探究感应电流的方向
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1.在做“探究感应电流方向”的实验时,用电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A 、线圈B 、检测电流计及开关组成图示电路.在开关闭合、线圈A 放在线圈B 中的情况下,某同学发现:将滑线变阻器的滑动端P 向左加速滑动时,电流计指针向右偏转.那么,将滑动变阻器的滑动端P 向左匀速滑动时,电流计指针是否偏转?________;当将滑动变阻器的滑动端P 向右加速滑动时,电流计指针向_______偏转;当将线圈A 向上移出B 线圈的过程中,电流计的指针将向 _______偏转.2.(6分)如图所示为“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)图示状态的电路连好后,如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么闭合电键后,将线圈A 迅速插入线圈B 的过程中,电流计指针将向___▲____偏.线圈A 插入线圈B 后,将滑动变阻器滑片迅速向左移动时,电流计指针将向___▲____偏.3. 有一个称为“千人震”的趣味物理小实验,实验是用一节电动势为1.5 V 的新干电池,几根导线、开关和一个自感系数较大的线圈,几位做这个实验的同学手拉手成一串,另A一位同学将电池、线圈、开关用导线按图示方式连接,接通电路,过一会儿再断开.上述过程中,在开关 ▲ 的瞬间(选填“接通”或“断开”)会使连成一串的同学出现明显的触电感觉.象的解释是:4.如图所示的电路可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向。
(1)(4分)将线圈L 1插入线圈L 2上开关S ,能使线圈L 2中感应电流的磁场方向与线圈L 1中原磁场方向相反的实验操作是( )A .插入铁芯FB .拔出线圈L 1C .使变阻器阻值R 变小D .断开开关S(2)(4分)某同学第一次将滑动变阻器的触头P 从变阻器的左端快速滑到右端,第二次将滑动变阻器的触头P 从变阻器的左端慢慢滑到右端,发现电流计的指针摆动的幅度大小不同,第一次比第二次的幅度 (填写“大”或“小”),原因是线圈中的 (填写“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”)第一次比第二次的大。
实验:探究影响感应电流方向的因素习题选编1、下面四幅图是用来“探究感应电流的方向遵循什么规律”的实验示意图.灵敏电流计和线圈组成闭合回路,通过“插入”“拔出”磁铁,使线圈中产生感应电流,记录实验过程中的相关信息,分析得出楞次定律.下列说法正确的是()A.该实验无需确认电流计指针偏转方向与通过电流计的电流方向的关系B.该实验无需记录磁铁在线圈中的磁场方向C.该实验必需保持磁铁运动的速率不变D.该实验必需记录感应电流产生的磁场方向【答案】D2、我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律.以下是实验探究过程的一部分。
(1)如图甲所示,当磁铁的N极向下运动时,发现电流计指针偏转,若要探究线圈中产生感应电流的方向,必须知道__________。
(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,电流计指针向右偏.电路稳定后,若向左移动滑动触头,此过程中电流计指针向__________偏转;若将线圈A抽出,此过程中电流计指针向__________偏转(均填“左”或“右”)。
【答案】电流表指针偏转方向与电流方向间的关系右左3、一同学在做“探究感应电流方向”的实验时,用电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、检测电流计及开关组成如图所示的电路.在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,该同学发现:将滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动时,电流计指针向右偏转,电流计指针偏转的原因是____________;当将线圈A向上移出B线圈的过程中,电流计指针________(选“向左”或“向右”)偏转.除了以上两种方法外,操作现有仪器,还可以______________________(填写具体操作现有仪器的方法)使电流计指针发生偏转。
【答案】电流随着滑动端P向右滑动使得穿过线圈A的磁通量变大,线圈B产生阻碍线圈A中磁通量变大的感应电流向左断开开关/拔出线圈A中的铁芯4、某实验小组利用如图所示的条形磁铁和楞次环“探究影响感应电流方向的因素”。
探究影响感应电流方向的因素实验报告嘿,大家好!今天咱们要聊聊一个有趣的实验,主题就是探究影响感应电流方向的因素。
