2025届高考尖子生培养系列物理实验专项训练7:探究影响感应电流方向的因素
2024-10-23
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内容正文:
2025届高考尖子生培养系列物理实验专项训练7:探究影响感应电流方向的因素
一、实验目的
探究影响感应电流方向的因素。
二、实验原理
如图所示,只要改变穿过闭合回路的磁通量,就可以使闭合回路产生感应电流,感应电流的有无通过连接在回路中的电流表的指针是否偏转来判定。
三、实验器材
条形磁铁、螺线管、灵敏电流计、导线。
四、实验步骤
1.按图连接电路,闭合开关,记录下G中流入电流方向与灵敏电流计G中指针偏转方向的关系。
2.记下线圈绕向,将线圈和灵敏电流计构成通路。
3.把条形磁铁N极(或S极)向下插入线圈中,并从线圈中拔出,每次记下电流计中指针偏转方向,然后根据步骤1的结论,判定出感应电流方向,从而可确定感应电流的磁场方向。
五、数据处理
1.实验现象记录
以下面四种情况为例:根据实验结果,填写下表:
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
磁场方向向下磁通量增加
逆时针
向上
乙
磁场方向向上磁通量增加
顺时针
向下
表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
磁场方向向下磁通量减少
顺时针
向下
丁
磁场方向向上磁通量减少
逆时针
向上
2.实验结论
表1说明:当线圈中磁通量增加时,感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反。
表2说明:当线圈中磁通量减少时,感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同。
六、注意事项
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。
【基础巩固】
小红用如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”,螺线管与电流计构成闭合电路,条形磁铁N极朝下,请回答下列问题:
(1)要想使电流计指针发生偏转,即有感应电流产生,小红进行了以下四种操作,其中可行的是 (填正确选项前的字母)。
A.螺线管不动,磁铁静止放在螺线管中
B.螺线管不动,磁铁插入或拔出螺线管
C.磁铁与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动
D.磁铁与螺线管保持相对静止,一起在水平面内做圆周运动
(2)已知当电流从灵敏电流计G左端流入时,指针向左偏转。将灵敏电流计G与线圈L连接,线圈上导线绕法如图乙所示。将磁铁N极向下从线圈L上方竖直插入L时,灵敏电流计G的指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时,a点电势 (选填“高于”“等于”或“低于”)b点电势。
【能力提升】
1.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A与线圈B中电流的绕行方向 (选填“相同”或“相反”)。
2.“研究电磁感应现象”的实验装置如图所示。
(1)将图中所缺的导线补接完整 。
(2)当通电线圈插在感应线圈中时,如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下,那么合上开关后进行下述操作时可能出现的情况是:
①将通电线圈迅速插入感应线圈时,灵敏电流计指针将 。(选填“向左”“向右”或“不偏转”)
②通电线圈插入感应线圈后,将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时,灵敏电流计指针 。(选填“向左”“向右”或“不偏转”)
(3)在实验时,如果感应线圈两端不接任何元件,则感应线圈电路中将 。
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.不能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向
D.可以用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向
3.如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。
(1)将实物电路中所缺的导线补充完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将线圈L1迅速插入线圈L2中,灵敏电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(3)线圈L1插入线圈L2后,将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时,灵敏电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
4.如图所示是“探究影响感应电流方向和大小的因素”的实验装置:
(1)用笔画线代替导线将实验电路补充完整
(2)某同学闭合开关瞬间,发现电流表指针向右偏转。则将滑动变阻器的滑片向左滑动时,能观察到电流计指针 (选填“向右”或“向左”或“不”)偏转。当他将铁芯向上拔出时,能观察到电流计指针 (选填“向右”或“向左”或“不”)偏转 。当他将铁芯用更快的速度向上拔出时,更观察到电流计偏转角度 (选填“更大”或“更小”或“不变”)。
(3)通过该实验,可以得出结论:感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁通量 有关,感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化 有关。
5.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)如图丙所示,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”)。
