第十二章实验十四探究影响感应电流方向的因素-【创新教程】2026年高考物理总复习大一轮课件PPT

2025-09-15

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实验十四　探究影响感应电流方向的因素第十二章电磁感应下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理突破实验热点 02 夯实基础实验 01 课后素养提能 03 高考总复习物理第十二章电磁感应下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理夯实基础实验下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理突破实验热点下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理课时作业点击进入WORD链接下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理下一页上一页返回导航第十二章电磁感应高考总复习物理 [典例1]　我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律．以下是实验探究过程的一部分，请补充完整． (1)如图甲所示，当磁铁的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的感应电流的方向，必须知道__________________________________________________ ________________________________________________________________________. (2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏．电路稳定后，若向左移动滑动触头，电流表指针向　________　偏转，若将线圈A抽出，电流表指针向　________　偏转．(均选填“左”或“右”) [解析]　(1)探究线圈中感应电流的方向必须先知道：①电流表指针偏转方向与电流从正(负)接线柱流入时的关系，②线圈的绕向，③电流表指针的偏转方向；由偏转方向得出电流流入电表的方向，再进一步得到线圈中电流的流向，即必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系． (2)开关闭合时，线圈A产生的磁场由无到有，穿过线圈B的磁通量增加，若将滑动头向左移动，线圈A中电流增加，穿过B的磁通量也增加，且磁场方向未变，所以电流表指针偏转方向与开关闭合时的偏转方向相同，即向右偏转；若将线圈A抽出，穿过线圈B的磁通量减少，电流表指针向左偏转． [答案]　(1)电流表指针偏转方向与电流方向间的关系(2)右　左 [典例2]　在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中． (1)如图甲所示，当磁铁的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　________　挡(填“欧姆”“直流电流”“直流电压”“交流电流”或“交流电压”)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铁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　________　(填“左”或“右”)偏转． (2)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，将磁铁N极向下插入线圈，发现指针向左偏转，俯视线圈，其绕向为　________　(填“顺时针”或“逆时针”)． [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将条形磁铁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)将磁铁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． [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　①欧姆　②右　(2)顺时针 [典例3]　如图所示是某小组的同学探究感应电流方向与哪些因素有关的实验情景(图中箭头表示导体的运动方向)，下列说法中正确的是　________　. A．比较图(a)和图(b)可知，感应电流的方向与磁场方向有关 B．比较图(b)和图(c)可知，感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向无关 C．比较图(a)和图(c)可知，感应电流的方向与磁场方向无关 D．由图(d)可以得出感应电流的方向跟导体是否运动无关 [解析]　A　[(a)、(b)中导体棒运动方向相同，磁场方向相反，电流方向也相反，说明感应电流方向与磁场方向有关，A正确．(a)、(c)磁场方向相同，运动方向与电流方向都不同，说明电流方向与导体运动方向有关，C错误．(b)、(c)中磁场B、导体棒运动v方向均不同，电流方向相同，不能得出B选项的结论，(d)中无电流，也不能作出判断，故B、D均错．] [典例4]　(2025·山东济南模拟)在探究影响感应电流方向的因素的实验中： (1)首先要确定电流表指针偏转方向与电流方向间的关系，实验中所用电流表量程为100 μA，电源电动势为1.5 V，待选的保护电阻有三种R1＝20 kΩ，R2＝1 kΩ，R3＝100 Ω，应选用　________　的电阻． (2)已测得电流表指针向右偏时，电流是由正接线柱流入．由于某种原因，螺线管线圈绕线标识已经没有了，通过实验查找绕线方向如图甲所示，当磁铁N极插入线圈时，电流表指针向左偏，则线圈的绕线方向是图乙所示的　________　图(填“左”或“右”)． (3)若将条形磁铁S极放在下端，从螺线管中拔出，这时电流表的指针应向　________　偏(填“左”或“右”)． (4)若将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关，按图丙所示连接．