第1节 第1课时 实验：探究影响感应电流方向的因素-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

第一节　感应电流的方向 第1课时　实验：探究影响感应电流方向的因素 【素养目标】　1.能结合物理现象思考并猜想影响感应电流方向的因素。2.根据可能影响感应电流方向的因素，采用控制变量法设计可行的探究方案，并有条理地进行实验探究，完成实验报告。 一、实验目的 1．探究感应电流的方向与哪些因素有关。 2．学习掌握利用电流计判断感应电流方向的方法。 二、探究思路 1．提出问题：感应电流的方向与什么因素有关？ 2．进行猜想：影响感应电流方向的因素是磁极朝向和磁极运动方向。 3．寻找证据：磁极朝向和磁极运动方向可直接观测到，感应电流的方向可转化为记录电流计指针的偏转方向。 三、实验器材 电流计、导线、螺线管、条形磁铁、电源、滑动变阻器、开关。 四、实验步骤 1．探究电流计指针的偏转方向和通入电流之间的关系 (1)实验电路图 (2)把观察到的现象及结果填入表中 电流流入电流计的情况 电流计指针偏转方向 电流从“＋”接线柱流入 电流从“－”接线柱流入 (3)结论 电流从哪一侧的接线柱流入，指针就向哪一侧偏转，即左进左偏，右进右偏。 2．将磁铁的不同磁极插入、拔出螺线管，观察感应电流方向的变化，探究影响感应电流方向的因素。将实验结果记录在下表中。 条形磁铁的运动情况 N极朝下插入线圈 N极朝下从线圈中拔出 S极朝下插入线圈 S极朝下从线圈中拔出 实验操作图示 电流表指针的偏转方向 右偏 线圈中感应电流的方向 b→a 学生用书第36页 从表中的实验现象，可见感应电流的方向与磁极朝向、磁极运动方向之间并不存在较明显的关系。 3．用“原磁场的方向”表示“磁极的朝向”，用“原磁通量Φ的变化”表示“磁极运动的方向”，将感应电流的方向也转化为与磁场相关的描述——感应电流磁场的方向。安培定则可以作为转化的工具。依据此思路进行实验操作，并将观察到的实验现象记录在表内。 条形磁铁的运动情况 N极朝下 插入线圈 N极朝下从 线圈中拔出 S极朝下 插入线圈 S极朝下从 线圈中拔出 实验操作图示 原磁场的方向 向下 原磁通量Φ的变化 增大 电流表指针的偏转方向 右偏 线圈中感应电流的方向 b→a 感应电流磁场的方向 向上 五、实验结论 当原磁通量Φ增加时，感应电流产生的磁场的方向与原磁场方向相反；当原磁通量Φ减小时，感应电流产生的磁场的方向与原磁场的方向相同。由此可以判定感应电流磁场的方向，再由安培定则最终判定感应电流的方向。 六、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。 一　教材原型实验 (2024·中山市高二统考期末)在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中。 (1)如图甲所示，当磁体向下运动时，发现电流表指针偏转，若要知晓线圈中产生的感应电流的方向，必须知道电流从正(或负)接线柱流入时，灵敏电流计指针的偏转方向。 (2)已知电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动，某同学先将多用电表(此时为欧姆挡，欧姆挡电流方向为“红进黑出”，即红表笔连接多用电表内部电源负极)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，则灵敏电流表的指针向________(选填“左”或“右”)摆动。实验中该同学将磁铁某极向 学生用书第37页 下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，则此时图乙中磁铁的________(选填“上方”或“下方”)为磁极的N极。 　 (3)为了判断线圈的绕向，可将灵敏电流计G与线圈M连接成如图丙所示的回路。当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转，将磁体的N极向下从线圈上方竖直插线圈M的过程中时，发现指针向左偏转，俯视线圈，线圈上导线绕向为沿______(选填“顺时针”或“逆时针”)由a端开始绕至b端。 答案：(2)短暂　左　上方　(3)逆时针 解析：(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，再将黑表笔短暂接灵敏电流表的负接线柱，确保灵敏电流表的安全。 因黑表笔接内部电源的正极，电流由电流表的负接线柱流入灵敏电流表的，则灵敏电流表的指针向左摆动。 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，说明电流是从电流表右边的接线柱流入的，由安培定则可知感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可判断磁铁在线圈里面的磁场方向向上，则此时图乙中磁铁的上方为磁极的N极。 (3)将磁体N极向下从线圈上方竖直插入M时，穿过线圈的磁场方向向下，磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向上，电流计指针向左偏转，说明电流从左端流入电流计，由安培定则可知，俯视线圈，其绕向为沿逆时针方向由a端开始绕至b端。 (1)如图甲为某实验小组探究影响感应电流方向的因素的实验装置，关于实验过程中应该注意的事项和实验现象，以下说法正确的是________。 A．实验前应该先仔细观察，清楚线圈的绕向 B．开关闭合后，将滑动变阻器的滑片匀速滑动使接入电路的阻值逐渐减小，会观察到电流计指针不发生偏转 C．开关闭合后，线圈A从线圈B中拔出和插入过程中会观察到电流计指针偏转方向相反 D．开关闭合与断开瞬间，电流计指针都会偏转，但偏转方向相同 (2)当电流从灵敏电流计正接线柱流入时指针向正接线柱一侧偏转。现将其与线圈相连之后，将上端为S极的磁体插入线圈中，如图乙所示，电流计指针偏转的方向应为偏向________(选填“正”或“负”)接线柱。根据图丙中电流计指针偏转方向可以判断出插入线圈磁体下端的磁极为________(选填“N”或“S”)极。 答案：(1)AC　(2)正　S 解析：(1)探究影响感应电流方向的因素的实验，实验前要仔细观察，弄清楚线圈的绕向，搞清楚线圈电流的方向与电流计指针偏转的方向的关系，故A正确；开关闭合后，将滑动变阻器的滑片匀速滑动使接入电路的阻值逐渐减小，导致穿过线圈B的磁通量变化，从而产生感应电流，会观察到电流计指针发生偏转，故B错误；开关闭合后线圈A从线圈B中拔出和插入过程中，穿过线圈B的磁通量变化不同，前者减小，后者增大，依据感应电流的磁场阻碍磁通量的变化，会观察到电流计指针偏转方向相反，故C正确；开关闭合与断开瞬间，穿过线圈B的磁通量都会变化但变化不同，开关闭合瞬间磁通量增大，断开瞬间磁通量减小，依据感应电流的磁场阻碍磁通量的变化，会观察到电流计指针偏转，而且偏转方向不同，故D错误。 (2)当电流从灵敏电流计正接线柱流入时指针向正接线柱一侧偏转，若将上端为S极的磁体插入线圈中，原磁场方向向下且磁通量增大，根据感应电流的磁场阻碍磁通量的变化可知，感应电流的磁场方向向上，根据安培定则可知，感应电流从电流计正接线柱流入，故指针偏向正接线柱一侧；根据题图丙中电流计指针偏向负接线柱一侧，可知感应电流是从负接线柱流入电流计的，根据安培定则可知感应电流的磁场方向向下，因条形磁体向下运动，磁通量增大，根据感应电流的磁场阻碍磁通量的变化，可知原磁场方向向上，则插入线圈磁体下端的磁极为S极。 针对练．(2025·河南焦作高二博爱县第一中学校考)为了探究电磁感应现象，设置如图所示的“探究产生感应电流的条件的实验装置”。 　 (1)下列操作中，电流表的指针不会发生偏转的是________。 A．将条形磁铁插入线圈 B．将条形磁铁从线圈中拔出 C．将条形磁铁放在线圈中不动 D．将条形磁铁从图示位置向左移动 (2)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)C　(2)①右偏　②左偏　相同 解析：(1)将条形磁铁插入线圈，线圈内磁通量增加，有感应电流产生，电流表的指针会发生偏转，故A不符合题意；将条形磁铁从线圈中拔出，线圈内磁通量减少，有感应电流产生，电流表的指针会发生偏转，故B不符合题意；将条形磁铁放在线圈中不动，线圈内磁通量不变，没有感应电流产生，电流表的指针不会发生偏转，故C符合题意；将条形磁铁从图示位置向左移动，线圈内磁感应强度变小，磁通量减小，有感应电流产生，电流表的指针会发生偏转，故D不符合题意。故选C。 (2)闭合开关时灵敏电流计的指针右偏，即线圈内磁通量增加时，灵敏电流计的指针右偏。滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入的有效电阻变小，回路中电流变大，线圈内的磁场变强，磁通量增加，所以灵敏电流计的指针右偏；将线圈A拔出时，线圈内磁通量减小，灵敏电流计的指针左偏，由楞次定律可知线圈B中产生的感应电流方向与A中电流方向相同。 二　拓展创新实验 如图甲是探究“怎样产生感应电流”的实验装置。ab是一根导体杆，通过导线、开关连接在灵敏电流计的两接线柱上。 学生用书第38页 (1)本实验中，如果________________，我们就认为有感应电流产生。 (2)闭合开关后，若导体杆不动，磁铁左右水平运动，电路________(选填“有”或“无”)感应电流。 (3)小李所在实验小组想进一步探究“感应电流的大小跟哪些因素有关”，小李猜想：“可能跟导体杆切割磁感线运动的快慢有关。”请你根据图示的实验装置，帮助小李设计实验来验证她的猜想，你设计的实验做法是：_________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________。 (4)在探究电磁感应现象的实验中，电流表刻度盘上的零刻度线在正中间，当电池的正极接电流表的右接线柱，电池的负极与电流表的左接线柱相碰时，指针向右偏转。如图乙电路所示，将线圈A放在线圈B中，在合上开关S的瞬间，电流表指针应向________偏转；保持开关闭合，将线圈A从线圈B中拔出时，电流表指针应向________偏转。(均选填“左”或“右”) 答案：(1)灵敏电流计的指针偏转　(2)有　(3)见解析　(4)左　右 解析：(1)因为电路中无电源，所以使灵敏电流计的指针偏转时的电流即为感应电流。 (2)磁体与导体杆有相对水平运动，就可产生感应电流。 (3)电流的大小可以用灵敏电流计的指针偏转的角度测量，角度越大，电流越大。设计的做法是：闭合开关，保持其他条件不变，只改变导体切割磁感线运动的速度，观察灵敏电流计的指针偏转程度。 (4)在合上开关S的瞬间，线圈A中的电流产生向上的磁场，则线圈B就置于向上增强的磁场中，为了阻碍磁通量的增大，线圈B中的电流从电流表左端进入电表，所以指针向左偏。保持开关闭合，将线圈A从线圈B中拔出时，线圈B的磁通量减小，为了阻碍磁通量的减小，线圈B中的电流从电流表右端进入电表，所以指针向右偏。 针对练．(2025·东莞市高二校考)某同学探究“影响感应电流方向的因素”，实验如下： (1)首先按图甲所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转；再按图乙所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验的目的是________________________________________________________________________。 A．检查各仪器及导线是否完好 B．检查电流计量程是否合适 C．检查电流计测量电路的电流是否准确 D．推断电流从不同接线柱流入时电流计指针偏转方向 (2)要想使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，某同学设计了以下四种操作，其中可行的是___________(选填选项前的字母)。 A．螺线管不动，磁铁快速插入或拔出螺线管 B．螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管 C．磁铁与螺线管保持相对静止，一起加速向上运动 D．磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动 (3)接下来用如图丙所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿_________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向。 (4)又将实验装置改造，实验器材如图丁所示，图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成实物间的连线。 (5)若连接好实验电路并检查无误后，观察在闭合开关的瞬间和断开瞬间以及闭合开关后以不同速度移动滑动变阻器的划片过程中，指针摆动情况，由此实验可以得出恰当的结论是_____________(选填选项前的字母)。 A．螺线管B的磁场变强或变弱影响感应电流方向 B．螺线管B的磁场变强或变弱影响感应电流大小 C．螺线管B的磁场强弱变化快慢影响感应电流大小 D．螺线管B的磁场强弱变化快慢影响感应电流方向 答案：(1)D　(2)AB　(3)顺时针　(4)见解析图　(5)AC 解析：(1)进行上述实验的目的是推断电流从不同接线柱流入时电流计指针偏转方向，故选D。 (2)螺线管不动，磁铁快速插入或拔出螺线管，穿过螺线管的磁通量会发生变化，会有感应电流产生，A正确；螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管，穿过螺线管的磁通量会发生变化，会有感应电流产生，B正确；磁铁与螺线管保持相对静止，一起加速向上运动或匀速向上运动，穿过螺线管的磁通量不会发生变化，不会有感应电流产生，C、D错误。故选A、B。 (3)某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明电流从“＋”接线柱流入，即螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿顺时针方向。 (4)实物间的连线如图所示。 (5)观察在开关闭合瞬间和断开瞬间指针偏转方向不同，说明螺线管B的磁场变强或变弱影响感应电流方向，A正确，B错误；闭合开关后以不同速度移动滑动变阻器的划片过程中，指针摆动幅度不同，说明螺线管B的磁场强弱变化快慢影响感应电流大小，C正确，D错误。故选A、C。 学科网（北京）股份有限公司 $