(浙江專版)2019版高考物理大一輪復習 第九章 電磁感應 實驗13 探究電磁感應的產(chǎn)生條件 實驗14 探究感應電流方向的規(guī)律學案

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1、 實驗13 探究電磁感應的產(chǎn)生條件(加試) 實驗14 探究感應電流方向的規(guī)律(加試) [考綱解讀] (1)會設計實驗記錄表,并記錄實驗現(xiàn)象。(2)能夠按照“電流可變”的要求設計電路,并會選擇合適的電源電壓。(3)知道滑動變阻器滑片移動方向與電流變化的關系。(4)能夠?qū)嶒灢襟E進行設計,使電流變化的方式相對完整。(5)能夠根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù),總結實驗規(guī)律。(6)通過探究,初步了解決定感應電流方向的因素。 一、探究電磁感應的產(chǎn)生條件 1.“磁鐵運動式”的實驗器材及連接如圖所示: 2.條形磁鐵不同運動方式中的磁通量變化情況:插入磁鐵時磁通量增加,拔出磁鐵時磁通量減少。 3.感應電流

2、有無與條形磁鐵運動的關系:無論磁鐵插入還是拔出,都有感應電流。 4.“電流變化式”的實驗器材及連接如圖所示: 5.電源電壓的選擇:直流電壓。 6.電流變化與磁通量變化的關系:磁通量增加時有感應電流,磁通量減少時也有感應電流。 7.記錄實驗現(xiàn)象: (1)“磁鐵運動式”現(xiàn)象記錄表 磁鐵的動作 有無感應電流 磁鐵的動作 有無感應電流 N極插入線圈 有 S極插入線圈 有 N極停在線圈中 無 S極停在線圈中 無 N極從線圈中抽出 有 S極從線圈中抽出 有 (2)“電流變化式”現(xiàn)象記錄表 開關和滑動變阻器的狀態(tài) 有無感應電流 開關閉合瞬間 有 開關

3、斷開瞬間 有 開關閉合時,滑動變阻器不動 無 開關閉合時,滑動變阻器滑動 有 8.實驗結果分析及結論得出:只要穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化,閉合導體回路中就有感應電流。 二、探究感應電流方向的規(guī)律 1.實驗探究 (1)選舊干電池用試觸的方法明確電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關系。 (2)實驗裝置 將螺線管與電流計組成閉合電路,如圖所示。 (3)實驗記錄 分別將條形磁鐵的N極、S極插入、抽出線圈,如圖所示,記錄感應電流的方向如下。 (4)實驗分析 ①線圈內(nèi)磁通量增加時的情況 圖號 磁場 方向 感應電流的 方向(俯視) 感應電流的 磁場方

4、向 歸納總結 甲 向下 逆時針 向上 感應電流的磁場阻礙磁通量的增加 乙 向上 順時針 向下 ②線圈內(nèi)磁通量減少時的情況 圖號 磁場 方向 感應電流的 方向(俯視) 感應電流的 磁場方向 歸納總結 丙 向下 順時針 向下 感應電流的磁場阻礙磁通量的減少 丁 向上 逆時針 向上 (5)歸納結論 當線圈內(nèi)磁通量增加時,感應電流的磁場阻礙磁通量的增加;當線圈內(nèi)磁通量減少時,感應電流的磁場阻礙磁通量的減少。 2.楞次定律 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。 考點一 探究電磁感應的產(chǎn)生條件)

5、 1.(多選)用如圖所示的實驗裝置來研究電磁感應的條件,下列有關實驗過程的描述正確的是(  ) A.閉合開關后,當線圈A從線圈B中迅速抽出時,電流表指針將發(fā)生偏轉(zhuǎn) B.閉合開關后,當滑動變阻器滑片向右滑動時,電流表指針將發(fā)生偏轉(zhuǎn) C.閉合開關的瞬間,電流表指針將發(fā)生偏轉(zhuǎn) D.閉合開關后,當線圈A和線圈B整體在桌面移動時,電流表指針將發(fā)生偏轉(zhuǎn) 答案 ABC 2.某學生在做觀察電磁感應現(xiàn)象的實驗時,將電流表、線圈A和B、蓄電池、開關用導線連接成如圖所示的實驗電路,當他接通、斷開開關時,電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn),其原因是(  ) A.開關位置接錯 B.電流表的正、負極接反 C

