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课时测评8 实验:探究影响感应电流方向的因素
(时间:30分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
1.(8分)图为“研究电磁感应现象”的实验装置,部分导线已连接。
(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么闭合开关后,将小线圈迅速插入大线圈的过程中,电流计的指针将向______偏;小线圈插入大线圈后,将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时,电流计的指针将向_______偏。(均选填“左”或“右”)
答案:(1)见解析图 (2)右 右
解析:(1)将电源、开关、滑动变阻器、小螺线管串联成一个回路, 再将电流计与大螺线管串联成另一个回路,注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱,电路图如图所示。
(2)闭合开关时,穿过大螺线管的磁通量增大,灵敏电流表的指针向右偏;闭合开关后,将小线圈迅速插入大线圈的过程中,磁场方向不变,磁通量变大,电流表指针方向向右偏转;由电路图可知,小线圈插入大线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向右滑动时,电路的阻值变小,电路电流变大,穿过大螺线管的磁通量变大,磁场方向不变,则电流表指针向右偏转。
2.(8分)(2025·韶关市高二校考期中)某同学用如图所示的实验器材探究电磁感应现象,他连接好电路并检查无误后,他进行了下列操作:
(1)闭合电键的瞬间,观察到电流表G指针________(选填“偏转”或“不偏转”)。
(2)闭合电键一段时间后,观察到电流表G指针__________(选填“偏转”或“不偏转”)。
(3)若闭合电键的瞬间,观察到电流表的指针左偏,电键闭合后,他将滑动变阻器的滑动触头P快速向接线柱C移动,电流计指针将__________(选填“左偏”“右偏”或“不偏”)。
(4)断开电键的瞬间,观察到电流表G指针________(选填“偏转”或“不偏转”)。
答案:(1)偏转 (2)不偏转 (3)左偏 (4)偏转
解析:(1)闭合电键的瞬间,通过闭合回路的磁通量改变,回路中产生感应电流,所以电流表G指针偏转。
(2)闭合电键一段时间后,通过闭合回路的磁通量没有发生变化,回路中没有感应电流产生,电流表G指针不偏转。
(3)若闭合电键的瞬间,通过闭合回路的磁通量变大,此时电流表的指针左偏,电键闭合后,在滑动变阻器的滑动触头P快速向接线柱C移动过程中,变阻器的阻值变小,电流变大,穿过线圈的磁通量变大,电流表的指针左偏。
(4)断开电键的瞬间,通过闭合回路的磁通量变小,电流表G指针将会偏转。
3.(8分)(2025·长沙市雅礼中学高二月考)在“研究电磁感应现象”的实验中。
(1)为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈M连接,如图甲所示。当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转。将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入M时,发现指针向左偏转。俯视线圈,其绕向为沿________(选填“顺时针”或“逆时针”)由a端开始绕至b端。
(2)如图乙所示,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S后,将A线圈迅速从B线圈拔出时,电流计指针将________;A线圈插入B线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,电流计指针将________。(以上两空均选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)
答案:(1)顺时针 (2)向左偏 向右偏
解析:(1)当N极向下插入时,穿过线圈向下的磁通量增加,则感应电流的磁场方向向上,根据安培定则可知,电流方向为逆时针,又因为电流计向左偏转,电流由a端流至b端,所以导线沿顺时针由a端开始绕至b端。
(2)闭合开关,穿过线圈的磁通量增大,灵敏电流计指针向右偏,拔出时,磁通量减少,灵敏电流计指针应该向左偏;滑动变阻器滑片迅速向右移动时,电阻减小,电流增大,穿过线圈的磁通量增大,灵敏电流计指针向右偏。
4.(8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)为弄清灵敏电流计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“欧姆”“直流电流”“直流电压”“交流电流”或“交流电压”)挡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)该同学先将多用电表的红表笔接灵敏电流计的正接线柱,再将黑表笔________(选填“短暂”或“持续”)接灵敏电流计的负接线柱,若灵敏电流计的指针向左摆动,说明电流是由电流计的________(选填“正”或“负”)接线柱流入灵敏电流计的。