听起来是不是有点高深?别担心,我会用简单易懂的语言给大家讲清楚,甚至带点幽默感,让你听得开心,学得轻松。
什么是感应电流呢?简单来说,就是当磁场变化时,导体里面会产生电流。
这就好比你在冬天喝热汤,突然被冷风一吹,哎呀,汤都溅出来了,感应电流也是这个道理,磁场变化一下,就能“吓”出电流。
在这个实验里,我们准备了一些必要的装备。
首先要有一个线圈,别小看这个线圈,它可是一切的关键。
然后是磁铁,当然了,磁铁就像实验的明星,没它可就没意思了。
我们还得准备一个电流表,哇,这个小家伙可厉害,它能告诉我们电流的大小和方向。
别忘了电源,虽然它在这个实验里不是主角,但没有它可就真无法进行下去了。
咱们这次实验的目标就是弄明白,改变磁场的强度、方向或者速度,究竟对电流方向有什么影响。
咱们先来看看第一个实验,改变磁场的强度。
我们把磁铁靠近线圈,然后慢慢远离。
哎呀,电流表的指针乍一看是往左边偏了去,再看一眼,哇,又往右边跑。
看得我都觉得神奇。
这就像你在看一场精彩的足球赛,球员们来来回回,你都看得眼花缭乱。
其实这就是因为磁场强度的变化,电流方向也随之改变。
我们还发现,如果磁铁越靠近,电流就越大。
真是应了那句老话,距离产生美嘛,哈哈。
咱们要玩的是改变磁场的方向。
磁铁的南北极调换位置,没想到电流的方向也跟着大变样!这就像你把冰淇淋从右手换到左手,感觉立马就不一样了。
电流方向的变化让我想到了爱情,往往是你一个小动作,结果就能影响到整个局面。
再说了,感觉就像是在玩变魔术,大家都在惊呼“哇,这怎么可能!”确实很有趣。
我们试着改变磁铁移动的速度。
这可是个大惊喜。
慢慢移动的时候,电流就小小的波动一下,像是小朋友在调皮捣蛋。
而当磁铁迅速移动的时候,电流瞬间就强烈了,真是让人眼前一亮。
仿佛你在看一部悬疑片,突然间剧情大反转,真是让人心跳加速。
探究影响感应电流方向的因素试验注意事项下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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一、感应电流方向的两种判断方法 方法一 用楞次定律判断方法二 用右手定则判断该方法适用于切割磁感线产生的感应电流。
判断时注意掌心、拇指、四指的方向: (1)掌心——磁感线垂直穿入;(2)拇指——指向导体运动的方向;(3)四指——指向感应电流的方向。
二、法拉第电磁感应定律解题技巧1. 公式E =n ΔΦΔt 是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择.2. 用公式E =nS ΔBΔt求感应电动势时,S 为线圈在磁场范围内的有效面积.3. 通过回路截面的电荷量q 仅与n 、ΔΦ和回路总电阻R 总有关,与时间长短无关.推导如下:q =I Δt =n ΔΦΔtR 总·Δt =n ΔΦR 总.4. 公式E =n ΔΦΔt与E =Blv sin θ的区别与联系三、解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法(1) 用法拉第电磁感应定律和楞次定律(右手定则)确定感应电动势的大小和方向。
(2) 画出等效电路,对整个回路进行分析,确定哪一部分是电源,哪一部分为负载以及负载间的连接关系。
(3) 运用闭合电路欧姆定律,串并联电路的性质、电功率等公式求解。
四、电磁感应中问题常见的模型1.单杆水平式2.单杆倾斜式↑↑3. 线框模型(以初速度v 0,在恒定合外力F 作用下进入磁场)闭合线框在匀强磁场中运动,本质上还是单导体杆(当单边切割磁感线时)问题,故分析处理的方法基本和导体杆类似.当闭合线框完全进入匀强磁场中运动时,因为穿过线框的磁通量不变,故回路没有感应电流,线框不受安培力。
① 线框未完全进入磁场,v 达到最大,则F =F 安=,可得v m .② 若线框在完全进入磁场时,v 还未达到最大,则此时,满足W -W 安= ,W 安转化为内能Q 。
线框刚进入磁场时,若F 安>F ,读者自行分析。
提示:过程分析的基本思路是:【案例探究】【2016·江门模拟】如图所示,“U”形金属框架固定在水平面上,处于竖直向下的匀强磁场中。