6.图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺的导线补接完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能出现的情况有:
①将原线圈A迅速插入副线圈B时,灵敏电流计的指针将 。
②原线圈A插入副线圈B后,将滑动变阻器的阻值调小时,灵敏电流计的指针 (均填“向左偏”或“向右偏”)。
(3)如果副线圈B两端不接任何元件,则副线圈电路 。
A.因电路不闭合,无电磁感应现象 B.不能用楞次定律判断感应电动势的方向
C.可以用楞次定律判断感应电动势的方向 D.有电磁感应现象,但无感应电流,只有感应电动势
7.某同学将电池组、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放在线圈中的情况下,他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,则关于他的下列推断中正确的是( )
A.若线圈A向上移动或滑动变阻器的滑片P向右加速滑动,则电流计指针向左偏转
B.若线圈A中铁芯向上拔出或断开开关,则电流计指针向右偏转
C.滑若动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动,则电流计指针始终静止在刻度盘的正中央
D.由于线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转方向
8.如图(a)所示是“研究磁通量变化时感应电流的方向”所用的实验器材。
(1)实验中使用图(b)的目的是 。
(2)本实验须记录:引起感应电流的磁场方向、磁通量的变化、感应电流的方向、 ;这种实验方案采用了 (选填“假设推理”或“归纳总结”)物理思想方法。
(3)根据图(c)中所示的信息,试画出图(c)中感应线圈的绕线方向。
(4)本实验的结论是: 。
9.某实验小组在“探究影响感应电流方向的因素”实验中,利用如图所示的实物电路进行探究。
(1)将实物电路连接完整 。
(2)电路连接完成后,闭合开关瞬间,发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下。指针停止摆动后,开关保持闭合状态,将滑动变阻器的滑片迅速向右滑动,灵敏电流计指针将 ;保持滑动变阻器滑片不动,将线圈A从线圈B中迅速拔出时,灵敏电流计指针将 。(两空均选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”)
(3)进一步实验,为探究感应电流方向的规律,应研究原磁场方向、磁通量的变化情况、 三者的关系。在实验过程中,除了查清流入灵敏电流计的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外,还应查清 (选填“A”“B”或“A和B”)中导线的绕制方向。
(4)某同学在完成实验后未断开开关,也未把A、B两线圈和铁芯分开放置。在拆除电路时突然被电击了一下,则被电击是在拆除 (选填“A”或“B”)线圈所在电路时发生的。分析可知,要避免电击发生,在拆除电路前应 (选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”)。
10.在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中,请回答下列问题。
(1)为弄清灵敏电流表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,该同学将磁铁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标出磁铁的极性 。
(4)另一位同学利用图乙所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。在给出的实物图中,已用实线作为导线连接了部分实验电路。
①请用实线作为导线从箭头1和2处开始完成其余部分电路的连接 ;
②将L1插入L2后,下列实验操作产生的感应电流与合上开关时产生的感应电流方向相同的是 。
A.闭合开关,稳定后拔出软铁棒
B.闭合开关,稳定后拔出线圈L1
C.闭合开关,稳定后使变阻器滑片P左移
D.闭合开关,稳定后断开开关
11.如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置,部分导线已连接。
(1)用笔线代替导线将图中未完成的电路连接好;
(2)将线圈A插入线圈B中,合上开关S,能使线圈B中感应电流的磁场方向与线圈A中原磁场方向相反的实验操作是 ;
A.插入铁芯F B.拔出线圈A
C.使变阻器阻值变小 D.断开开关S
(3)某同学第一次将滑动变阻器的触头从变阻器的左端快速滑到右端,第二次将滑动变阻器的触头从变阻器的左端慢慢滑到右端,发现电流计的指针摆动的幅度大小不同,第一次比第二次的幅度 (填写“大”或“小”),原因是线圈中的 (填写“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”)第一次比第二次的大。
12.胡丽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,胡同学将灵敏电流计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)胡丽同学将灵敏电流计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 。
13.如图所示为“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。
