探究感应电流的方向
实验14 探究影响感应电流方向的因素
法拉第电磁感应定律可知,磁通量变化得越快产生的电流越大。由 v =2gh 得 v=
,距线圈上端高度越大,到达线圈时速度越大,产生的电流峰值越大。磁铁
为同一条形磁铁,磁场强弱与电流峰值的关系,该实验无法验证,A 错误,B 正确。
铜线圈匝数、铜线圈所围面积,这两次实验均保持不变,无法验证它们与电流峰值
实验14
探究影响感应电流方向的因素
梳理必备知识 回归教材
一、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。
二、实验原理
1.探究电流计指针的偏转方向与电流方向的关系。
探究电路如图所示,探究出电流从电流计的“+”“-”接线柱流入方向与指针
的偏转方向的关系,从而用该电流计判断感应电流的方向。
(1)如图,把一铜线圈水平固定在铁架台上,其两端连接在电流传感器上,能得到该铜线圈
中的电流随时间变化的图线。利用该装置可探究条形磁铁在穿过铜线圈的过程中,产生
的电磁感应现象。两次实验中分别得到了如图甲、乙所示的电流随时间变化的图线(两
次用同一条形磁铁,在距离铜线圈上端不同高度处,由静止沿铜线圈轴线竖直下落,始终
螺线管A、滑动变阻器、开关与电池构成闭合回路;螺线管B与电流计构成闭合电路,螺线管B套在螺
线管A的外面。
(2)利用图乙所示的装置进一步探究感应电流的方向与磁通量变化的关系,螺线管与电流计构成闭合
电路。正确连接好实验电路后,将条形磁铁N极朝下插入螺线管,观察到灵敏电流计的指针向右偏。
①将条形磁铁N极朝下拔出螺线管,观察到灵敏电流计的指针
线管A的外面。
(2)利用图乙所示的装置进一步探究感应电流的方向与磁通量变化的关系,螺线管与电流计构成闭合
探究感应电流方向(实验)
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。
高中物理_科学探究:感应电流的方向教学设计学情分析教材分析课后反思
《科学探究:感应电流的方向》教学设计【教学目标】一、物理观念1.理解楞次定律的内容及实质。
二、实验探究1.体验楞次定律实验探究过程。
三、科学态度与责任1.感受科学家对规律的研究过程,学习他们对工作严肃认真不怕困难的科学态度。
2.学会欣赏楞次定律的简洁美。
四、科学思维1.能运用楞次定律判断感应电流的方向,解答有关问题。
2.培养学生对物理现象的观察的能力和对实验数据的分析、归纳、概括、表述的能力。
【教学重点】1、引导学生分析实验数据,发现以感应电流的磁场作为“中介”来确定感应电流的方向。
2.理解楞次定律的内容及实质。
【教学难点】1.引导学生分析实验数据,发现以感应电流的磁场作为“中介”来确定感应电流的方向。
2.理解楞次定律的内容及实质。
【教学方法】实验探究法、控制变量法、利用“中介”研究或表述问题的方法、比较总结法、分组学习法。
【教学器材】1.教师实验:亚克力管1根、铝管1根(40cm)、强磁性球、铁球、条形磁铁、电池、灵敏电流计、线圈等。
2.学生实验:灵敏电流计、线圈、条形磁铁、导线。
3.教学课件。
【教学过程】一、导入1、视频导入:以中央台《加油向未来》第三季第11期节目中钕铁硼磁铁小车分别从木轨、铝轨、铜轨三个不同轨道自由落下砸西瓜的视频情境导入新课,激发学生兴趣,并提出问题:“为什么铜轨道落下的磁体没有砸到西瓜?”引起学生思考。
2、演示实验模拟刚才的节目:让铁球和磁球分别从铝管、和塑料管中下落,现象:磁球在铝管中下落明显比其他三种情况都慢。
二、科学探究:影响感应电流方向的因素采用学生分组实验的方式让不同小组学生分别探究N极插入、N 极拔出、S极插入、S极拔出四种情况下感应电流的方向。
实验前确定:1.指针偏转方向与电流的方向的关系:指针右偏——电流从正接线柱流进灵敏电流表;指针左偏——电流从负接线柱流进灵敏电流表。
2.然后“顺藤摸瓜”确定线圈中的感应电流的方向。
实验步骤:1.灵敏电流计指针偏转与电流的方向的关系。
高三电学实验复习—探究影响感应电流方向的因素习题选编 含答案
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”。
课时1 实验:探究影响感应电流方向的因素 (2)高中物理选择性必修二
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。
实验前:1.找出电流表中指针偏转方向和电流方向的关系
试触!