第十二章电磁感应实验十四探究影响感应电流方向的因素1.实验目的(1)探究感应电流方向与哪些因素有关;(2)学习利用电流计判断感应电流方向的方法.2.实验原理只要改变穿过闭合回路的磁通量,就可以使闭合回路中产生感应电流,感应电流的有无通过连接在回路中的电流计的指针是否偏转来判断.本实验应注意探究改变穿过闭合回路磁通量的多种方式.a.方案一:向线圈中插拔条形磁铁,如图甲所示.b.方案二:模仿法拉第的实验,如图乙所示.3.实验器材条形磁铁、电流计、线圈、导线、直流电源(用来确定通过电流计的电流方向与电流计的指针偏转方向的关系)、开关、滑动变阻器.4.实验步骤(1)按图连接电路,闭合开关,记录下电流计G中流入电流方向与指针偏转方向的关系.(2)记下线圈绕向,将线圈和电流计连成通路.(3)把条形磁铁N极(或S极)向下插入线圈中,并从线圈中拔出,每次记下电流计的指针偏转方向,然后根据步骤(1)的结论,判断出感应电流方向,从而可确定感应电流的磁场方向.(4)以下面四种情况为例,将实验结果记录在表格中.线圈内磁通量增加时的情况(表1):图号磁铁的磁场方向感应电流的方向(俯视)感应电流的磁场方向甲磁场方向向下,磁通量增加[1]逆时针[2]向上乙磁场方向向上,磁通量增加[3]顺时针[4]向下线圈内磁通量减少时的情况(表2):图号磁铁的磁场方向感应电流的方向(俯视)感应电流的磁场方向丙磁场方向向下,磁通量减少[5]顺时针[6]向下丁磁场方向向上,磁通量减少[7]逆时针[8]向上5.数据分析表1说明:当线圈中磁通量增加时,感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向[9]相反.可记作“增反”.表2说明:当线圈中磁通量减少时,感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向[10]相同.可记作“减同”.6.注意事项(1)确定通过电流计的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)进行一步操作后,等电流计指针回零后再进行下一步操作.命题点1教材基础实验1.在探究电磁感应现象的实验中:(1)首先要确定电流计指针偏转方向与电流方向间的关系,实验中所用电流计量程为0~100μA,电源电动势为1.5V,待选的保护电阻有三种,即R1=20kΩ,R2=1kΩ,R3=100Ω,应选用阻值为20kΩ的电阻.(2)已测得电流计指针向右偏转时,电流由正接线柱流入.由于某种原因,线圈绕线标识已没有了,需要通过实验判断绕线方向.如图甲所示,当磁铁N极插入线圈时,电流计指针向左偏转,则线圈的绕线方向是图乙所示的左(选填“左”或“右”)图.图甲图乙(3)若将条形磁铁S极放在下端,从线圈中拔出,这时电流计的指针应向左(选填“左”或“右”)偏转.(4)若将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关,按图丙连接.在开关闭合,线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流计指针向右偏转.由此可以推断,线圈A中铁芯向上拔出,能引起电流计指针向右(选填“左”或“右”)偏转.图丙解析(1)由闭合电路欧姆定律,有R=EI g =1.5100×10-6Ω=1.5×104Ω,R1>R,不会使通过电流计的电流超过量程,达到保护电流计的作用,因此应选20kΩ的电阻.(2)已测得电流计指针向右偏转时,电流由正接线柱流入.当磁铁N极插入线圈时,根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍磁通量的增加,线圈上端应为N极,下端为S极.又电流计指针向左偏转,可知电流方向是由电流计正接线柱流出至线圈上端接线柱,由安培定则可判断线圈的绕线方向如图乙中左图所示.(3)若将条形磁铁S极放在下端,从线圈中拔出时,感应电流的磁场为阻碍磁通量的减少,线圈上端应为N极,下端为S极,由线圈的绕线方向可以判定电流从电流计的负接线柱流入,故指针向左偏转.(4)由题意可知当将滑片P向左滑动时,线圈A中的电流应越来越小,则其磁场减弱,此时线圈B中产生的电流使电流计指针向右偏转,由此可知,当B中的磁通量减少时,电流计指针向右偏转.将线圈A中铁芯向上拔出的过程中,穿过线圈B的磁通量减少,电流计指针向右偏转.方法点拨探究影响感应电流方向的因素实验的分析要点命题点2创新设计实验2.在探究电磁感应的产生条件的实验中,先按图甲所示连线,不通电时,电流计指针停在正中央,闭合开关S时,观察到电流计指针向左偏转.然后按图乙所示将电流计与线圈B连成一个闭合回路,将线圈A、电源、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路.(1)图甲电路中,串联定值电阻R的主要作用是C(填选项前的字母).A.减小电源两端的电压,保护电源B.增大电源两端的电压,保护开关C.减小电路中的电流,保护电流计D.减小电路中的电流,保护开关(2)图乙中,S闭合后,在线圈A插入线圈B的过程中,电流计的指针将向左(选填“向左”“向右”或“不”)偏转.(3)图乙中,S闭合后,线圈A放在B中不动,在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中,电流计的指针将向左(选填“向左”“向右”或“不”)偏转.(4)图乙中,S闭合后,线圈A放在B中不动,在突然断开S时,电流计的指针将向右(选填“向左”“向右”或“不”)偏转.解析(1)电路中串联定值电阻,目的是减小电流,保护电流计,故选C.