(1)滑动变阻器采用限流接法,请用笔画线代替导线,将实物电路中所缺的导线补充完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么闭合开关后,将线圈A迅速插入线圈B中,灵敏电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。线圈A插入线圈B后,将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时,灵敏电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
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2025届高考尖子生培养系列物理实验专项训练7:探究影响感应电流方向的因素
一、实验目的
探究影响感应电流方向的因素。
二、实验原理
如图所示,只要改变穿过闭合回路的磁通量,就可以使闭合回路产生感应电流,感应电流的有无通过连接在回路中的电流表的指针是否偏转来判定。
三、实验器材
条形磁铁、螺线管、灵敏电流计、导线。
四、实验步骤
1.按图连接电路,闭合开关,记录下G中流入电流方向与灵敏电流计G中指针偏转方向的关系。
2.记下线圈绕向,将线圈和灵敏电流计构成通路。
3.把条形磁铁N极(或S极)向下插入线圈中,并从线圈中拔出,每次记下电流计中指针偏转方向,然后根据步骤1的结论,判定出感应电流方向,从而可确定感应电流的磁场方向。
五、数据处理
1.实验现象记录
以下面四种情况为例:根据实验结果,填写下表:
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
磁场方向向下磁通量增加
逆时针
向上
乙
磁场方向向上磁通量增加
顺时针
向下
表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
磁场方向向下磁通量减少
顺时针
向下
丁
磁场方向向上磁通量减少
逆时针
向上
2.实验结论
表1说明:当线圈中磁通量增加时,感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反。
表2说明:当线圈中磁通量减少时,感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同。
六、注意事项
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。
【基础巩固】
小红用如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”,螺线管与电流计构成闭合电路,条形磁铁N极朝下,请回答下列问题:
(1)要想使电流计指针发生偏转,即有感应电流产生,小红进行了以下四种操作,其中可行的是 (填正确选项前的字母)。
A.螺线管不动,磁铁静止放在螺线管中
B.螺线管不动,磁铁插入或拔出螺线管
C.磁铁与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动
D.磁铁与螺线管保持相对静止,一起在水平面内做圆周运动
(2)已知当电流从灵敏电流计G左端流入时,指针向左偏转。将灵敏电流计G与线圈L连接,线圈上导线绕法如图乙所示。将磁铁N极向下从线圈L上方竖直插入L时,灵敏电流计G的指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时,a点电势 (选填“高于”“等于”或“低于”)b点电势。
【答案】:(1)B(2)向左 高于
【解析】:(1)螺线管不动,磁铁静止放在螺线管中,螺线管中磁通量没有发生变化,不会产生感应电流,电流计指针不会发生偏转,A错误;螺线管不动,磁铁插入或拔出螺线管,螺线管中磁通量发生变化,会产生感应电流,电流计指针会发生偏转,B正确;磁铁与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动或一起在水平面内做圆周运动的过程,螺线管中磁通量没有发生变化,不会产生感应电流,电流计指针不会发生偏转,C、D错误。
(2)将磁铁N极向下从线圈L上方竖直插入L时,螺线管中的磁场向下,磁通量增加,根据楞次定律可知,灵敏电流计G的指针将向左偏转。当条形磁铁从题图中虚线位置向右远离L时,螺线管中磁场向上,磁通量减小,根据楞次定律可知,产生的感应电流为俯视逆时针方向,a点等效为电源正极,a点电势高于b点电势。
【能力提升】
1.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A与线圈B中电流的绕行方向 (选填“相同”或“相反”)。
【答案】:(1)右偏(2)左偏 相同
【解析】:(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏,说明穿过线圈的磁通量增加时,电流计指针向右偏。合上开关后,将滑动变阻器的滑片向右移动时,接入电路的电阻变小,电流增大,穿过线圈的磁通量增大,电流计指针将向右偏。
(2)将线圈A拔出时,穿过线圈B的磁通量减小,电流表指针向左偏;根据楞次定律的推论“增反减同”可知此时两线圈中的电流流向相同。
2.“研究电磁感应现象”的实验装置如图所示。
(1)将图中所缺的导线补接完整 。
(2)当通电线圈插在感应线圈中时,如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下,那么合上开关后进行下述操作时可能出现的情况是:
①将通电线圈迅速插入感应线圈时,灵敏电流计指针将 。(选填“向左”“向右”或“不偏转”)
②通电线圈插入感应线圈后,将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时,灵敏电流计指针 。(选填“向左”“向右”或“不偏转”)
(3)在实验时,如果感应线圈两端不接任何元件,则感应线圈电路中将 。
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.不能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向
D.可以用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向
【答案】: 向右 向左 BD/DB