++
“-”进左偏, “+”进右偏
2.观察线圈中导线的绕向
N S
实验步骤:
1.将条形磁铁北极向下 插入线圈。
G
+
2.将条形磁铁南极向下 插入线圈。
N S
G
+
N S
3.将条形磁铁北极向上 拔出线圈。
G
+
4.将条形磁铁南极向上 拔出线圈。
N S
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,要注意控制电流的大小。 2.电流表选用零刻度在中间的电流表。 3.电流表指针的偏转与条形磁铁相对线圈的运动是同时的,在插入磁铁或从线 圈中拔出磁铁的时候观察电流表指针的偏转情况。 4.磁铁插入线圈或者从线圈中拔出时速度要适中,不要太快也不要太慢,太快则 指针偏转的时间短,太慢则指针偏转的角度小,都可能会引起观察的现象不明显。
开关连接成原线圈回路,将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路,并列举出在
实验中改变副线圈回路磁通量,使副线圈回路产生感应电流的三种方式:
①
;
②
;
③
。
解析 ①合上(或断开)开关瞬间; ②合上开关后,将原线圈A插入副线圈B或从副线圈B中抽出; ③合上开关,将原线圈A插入副线圈B后,移动滑动变阻器的滑片。
探究影响感应电流方向的因素实验报告
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。
§9.2 《探究感应电流的方向》导学案
§9.2 《探究感应电流的方向》导学案班级 : 姓名: 编写人:陈熠【学习目标】1.会用楞次定律判断感应电流的方向2.对楞次定律中“阻碍”有深刻理解【自主学习】1、楞次定律应用的一般步骤:(1)明确要研究的闭合电路,确定原磁场方向(2)判断闭合电路内原磁场的磁通量的变化情况(3)由楞次定律判断感应电流的磁场方向(4)由安培定则判断感应电流方向2、楞次定律与右手定则的关系:楞次定律普遍适用,右手定则只适用导线切割磁感线。
在判定感应电流方向上所得结果是一致的。
因此右手定则是楞次定律的特例。
3、楞次定律的推广含义的应用(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”.(2)阻碍(导体的)相对运动——“来拒去留”.(3)磁通量增加,线圈面积“缩小”,磁通量减小,线圈面积“扩张”.(4)阻碍线圈自身电流的变化(自感现象).【合作学习】例1、两圆环A 、B 置于同一水平面上,其中A 为均匀带电绝缘环,B 为导体环,当A 以如图1所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B 中产生如图所示方向的感应电流.则A 、A 可能带正电且转速减小B 、A 可能带正电且转速增大C 、A 可能带负电且转速减小D 、A 可能带负电且转速增大 练习:如图,长直螺线管b 置于金属环a 的轴线上,螺线管各匝导线间有一定的距离。
当在螺线管b 中通以图示方向的电流,并使电流迅速增大时( )A .金属环a 有缩小的趋势B .金属环a 有扩大的趋势C .螺线管b 有缩短的趋势D .螺线管b 有伸长的趋势例2、如图2所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N 极朝下但未插入线圈内部。
当磁铁向上运动时( ) A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引 B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥例3、如图3所示,两个闭合圆形线圈A 、B 的圆心重合,放在同一水平面内,线圈B 中通以图中所示的交变电流,设t =0时电流沿逆时针方向(图中箭头所示).对于线圈A ,在1t ~2t 时间内,下列说法中正确的是( ) A .有顺时针方向的电流,且有扩张的趋势B .有顺时针方向的电流,且有收缩的趋势NS 图2图3 A B t 1 t I 0 t 2 图1C .有逆时针方向的电流,且有扩张的趋势D .有逆时针方向的电流,且有收缩的趋势例4.