第2章 第1节 第1课时 实验：探究影响感应电流方向的因素-【优学精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修二同步课件（教科版·新教材）

第二章　电磁感应及其应用 第1节　楞次定律 第1课时　实验：探究影响感应电流方向的因素 学习目标 1．理解楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流的方向。　2.理解楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映。　3.掌握右手定则，认识右手定则是楞次定律的一种具体表现形式。能应用右手定则判断感应电流的方向。 返回导航 内 容 索 引 基础自主梳理 1 1 思维进阶 重难突破 2 随堂演练 巩固落实 1 3 基础自主梳理 第一部分 5 一、实验原理 1．查明电流表中指针偏转方向与电流方向的关系，从而找出感应电流的方向。 2．通过实验，观察分析原磁场方向和磁通量的变化，记录感应电流的方向，然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、磁通量变化之间的关系。 二、实验器材：条形磁体、螺线管、灵敏电流计、导线若干、干电池、滑动变阻器、开关、电池盒。 返回导航 三、实验过程 1．探究电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系。 (1)实验电路如图1所示，实验中改变电源正、负极与电流表接线柱连接。 电流流入电流表情况 电流表指针偏转方向 电流从电流表左接线柱流入 左 电流从电流表右接线柱流入 右 返回导航 (2)按图2所示连接成电路。观察导体ab在匀强磁场中向左和向右运动时电流表指针偏转的方向；然后再将匀强磁场的方向反过来，重复上述过程。 在图2中，导体ab向右运动时，回路中的电流沿顺时针方向，在ab段电流从b流向a；导线ab向左运动时，回路中的电流沿逆时针方向，在ab段电流从a流向b。 返回导航 2．探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向 (1)按图3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)朝下时插入线圈和N极(S极)朝上时抽出线圈的实验。 (3)观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小的变化情况，并将结果填入表格。 返回导航 比较项目 甲 乙 丙 丁 条形磁体运动的情况 N极朝下插入 N极朝下拔出 S极朝下插入 S极朝下拔出 原磁场方向 向下 向下 向上 向上 穿过线圈的磁通量变化情况 增加 减少 增加 减少 感应电流的方向(在螺线管上方俯视) 逆时针 顺时针 顺时针 逆时针 返回导航 比较项目 甲 乙 丙 丁 感应电流的磁场方向 向上 向下 向下 向上 原磁场与感应电流磁场方向的关系 相反 相同 相反 相同 (4)整理器材。 返回导航 四、实验结果分析 根据上表记录，得到下述结果： 甲、丙两种情况下，磁通量都增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，阻碍磁通量的增加；乙、丁两种情况下，磁通量都减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，阻碍磁通量的减少。 实验结论：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 返回导航 五、注意事项 1．确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。 2．电流表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。 返回导航 思维进阶 重难突破 第二部分 14 题型一 教材原型实验　 例1　同学们在学习了感应电流产生的条件后，想通过实验探究影响感应电流方向的因素，实验过程如下： 典型例题共研 返回导航 (1)按照图1所示电路连接器材，闭合开关，电流表指针向右偏转，对调电源正负极，重复以上操作。该步骤目的是获得电流表指针偏转方向与____________方向的对应关系。 [解析]电流流向不同，对应指针偏转方向不同，所以该步骤目的是获得电流表指针偏转方向与电流方向的对应关系。 电流 (2)按照图2所示电路连接器材，查明线圈中导线的绕向，以确定感应电流产生的磁场方向。 返回导航 (3)分别改变磁体磁场的方向和磁体运动方向，观察指针偏转方向，使用表格记录数据；根据(1)中探究的对应关系，表中实验4中空格应填____________ (选填“向上”“向下”“向左”或“向右”)。 实验序号 磁体磁场的方向(正视) 磁体运动情况 指针偏转情况 感应电流的磁场方向(正视) 1 向下 插入线圈 向左 向上 2 向下 拔出线圈 向右 向下 3 向上 插入线圈 向右 向下 4 向上 拔出线圈 向左   [解析]指针向左偏转，结合表中实验1的数据可知，感应电流的磁场方向向上。 向上 返回导航 (4)根据表中所记录数据，进行如下分析： ①由实验1和___________(填实验序号)可得出结论，感应电流方向与磁体运动情况有关； ②由实验2、4得出的结论，穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向___________(选填“相同”“相反”或“无关”)。 [解析]①要探究感应电流方向与磁体运动情况的关系，需保证磁体磁场的方向相同，而磁体运动方向不同，故由实验1和2可得出结论。 ②由实验2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。 2 相同 返回导航 (5)经过进一步讨论和学习，同学们掌握了影响感应电流方向的因素及其结论，为电磁感应定律的学习打下了基础。 返回导航 例2　(2026·吉林长春市期末)在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，请回答下列问题。 (1)为弄清灵敏电流表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_______________________ (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电流表时，指针向右摆动。 [解析]欧姆表内部含有直流电源，所以应选用多用电表的电阻挡，对灵敏电流表进行测试。 电阻 返回导航 (2)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，请在图甲中用箭头画出线圈电流方向并用字母N、S标出磁铁的极性。 [解析]电流表的指针向右偏转，说明电流从正接线柱流入电流表，感应电流的磁场方向向下，原磁场方向向上，故插入的磁铁下端为S极，如图1所示。 [答案]见解析图1 返回导航 (3)另一位同学利用图乙所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。在给出的实物图中，已用实线作为导线连接了部分实验电路。 ①请用实线作为导线从箭头1和2处开始完成其余部分电路的连接； ②将L1插入L2后，下列实验操作产生的感应电流与合上开关时产生的感应电流方向相同的是___________。 A．闭合开关，稳定后拔出软铁棒 B．