第10章 实验十四探究影响感应电流方向的因素（教师用书）-【名师大课堂】2025年新高考物理艺术生总复习必备

如图所示,倾角θ=37°的粗糙斜面固定在 水平地面上,斜面上间距d=1m的两平行虚线 aa'和bb'之间有垂直斜面向上的有界匀强磁场, 磁感应强度B=5T.现有一质量m=1kg,总电 阻R=5Ω,边长也为d=1m的正方形金属线圈 MNPQ 有一半面积位于磁场中,现让线圈由静 止开始沿斜面下滑,下滑过程中线圈 MN 边始 终与虚线aa'保持平行,线圈的下边 MN 穿出 aa'时开始做匀速直线运动.已知sin37°=0.6, cos37°=0.8,线圈与斜面间的动摩擦因数为 0.5,重力加速度g取10m/s2,下列说法错误的 是 ( D ) A.线圈进入磁场和从磁场出去的过程中产生的 感应电流方向相反 B.线圈做匀速直线运动时的速度大小为0.4m/s C.线圈速度为0.2m/s时的加速度为1m/s2 D.线圈从开始运动到通过整个磁场的过程中产 生的焦耳热为3J 解析:由楞次定律,线圈进入磁场的过程中产生 的感应电流方向为 MQPNM,线圈从磁场出去 的过程中产生的感应电流方向为 MNPQM,A 正确; 线圈做 匀 速 直 线 运 动 时,由 平 衡 条 件,则 沿 斜 面有 mgsinθ=μmgcosθ+BId 其中I=ER= Bdv R 两式联立得v=0.4m/s B正确; 线圈速度为v=0.2m/s时,沿斜面由牛顿第二 定律mgsinθ-μmgcosθ- B2d2v R =ma 解得a=1m/s2 C正确; 线圈从开始运动到通过整个磁场的过程中能量 守恒,则 有 mgsinθ×32d=μmgcosθ× 3 2d+ 1 2mv 2+Q 代入数据解得Q=2.92J. D错误.本题选择错误的,故选D. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 实验十四 探究影响感应电流方向的因素 一、实验原理 1.重温产生感应电流的几种实验,根据灵敏电流计 指针偏转方向与电流方向的关系,找出感应电流 的方向. 2.观察并记录感应电流的方向与导体运动方向或 磁通量变化情况间的关系.分析实验结果,归纳 出决定感应电流方向的因素,总结出判断感应电 流方向的方法. 二、实验器材 条形磁铁,U形磁铁,螺线管,导体棒,灵敏电流 计,导线若干,干电池一节,滑动变阻器,开关,电 池盒. 三、实验步骤 1.探究条形磁铁插入或拔出线圈时感应电流的 方向 (1)确定电流计指针偏转方向与电流方向及电流 计红、黑接线柱的关系 ①按图连接电路. 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. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 921 ④记录电流方向与电流计的指针偏转方向和电 流计红、黑接线柱接线情况,找出它们之间的 关系. (2)观察并记录磁场方向,磁通量变化情况与感 应电流方向的关系 ①按图连接电路,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)向下 时抽出线圈的实验. 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. 表格一: N 极 向 下 (对着线圈) S极向下 原磁场B0 方向 磁铁运动方向 感应电流方向 感应电流的磁场B'方向 磁通量变化情况 B0 与B'方向关系 2.探究导体切割磁感线时感应电流的方向 (1)用与实验一相同的方法判断电流方向与电流 计指针偏转方向的关系. (2)按图连接电路. (3)沿不同方向运动导体棒. 观察并记录磁场方向、导体棒运动方向和电流方 向,将结果记录在设计的表格中. 表格二: 磁场 方向 导线棒运 动方向 电流 方向 (4)总结电流方向、磁场方向和导体棒运动方向 三者间的关系. 四、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, 要用试触法并注意减小电流强度,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 一步操作. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 某学习小组利用如图所示的实验装置探究 螺线管线圈中感应电流的方向. (1)由于粗心该小组完成表格时漏掉了一部分 (见表格),发现后又重做了这部分:将磁铁S极 向下从螺线管上方竖直插入过程,发现电流计指 针向右偏转(已知电流从右接线柱流入电流计 时,其指针向右偏转),则①填 顺时针 ,②填 向下 . B原 方向 ΔΦ I感 方向(俯视)B感 方向 N极插入 向下 增大 逆时针 向上 S极插入 向上 增大 ① ② N极抽出 向下 减小 顺时针 向下 S极抽出 向上 减小 逆时针 向上 (2)由实验可得磁通量变化 ΔΦ、原磁场 B原 方 向、感应电流的磁场B感 方向三者之间的关系: ΔΦ 增大,B原 与 B感 反向,ΔΦ 减小,B原 与 B感 同向 . 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 031