人教版(新教材)高中物理選擇性必修2學案：2 1 課時1 實驗：探究影響感應電流方向的因素

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊PAGEPAGE11楞次定律課時1實驗：探究影響感應電流方向的因素〖學習目標〗1.通過實驗探究電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與感應電流方向之間的關系.2.通過實驗探究感應電流的方向與磁通量的變化之間的關系．一、實驗原理1．由電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關系，找出感應電流的方向．2．通過實驗，觀察、分析原磁場方向和磁通量的變化，記錄感應電流的方向，然后歸納出感應電流的方向與原磁場方向、原磁通量變化之間的關系．二、實驗器材條形磁體，螺線管，電流表，導線若干，滑動變阻器，開關，干電池，電池盒．三、實驗過程1．探究電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向和電流方向之間的關系．實驗電路如圖1甲、乙所示：圖1結(jié)論：電流從哪一側(cè)接線柱流入，指針就向哪一側(cè)偏轉(zhuǎn)，即左進左偏，右進右偏．(指針偏轉(zhuǎn)方向應由實驗得出，并非所有電流表都是這樣的)2．探究條形磁體插入或拔出線圈時感應電流的方向(1)按圖2連接電路，明確螺線管的繞線方向．(2)按照控制變量的方法分別進行N極(S極)向下插入線圈和N極(S極)向下時抽出線圈的實驗．圖2(3)觀察并記錄磁場方向、電流方向、磁通量大小變化情況，并將結(jié)果填入表格．甲乙丙丁條形磁體運動的情況N極向下插入線圈S極向下插入線圈N極朝下時抽出線圈S極朝下時抽出線圈原磁場方向(“向上”或“向下”)穿過線圈的磁通量變化情況(“增加”或“減少”)感應電流的方向(在螺線管上方俯視)逆時針順時針順時針逆時針感應電流的磁場方向(“向上”或“向下”)原磁場與感應電流磁場方向的關系(4)整理器材．四、結(jié)果分析根據(jù)上表記錄，得到下述結(jié)果：甲、乙兩種情況下，磁通量都增加，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，阻礙磁通量的增加；丙、丁兩種情況下，磁通量都減少，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同，阻礙磁通量的減少．實驗結(jié)論：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化．五、注意事項1．確定電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關系時，要用試觸法并注意減小電流強度，防止電流過大或通電時間過長損壞電流表．2．電流表選用零刻度在中間的靈敏電流計．3．實驗前設計好表格，并明確線圈的繞線方向．4．按照控制變量的思想進行實驗．5．完成一種操作后，等電流計指針回零后再進行下一步操作.我們可以通過實驗探究電磁感應現(xiàn)象中感應電流方向的決定因素和其所遵循的物理規(guī)律．以下是實驗探究過程的一部分．(1)如圖3甲所示，當磁體的N極向下運動時，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)，若要探究線圈中產(chǎn)生的感應電流的方向，必須知道電流從正(負)接線柱流入時，_______________________________.圖3(2)如圖乙所示，實驗中發(fā)現(xiàn)閉合開關時，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，電路穩(wěn)定后，若向左移動滑動變阻器滑片，則電流表指針向________偏轉(zhuǎn)；若將線圈A抽出，則電流表指針向________偏轉(zhuǎn)．(均填“左”或“右”)〖答案〗(1)電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向(2)右左〖解析〗(1)要探究線圈中感應電流的方向，必須知道感應電流從正(負)接線柱流入時，電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向．(2)閉合開關時，線圈A中的磁場增強，線圈B中產(chǎn)生的感應電流使電流表指針向右偏轉(zhuǎn)．當向左移動滑動變阻器滑片時，會使線圈A中的磁場增強，電流表指針將向右偏轉(zhuǎn)；當將線圈A抽出時，線圈A在線圈B處的磁場減弱，線圈B中產(chǎn)生的感應電流將使電流表指針向左偏轉(zhuǎn)．針對訓練(2020·南充市高級中學高二期中)有一靈敏電流計，當電流從它的正接線柱流入時，指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn)．現(xiàn)把它與一個線圈串聯(lián)，將磁體從線圈上方插入或拔出，如圖4所示．請完成下列填空：圖4(1)圖甲中靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向為_______．(填“偏向正接線柱”或“偏向負接線柱”)(2)圖乙中磁體下方的極性是________．(填“N極”或“S極”)(3)圖丙中磁體的運動方向是________．(填“向上”或“向下”)(4)圖丁中線圈從上向下看的電流方向是________．