【解析】:(1)探究电磁感应现象实验电路分两部分、电源、开关、滑动变阻器、其中一个线圈组成闭合电路,灵敏电流计与另一个线圈组成另一个闭合电路,实物电路图如图所示
(2)①在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下,说明当通过感应线圈的磁通量增加时,产生的感应电流将使灵敏电流计的指针向右偏转;将通电线圈迅速插入感应线圈时,通过感应线圈的磁通量增加,灵敏电流计指针将向右偏。②将通电线圈插入感应线圈后,将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值将增大,电路电流减小,电流产生的磁感应强度减小,通过感应线圈的磁通量减小,灵敏电流计指针将向左偏。
(3)在上述实验中,如果感应线圈两端不接任何元件,通过感应线圈的磁通量发生变化,感应线圈中将有感应电动势,能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向;但因电路不是闭合的,所以无感应电流。故选BD。
3.如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。
(1)将实物电路中所缺的导线补充完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将线圈L1迅速插入线圈L2中,灵敏电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(3)线圈L1插入线圈L2后,将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时,灵敏电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
【答案】:(1)见解析(2)向右 (3)向左
【解析】:(1)补充的实物电路如图所示。
(2)已知闭合开关瞬间,穿过线圈L2的磁通量增加,产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转。当开关闭合后,将线圈L1迅速插入线圈L2中时,穿过线圈L2的磁通量增加,由已知条件可知产生的感应电流也使灵敏电流计的指针向右偏转。
(3)滑动变阻器的滑片迅速向右移动,接入电路的电阻变大,线圈L1中的电流变小,穿过线圈L2的磁通量减少,则灵敏电流计的指针向左偏转。
4.如图所示是“探究影响感应电流方向和大小的因素”的实验装置:
(1)用笔画线代替导线将实验电路补充完整
(2)某同学闭合开关瞬间,发现电流表指针向右偏转。则将滑动变阻器的滑片向左滑动时,能观察到电流计指针 (选填“向右”或“向左”或“不”)偏转。当他将铁芯向上拔出时,能观察到电流计指针 (选填“向右”或“向左”或“不”)偏转 。当他将铁芯用更快的速度向上拔出时,更观察到电流计偏转角度 (选填“更大”或“更小”或“不变”)。
(3)通过该实验,可以得出结论:感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁通量 有关,感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化 有关。
【答案】: 向右 向左 更大 变化 快慢
【解析】:(1)实验电路如图:
(2)某同学闭合开关瞬间,发现电流表指针向右偏转,说明磁通量增大时,电流表指针向右偏转,则将滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流增大,电流表指针向右偏转;当他将铁芯向上拔出时,磁通量减小,能观察到电流计指针向左偏转;当他将铁芯用更快的速度向上拔出时,磁通量变化较快,则感应电动势更大啊,观察到电流计偏转角度更大;
(3)通过该实验,可以得出结论:感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁通量变化有关,感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化快慢有关。
5.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)如图丙所示,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”)。
【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 欧姆 右(2)顺时针
【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。
6.图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺的导线补接完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能出现的情况有:
①将原线圈A迅速插入副线圈B时,灵敏电流计的指针将 。
②原线圈A插入副线圈B后,将滑动变阻器的阻值调小时,灵敏电流计的指针 (均填“向左偏”或“向右偏”)。
(3)如果副线圈B两端不接任何元件,则副线圈电路 。
A.因电路不闭合,无电磁感应现象 B.不能用楞次定律判断感应电动势的方向
C.可以用楞次定律判断感应电动势的方向 D.有电磁感应现象,但无感应电流,只有感应电动势
【答案】: 向右偏 向右偏 CD/DC
【解析】:(1)电路图如图所示。
(2)①开关闭合时,灵敏电流计的指针向右偏,说明在磁场方向不变的情况下,增大磁通量,灵敏电流计的指针向右偏。将原线圈迅速插入副线圈时,磁通量增大,灵敏电流计的指针将向右偏。②原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器的阻值调小时,螺线管中电流增大,磁场增强,磁通量增加,灵敏电流计的指针将向右偏。(3)在副线圈中磁通量发生变化时,即使副线圈不闭合,副线圈中也有电磁感应现象,但无感应电流,只有感应电动势,同样可以利用楞次定律判断感应电动势的方向。故选CD。