如图4所示,ef 、gh 为两水平放置相互平衡的金属导轨,ab 、cd 为搁在导轨上的两金属棒,与导轨接触良好且无摩擦.当一条形磁铁向下靠近导轨时,关于两金属棒的运动情况的描述正确的是( )A .如果下端是N 极,两棒向外运动;如果下端是S 极,两棒相向靠近B .如果下端是S 极,两棒向外运动;如果下端是N 极,两棒相向靠近C .不管下端是何极,两棒均向外互相远离D .不管下端是何极,两棒均互相靠近【教学评价】 1、如图所示,水平放置的光滑杆上套有A 、B 、C 三个金属环,其中B 接电源.在接通电源的瞬间,A 、C 两环( ).A .都被B 吸引B. 都被B 排斥C .A 被吸引,C 被排斥D. A 被排斥,C 被吸引2、如图所示,ab 是一个可以绕垂直于纸面的轴O 转动的闭合矩形导体线圈,当变阻器R 的滑动片P 自左向右滑动的过程中,线圈ab 将( )A.静止不动B.顺时针转动C.逆时针转动D.发生转动,但因电源的极性不明,无法确定转动方向图4。
第61课时 探究影响感应电流方向的因素 [实验增分课]
(选填选项前的字母)。
A.螺线管A的磁性变强或变弱影响指针摆动幅度大小
B.螺线管A的磁性变强或变弱影响指针摆动方向
C.螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小
D.螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向
解析 (3)螺线管A的磁性变强或变弱,根据楞次定律,可知影响指针摆动的
方向,A错误,B正确;根据法拉第电磁感应定律,螺线管A的磁性强弱变化快
系。分析实验结果,归纳出决定感应电流方向的因素,总结出判断感应电流方
向的方法。
目录
实验过程
实验1:探究条形磁铁插入或拔出线圈时感
应电流的方向
(1)确定电流计指针偏转方向与电流方向
及电流计红、黑接线柱的关系。
(2)观察并记录磁场方向,磁通量变化情
况与感应电流方向的关系。
实验2:探究导体切割磁感线时感应电流的
上端不同高度处,由静止沿铜线圈轴线竖直下落,始终保持直立姿态,且所受
空气阻力可忽略不计)。根据此实验的操作,下列说法正确的是
(选
填选项前的字母)。
A.条形磁铁的磁性越强,产生的感应电流
峰值越大
B.条形磁铁距离铜线圈上端的高度越大,产
生的感应电流峰值越大
C.铜线圈匝数越多,产生的感应电流峰值越
大
D.铜线圈所围面积越大,产生的感应电流
磁性强弱、磁铁运动的速度大小无关,A、C正确,B、D错误。
答案(2)AC
目录
(3)小明又将实验装置改造,如图乙所示,螺线管A经过滑动变阻器与开关、
电池相连构成直流电路;螺线管B与灵敏电流计构成闭合电路。螺线管B套在螺
线管A的外面。为了探究影响感应电流方向的因素,闭合开关后,以不同的速度
探究影响感应电流方向的因素试验注意事项
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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实验14 探究影响感应电流方向的因素
第十一 单元
电磁感应
实验14 探究影响感应电流 方向的因素
目录
CONTENTS
1
磨剑·课前自学
2
悟剑·课堂精讲
目录
磨剑·课前自学
悟剑·课堂精讲
磨剑·课前自学
知识清单 课前自测
目录
知识清单
课前自测
考点巧讲Biblioteka 第4页一、实验目的 探究影响感应电流方向的因素。 二、实验原理 只要改变穿过闭合回路的磁通量,就可以使闭合回路产生感应电流,感应电流的有无通过连接在回 路中的电流表的指针是否偏转来判定。本实验应注意探究改变穿过闭合回路磁通量的多种方式。 三、实验方案 方案一 向线圈中插拔磁铁,如图 1 所示。 方案二 模仿法拉第的实验,如图 2 所示。
(1)图 1 电路中,串联定值电阻 R 的主要作用是 C 。 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,保护灵敏电流计 D.减小电路中的电流,保护开关
