第10章 实验14 探究影响感应电流方向的因素-【名师导航】2025年高考物理一轮总复习讲义（江苏专用）

　探究影响感应电流方向的因素 教材原型实验　 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，应使用一节干电池。 2．原、副线圈接入电路前应仔细观察导线绕向并画出草图。 [题组训练] 1．(2024·南通模拟)在“探究法拉第电磁感应现象”的实验中 (1)已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整正确，则N连接到________(选填“a”“b”“c”或“M”)，M连接到________(选填“a”“b”“c”或“N”)。 (2)正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转，由此可以判断________。 A．线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向左加速滑动，都能引起灵敏电流计指针向左偏转 B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏电流计指针向右偏转 C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，灵敏电流计指针都静止在中央 D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断灵敏电流计指针偏转的方向 (3)某同学第一次将滑动变阻器的触头P慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的触头P快速向右移动，发现第二次电流计的指针摆动的幅度大，原因是线圈中的________(选填“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”)第二次比第一次的大。 (4)某同学在实验室重做电磁感应现象的实验，他将电流表、线圈A和B、蓄电池，开关用导线连接成电路。当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其可能的原因是________。 A．开关的位置接错 B．电流表的正负极接错 C．线圈B的接头接反 D．蓄电池的正负极接反 2．某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素。 (1)图(a)中，将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离，出现的现象是_______。 A．灯泡A、B均不发光 B．灯泡A、B交替短暂发光 C．灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D．灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 (2)通过实验得知：当电流从图(b)中电流计的正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体________(选填“向上”或“向下”)运动时，电流计指针向右偏转。 (3)为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图(c)的电路，请用实线完成其余部分电路的连接。 (4)若图(c)电路连接正确，在闭合开关前，滑动变阻器滑片应移至最_________(选填“左”或“右”)端。 (5)若图(c)电路连接正确，开关闭合瞬间，指针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针_________。 A．不偏转　　B．向左偏转　　C．向右偏转 3．(1)在探究楞次定律的实验中，除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外，还要用到一个电表，请从下列电表中选择________。 A．量程为0～3 V的电压表 B．量程为0～3 V的电流表 C．量程为0～0.6 V的电流表 D．零刻度在中间的灵敏电流计 (2)某同学按下列步骤进行实验： ①将已知绕向的螺线管与电表连接； ②设计表格：记录将磁铁N、S极插入或抽出过程中引起感应电流的磁场方向、磁通量的变化、感应电流的方向、感应电流的磁场方向； ③分析实验结果，得出结论。 上述实验中，漏掉的实验步骤是要查明________________________的关系。 (3)在上述实验中，当磁铁插入螺线管的速度越快，电表指针偏角________(选填“不变”“变大”或“变小”)。 (4)如图所示，图(甲)为某实验小组利用微电流传感器做验证楞次定律实验时，在计算机屏幕上得到的波形。横坐标为时间t，纵坐标为电流I，根据图线分析知道：将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图甲内①所示图线，现用该磁铁，如图乙所示，从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动，并穿过线圈向远处而去，图丙中较正确地反映线圈中电流I与时间t关系的是________。 