(2)由题知,当电流从电流计正接线柱流入时,指针向左偏转.S闭合后,将线圈A插入线圈B的过程中,穿过B的磁场向下,磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流从电流计正接线柱流入,则电流计的指针将向左偏转.(3)线圈A放在B中不动,穿过B的磁场向下,将滑动变阻器的滑片向左滑动时,穿过B 的磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流从电流计正接线柱流入,则电流计的指针将向左偏转.(4)线圈A放在B中不动,穿过B的磁场向下,突然断开S时,穿过B的磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流从电流计的负接线柱流入,则电流计的指针将向右偏转.1.[2023上海青浦区二模]图示为研究电磁感应现象的实验装置图,A、B是套在同一圆形铁芯上的两个线圈.事先已经探明:电流从正极流入灵敏电流计G时,指针向右偏转.现将开关S闭合,再稳定一段时间,观察到电流计的指针先向左偏转,最后回到中间位置不动.指针回到中间不再偏转的原因是:穿过线圈B的磁通量不变,线圈B中不产生感应电流,电流计的指针不发生偏转.解析开关闭合时,线圈A的上端为N极、下端为S极,穿过线圈B的磁场方向向下;闭合开关瞬间,穿过线圈B的磁通量增加,线圈B中感应电流的磁场方向向上,根据安培定则可知线圈B的下端相对于电源的正极,电流从电流计的负接线柱流入,电流计的指针向左偏转;闭合开关,线圈A中产生的磁场稳定后,线圈A产生的磁感应强度不发生变化,穿过线圈B的磁通量不变,线圈B中不产生感应电流,电流计的指针不发生偏转.2.[2024湖北武汉部分学校调研]某同学用如图所示的装置探究影响感应电流方向的因素,其中A、B是具有单向导电性的二极管.关于实验现象,下列说法正确的是AC.A.将磁铁N极快速靠近线圈,二极管A将闪亮B.将磁铁S极快速靠近线圈,二极管A将闪亮C.将磁铁N极快速远离线圈,二极管B将闪亮D.将磁铁S极快速远离线圈,二极管B将闪亮解析的绕线方向如图2粗线所示.图1 图2(1)接通电源,闭合开关,G表指针会有大的偏转,几秒后G表指针停在中间不动.将滑动变阻器的滑片迅速向右滑动时,G表指针左偏(选填“不动”“右偏”“左偏”或“不停振动”);迅速抽出铁芯时,G表指针右偏(选填“不动”“右偏”“左偏”或“不停振动”).(2)断开开关和电源,将铁芯重新插入内线圈中,把直流输出改为交流输出,其他均不变.接通电源,闭合开关,G表指针不停振动(选填“不动”“右偏”“左偏”或“不停振动”).解析(1)将滑动变阻器的滑片迅速向右滑动时,接入电路的电阻减小,电流增大,内线圈的磁通量方向向下,且大小增大,根据楞次定律可判断外线圈内的感应电流方向从A接线柱流入,故G表指针向左偏.迅速抽出铁芯时,磁通量减小,G表指针向右偏.(2)把直流输出改为交流输出后,外线圈中的电流方向不断发生变化,故G表指针不停振动.4.如图所示为“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置.(1)将图中所缺的导线补接完整.(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,下列说法正确的是AD.A.将原线圈迅速插入副线圈时,电流计指针将向右偏转B.将原线圈插入副线圈后,电流计指针一直偏在零点右侧C.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器的滑片迅速向左滑移时,电流计指针将向右偏转D.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器的滑片迅速向左滑移时,电流计指针将向左偏转答案(1)如图所示5.某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”的实验.(1)首先按图甲连接电路,闭合开关后,电流计指针向右偏转;再按图乙连接电路,闭合开关后,电流计指针向左偏转.进行上述操作的目的是C.图甲图乙A.检查电流计对电路中电流的测量是否准确B.检查干电池是否为新电池C.判断电流计指针偏转方向与电流方向的关系(2)接下来用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.某次实验时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)为顺时针(选填“顺时针”或“逆时针”)方向.图丙(3)下表是该小组的同学设计的实验记录表的一部分,表中记录了实验现象,还有一项需要推断的实验结果未填写,请帮助该小组的同学填写.垂直于纸面向外(选填“垂直于纸面向外”或“垂直于纸面向里”).操作N极朝下插入螺线管从上往下看的平面图(B0表示原磁场,即磁铁产生的磁场)原磁场通过螺线管的磁通量的变化增加感应电流的方向(从上往下看)沿逆时针方向感应电流的磁场B'的方向(从上往下看)(4)该小组的同学通过实验探究,对楞次定律有了比较深刻的认识.