(3)实验中该同学将磁体某极向下从线圈上方插入线圈时,发现电流计的指针向右偏转,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)欧姆 (2)短暂 负 (3)见解析图
解析:(1)只有欧姆表内部有电源,可使电流计指针偏转。
(2)为防止灵敏电流计被烧坏,就将黑表笔短暂接灵敏电流计的负接线柱;多用电表红表笔连接着电源的负极,灵敏电流计的指针向左摆动,说明电流从电流计的负接线柱流入。
(3)电流计的指针向右偏转,说明电流从正接线柱流入电流计,感应电流的磁场方向向下,故原磁场方向向上,磁体下端是S极,如图所示。
5.(8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“向左偏”或“向右偏”),A线圈插入B线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向左移动时,电流计指针将________(选填“向左偏”或“向右偏”)。
(3)在灵敏电流计所在的电路中,为电路提供电流的是________(填图中仪器的字母)。
答案:(1)见解析图 (2)向右偏 向左偏 (3)B
解析:(1)将B线圈和灵敏电流计串联组成一个回路,将开关、滑动变阻器、电源、A线圈串联组成另一个回路,如图所示。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,说明穿过B线圈的磁通量增加,电流计指针向右偏。合上开关后,将A线圈迅速插入B线圈中时,穿过B线圈的磁通量增加,灵敏电流计指针将向右偏;A线圈插入B线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向左移动时,A线圈中电流减小,穿过B线圈的磁通量减少,电流计指针将向左偏。
(3)在灵敏电流计所在的电路中,为电路提供电流的是B线圈。
6.(10分) (1)如图是“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;
②连好电路后,并将A线圈插入B线圈中后,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
(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。现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”);图丙中的电流表指针应向________(选填“左”或“右”)偏转;图丁中的条形磁体下端为________(选填“N”或“S”)极。
答案:(1)①向右 ②BD (2)下 右 S
解析:(1)①闭合开关瞬间,灵敏电流计的指针向右偏转,可知磁通量增加时,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要使灵敏电流计的指针向左偏转,根据感应电流的磁场阻碍磁通量变化可知,穿过B线圈的磁通量应减小。
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;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。故选B、D。
(2)题图乙中指针向左偏,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,又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,磁通量增大,条形磁体向下插入。题图丙中条形磁铁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。题图丁中指针向右偏,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。
7.(10分)有一灵敏电流计,当电流从它的正接线柱流入时,指针向正接线柱一侧偏转。现把它与一个线圈串联,将磁铁从线圈上方插入或拔出,如图所示。请完成下列填空:
(1)图甲中灵敏电流计指针的偏转方向为________(选填“偏向正接线柱”或“偏向负接线柱”)。
(2)图乙中磁铁的下方是________(选填“N极”或“S极”)。
(3)图丙中磁铁的运动方向是________(选填“向上”或“向下”)。
(4)图丁中线圈从上向下看的电流方向是________(选填“顺时针”或“逆时针”)。
答案:(1)偏向正接线柱 (2)S极 (3)向上
(4)逆时针
解析:(1)由题图甲可知,磁铁向下运动,穿过线圈的磁通量增加,原磁场方向向下,则线圈中感应电流产生的磁场方向向上,则线圈中感应电流方向(从上向下看)为逆时针方向,即电流从正接线柱流入电流计,指针偏向正接线柱。
(2)由题图乙可知,电流从负接线柱流入电流计,即线圈中感应电流方向(从上向下看)为顺时针方向,根据安培定则,感应电流的磁场方向向下,又知原磁场穿过线圈的磁通量增加,则原磁场方向向上,故磁铁下方为S极。
(3)由题图丙可知,原磁场方向向下,电流从负接线柱流入电流计,根据安培定则,感应电流产生的磁场方向向下,则可知原磁场穿过线圈的磁通量减小,磁铁向上运动。
(4)由题图丁可知,磁铁向上运动,穿过线圈的磁通量减小,原磁场方向向上,则可知感应电流产生的磁场方向向上,感应电流方向(从上向下看)为逆时针方向。
学生用书第39页
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