A　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　D 丙 4．如图所示，在“探究法拉第电磁感应现象”的实验中，电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关已部分连接。 (1)请使用两根导线，将电路补充完整。 (2)此实验中使用的电表是________。 A．灵敏电流计 B．倍率适宜的欧姆表 (3)在实验时，如果线圈B两端不接任何元件，则线圈B中将________。 A．因电路不闭合，无电磁感应现象 B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势 C．不能用愣次定律判断感应电动势方向 D．可以用楞次定律判断感应电动势方向 (4)如图所示，若线圈B中产生顺时针方向的感应电流，可能是因为________。 A．线圈A通入顺时针方向的电流，且正从线圈B中取出 B．线圈A通入顺时针方向的电流，且其中的铁芯正被取出 C．线圈A通入顺时针方向的电流，且正将滑动变阻器的阻值调小 D．线圈A通入逆时针方向的电流，且正在断开电源 实验拓展创新　 实验现象分析的判定方法 [题组训练] 1．(1)如图所示，a是长直密绕通电螺线管，应用DIS的磁传感器b沿a的轴线Ox从O点自左向右匀速穿过通电螺线管a。能正确反映通电螺线管内部磁感应强度B随x变化规律的是________。 A　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　D (2)为观察电磁感应现象，某学生将电流表、螺线管A和B、电池组、滑动变阻器、开关接成如图所示的实验电路： ①该同学将线圈B放置在线圈A中，闭合、断开开关时，电流表指针都没有偏转，其原因是________； A．开关的位置接错 B．电流表的正、负接线柱上导线接反 C．线圈B的两个接线柱上导线接反 D．蓄电池的正、负极接反 ②电路连接的错误改正后，该同学在闭合开关时发现电流表指针向右偏转，则如果向右移动滑动变阻器的滑片(滑动变阻器接入电路的方式仍然如图中所示)，则电流表的指针向______(选填“左”或“右”)偏转。 2．(2024·苏州模拟)学习法拉第电磁感应定律后，为了定量验证感应电动势E与时间Δt的关系，甲、乙两位同学共同设计了图示实验装置：线圈和电压传感器相连，线圈和光电门固定在长木板的轨道上，强磁铁和挡光片固定在小车上。每当小车经过光电门时，光电门会记录下挡光时间Δt，同时触发电压传感器记录下Δt内线圈产生的感应电动势E。利用弹簧将小车以不同的速度从轨道的右端弹出，就能得到一系列E和Δt的实验数据。 (1)关于实验原理、过程和操作，下列说法正确的是 ________和 ________。 A．实验中必须保持线圈、光电门的位置不变 B．实验中轨道必须保持水平 C．实验中轨道必须光滑 D．实验中每个挡光时间Δt内线圈中磁通量的变化量ΔΦ可视为不变 (2)两位同学用作图法分析实验数据，应在直角坐标系中作出 __________(选填“E-Δt”或 “E-”)图线，若图线是误差范围内通过原点的倾斜直线，则可验证E与Δt成反比。 (3)若按(2)问中两同学的方法处理数据，当仅增大线圈匝数后得到的图线斜率会 ________(选填“增大”“不变”或“减小”)。 7/7 学科网（北京）股份有限公司 $$ 实验十四　探究影响感应电流方向的因素 实验类型·全突破 类型1 题组训练 1．解析：(1)将电源、开关、变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，所以M连接c；将电流计与线圈B串联成另一个回路，所以N连接a。 (2)由题意可知：当P向右加速滑动时，线圈A中的电流越来越小，则其磁场减小，线圈B中磁通量减少，此时线圈B中产生了电流使指针向右偏转，故可知当B中的磁通量减小时，电流表指针向右偏转；线圈A向上移动时，线圈B中磁通量减小，指针向右偏转；而滑动变阻器滑动端P向左加速滑动时，线圈B中磁通量增大，故指针应向左偏转，故A错误；当铁芯拔出或断开开关时，线圈A中磁场减小，故线圈B中磁通量减小，指针向右偏转，故B正确；滑片匀速运动时，线圈A中也会产生变化的磁场，线圈B中也会产生感应电流使指针向右或向左偏转，故C错误；虽然线圈A、线圈B的绕线方向未知，但根据题意可以判断灵敏电流计指针偏转的方向，故D错误。故选B。 (3)两种情况下滑动变阻器的触头P移动的快慢不同，说明电流变化快慢不同、线圈B中的磁感应强度变化快慢不同，即磁通量变化率不同，产生的感应电动势大小不同，线圈中的磁通量变化率第二次比第一次的大。 (4)如果将开关与灵敏电流计构成回路，当他接通、断开开关时，线圈B中的磁通量不变，电流表的指针不会偏转，故A正确；电流表的正负极接错，电流表的指针仍会偏转，只是偏转方向变化，故B错误；线圈B的接头接反，当他接通、断开开关时，线圈B中的磁通量会发生变化，电流表的指针会偏转，故C错误；蓄电池的正负极接反，当他接通、断开开关时，线圈B中的磁通量会发生变化，电流表的指针仍会偏转，只是偏转方向变化，故D错误。故选A。 答案：(1)a　c　(2)B　(3)磁通量变化率　(4)A 2．解析：(1)条形磁铁向上移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线减少，向下移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线增加，移动方向不同，产生的感应电流方向不同，根据二极管具有单向导电性可知，灯泡A、B交替短暂发光，A、C、D错误，B正确。