结合以上实验,有同学认为,理解楞次定律,关键在于理解B'(填“B0”或“B'”)总是要阻碍B0(填“B0”或“B'”)的磁通量的变化.解析(1)题中操作及电流计的指针偏转方向说明电流从电流计的“+”接线柱流入时,电流计指针向右偏转,电流从电流计的“-”接线柱流入时,电流计指针向左偏转.进行上述实验的目的是推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系,以便于在后续实验中根据电流计指针的偏转方向判断螺线管中的电流方向.(2)电流计指针向右偏转,说明电流从电流计的“+”接线柱流入,则螺线管中的电流方向(从上往下看)沿顺时针方向.(3)从上往下看,感应电流的方向沿逆时针方向,由安培定则可判断出感应电流的磁场B'的方向垂直于纸面向外.(4)理解楞次定律,关键在于理解感应电流的磁场B'总是要阻碍原磁场B0的磁通量的变化.6.[实验目的创新]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.(1)本实验中,如果灵敏电流计的指针偏转,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,电路有(选填“有”或“无”)感应电流.(3)小李所在的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闭合开关,保持其他条件不变,只改变导体杆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)在探究电磁感应现象的实验中,电流计刻度盘上的零刻度线在正中间,当电池的正极接电流计的右接线柱,电池的负极与电流计的左接线柱相碰时,指针向右偏转.如图乙所示电路,将线圈A放在线圈B中,在合上开关S的瞬间,电流计指针应向左偏转;保持开关闭合,将线圈A从线圈B中拔出时,电流计指针应向右偏转.解析(1)有微弱的电流通过灵敏电流计,其指针就会摆动.(2)由题图甲可知,导体杆不动,磁铁左右水平运动,此时也相当于导体杆做切割磁感线运动,会产生感应电流.(3)本实验设计要应用控制变量法.在其他条件不变的情况下,只改变导体杆切割磁感线运动的速度,然后观察电流计指针的偏转程度.(4)由“当电池的正极接电流计的右接线柱,电池的负极与电流计的左接线柱相碰时,指针向右偏转”,可知线圈B中感应电流从电流计右端进,左端出时,电流计指针向右偏.将线圈A放在线圈B中,在合上开关S的瞬间,线圈B中的磁通量向上增大,根据楞次定律可知线圈B中的感应电流从电流计左端进,右端出,指针向左偏;将原线圈A从副线圈B中拔出时,线圈B中的磁通量向上减小,根据楞次定律可知线圈B中的感应电流从电流计右端进,左端出,指针向右偏.。
实验十三 探究影响感应电流方向的因素考点一 原型实验实验一:探究条形磁铁插入或拔出线圈时感应电流的方向 一、理清原理与操作二、突破核心关键点 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。
实验二:探究导体切割磁感线时感应电流的方向1.用与实验一相同的方法判断电流方向与电流表指针偏转方向的关系。
2.按图戊连接电路。
戊3.沿不同方向运动导体棒,观察并记录磁场方向、导体棒运动方向和电流方向,将结果记录在设计的表格中。
表格二磁场方向××××····××××····导体棒运动方向电流方向向上向下向下向上4.总结电流方向、磁场方向和导体棒运动方向三者间的关系。
在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中:(1)先观察电流表指针偏转方向与________方向的对应关系,查明线圈中导线的绕向,以便从指针的偏转方向确定感应电流的磁场方向。
(2)下表为某同学记录的实验现象: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向上拔出线圈向左向上①由实验记录1、3得出的结论:穿过闭合回路的磁通量________时,感应电流的磁场与原磁场方向________。
②由实验记录2、4得出的结论:穿过闭合回路的磁通量________时,感应电流的磁场与原磁场方向________。
实验1 探究感应电流的方向实验目的探究感应电流的方向。
实验器材干电池(或蓄电池),原、副线圈一套,开关,中间为零刻度的电流表,滑动变阻器,条形磁铁,导体,导线。
实验设计与步骤设计思路:穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中就有感应电流产生。
要查明感应电流方向变化的规律,就必须分析:(1)各种情况下闭合线圈内的磁通量情况;(2)从电流表指针的偏转中观察感应电流的方向变化。
因此,要判断实验探究猜想是否正确,首先要查明电流表指针的偏转方向和电流方向的关系。