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知识清单
课前自测
考点巧讲
第14页
(2)图 2 中,S 闭合后,在原线圈 A 插入副线圈 B 的过程中,灵敏电流计 的指针将 向左 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
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知识清单
课前自测
考点巧讲
第15页
(1)电路中串联定值电阻,目的是减小电流,保护灵敏电流计,C 项正确。 (2)由题知,当电流从灵敏电流计正接线柱流入时,指针向左偏转。S 闭合后,将原线圈 A 插入副线 圈 B 的过程中,穿过 B 的磁场向下,磁通量变大,由楞次定律可知,感应电流从灵敏电流计正接线柱流 入电流计,则灵敏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,感应电流从灵敏电流计正接线柱流入电流计,则灵敏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,感应电流从灵敏电流计负接线柱流入电流计,则灵敏电流计的指针将向右偏转。
1.2探究感应电流的方向
总结规律: 原磁通变大,则感应电流磁场与原磁场相反,有阻碍变大作用 原磁通变小,则感应电流磁场与原磁场相同,有阻碍变小作用
结论:增反减同
楞次定律——感应电流的方向 (1) 、内容: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。 (2) 、理解: ①、阻碍既不是阻止也不等于反向,增反减同 “阻碍”又称作“反抗” ,注意不是阻碍原磁场而阻碍原磁场的变化 ②、注意两个磁场:原磁场和感应电流磁场 ③、学生在图中标出每个螺线管的感应电流产生的等效 N 极和 S 极。 根据标出的磁极方向总结规律: 感应电流的磁场总是磁体阻碍相对运动。 “你来我不让你来,你走我 不让你走” 强调:楞次定律可以从两种不同的角度来理解: a、从磁通量变化的角度看:感应电流总要阻碍磁通量的变化。 b、从导体和磁体的相对运动的角度来看,感应电流总要阻碍相对运 动。 ④、感应电流的方向即感应电动势的方向 ⑤、阻碍的过程中,即一种能向另一种转化的过程 例:上述实验中,若条形磁铁是自由落体,则磁铁下落过程中受到向上的 阻力,即机械能→电能→内能 (3) 、应用楞次定律步骤: ①、明确原磁场的方向; ②、明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少; ③、根据楞次定律(增反减同),判定感应电流的磁场方向; ④、利用安培定则判定感应电流的方向。
量变化、感应磁场的方向、原磁场与感应磁场方向的关系、感应电流的方 向等问题并将讨论的结果填入下表中 实验数据记录
操作 方法 填 写 内 容
插入 原来磁场的方向 原来磁场的磁通 增大 量变化 感应磁场的方向 原磁场与感应磁 相反 场方向的关系 感应电流的方向 逆 (铝环上) 顺 顺 逆 无 无 无 无 相同 相反 相同 —— —— —— —— 向左 向右 向右 向左 无 无 无 无 减小 增大 减小 不变 不变 不变 不变 向右 磁铁在铝环外静 N 拔出 向右 插入 向左 S 拔出 向左 止不动时 N 在右 向右 S 在右 向左 磁铁在铝环中静止 不动时 N 在左 向左 S 在左 向右
高三物理一轮复习第9章电磁感应交变电流实验14探究感应电流方向的规律课件
图3
【解析】 (1)探究电磁感应现象的实验电路分两部分,电源、开关、滑动 变阻器、原线圈组成闭合电路,检流计与副线圈组成另一个闭合电路;电路图 如图所示;
(2)在实验过程中,除了查清流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关 系之外,还应查清原线圈 L1 与副线圈 L2 的绕制方向.由电路图可知,闭合开关 之前,应将滑动变阻器的滑动头 P 处于右端,此时滑动变阻器接入电路的阻值 最大.