在开关闭合，线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，电流表指针向右偏转．由此可以推断，线圈A中铁芯向上拔出，能引起电流表指针向　________　偏转(填“左”或“右”)．解析：(1)由闭合电路欧姆定律，有：R＝eq \f(E,Ig)＝eq \f(1.5,100×10－6) Ω＝1.5×104 Ω，R1＞R，不会使电流表超过量程，因此应选20 kΩ的电阻． (2)已测得电流表指针向右偏时，电流是由正接线柱流入，当磁铁N极插入螺线管时，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加，螺线管上端应为N极，下端为S极，又电流表指针向左偏，可知电流方向是由电流表正接线柱流出至螺线管上端接线柱，由安培定则可判断螺线管的绕线方向如题图乙中左图所示． (3)若将条形磁铁S极在下端，从螺线管中拔出时，感应电流磁场为阻碍磁通量的减少，螺线管上端应为N极，下端为S极，由螺线管的绕线方向可以判定电流是从电流表的负接线柱流入，故指针向左偏． (4)由题意可知当P向左加速滑动时，线圈A中的电流应越来越小，则其磁场减弱，此时线圈B中产生的电流使指针向右偏转，由此可知，当B中的磁通量减小时，电流表指针右偏；当将线圈A中铁芯向上拔出的过程中，穿过线圈B的磁通量减小，电流表指针向右偏转．答案：(1)20 kΩ　(2)左　(3)左　(4)右 [规范答题·满分规则5]　电磁感应规律的综合应用经典案例 [例]　(2023·新课标卷，26)(20分)一边长为L、质量为m的正方形金属细框，每边电阻为R0，置于光滑的绝缘水平桌面(纸面)上．宽度为2L的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两虚线为磁场边界，如图(a)所示． (1)使金属框以一定的初速度向右运动，进入磁场．运动过程中金属框的左、右边框始终与磁场边界平行，金属框完全穿过磁场区域后，速度大小降为它初速度的一半，求金属框的初速度大小． (2)在桌面上固定两条光滑长直金属导轨，导轨与磁场边界垂直，左端连接电阻R1＝2R0，导轨电阻可忽略，金属框置于导轨上，如图(b)所示．让金属框以与(1)中相同的初速度向右运动，进入磁场．运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好．求在金属框整个运动过程中，电阻R1产生的热量. 审题指导及易错警示 [审题指导]　 [情境一] 金属框完全穿过磁场的过程，动量定理求解初速度 [易错警示]　 (1)图(b)情况中，金属框在进磁场时，金属框右边框切割磁感线，金属框在出磁场时，金属框左边框切割磁感线，两种情况上下两边框都被短路，解题时，极易把上下边框的电阻都考虑上，导致运算量很大，耗时很长，模型建构还错误，丢掉大量的分数． (2)金属框完全在磁场中运动时，金属框的右边框和左边框为电源，两电源并联给外电路供电，两边框中电流方向相同、所受安培力均向左减小，故金属框继续做加速度逐渐减小的减速运动，这里容易误认为金属框做匀速运动. 规范解答解析：(1)设金属框的初速度大小为v0则金属框完全穿过磁场的过程，由动量定理有－2BILt＝meq \f(v0,2)－mv0(2分) 通过线框的电流I＝eq \f(E,4R0)(1分) 根据法拉第电磁感应定律有E＝eq \f(BL2,t)(1分) 联立解得v0＝eq \f(B2L3,mR0)(1分) (2)金属框进入磁场的过程，有－BI′Lt′＝mv1－mv0(1分) 闭合电路的总电阻R总＝R0＋eq \f(1,\f(1,R1)＋\f(1,R0))＝eq \f(5,3)R0(1分) 通过线框的电流I′＝eq \f(E′,R总)(1分) 根据法拉第电磁感应定律有E′＝eq \f(BL2,t′)(1分) 解得v1＝eq \f(2B2L2,5mR0)(1分) 金属框完全在磁场中时继续做加速度逐渐减小的减速运动，金属框的右边框和左边框为电源，两电源并联给外电路供电，假设金属框的右边没有出磁场右边界，则有－BI″Lt″＝－mv1(1分) 通过金属框的电流I″＝eq \f(E″,R1＋\f(R0,2))(1分) 根据法拉第电磁感应定律有E″＝eq \f(BLx,t″)(1分) 解得x＝L 故假设成立，金属框的右边框恰好停在磁场右边界处(1分) 对金属框进入磁场过程分析，由能量守恒定律有 Q总＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0)－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1)(1分) 电阻R1产生的热量为Q1＝eq \f(\f(2,3)R0,R总)·eq \f(R0,R1＋R0)Q总(1分) 金属框完全在磁场中运动过程，有Q′总＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1)(1分) 电阻R1产生的热量为Q′1＝eq \f(R1,R1＋\f(R0,2))Q′总(1分) 电阻R1产生的总热量为Q1总＝Q1＋Q′1(1分) 解得Q1总＝eq \f(3B4L6,25mR\o\al(2,0))(1分) 答案：(1)eq \f(B2L3,mR0)；(2)eq \f(3B4L6,25mR\o\al(2,0)) 满分规则 ►[规则1]　答题过程，条理清晰解题过程应条理清晰、层次分明．对于综合性较强的题目，先选取研究对象，然后进行受力分析和运动过程分析(如本题中的受力分析图)，最后选择合适的规律列方程，并注意联系前后过程的关键物理量． ►[规则2]　解析过程，分步列式解题时要注意分步列式，不要漏掉或合并关系式，避免阅卷时找不到得分点，或者合并的综合算式一处错而导致全部错误，丢失步骤分． ►[规则3]　矢量方程，注意方向牛顿第二定律的表达式是矢量式，列方程时要注意正方向的规定或选取． ►[规则4]　数学运算，可以淡化阅卷原则是“只看物理公式和答案，不看数学运算过程”．只有物理公式和最后的答案是得分点，应用物理过程导出的数学运算过程不是得分点． ►[规则5]　文字说明，简洁明了分析过程，分步列式时加以必要的文字说明，使解题过程更具有系统性. $$

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