实验步骤:1.按图5.4-1所示连接好电路,把滑动变阻器的滑动片滑到电阻最大值处。
2.闭合开关,查明电流表指针的偏转方向与通入的电流方向的关系,把已知电流方向和观察到的电流表指针的偏转方向填入表5.4-1中。
表5.4-13观察清楚线圈B的绕线方向。
4.按图5.4-2所示把线圈B与电流表连接成闭合电路,进行下列操作:(1)N极向下,磁铁插入线圈B,如图5.4-2(a)所示。
(2)N极向下,磁铁拔出线圈B,如图5.4-2(b)所示。
(3)S极向下,磁铁插入线圈B,如图5.4-2(c)所示。
(4)S极向下,磁铁拔出线圈B,如图5.4-2(d)所示。
把观察到的实验现象和分析结果填入表5.4-2中。
表5.4-2实验结果与分析分析表5.4-2中现象可得,当引起感应电流的磁场B。
穿过螺线管的磁通量增加时,感应电流的磁场B'方向与引起感应电流的磁场B方向相反;当引起感应电流的磁场0B穿过螺线0管的磁通量减少时,感应电流的磁场B'方向与引起感应电流的磁场B方向相同。
问题与思考1.在本实验中,磁铁分别在不改变磁极的情况下,“快速”和“缓慢”插入或拔出,对感应电流的方向是否有影响?2.在实验结论“感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量变化”中的“阻碍”二字作何理解?。
1楞次定律课时1实验:探究感应电流的方向〖学习目标〗 1.通过实验探究电流表指针的偏转方向与感应电流方向之间的关系.2.通过实验探究感应电流的方向与磁通量的变化之间的关系.一、实验原理1.由电流表指针偏转方向与电流方向的关系,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、原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.三、进行实验1.探究电流表指针偏转方向和电流方向之间的关系.实验电路如图1甲、乙所示:图1结论:电流从哪一侧接线柱流入,指针就向哪一侧偏转,即左进左偏,右进右偏.(指针偏转方向应由实验得出,并非所有电流表都是这样的)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2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)向下插入线圈和N极(S极)向下时抽出线圈的实验.图2(3)观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化情况,并将结果填入表格.甲乙丙丁条形磁体运动的情况N极向下插入线圈S极向下插入线圈N极朝下时拔出线圈S极朝下时拔出线圈原磁场方向(“向上”或“向下”)穿过线圈的磁通量变化情况(“增加”或“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感应电流的磁场方向(“向上”或“向下”)原磁场与感应电流磁场方向的关系(4)整理器材.四、实验结果分析根据上表记录,得到下述结果:甲、乙两种情况下,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;丙、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.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强度,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.我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和其所遵循的物理规律.以下是实验探究过程的一部分.(1)如图3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,必须知道电流从正(负)接线柱流入时,____________________.图3(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏转,电路稳定后,若向左移动滑动变阻器滑片,则电流表指针向________偏转;若将线圈A抽出,则电流表指针向________偏转.(均填“左”或“右”)〖答案〗(1)电流表指针的偏转方向(2)右左〖解析〗(1)要探究线圈中感应电流的方向,必须知道感应电流从正(负)接线柱流入时,电流表指针的偏转方向.(2)闭合开关时,线圈A中的磁场增强,线圈B中产生的感应电流使电流表指针向右偏转.当向左移动滑动变阻器滑片时,会使线圈A中的磁场增强,电流表指针将向右偏转;当将线圈A抽出时,线圈A在线圈B处的磁场减弱,线圈B中产生的感应电流将使电流表指针向左偏转.针对训练(2019·天津市调研)如图4所示,是“探究电磁感应现象”的实验装置.图4(1)将实物电路图中所缺的导线补充完整.