7.某同学将电池组、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放在线圈中的情况下,他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,则关于他的下列推断中正确的是( )
A.若线圈A向上移动或滑动变阻器的滑片P向右加速滑动,则电流计指针向左偏转
B.若线圈A中铁芯向上拔出或断开开关,则电流计指针向右偏转
C.滑若动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动,则电流计指针始终静止在刻度盘的正中央
D.由于线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转方向
【答案】:B
【解析】:A.因为当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时,变阻器的电阻变大,通过线圈A的电流变小,则线圈A产生的磁场变小,故当线圈B中的磁通量变小时,电流计指针向右偏转。当线圈A向上移动时,线圈B中磁通量减小,电流计指针向右偏转,故A错误;B.当线圈A中的铁芯向上拔出或断开开关时,线圈B中的磁通量均减小,电流计指针均向右偏转,故B正确;C.P向左或向右匀速滑动时,线圈A中电流均变化,B中磁通量变化,有感应电流产生,电流计指针发生偏转,故C错误;D.虽然线圈A、线圈B的绕线方向未知,但我们可以根据使电流计指针向右偏的条件得出其他情况下出现的现象,故D错误。故选B。
8.如图(a)所示是“研究磁通量变化时感应电流的方向”所用的实验器材。
(1)实验中使用图(b)的目的是 。
(2)本实验须记录:引起感应电流的磁场方向、磁通量的变化、感应电流的方向、 ;这种实验方案采用了 (选填“假设推理”或“归纳总结”)物理思想方法。
(3)根据图(c)中所示的信息,试画出图(c)中感应线圈的绕线方向。
(4)本实验的结论是: 。
【答案】 :查明灵敏电流计指针偏转方向与流入电流方向的关系 感应电流的磁场方向 归纳总结 感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量变化
【解析】:(1)使用改电路目的是查明灵敏电流计指针偏转方向与流入电流方向的关系;
(2)本实验须记录: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;这种实验方案采用了归纳总结方法。(3)由图可知穿过线圈的磁场竖直向上,在磁铁向上运动过程中磁感应强度在减小,则穿过线圈的磁通量逐渐减小,根据楞次定律可知导线的绕法从上往下看为逆时针,如图所示
(5)实验的结论是:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
9.某实验小组在“探究影响感应电流方向的因素”实验中,利用如图所示的实物电路进行探究。
(1)将实物电路连接完整 。
(2)电路连接完成后,闭合开关瞬间,发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下。指针停止摆动后,开关保持闭合状态,将滑动变阻器的滑片迅速向右滑动,灵敏电流计指针将 ;保持滑动变阻器滑片不动,将线圈A从线圈B中迅速拔出时,灵敏电流计指针将 。(两空均选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”)
(3)进一步实验,为探究感应电流方向的规律,应研究原磁场方向、磁通量的变化情况、 三者的关系。在实验过程中,除了查清流入灵敏电流计的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外,还应查清 (选填“A”“B”或“A和B”)中导线的绕制方向。
(4)某同学在完成实验后未断开开关,也未把A、B两线圈和铁芯分开放置。在拆除电路时突然被电击了一下,则被电击是在拆除 (选填“A”或“B”)线圈所在电路时发生的。分析可知,要避免电击发生,在拆除电路前应 (选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”)。
【答案】:向左偏转 向左偏转 感应电流产生的磁场方向 A和B A 断开开关
【解析】:(1)实验电路图如图所示
(2)依题意“闭合开关开关瞬间,发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下”,说明穿过线圈B的磁通量增加时,灵敏电流计的指针向右偏转。将滑动变阻器的滑片迅速向右滑动,电阻变大,电流变小,产生的磁场减弱,则穿过线圈B的磁通量变小,灵敏电流计的指针将向左偏转;保持滑动变阻器滑片不动,将线圈A从线圈B中迅速拔出时,则穿过线圈B的磁通量变小,灵敏电流计的指针将向左偏转。(3)为探究感应电流方向的规律,应研究原磁场方向、磁通量的变化情况、感应电流产生的磁场方向三者的关系。在实验过程中,除了查清流入灵敏电流计的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外,还应查清线圈A和B中导线的绕制方向。(4)在拆除线圈A时,A中的电流快速减小,由于自感作用,线圈A会产生很大的自感电动势,导致该同学被电击一下。要避免电击发生,应在拆除电路前先断开开关。
10.在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中,请回答下列问题。
(1)为弄清灵敏电流表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,该同学将磁铁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标出磁铁的极性 。
(4)另一位同学利用图乙所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。在给出的实物图中,已用实线作为导线连接了部分实验电路。
①请用实线作为导线从箭头1和2处开始完成其余部分电路的连接 ;
②将L1插入L2后,下列实验操作产生的感应电流与合上开关时产生的感应电流方向相同的是 。
A.闭合开关,稳定后拔出软铁棒
B.闭合开关,稳定后拔出线圈L1