(填“順時針”或“逆時針”)〖答案〗(1)偏向正接線柱(2)S極(3)向上(4)逆時針〖解析〗(1)由題圖甲可知，磁體向下運動，穿過線圈的磁通量增加，原磁場方向向下，則線圈中感應電流方向(從上向下看)為逆時針方向，即電流從正接線柱流入電流計，指針偏向正接線柱．(2)由題圖乙可知，電流從負接線柱流入電流計，根據(jù)安培定則，感應電流的磁場方向向下，又知磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，磁體下方的極性為S極．(3)由題圖丙可知，磁場方向向下，電流從負接線柱流入電流計，根據(jù)安培定則，感應電流的磁場方向向下，根據(jù)楞次定律可知，磁通量減小，磁體向上運動．(4)由題圖丁可知，磁體向上運動，穿過線圈的磁通量減小，原磁場方向向上，根據(jù)楞次定律可知感應電流方向(從上向下看)為逆時針方向．現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流表及開關按圖5所示連接，在保持開關閉合、線圈A放在線圈B中的情況下．某同學發(fā)現(xiàn)當他將滑動變阻器的滑片P向左加速滑動時，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)．由此可以推斷()圖5A．線圈A向上移動或滑動變阻器的滑片P向右加速滑動，都能引起電流表指針向左偏轉(zhuǎn)B．線圈A向上移動或斷開開關，都能引起電流表指針向右偏轉(zhuǎn)C．滑動變阻器的滑片P勻速向左或勻速向右滑動，都能使電流表指針靜止在中央D．因為線圈A、線圈B的繞線方向未知，所以無法判斷電流表指針偏轉(zhuǎn)的方向〖答案〗B〖解析〗線圈A向上移動或斷開開關時，穿過線圈B的磁通量減少，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，故A錯誤，B正確；P勻速向左滑動時穿過線圈B的磁通量減少，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，P勻速向右滑動時穿過線圈B的磁通量增加，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，故C錯誤；由以上分析可知，D錯誤.1．某同學用如圖6所示的實驗器材探究電磁感應現(xiàn)象．他連接好電路并檢查無誤后，閉合開關的瞬間觀察到電流表指針向右偏轉(zhuǎn)．開關閉合后，他將滑動變阻器的滑片P向E端快速移動，電流表指針將________．(選填“左偏”“右偏”或“不偏”)圖6〖答案〗左偏〖解析〗閉合開關的瞬間，穿過線圈B的磁通量增加，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，這說明線圈B磁通量增加，指針向右偏；開關閉合后，將滑動變阻器的滑片P向E端快速移動，穿過線圈B的磁通量減少，電流表指針將向左偏轉(zhuǎn)．2．(2020·沈陽市期末)如圖7所示是“探究影響感應電流方向的因素”的實驗裝置．圖7(1)將圖中所缺導線補充完整．(2)如果在閉合開關時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上開關后，將A線圈迅速插入B線圈中，電流計指針將________(填“向左偏”或“向右偏”)，A線圈插入B線圈后，將滑動變阻器滑片迅速向左移動時，電流計指針將________(填“向左偏”或“向右偏”)．(3)在靈敏電流計所在的電路中，為電路提供電流的是________(填圖中儀器的字母)．〖答案〗(1)見〖解析〗圖(2)向右偏向左偏(3)B〖解析〗(1)將線圈B和靈敏電流計串聯(lián)組成一個回路，將開關、滑動變阻器、電源、線圈A串聯(lián)組成另一個回路即可，連接圖如圖所示．(2)如果在閉合開關時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，說明穿過B線圈的磁通量增加，電流計指針向右偏，合上開關后，將A線圈迅速插入B線圈中時，穿過B線圈的磁通量增加，靈敏電流計指針將向右偏；A線圈插入B線圈后，將滑動變阻器滑片迅速向左移動時，線圈A中電流減小，穿過B線圈的磁通量減少，電流計指針將向左偏．(3)在靈敏電流計所在的電路中，為電路提供電流的是線圈B.3．在“探究感應電流的方向與哪些因素有關”的實驗中，請完成下列實驗步驟：(1)為弄清靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關系，可以使用一個已知正負極的直流電源進行探究．某同學想到了多用電表內(nèi)部某一擋，含有直流電源，他應選用多用電表的________(選填“歐姆”“直流電流”“直流電壓”“交流電流”或“交流電壓”)擋，對靈敏電流表進行測試，由實驗可知當電流從正接線柱流入電流表時，指針向右擺動．(2)該同學先將多用電表的紅表筆接靈敏電流表的正接線柱，再將黑表筆________(選填“短暫”或“持續(xù)”)接靈敏電流表的負接線柱，若靈敏電流表的指針向左擺動，說明電流是由電流表的________(選填“正”或“負”)接線柱流入靈敏電流表的．(3)實驗中該同學將磁體某極向下從線圈上方插入線圈時，發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，請在圖8中用箭頭畫出線圈電流方向并用字母N、S標出磁體的極性．圖8〖答案〗(1)歐姆(2)短暫負(3)見〖解析〗圖〖解