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课时测评5 实验:探究影响感应电流方向的因素
(时间:30分钟 满分:50分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
1.(10分)在“探究感应电流的方向与哪些因素有关”的实验中,请完成下列实验步骤:
(1)为弄清灵敏电流表指针偏转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“电阻”“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灵敏电流表时,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,此时电流从灵敏电流表的 (选填“正”或“负”)接线柱流入,灵敏电流表的指针向左摆动。
(3)实验中该同学将磁体某极向下从线圈上方插入线圈时,发现灵敏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标出磁体的极性。
答案:(1)电阻 (2)短暂 负 (3)见解析图
解析:(1)多用电表只有电阻挡内部有电源,可使灵敏电流表指针偏转。
(2)灵敏电流表量程太小,多用电表电阻挡内部电源电压相对偏大,长时间超量程通电会损坏灵敏电流表;多用电表红表笔连接着内部电源的负极,此时电流从灵敏电流表的负接线柱流入。
(3)灵敏电流表的指针向右偏转,说明电流从正接线柱进入灵敏电流表,感应电流的磁场方向向下,故原磁场方向向上,磁体下方是S极,如图所示。
2.(10分)如图是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。
(1)将图中所缺导线补充完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针向右偏了一下,那么闭合开关后,进行下述操作时可能出现的情况是:
①将通电线圈A迅速插入感应线圈B时,灵敏电流表指针将 (选填“左偏”“不偏”或“右偏”)。
②将通电线圈A插入感应线圈B,待指针稳定后,将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时,灵敏电流表指针将 (选填“左偏”“不偏”或“右偏”)。
(3)在灵敏电流表所在的电路中,为电路提供电流的是 (填图中仪器的字母)。
(4)在上述实验中,如果感应线圈B两端不接任何元件,则感应线圈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
答案:(1)见解析图 (2)①右偏 ②左偏 (3)B (4)B
解析:
(1)将线圈B和灵敏电流表串联组成一个回路,将开关、滑动变阻器、电源和线圈A串联组成另一个回路即可,如图所示。
(2)①如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针向右偏了一下,说明穿过线圈B的磁通量增大时灵敏电流表指针向右偏,合上开关后,将线圈A迅速插入线圈B中时,穿过线圈B的磁通量增大,则灵敏电流表指针将右偏。
②线圈A插入线圈B,待指针稳定后,将滑动变阻器滑片迅速向左滑动时,线圈A中电流减小,穿过线圈B的磁通量减小,则灵敏电流表指针将向左偏。
(3)在灵敏电流表所在的电路中,为电路提供电流的是线圈B。
(4)在上述实验中,如果感应线圈B两端不接任何元件,通过感应线圈B的磁通量发生变化,有电磁感应现象产生,但因电路不是闭合的,所以无感应电流。故选B。
3.(10分)我们可以通过实验探究影响感应电流方向的因素。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,若向左移动滑片P,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”)
答案:(1)电流表指针偏转方向与电流方向之间的关系 (2)右 左
解析:(1)探究线圈中产生的感应电流的方向必须知道电流表指针偏转方向与电流方向之间的关系。
(2)开关闭合时,线圈A产生的磁场由无到有,穿过线圈B的磁通量增大。若将滑片P向左移动,线圈A中电流增加,穿过线圈B的磁通量也增大,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的磁通量减小,电流表指针向左偏转。
4.(10分)(1)如图甲是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。
如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针向右偏了一下,那么合上开关并将A线圈插入B线圈中后,若要使灵敏电流表的指针向左偏转,可采取的操作是 。
A.插入铁芯
B.抽出A线圈
C.滑动变阻器的滑片向左滑动
D.断开开关S瞬间
(2)G为指针零刻度线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乙所示,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。现把它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图丙中的条形磁体的运动方向是向 (选填“上”或“下”);图丁中的电流表指针应向 (选填“左”或“右”)偏转;图戊中的条形磁体下端为 (选填“N”或“S”)极。
答案:(1)BD (2)下 右 S
解析:(1)已知闭合开关瞬间,B线圈中的磁通量增大,产生的感应电流使灵敏电流表的指针向右偏转,则可知磁通量增大时,灵敏电流表的指针向右偏转;当闭合开关并将A线圈迅速插入B线圈中后,要使灵敏电流表的指针向左偏转,根据感应电流的磁场阻碍磁通量变化可知,磁通量应减小。插入铁芯时,B线圈中的磁通量增大,故A错误;拔出A线圈时,B线圈中的磁通量减小,故B正确;滑动变阻器的滑片向左滑动时,回路中电流增大,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)题图丙中电流表指针向左偏,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,由感应电流的磁场阻碍磁通量变化可知,原磁通量增大,条形磁体向下插入。题图丁中条形磁体N极向下运动,线圈中磁通量向下增大,感应电流的方向是逆时针(俯视),则电流表指针向右偏转。题图戊中电流表指针向右偏,则感应电流的方向是逆时针(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,由感应电流的磁场阻碍磁通量变化可知,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。
5.(10分)某同学用图甲所示的实验装置“探究影响感应电流方向的因素”。闭合开关瞬间,发现灵敏电流表的指针向左偏转了一下。
(1)闭合开关稳定后,将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中,灵敏电流表的指针 (选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”)。
(2)如图乙所示,RT为热敏电阻,其阻值随着周围环境温度的升高而减小。轻质金属环C用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴(C环平面与螺线管线圈平面平行),并位于螺线管左侧。当周围环境温度急剧降低时,从左向右看,金属环C中电流的方向为 (选填“顺时针”或“逆时针”),金属环C将 (选填“向左”或“向右”)运动。
答案:(1)向左偏转 (2)顺时针 向右
解析:(1)根据题意,穿过线圈B的磁通量增大时,灵敏电流表的指针向左偏转。闭合开关稳定后,将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中,滑动变阻器的阻值减小,回路中的电流增大,穿过线圈B的磁通量增大,灵敏电流表的指针向左偏转。
(2)根据安培定则可知,螺线管内部磁场向右,金属环中的磁场向右,当周围环境温度急剧降低时,热敏电阻的阻值增大,回路电流减小,穿过金属环的磁通量减小,根据安培定则可知,感应电流的磁场向右,从左向右看,金属环C中电流的方向为顺时针。金属环C和螺线管中都是顺时针方向的电流,同向电流相互吸引,金属环将向右运动。
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