6、.線圈B的接頭3、4接反 D.蓄電池的正、負極接反 答案 A 3.(多選)用如圖所示的裝置做“探究產(chǎn)生感應電流的條件”實驗,下列說法正確的是(  ) A.甲圖中當磁鐵靜止在線圈中時,電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) B.甲圖中N極或S極插入線圈時,電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向不同 C.乙圖中開關處于閉合狀態(tài),移動變阻器的滑片時指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) D.乙圖中開關處于打開狀態(tài),拔出線圈A時電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 解析 甲圖中當磁鐵靜止在線圈中時,螺線管內(nèi)磁通量不發(fā)生變化,不產(chǎn)生感應電流,電流表的指針不偏轉(zhuǎn),選項A錯誤;甲圖中N極或S極插入線圈時,電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向不同,選項B正確;乙圖中開關處于閉合狀態(tài)

7、,移動變阻器的滑片時螺線管內(nèi)磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應電流,電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),選項C正確;乙圖中開關處于打開狀態(tài),沒有構成回路,所以電流表指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn),選項D錯誤。 答案 BC 4.如圖所示是研究電磁感應現(xiàn)象實驗所需的器材,用實線將帶有鐵芯的小螺線管A、電源、滑動變阻器和開關連接成回路Ⅰ,將小量程電流表和大螺線管B連接成回路Ⅱ。并列舉出實驗中改變回路Ⅱ的磁通量,使回路Ⅱ產(chǎn)生感應電流的三種方式: (1)______________________________________________________________; (2)______________________

8、________________________________________; (3)______________________________________________________________。 解析 小螺線管A、滑動變阻器、電源、開關組成一個回路;大螺線管B與電流表組成一個閉合回路,如圖所示。 小螺線管A放在大螺線管B內(nèi),當小螺線管A中的電流發(fā)生變化時,大螺線管B中的磁場也發(fā)生變化,進而使穿過大螺線管B的磁通量發(fā)生變化,大螺線管B與電流表組成的閉合回路中就產(chǎn)生了感應電流,所以采取的方式只要能夠改變A中的電流就可以了。 答案 實物連接見解析圖 (1)開關閉合

9、(或斷開)瞬間 (2)將小螺線管A插入大螺線管B(或從大螺線管B中取出) (3)將小螺線管A插入大螺線管B中后移動滑動變阻器的滑片 5.在“探究電磁感應的產(chǎn)生條件”的實驗中,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S按如圖所示連接,當開關S閉合瞬間,電流表指針左偏,說明B線圈產(chǎn)生了感應電流,開關S斷開瞬間,電流表指針________(填“會”或“不會”)偏轉(zhuǎn);當開關S閉合后,要使電流表的指針左偏,可采取的操作為________。 解析 根據(jù)法拉第電磁感應定律可以判斷,開關S斷開瞬間,磁通量變化,閉合回路中產(chǎn)生感應電流,所以電流表指針會偏轉(zhuǎn);當開關S閉合時,磁通量

10、增加,電流表指針向左偏,滑動變阻器的滑片P向右滑動,可以使電流增大而增大磁通量,同樣可以使電流表指針向左偏。 答案 會 滑動變阻器的滑片P向右滑動 6.某同學在“探究電磁感應產(chǎn)生條件”的實驗中,設計了如圖所示的裝置。線圈A通過電流表甲、高阻值的電阻R′、滑動變阻器R和開關S連接到電源上,線圈B的兩端接到另一個電流表乙上,兩個電流表完全相同,零刻度居中。閉合開關后,當滑動變阻器R的滑片P不動時,甲、乙兩個電流表指針的位置如圖所示。 (1)當滑片P較快地向左滑動時,電流表甲的指針的偏轉(zhuǎn)情況是________,電流表乙的指針的偏轉(zhuǎn)情況是________。(選填“向左偏”“向右偏”或“不偏轉(zhuǎn)

11、”) (2)斷開開關,待電路穩(wěn)定后再迅速閉合開關,電流表乙的指針的偏轉(zhuǎn)情況是________。(選填“向左偏”“向右偏”或“不偏轉(zhuǎn)”) (3)從上述實驗可以初步得出結論:____________________________________ __________________________________________________________________。 解析 由題圖可知,電流由哪一接線柱流出,電流表的指針就向哪一側偏轉(zhuǎn)。 (1)當滑片P較快地向左滑動時,通電回路中的電流增大,電流表甲的指針向右偏,穿過線圈B的磁通量增大且原磁場方向向下,由楞次定律可知,感應電流