故选B。 (2)当磁体向上运动时，穿过螺旋管的磁通量方向竖直向下并减少，根据楞次定律，可知线圈中的感应电流产生的磁场竖直向下，根据右手螺旋定则可知电流从正接线柱流入，指针向右偏转。故磁体向上运动。 (3)根据感应电流产生的条件可知，要想进一步探究影响感应电流方向的因素，需要组成一个闭合回路，还需要一个含有电源的电路形成一个电磁铁，电路连接如图所示。 (4)闭合开关瞬间，电路中电流增多，电磁铁的磁性增强，穿过螺线管的磁感线增多，会产生感应电流，为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表，闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最左端。 (5)开关闭合瞬间，穿过螺线管的磁通量增多，根据题意可知指针向左偏转，所以将铁芯从线圈P中快速抽出时，穿过螺线管的磁通量减少，观察到电流计指针向右偏转。故A、B错误，C正确。故选C。 答案：(1)B　(2)向上　(3)见解析图　(4)左　(5)C 3．解析：(1)在探究楞次定律的实验中，除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外，还要用到一个零刻度在中间的灵敏电流计。故选D。 (2)依据以上操作，实验中，漏掉的实验步骤是要查明电流流入电表方向与电表指针偏转方向的关系。 (3)当磁铁插入螺线管的速度越快，磁通量变化越快，感应电流也较大，电表指针偏角变大。 (4)条形磁铁的N极迅速插入感应线圈时，得到题图甲中①所示图线，现有如图乙所示磁铁自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去，由楞次定律得出接近线圈时感应电流方向为顺时针(从左向右看)，即为正方向；当远离线圈时，则感应电流方向为负方向。故选B。 答案：(1)D　(2)电流流入电表方向与电表指针偏转方向　(3)变大　(4)B 4． 解析： (1)电池组、开关、滑动变阻器、带铁芯的线圈A组成第一个回路，线圈A中可产生强弱能够改变的磁场；线圈B与电表组成回路，电表的偏转情况说明线圈B中是否产生感应电流。电路如图所示。 (2)电表用来判断感应电流是否产生，所以电表应是灵敏电流计，不是欧姆表。故A项正确，B项错误。 (3)线圈B两端不接任何元件，电路不闭合，当线圈B中磁通量变化时，电路中无感应电流，有感应电动势，故A项错误，B项正确；不管电路是否闭合，都可以用楞次定律判断感应电动势方向，故C项错误，D项正确。 (4)线圈A通入顺时针方向的电流且正从线圈B中取出，线圈A产生的磁场垂直纸面向里，线圈B中磁通量是向里减小的，线圈B中感应电流的磁场方向向里，线圈B中感应电流方向为顺时针方向，故A项正确；线圈A通入顺时针方向的电流，且其中的铁芯正被取出，线圈A产生的磁场垂直纸面向里，线圈B中磁通量是向里减小的，则线圈B中感应电流的磁场方向向里，线圈B中感应电流的方向为顺时针方向，故B项正确；线圈A通入顺时针方向的电流，线圈A产生的磁场垂直纸面向里，将滑动变阻器的阻值调小，线圈A产生的磁场变强，线圈B中磁通量是向里增大的，则线圈B中感应电流的磁场方向向外，线圈B中感应电流的方向为逆时针方向，故C项错误；线圈A通入逆时针方向的电流，且正在断开电源，线圈A产生的磁场垂直纸面向外，线圈B中磁通量是向外减小的，则线圈B中感应电流的磁场方向向外，线圈B中感应电流的方向为逆时针方向，故D项错误。 答案： (1)见解析图　(2)A　(3)BD　(4)AB 类型2 题组训练 1．解析：(1)传感器从外部逐渐靠近螺线管两端时，磁场逐渐增强，在螺线管内部，磁场基本上是匀强磁场，磁感应强度大于螺线管端点的磁感应强度，螺线管的磁场关于中点对称。故选D。 (2)①如果将开关与灵敏电流计构成回路，当他接通、断开开关时，线圈B中的磁通量不变，电流表的指针不会偏转，故A正确；电流表的正负极接错，电流表指的针仍会偏转，只是偏转方向变化，故B错误；线圈B的接头接反，当他接通、断开开关时，线圈B中的磁通量会发生变化，电流表的指针会偏转，故C错误；蓄电池的正负极接反，当他接通、断开开关时，线圈B中的磁通量会发生变化，电流表的指针仍会偏转，只是偏转方向变化，故D错误。故选A。 ②闭合开关时，磁通量增加，电流表指针向右偏转；向右移动滑动变阻器的滑片，电阻变小，电路电流变大，磁通量也增加，故感应电流方向相同，即电流表指针也向右偏转。 答案：(1)D　(2)①A　②右 2．解析：(1)由法拉第电磁感应定律E＝n可知，为了定量验证感应电动势E与时间Δt成反比，实验需要控制线圈匝数n与磁通量的变化量ΔΦ不变，为控制磁通量的变化量ΔΦ不变，实验中必须保持线圈、光电门位置不变，故A、D正确；实验只需要控制线圈匝数n与磁通量的变化量ΔΦ不变即可，对轨道是否光滑、轨道是否水平没有要求，故B、C错误。故选AD。 (2)由法拉第电磁感应定律E＝n可知，在n与ΔΦ不变的情况下，感应电动势E与成正比，应作出E-图线，若图线是误差范围内通过原点的倾斜直线，则可验证E与Δt成反比。 (3)由法拉第电磁感应定律E＝n可知，E-图线的斜率k＝nΔΦ，ΔΦ不变，当仅增大线圈匝数后，图线的斜率k会增大。 答案：(1)AD　(2)E-　(3)增大 学科网（北京）股份有限公司 $$