关系时,不能将其直接连接在电池两端。
2.选用零刻度在中间的灵敏电流计,实验前要弄清线圈导线的绕向。
3.为了使实验现象更加明显,磁体要快速插入或抽出;进行一种操作后等电流计指针回零后再进行下一步操作
当线圈中磁通量增加时,感应电流的磁场方向跟磁体的磁场方向相反。
当线圈中磁通量减少时,感应电流的磁场方向跟磁体的磁场方向相同
1.某同学在做探究电磁感应现象规律的实验时,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)该同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。此时电路已经连接好,A线圈已插入B线圈中,她合上开关后,灵敏电流计的指针向右偏了一下,若要使灵敏电流计的指针向左偏转,可采取的操作是________。
A.在A线圈中插入铁芯
B.拔出A线圈
C.变阻器的滑片向右滑动
D.变阻器的滑片向左滑动
(3)通过本实验可以得出:感应电流产生的磁场,总是_____________________________________________________________________。
解析:(1)要使灵敏电流计的指针向左偏转,可知从上向下看线圈中感应电流的方向是顺时针的,由安培定则可知,感应电流的磁场方向向下,条形磁铁磁场方向向上,根据楞次定律可知,磁通量增加,条形磁铁向下插入。
(2)要使灵敏电流计的指针向左偏转,根据楞次定律可知,应使磁通量减小。插入铁芯,B线圈磁通量增加,故A错误;拔出线圈A时,B线圈中的磁通量减小,B正确;滑动变阻器滑片向右滑动,电流减小,B线圈磁通量减小,故C正确,D错误。故选BC。
(3)通过本实验可以得出:感应电流产生的磁场,总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
答案:(1)向下插入 (2)BC (3)阻碍引起感应电流的磁通量的变化
2.(2023·上海高三专题练习)在“研究磁通量变化时感应电流的方向”的实验中:
(1)某同学用通电螺线管代替条形磁铁进行如下实验操作:
A.将灵敏电流计直接与电池两极相连,检测灵敏电流计指针偏转方向与电流流向的关系;
B.按图接好电路;
C.把原线圈放入副线圈中,接通、断开电键观察并记录灵敏电流计指针偏转方向;
D.归纳出感应电流的方向与磁通量变化的关系。
指出其中的两处错误之处:________________________________、______________________________。
(2)已知一灵敏电流计,当电流从正接线柱流入时,指针向正接线柱一侧偏转,现把它与线圈串联接成如图所示电路,条形磁铁的磁极、运动方向及灵敏电流计的正负接线柱和指针偏转方向均如图所示,试画出螺线管上导线的绕向。
解析:(1)将灵敏电流计直接与电池两极相连,会造成电源短路,损坏电源,电流计要串接保护电阻后接到电池上,故A操作错误;原线圈应该用小线圈,副线圈应用用大线圈,由图示电路图可知,该同学得原副线圈接反,故B操作错误。
(2)由图示可知,穿过螺线管的磁场方向向下,磁铁向螺线管靠近,穿过螺线管的磁通量变大,由楞次定律可知,感应电流磁场方向应向上,由安培定则可知,从上向下看,螺线管的绕向是沿逆时针方向,如下图所示。
答案:(1)A中电流计要串接保护电阻后接到电池上 B中原副线圈位置换错了 (2)见解析图
1.在研究电磁感应的实验中,实验装置如图所示。线圈C与灵敏电流表构成闭合电路。电源、开关、带有铁芯的线圈A、滑动变阻器构成另一个独立电路。表格中的第三行已经列出了实验操作以及与此操作对应的电流表的表针偏转方向,请以此为参考,把表格填写完整。
实验操作
电流表的表针偏向
(1)闭合开关S瞬间
表针向________摆动
(2)在开关S闭合的情况下,滑动变阻器的触头向右滑动时
表针向右摆动
(3)在开关S闭合的情况下,线圈A远离线圈C时
表针向________摆动
(4)在开关S闭合的情况下,将线圈A中的铁芯抽出时
表针向________摆动
解析:由操作2可知,在开关S闭合的情况下,滑动变阻器的触头向右滑动时,电阻变大,电路中电流减小,此时穿过线圈C的磁通量减小,表针向右摆动;闭合开关S的瞬间,穿过线圈C的磁通量增加,则表针向左摆动;在开关S闭合的情况下,线圈A远离线圈C时,穿过线圈C的磁通量减小,则表针向右摆动;在开关S闭合的情况下,将线圈A中的铁芯抽出时,穿过线圈C的磁通量减小,则表针向右摆动。
答案:(1)左 (3)右 (4)右
2.某同学想应用楞次定律判断线圈缠绕方向,设计的实验装置原理图如图甲所示。选用的器材有:一个磁性很强的条形磁铁,两个发光二极管(电压在1.5 V至5 V都可发光且保证安全),一只多用电表,导线若干。操作步骤如下:
a.用多用电表的欧姆挡测出二极管的正、负极;
b.把二极管、线圈按如图甲所示电路用导线连接成实验电路;
c.把条形磁铁插入线圈时,二极管A发光;拔出时,二极管B发光;
d.根据楞次定律判断出线圈的缠绕方向。
请回答下列问题:
(1)线圈缠绕方向如图乙中的____________(填“A”或“B”)。
(2)条形磁铁运动越快,二极管发光的亮度就越大,这说明感应电动势随____________的增大而增大。
(3)这位同学想用这个装置检测某电器附近是否有强磁场,他应该如何做?请你给出一条建议:______________________________________________________
______________________________________________________________________。
解析:(1)由把条形磁铁插入线圈时,磁通量向下增大,则螺线管产生的感应电流的磁场向上,由二极管A发光,可知左侧电路中电流方向为顺时针,可得线圈缠绕方向如图乙中的A。
(2)磁铁从初始到完全插入,磁通量的变化量相同,速度越快,磁通量变化越快,二极管发光的亮度就越大,说明感应电动势随着磁通量变化率的增大而增大。
(3)用该装置右侧螺线管部分迅速靠近和远离用电器,如有二极管发光,则用电器附近有强磁场,若无二极管发光,则用电器附近没有强磁场。
答案:(1)A (2)磁通量的变化率 (3)见解析
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