(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,那么闭合开关后,将线圈L1迅速插入线圈L2中,灵敏电流计的指针将________偏转.(填“向左”“向右”或“不”) (3)线圈L1插入线圈L2后,将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时,灵敏电流计的指针将________偏转.(填“向左”“向右”或“不”)〖答案〗(1)见〖解析〗图(2)向右(3)向左〖解析〗(1)实物电路图如图所示.(2)已知闭合开关时,线圈L2中的磁通量增加,产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转.当开关闭合后,将线圈L1迅速插入线圈L2中,线圈L2中的磁通量增加,由已知条件可知产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转.(3)将滑动变阻器的滑片迅速向右移动,线圈L1中的电流变小,线圈L2中的磁场方向不变,磁通量减少,则灵敏电流计的指针向左偏转.(多选)(2020·吉林省实验中学高二下期末)用如图5所示的实验装置探究电磁感应现象,当有电流从电流表的正接线柱流入时,指针向右偏转.下列说法正确的是()图5A.当把磁体N极向下插入线圈时,电流表指针向左偏转B.当把磁体N极向下从线圈中拔出时,电流表指针向左偏转C.保持磁体在线圈中静止,电流表指针不发生偏转D.磁体插入线圈后,使磁体和线圈一起以同一速度向上运动,电流表指针向左偏转〖答案〗AC〖解析〗当把磁体N极向下插入线圈时,穿过线圈的磁通量增加,根据楞次定律可知,线圈中会产生阻碍磁通量增加的磁场,即向上的磁场,再根据右手螺旋定则可判断出线圈中的电流方向为逆时针方向(俯视),电流从电流表负接线柱流入,故指针向左偏转,故A正确;同理,当把磁体N极向下从线圈中拔出时,电流表的指针向右偏转,故B错误;如果保持磁体在线圈中静止,则线圈中的磁通量不变化,故电流表指针不发生偏转,故C正确;使磁体和线圈一起以同一速度向上运动时,线圈中的磁通量也不变化,故电流表指针也不发生偏转,故D错误.1.某同学用如图6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,闭合开关的瞬间观察到电流表G指针向右偏转.开关闭合后,他将滑动变阻器的滑片P向E端快速移动,电流计指针将________.(选填“左偏”“右偏”或“不偏”)图6〖答案〗左偏〖解析〗闭合开关的瞬间,穿过线圈B的磁通量增加,电流表G指针向右偏转,这说明线圈B磁通量增加,指针向右偏;开关闭合后,将滑动变阻器的滑片P向E端快速移动,穿过线圈B的磁通量减少,电流计指针将向左偏转.2.用如图7所示装置探究电磁感应现象.图7(1)用笔画线代替导线,将实物连接成实验电路.(2)若实验时,在开关K闭合瞬间,观察到灵敏电流计指针向右偏转,则开关K闭合一段时间后,为使灵敏电流计指针向左偏转,可行的方法有:A.________________________________________________________________________;B.________________________________________________________________________.(至少写出两种方法)〖答案〗(1)电路如图所示(2)断开开关K将滑动变阻器的滑片P向右移动拔出A线圈(选2条即可)〖解析〗实验时,在开关K闭合瞬间,穿过B线圈的磁通量增加,灵敏电流计指针向右偏转,若要使灵敏电流计指针向左偏转,需减小A线圈中的电流,可采用断开开关K,将滑动变阻器的滑片P向右移动,也可拔出A线圈.3.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“欧姆”“直流电源”“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________(选填“短暂”或“持续”)接灵敏电流表的的负接线柱,若灵敏电流表的指针向左摆动,说明电流是由电流表的________(选填“正”或“负”)接线柱流入灵敏电流表的.(3)实验中该同学将磁体某极向下从线圈上方插入线圈时,发现电流表的指针向右偏转,请在图8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.图8〖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.(2)灵敏电流表量程太小,欧姆表内部电源电压相对偏大,电流超过电流表量程,长时间超量程通电会损坏电流表;欧姆表红表笔连接着电源的负极,灵敏电流表的指针向左摆动,说明电流从电流表的负接线柱流入.(3)电流表的指针向右偏转,说明电流从正接线柱进入电流表,感应电流的磁场方向向下,故原磁场方向向上,插入的是S极,如图所示.。