12、的磁場方向向上,由安培定則得,電流表乙的指針向左偏。 (2)斷開開關,待電路穩(wěn)定后再迅速閉合開關,左側(通電)回路中的電流增大,穿過線圈B的磁通量增大且原磁場方向向下,故電流表乙的指針向左偏。 (3)通過實驗可以初步得出結論:穿過閉合回路的磁通量變化而產(chǎn)生感應電流,感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。 答案 (1)向右偏 向左偏 (2)向左偏 (3)穿過閉合回路的磁通量變化而產(chǎn)生感應電流,感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化 考點二 探究感應電流方向的規(guī)律 1.如圖所示,閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵,磁鐵的N極朝下但未插入線圈內(nèi)部。當磁鐵向下運動時

13、(  ) A.線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同,磁鐵與線圈相互吸引 B.線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同,磁鐵與線圈相互排斥 C.線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反,磁鐵與線圈相互吸引 D.線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反,磁鐵與線圈相互排斥 答案 B 2.(多選)如圖甲所示開關S閉合后電流表指針由中央向左偏,當把一個線圈A和這個電流表串聯(lián)起來(圖乙)后,將一個條形磁鐵B插入或拔出線圈時,線圈中會產(chǎn)生感應電流,經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn),電流表指針由中央位置向右偏,這說明(  ) A.如果磁鐵的下端是N極,則磁鐵正在遠離線圈 B.如果磁鐵的下端是S極,則磁鐵正在遠

14、離線圈 C.如果磁鐵的下端是N極,則磁鐵正在靠近線圈 D.如果磁鐵的下端是S極,則磁鐵正在靠近線圈 解析 根據(jù)題圖甲,可以知道電流表的指針向電流流入的方向偏轉(zhuǎn),螺線管相當于一個電源,電源的正極在上端。根據(jù)安培定則,螺線管上端是S極。如果磁鐵的下端是N極,則磁鐵正在遠離線圈;如果磁鐵的下端是S極,則磁鐵正在靠近線圈。 答案 AD 3.為了探究電磁感應現(xiàn)象,某實驗小組將電池、線圈A、線圈B、滑動變阻器、靈敏電流計、開關按照如圖所示的方式連接。當閉合開關時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針右偏。由此可知: (1)當滑動變阻器的滑片P向右移動時,靈敏電流計的指針________(填“左偏”、“不動”

15、、“右偏”); (2)將線圈A拔出時,靈敏電流計的指針________(填“左偏”、“不動”、“右偏”),此時線圈A與線圈B中電流的繞行方向________(填“相同”或“相反”)。 答案 (1)右偏 (2)左偏 相同 4.小李同學在用實驗探究電磁感應現(xiàn)象中感應電流方向所遵循的規(guī)律時,準備了下列器材:多匝線圈、磁電式演示電表、條形磁鐵、導線若干。 (1)該同學把兩只相同的磁電式演示電表用導線連接起來,然后抽去刻度面板,用手指迅速輕撥其中一只表的指針,同時觀察另一只電表的指針,圖甲中與事實相符的是________(填“a”和“b”)。 (2)該同學將電流表、線圈A和B、蓄電池、開關

16、用導線連接成如圖乙所示的實驗電路,當她在閉合、斷開開關的瞬間,電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn),其原因________。 A.電流表正負極接反了 B.電流表接錯了,應該接在蓄電池上 C.蓄電池的正負極接反了 D.開關接錯了,應該接在B線圈上 解析 (1)由于兩磁電式演示電表電流方向相同,而其中一個是發(fā)電,用右手定則判斷,另一個是受安培力而轉(zhuǎn)動,用左手定則判定,兩者指針偏轉(zhuǎn)方向相反,故填b。 (2)由于A線圈回路磁通量沒有發(fā)生變化,所以不會發(fā)生電磁感應。 答案 (1)b (2)D 5.如圖所示是“探究感應電流方向的規(guī)律”的實驗裝置。 (1)將圖中所缺導線補接完整。 (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,那么合上開關后將線圈A迅速從線圈B中拔出時,電流計指針將________。(填“向右偏”“向左偏”或“不偏轉(zhuǎn)”) 解析 (1)將線圈B和電流計串聯(lián)形成一個回路,將開關、滑動變阻器、電池組、線圈A串聯(lián)成另一個回路即可,實物圖如圖所示。 (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,說明穿過線圈的磁通量增加,電流計指針向右偏,合上開關后,將原線圈迅速從副線圈拔出時,穿過線圈的磁通量減少,電流計指針將向左偏。 答案 (1)見解析圖 (2)向左偏 9

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