精选最新中小学教学课件
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尖子生好方法:听课时应该始终跟着老师的节奏,要善于抓住老师讲解中的关键词,构建自己的知识结构。利用老师讲课的间隙,猜想老师还会讲什么,会怎样讲, 怎样讲会更好,如果让我来讲,我会怎样讲。这种方法适合于听课容易分心的同学。
2019/5/21
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2019/5/21
二、同步听课法
有些同学在听课的过程中常碰到这样的问题,比如老师讲到一道很难的题目时,同学们听课的思路就“卡壳“了,无法再跟上老师的思路。这时候该怎么办呢?
如果“卡壳”的内容是老师讲的某一句话或某一个具体问题,同学们应马上举手提问,争取让老师解释得在透彻些、明白些。
如果“卡壳”的内容是公式、定理、定律,而接下去就要用它去解决问题,这种情况下大家应当先承认老师给出的结论(公式或定律)并非继续听下去,先把问题记 下来,到课后再慢慢弄懂它。
【导学号:81370351】
图4 A.如果磁铁的下端是 N 极,则磁铁正在远离线圈 B.如果磁铁的下端是 S 极,则磁铁正在远离线圈 C.如果磁铁的下端是 N 极,则磁铁正在靠近线圈 D.如果磁铁的下端是 S 极,则磁铁正在靠近线圈
AD [根据题图甲,可以知道电流表的指针向电流流入的方向偏转,螺线管 相当于一个电源,电源的正极在上端.根据安培定则,螺线管上端是 S 极.如 果磁铁的下端是 N 板,则磁铁正在远离线圈;如果磁铁的下端是 S 极,则磁铁 正在靠近线圈,故 A、D 正确.]
实验十四 探究影响感应电流方向的因素-2025届高中物理
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R 1=20kΩ,R 2=1kΩ,R 3=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 =g =.5100×10-6Ω=1.5×104Ω,R 1>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将闪亮解析磁铁运动情况感应电流方向二极管闪亮情况选项正误N极快速靠近逆时针A闪亮A正确S极快速靠近顺时针B闪亮B错误N极快速远离顺时针B闪亮C正确S极快速远离逆时针A闪亮D错误3.在“探究电磁感应的产生条件”实验中,实物连线后如图1所示.感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图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.。
感应电流方向的两种判断方式技巧
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。
利用发光二极管探究感应电流的方向
利用发光二极管探究感应电流的方向作者:任伟臧明轩来源:《新课程·教研版》2011年第04期人民教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3-2的第五章第3节中,利用条形磁铁、线圈、电流表、导线探究感应电流的方向。
其中电流表的作用是显示电流的方向,当然实验之前必须弄清楚线圈导线的绕向及电流方向、指针摆动的方向与电流表红、黑接线柱的关系。
在选修3-1的第二章第3节中,课本通过如图1所示的晶体二极管的伏安特性曲线介绍了晶体二极管的单向导电性,在此启发下,笔者对利用发光二极管探究感应电流的方向进行了尝试。
一、实验目的利用发光二极管探究感应电流的方向。
二、实验器材BD-Ⅱ型“百拼电子世界”套材,线圈,钕铁硼强磁铁,铁芯,两根导线。
三、实验原理图2为实验的原理图,发光二极管具有单向导电性,当钕铁硼强磁铁插入或者拔出线圈时,线圈中会产生感应电流,如果绿色发光二极管闪亮,则感应电流的方向为a流向b,如果红色发光二极管闪亮,则感应电流的方向为b流向a,由此可以判断出当钕铁硼强磁铁的N极或者S极分别插入或者拔出线圈时产生的感应电流的方向,进而得出楞次定律。
四、实验操作步骤1.如图3所示,用“百拼电子世界”套材拼搭发光二极管的并联电路。
“百拼电子世界”套材将电子元件制作成多彩的ABS元件块,采用了独特的子母扣电路安全导接,并设置DIY自助学习功能,如图4所示,可以使教师或者学生很快入门,并在很短的时间内将电路拼搭完毕。
2.由于钕铁硼强磁铁比较短小,为了操作的简便,可以将钕铁硼强磁铁与铁芯组合使用,如图5所示。
用导线将线圈连接到电路中,与发光二极管构成闭合回路,如图6所示。
至此实验仪器组装完成。
3.教师或者学生利用仪器进行探究实验。
