第12章 实验十五 探究影响感应电流方向的因素-【优化探究】2025年高考物理一轮复习高考总复习配套课件（教科版2019）

实验十五　探究影响感应电流方向的因素 第十二章　电磁感应 实验技能 自主学习 实验要点 互动探究 达标检测 巩固提高 命题点一　教材原型实验 命题点二　实验创新设计 内容索引 实验技能 自主学习 一 3 1．实验目的 (1)探究感应电流方向与哪些因素有关。 (2)学习利用电流计判断感应电流方向的方法。 2．实验原理 (1)探究电流计指针的偏转方向与电流方向的关系 探究出电流从电流计的“＋”“－”接线柱流入方向与指针的偏转方向的关系，从而用该电流计判断感应电流的方向。 (2)将磁体的不同磁极插入、拔出螺线管，观察感应电流方向的变化。通过分析感应电流的方向与磁体的磁场方向、通过线圈的磁通量的变化之间的关系，探究影响感应电流方向的因素，实验装置如图所示。 3．实验器材 条形磁体、电流计、线圈、导线、干电池(用来确定通过电流计的电流方向与电流计中指针偏转方向的关系)、开关、滑动变阻器。 4．实验步骤 (1)确定电流计指针偏转方向与电流方向(流入“＋”“－”接线柱的方向)的关系。 ①按如图所示连接电路。 ②调节滑动变阻器，使接入电路的电阻最大。 ③迅速闭合开关，发现电流计指针偏转后立即断开开关。 ④记录电流方向与电流计的指针偏转方向和电流计“＋”“－”接线柱接线情况。 (2)探究磁场方向、磁通量变化情况与感应电流方向的关系。 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)插入线圈和N极(S极)抽出线圈的实验，如图所示。 ③观察并记录磁场方向、电流方向，磁通量大小变化情况，并将结果填入表格。 1．实验结论 (1)当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同。 (2)当磁体靠近线圈时，两者相斥；当磁体远离线圈时，两者相吸。 2．注意事项 (1)确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意防止电流过大或通电时间过长损坏电流计。 (2)电流计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种操作。 二 实验要点 互动探究 12 命题点一　教材原型实验 角度1　实验电路的连接及准备 [典例1]　在“研究电磁感应现象”的实验中： (1)如图所示，给出了可供使用的实验器材，某同学选择了电源、开关和带铁芯的原、副线圈，还需选择的器材有： ________________________。 滑动变阻器和灵敏电流表 (1)某同学选择了电源、开关和带铁芯的原、副线圈，还需选择的器材有：滑动变阻器和灵敏电流表。 (2)从能量转化的角度来看，闭合电路的部分导体切割磁感线而产生感应电流的过程中________能转化为________能；若闭合电路中的感应电流是因磁感应强度发生变化而产生的，则是________能转化为________能。 (2)从能量转化的角度来看，闭合电路的部分导体切割磁感线而产生感应电流的过程中机械能转化为电能；若闭合电路中的感应电流是因磁感应强度发生变化而产生的，则是磁场能转化为电能。 机械 电 磁场 电 (3)下面四幅图中，“＋”和“－”分别表示灵敏电流表的正、负接线柱。已知电流从正接线柱流入灵敏电流表时，指针向正接线柱一侧偏转，电流从负接线柱流入时，指针向负接线柱一侧偏转。图中给出了条形磁体运动的方向、指针偏转方向或螺线管的绕线方向，以下判断正确的是________。 A．甲图中电流表的指针偏转方向向右 B．乙图中螺线管内部的磁场方向向下 C．丙图中条形磁体向下运动 D．丁图中螺线管的绕线方向从上往下看为顺时针方向 ABD (3)甲图中N极插入螺线管时，向下的磁通量增加，根据楞次定律可知，电流表的电流从“＋”接线柱流入，则指针偏转方向向右，选项A正确；乙图中感应电流从“－”接线柱流入电流表，根据右手螺旋定则可知感应电流磁场方向向下，磁体远离螺线管，磁通量减少，由楞次定律可知螺线管内部的磁场方向向下，选项B正确；丙图中感应电流从“＋”接线柱流入电流表，则根据右手螺旋定则可知螺线管内部的感应电流磁场方向向上，而原磁场方向向上，由楞次定律知，原磁通量减少，图中条形磁体向上运动，选项C错误；丁图中感应电流从“＋”接线柱流入电流表，条形磁体向上运动，则螺线管中感应电流的磁场向下，则螺线管的绕线方向从上往下看为顺时针方向，选项D正确。 角度2　实验的操作及结论探究 [典例2]　(2023·山东烟台模拟)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”)。 (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。 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)将线圈A拔出时，穿过B的磁通量减小，电流计指针向左偏；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。 左偏 相同 命题点二　实验创新设计 角度　实验设计创新 [典例3]　在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图甲接线，当闭合S时观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央。然后按如图乙所示将电流表与线圈B连成一个闭合回路，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。 (1)图甲电路中串联定值电阻的主要作用是________________。 (1)为防止电流过大，损坏电表，所以串联定值电阻保护电流表。 保护电流表 (2)图乙电路S闭合后，将线圈A插入线圈B的过程中，电流表的指针将________(选填“左偏”“右偏”或“不偏”)。 (2)将线圈A插入线圈B的过程中，线圈B中磁场的方向为向上，磁通量增大，根据楞次定律可得感应电流的磁场方向为向下，感应电流从“－”接线柱流入电表，所以指针向右偏。 右偏 (3)图乙电路S闭合后，线圈A放在B中不动时，在突然断开S时，指针将________(选填“左偏”“右偏”或“不偏”)。 (3)若突然断开S，线圈B中磁通量减小，原磁场方向向上，根据增反减同可得，感应电流磁场向上，感应电流从“＋”接线柱流入电表，所以指针向左偏。 左偏 (4)图乙电路S闭合后，线圈A放在B中不动时，在滑动变阻器滑片向左滑动过程中，指针将________(选填“左偏”“右偏”或“不偏”)。 (4)在滑动变阻器滑片向左滑动过程中，其接入电路的电阻减小，电流增大，B线圈的磁通量增大，同理可得指针向右偏。 右偏 三 达标检测 巩固提高 2 3 1 1．(1)如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。 ①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A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转； 向右 2 3 1 (1)①已知闭合开关瞬间，B线圈中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转，可知B线圈中的磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏转；当开关闭合后，将A线圈迅速插入B线圈中时，B线圈中的磁通量增加，所以产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转。 2 3 1 ②连好电路并将A线圈插入B线圈中，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是________。 A．插入铁芯 B．拔出A线圈 C．变阻器的滑片向左滑动 D．断开开关S瞬间 BD 2 3 1 ②要使灵敏电流计的指针向左偏转，根据题意知，B线圈中的磁通量应减小。插入铁芯时，B线圈中的磁通量增加，故A错误；拔出A线圈时，B线圈中的磁通量减小，故B正确；变阻器的滑片向左滑动时，电流增大，B线圈中的磁通量增大，故C错误；断开开关S瞬间，电流减小，B线圈中的磁通量减小，故D正确。 2 3 1 (2)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图甲所示，即电流从电流表G的左接线柱进入时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图乙中的条形磁体的运动方向是向________(选填“上”或“下”)；图丙中电流表指针应________(选填“向左”或“向右”)偏转；图丁中的条形磁体下端为________(选填“N”或“S”)极。 下 向右 S 2 3 1 (2)图乙中指针向左偏，可知感应电流的方向是顺时针(俯视)，感应电流的磁场方向向下，条形磁体的磁场方向向上，由楞次定律可知，磁通量增加，条形磁体向下插入；图丙中条形磁体N极向下运动，线圈中磁场方向向下，磁通量增大，感应电流方向应为逆时针方向，电流表指针向右偏转；图丁中指针向右偏，则感应电流的方向为逆时针(俯视)，由安培定则可知，感应电流的磁场方向向上，条形磁体向上拔出，即磁通量减小，由楞次定律可知，条形磁体的磁场方向应该向上，所以条形磁体上端为N极，下端为S极。 2 3 1 2．某物理兴趣实验小组学了有关电磁方面的知识后，设计了如图所示的甲、乙两个装置。 2 3 1 (1)为了探究电磁感应现象，小明应选用________装置进行实验。 (1)电磁感应现象是研究磁生电的现象，甲图研究的是导体棒切割磁感线产生感应电流，乙图研究的是电流的磁效应，故选甲图。 甲 2 3 1 (2)小明选用甲装置探究有关知识时，进行了如下的操作，其中不能使电流表指针发生偏转的是________(填字母)。 A．让导线ab在磁场中斜向上运动 B．让导线ab在磁场中沿水平方向左右运动 C．让导线ab沿竖直方向上下运动 C 2 3 1 (2)对甲图，要产生感应电流，导线需切割磁感线。让导线ab在磁场中斜向上运动以及让导线ab在磁场中沿水平方向左右运动，都切割了磁感线，都能产生感应电流，都能使电流表指针发生偏转；让导线 ab 沿竖直方向上下运动，导线没有切割磁感线，故不会产生感应电流，不能使电流表指针发生偏转，故选C。 2 3 1 (3)如果在乙装置的实验中，当开关闭合时，发现直导线ab 向左运动，若要使导线ab向右运动，你采取的措施是________________________ ___________________________。 (3)如果在乙装置的实验中，当开关闭合时，发现直导线ab向左运动，是由于直导线ab受到安培力作用，若要使导线ab向右运动，只需要改变电流的方向或磁场的方向即可，可以采取的措施如下：将磁铁N、S极对调或将连接电源两极的导线对调。 将磁铁N、S极对调(或将连 接电源两极的导线对调) 2 3 1 (4)甲、乙两图的原理分别用于制造________和________。(均选填“电动机”或“发电机”) (4)甲图是导体棒切割磁感线产生感应电动势，是发电机的原理；乙图是通电导体棒在磁场中受安培力作用发生运动，是电动机的原理。 发电机 电动机 2 3 1 3．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与实验操作(2)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。 2 3 1 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 左 右 右 2 3 1 由题意可知，在开关S闭合的情况下，滑动变阻器的触头向右滑动时，其接入电路的电阻变大，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。 $$