第5讲实验:探究影响感应电流方向的因素
一、基本原理与操作
;操作
要领;二、实验核心关键点
1.数据处理
以下面四种情况为例:
(1)N极(S极)向下时插入线圈,线圈内磁通量增加时的情况;(2)N极(S极)向下时抽出线圈,线圈内磁通量减少时的情况
2.得出结论
(1)当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;当穿过线圈的磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同。
(2)当磁铁靠近线圈时,两者相斥;当磁铁远离线圈时,两者相吸。
;考查点(一)实验原理、器材的考查
1.为了探究电磁感应现象,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________(填“左偏”“不动”或“右偏”);
(2)将线圈A拔出时,灵敏电流计的指针________(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________(填“相同”或“相反”)。
解析:(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,说明穿过线圈的磁通量增加时,电流计指针向右偏。合上开关后,将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时,接入电路的电阻变小,电流增大,穿过线圈的磁通量增大,电流计指针将向右偏。
(2)将线圈A拔出时,穿过B的磁通量减小,电流表指针向左偏;根据楞次定律的推论“增反减同”可知此时两线圈中的电流流向相同。
答案:(1)右偏(2)左偏相同
;2.在探究电磁感应现象中磁通量变化时感应电流方向的实验中,所需的实验器材已用导线连接成如图所示的实验电路。
(1)将线圈A插入线圈B中,闭合开关的瞬间,线圈B中感应电流与线圈A中电流的绕行方向________(填“相同”或“相反”)。;(2)闭合开关,电路稳定后,某同学想使一线圈中电流逆时针流动,另一线圈中感应电流顺时针流动,可行的实验操作是________。
A.抽出线圈A
B.线圈A中插入软铁棒
C.使滑动变阻器滑片P右移
D.断开开关
解析:(1)将线圈A插入线圈B中,闭合开关的瞬间,穿过线圈B的磁通量变大,由楞次定律可得,线圈B中感应电流与线圈A中电流的绕行方向相反。
;(2)使一线圈中电流逆时针流动,另一线圈中感应电流顺时针流动,两线圈电流的磁场方向相反,则穿过副线圈的磁通量应增加。抽出线圈A时,穿过副线圈的磁通量减小,原、副线圈电流方向相同,故A错误;线圈A中插入软铁棒,穿过副线圈的磁通量增大,原、副线圈电流方向相反,故B正确;由电路图可知,使滑动变阻器滑片P右移,原线圈电流增大,穿过副线圈的磁通量增大,原、副线圈电流方向相反,故C正确;断开开关,原线圈中没有电流,故D错误。
答案:(1)相反(2)BC
;考查点(二)实验操作的考查
3.(2025·浙江1月选考)在“探究影响感应电流方向的因素”实验中,
当电流从“-”接线柱流入灵敏电流表,指针左偏;从“G0”或“G1”接线柱流
入,指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间,则
(1)此时磁铁的运动状态是(选填“向上拔出”“静止”或“向下插入”)。?
(2)只做以下改变,一定会增大图中电流表指针偏转角度的是(多选)。?
A.磁铁静止,向上移动线圈
B.增大(1)中磁铁运动速度
C.将导线从接线柱G1移接至接线柱G0
D.将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外
;解析:(1)由题图可知,灵敏电流表指针左偏,可知感应电流从“-”接线柱流入,线圈中产生的感应电流为顺时针(俯视)方向,根据安培定则可知,感应电流产生竖直向下的感应磁场,根据“增反减同”可知磁铁的运动状态是向上拔出。
(2)磁铁静止,向上移动线圈,则线圈中产生的感应电流不一定增加,指针偏转角度不一定增大,A错误;增大(1)中磁铁的速度,线圈中产生的感应电动势增大,感应电流增大,指针偏转角度增大,B正确;减小电流表的量程,即将导线从接线柱G1移接至接线柱G0,可使电流表指针偏转角度增大,C正确;将一个未与电路相接的闭合线圈套在线圈外,线圈中的感应电流不变,电流表指针偏转角度不变,D错误。
答案:(1)向上拔出(2)BC
;4.在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中,请完成下列实验步骤:
(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。某同学想到了用多用电表内部含有直流电源的某一挡,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。
(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___