实验的情况有四种,分别是N极插入和拔出线圈,S极插入和拔出线圈,在實验操作过程中完成下表:4.由上表总结得出线圈中的磁通量的变化和感应电流的磁场的关系,进而得出楞次定律。
第11章 实验15 探究影响感应电流方向的因素
(3)穿过电路中的磁通量发生变化,即产生电磁感应现象;因电路不 闭合,无感应电流,但有感应电动势,且可以用楞次定律判断出感应电 动势的方向,要产生感应电流,电路必须闭合,B、D正确。
2.(2023·四川高三月考)为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈 L连接,如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端,当电流从电流计G左 端流入时,指针向左偏转。
(1)将条形磁铁的N极向下从线圈的上方竖直插入L时,发现指针向 左偏转。俯视线圈,其绕向为____顺__时__针____(选填“顺时针”或“逆时 针”)。
(3)在做“研究电磁感应现象”实验时,如果副线圈两端不接任何元 件,则副线圈电路中将___B_D__。
A.因电路不闭合,无电磁感应现象 B.有电磁感应现象,但无感应电流,只有感应电动势 C.不能用楞次定律判断感应电动势方向 D.可以用楞次定律判断感应电动势方向
[解析] (1)实物电路图如图所示。
A.螺线管不动,磁铁匀速插入或拔出螺线管 B.螺线管不动,磁铁加速插入或拔出螺线管 C.磁铁与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动 D.磁铁与螺线管保持相对静止,一起在水平面内做圆周运动
(2)在(1)的研究中,小红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些因素 有关_C__(填选项前的字母)。
[答案] 见解析图
(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 上开关后可能出现的情况有:
①将原线圈迅速插入绕圈时,灵敏电流计指针将_向__右__偏__转__一__下___; ②原线圈插入副线圈稳定后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵 敏电流计指针___向__左__偏__转__一__下_____。
探究影响感应电流方向的因素(教师版)
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?。
探究感应电流的方向
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其二是回路的收缩,由于四根导体杆可以在水平面 内运动,所以它们都得相向运动,互相靠近。
当磁铁离开线圈或 从线圈中拔出时,线圈 中感应电流的磁场方向 跟磁铁的磁场方向相同 (如图乙、丁所示)。
2.推理与结论 当磁铁移近或插入线圈时,穿过线圈的磁通量增加,
这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反,阻碍 磁通量的增加;
当磁铁离开线圈或从中拔出时,穿线圈的磁通量减 少,这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同, 阻碍磁通量减少。
4、应用 磁通量增加 产生 感应电流 产生 感应磁场
阻碍(反抗)磁通量的增加
5、用楞次定律判定感应电流方向的一般步骤
楞
安
次
培
定
定
律
则
确定穿 过回路 原磁场 的方向
判断原磁 场的磁通 量是增加 还是减少
判定感应 电流的磁 场的方向 增反减同
判定感 应电流 的方向
6、右手定则 (1)内容:伸开右手,让拇指跟其余四 个手指垂直,并且都跟手掌在一个平 面内,让磁感线垂直(或倾斜)从手 心进入,拇指指向导体运动的方向, 其余四指所指的方向就是感应电流的 方向。 (2)作用:判断感应电流的方向与磁感线方向、导体运动 方向间的关系
方向一致,即“增反减同”
是否 “阻止”
“阻碍”不是“阻止”,只是延缓了磁通量 的变化,这种变化将有以下四种情况 ①阻碍原磁通量的变化——“增反减同”。 ②阻碍相对运动——“来拒去留”。 ③使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”。 ④阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。
例题2:如图所示,四根光滑的金属铝杆叠放在绝缘水平
面上,组成一个闭合回路,一条形磁铁的S极正对着回路
靠近,试分析: (1)导体杆对水平面的正压力怎样变化? (2)导体杆将怎样运动?