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P右移 C．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P左移 D．闭合开关，稳定后断开开关 C 返回导航 [解析]①将线圈L2与电流表串联形成回路，将电源、开关、滑动变阻器、线圈L1串联形成另一个回路，实物图如图2所示。 ②根据题意，闭合开关时，穿过线圈L2的磁通量增大，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，而拔出软铁棒、断开开关S，穿过线圈L2的磁通量均减小，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，故A、D错误；当使滑动变阻器滑片P左移，电流增大，穿过线圈L2的磁通量增大，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，故B错误，C正确。 [答案]①见解析图2 返回导航 题型二　教材创新实验 (2026·江苏盐城市期中)某小组探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素。 例3　 典型例题共研 返回导航 (1)要想使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，以下三种操作，其中可行的是_______。 A．螺线管不动，磁铁静止放在螺线管中 B．螺线管不动，磁铁插入或拔出螺线管 C．磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动 [解析]螺线管不动，磁铁静止放在螺线管中，穿过螺线管的磁通量不变，不会产生感应电流，故A错误； 螺线管不动，磁铁插入或拔出螺线管，穿过螺线管的磁通量发生变化，则会产生感应电流，故B正确； 磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动，穿过螺线管的磁通量不变，不会产生感应电流，故C错误。 B 返回导航 (2)研究中发现电流计指针偏转方向会有不同，也就是感应电流方向不同，根据(1)中的操作，则感应电流方向与下列哪个因素有关___________。 A．螺线管的匝数 B．磁铁的磁性强弱 C．磁铁相对于螺线管运动的方向 [解析]感应电流方向与磁铁相对螺线管运动的方向有关，而螺线管的匝数和磁铁的磁性强弱只能影响感应电流的大小。 C 返回导航 (3)图(a)中，将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离，出现的现象是_________。 A．灯泡A、B均不发光 B．灯泡A、B交替短暂发光 C.灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D．灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 [解析]条形磁铁向上移动一小段距离，穿过螺线管的磁通量减少，向下移动一小段距离，穿过螺线管的磁通量增加，移动方向不同，产生的感应电流方向不同，根据二极管具有单向导电性可知灯泡A、B交替短暂发光。 B 返回导航 (4)通过实验得知：当电流从图(b)电流计的正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体___________(选填“向上”或“向下”)运动时，电流计指针向右偏转。 [解析]电流从正接线柱流入，指针向右偏，根据右手螺旋定则可知线圈中的感应电流产生的磁场方向竖直向下，与原磁场方向相同，故穿过螺线管的磁通量为竖直向下且减少，磁体向上运动。 向上 返回导航 (5)若图(c)电路连接正确，在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最___________(选填“左”或“右”)端。 [解析]闭合开关瞬间，电路中电流增多，电磁铁的磁性增强，穿过螺线管的磁感线增多，会产生感应电流，为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表，闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最左端。 左 返回导航 第三部分 随堂演练 巩固落实 30 B 1．(2026·北京东城区期末)在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中。  (1)按图甲连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转，此实验操作的目的是___________。 A．测量灵敏电流计能够承受电流的最大值 B．检测灵敏电流计指针偏转方向与电流流向的关系 C．检查灵敏电流计测量电流的大小是否准确 解析：这样操作是为了检测灵敏电流计指针偏转方向与电流流向的关系，以此来确定产生的感应电流的方向。 返回导航 (2)用图乙所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线表示导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，观察到电流计指针___________(选填“向左”或“向右”)偏转。 解析：题图甲中闭合开关后，电流计指针向右偏转，说明电流从“＋”接线柱流入电流计时，电流计指针向右偏转；题图乙中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，螺线管中的原磁场方向向下，且螺线管中的磁通量不断增大，根据楞次定律可知，螺线管中感应电流产生的磁场方向应向上，根据右手螺旋定则可知，感应电流从“－”接线柱流入电流计，故电流计指针向左偏转。 向左 返回导航 2．(2026·湖北孝感市期中)“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置如图所示。 返回导航 (1)先闭合开关S1，再闭合开关S2时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，则闭合开关S1、S2后，将B线圈迅速插入A线圈中，电流计指针将___________(选填“向左偏”或“向右偏”)，B线圈插入A线圈后，将滑动变阻器滑片迅速___________(选填“向左”或“向右”)移动时，电流计指针将向右偏。 解析：先闭合开关S1，再闭合开关S2时，A线圈中的磁通量增大，此时灵敏电流计的指针向左偏转，当把B线圈迅速插入A线圈中，A线圈磁通量随之增大，因此灵敏电流计的指针也向左偏转；根据上述分析可知，A线圈中的磁通量增大时，灵敏电流计的指针向左偏转，要使灵敏电流计的指针向右偏转，必须使A线圈中的磁通量减小，因此滑动变阻器的滑片迅速向左移动时，A线圈中的电流减小，磁通量减小，灵敏电流计指针向右偏转。 向左偏 向左 返回导航 (2)保持B线圈在A线圈中不动，先闭合开关S2，再闭合开关S1，灵敏电流计的指针___________(选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)。 解析：保持B线圈在A线圈中不动，先闭合开关S2，再闭合开关S1，A线圈中的磁通量不变，不能产生感应电流，因此灵敏电流计的指针不发生偏转。 不偏转 返回导航 $