C.闭合开关,稳定后使变阻器滑片P左移
D.闭合开关,稳定后断开开关
【答案】: 欧姆 短暂 负 C
【解析】:(1)根据题意可知,实验要使用电表内部某一挡,含有直流电源,只有多用电表的欧姆挡有电源,所以需要选用多用电表欧姆挡对灵敏电流表进行测试;(2)灵敏电流表量程太小,欧姆表内部电源电压相对较大,若电流超过电流表量程,长时间通电会损坏电流表,故应短暂接触灵敏电流表的负接线柱;欧姆表红表笔连接电源的负极,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流入电流表,感应电流的磁场方向向下,根据楞次定律可知,原磁场方向向上,故插入的磁铁下端为S极,如图所示
(4)将线圈L2与电流计串联形成回路,将电源、开关、滑动变阻器、线圈L1串联形成另一个回路,实物图如图所示
ABD.根据题意,闭合开关时,穿过线圈L2的磁通量增大,产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,而拔出软铁棒、拔出线圈L1、断开开关S,穿过线圈L2的磁通量均减小,产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,故ABD错误;C.当使滑动变阻器滑片P左移,电流增大,穿过线圈L2的磁通量增大,产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,故C正确。故选C。
11.如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置,部分导线已连接。
(1)用笔线代替导线将图中未完成的电路连接好;
(2)将线圈A插入线圈B中,合上开关S,能使线圈B中感应电流的磁场方向与线圈A中原磁场方向相反的实验操作是 ;
A.插入铁芯F B.拔出线圈A
C.使变阻器阻值变小 D.断开开关S
(3)某同学第一次将滑动变阻器的触头从变阻器的左端快速滑到右端,第二次将滑动变阻器的触头从变阻器的左端慢慢滑到右端,发现电流计的指针摆动的幅度大小不同,第一次比第二次的幅度 (填写“大”或“小”),原因是线圈中的 (填写“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”)第一次比第二次的大。
【答案】: AC/CA 大 磁通量变化率
【解析】:(1)将电源、电键、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,再将电流计与线圈B串联成另一个回路,电路图如图所示
(2)A.插入铁芯F时,穿过线圈的磁通量变大,感应电流磁场与原磁场方向相反,故A正确;B.拔出线圈,穿过线圈的磁通量变小,感应电流磁场方向与原磁场方向相同,故B错误;C、使变阻器阻值变小,原电流变大,原磁场增强,穿过线圈的磁通量变大,感应电流磁场方向与原磁场方向相反,故C正确;D、断开开关,穿过线圈的磁通量减小,感应电流磁场方向与原磁场方向相同,故D错误;故选AC。
(3)第一次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端,线圈的电流变化快,电流产生的磁场变化快,穿过线圈的磁通量变化快,感应电动势大,感应电流大,电流计的指针摆动的幅度大;第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端,线圈的电流变化慢,穿过线圈的磁通量变化慢,感应电动势小,感应电流小,电流计的指针摆动的幅度小。
12.胡丽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,胡同学将灵敏电流计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)胡丽同学将灵敏电流计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 。
【答案】: 向下插入 BC/CB 阻碍引起感应电流的磁通量的变化
【解析】:(1)要使灵敏电流计的指针向左偏转,可知线圈中感应电流的方向时顺时针的,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)A.要使灵敏电流计的指针向左偏转,根据楞次定律可知,磁通量减小,插入铁芯,B线圈磁通量增加,故A错误;B.拔出线圈A时,B线圈中的磁通量减小,B正确;CD.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。
13.如图所示为“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。
(1)滑动变阻器采用限流接法,请用笔画线代替导线,将实物电路中所缺的导线补充完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么闭合开关后,将线圈A迅速插入线圈B中,灵敏电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。线圈A插入线圈B后,将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时,灵敏电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
【答案】: 向右 向左
【解析】:(1)将线圈B和电流计串联形成一个回路,将开关、滑动变阻器、电源、线圈A串联成另一个回路,实物图如图所示
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,说明穿过线圈的磁通量增加,电流计指针向右偏。闭合开关后,将线圈A迅速插入线圈B中,穿过线圈的磁通量增加,电流计指针将向右偏转。线圈A插入线圈B后,将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电路中的电流减小,穿过线圈的磁通量减小,电流计指针将向左偏转。
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