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探究感应电流的方向(司南版高中《物理》选修3—2第二章第一节的第一小节)一、教材分析:司南版高中《物理》选修3—2第二章第一节分三小节:1、探究感应电流方向;2、楞次定律;3、右手定则。
楞次定律是确定感应电流方向的规律,是“法拉第电磁感应定律”内容的一个方面。
楞次定律所牵涉的物理概念和物理规律较多,它本身也非常抽象和高度概括,是电磁学部分的一个难点。
本节内容的处理是建立在第一章的“科学探究—感应电流产生的条件”的基础上的;教材中的实验,前面已做过。
本节教材要求学生通过探究活动得出感应电流方向遵循的规律,即主要是从“磁通量变化”和“感应电流的磁场”之间的关系来描述感应电流的方向,为提出和掌握楞次定律打下坚实基础。
二、学情分析1、本届学生高中新课改已一年多,自学习惯和合作学习的习惯已逐渐养成。
2、高二学生已有较强的抽象思维能力、逻辑思维能力。
3、在本节课前多次做过探究性实验,学生已知道探究性实验基本过程,有较强的动手能力。
三、教学目标(一)知识与技能1、通过实验,探究感应电流的方向,得出楞次定律。
2、能从能量守恒的角度理解楞次定律。
(二)过程与方法1、通过实验探究感应电流的方向,经历发现楞次定律的实验过程。
2、能进行猜想和制订实验方案;尝试选择实验方法、实验装置及器材;学会在相互交流中完善探究计划。
3、知道如实记录和分析实验现象,尝试根据实验现象和数据得出结论;尝试应用科学探究的方法研究物理问题。
4、知道在实验中进行分析论证的重要性; 知道写实验报告。
(三)情感态度与价值观1、发展对科学的好奇心与求知欲,体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
2、培养良好的思维习惯和实验习惯,严肃认真、实事求是的科学态度和科学精神,初步的科学实践能力。
3、认识到科学方法在研究物理问题中的作用。
4、有主动与他人合作的精神,有将自己的见解与他人交流的愿望。
四、教学的重点、难点重点:引导学生通过实验探究,得到感应电流方向和磁通量变化的关系,为提出和掌握楞次定律打下良好的实验基础。
难点:提出猜想和制定实验方案。
五、教法、学法巧妙创设物理情景,精心设计富于引导性的练习,启发学生从能量守恒的角度出发提出猜想,制定实验方案;再让学生通过交流合作、同伴互助的方式,顺利克服难点,完成学习任务。
六、教学过程(一)、印发预习作业题,引导学生进行猜想,初步写出实验方案(在上本节课前一天布置,当天晚修交)(指导学生预习是“导、学、议、练、查”教学法中非常重要的一环:巧妙创设情境,精心设计练习,引导学生阅读、思考、讨论,使每个学生得到最佳发展):如果能花点时间认真完成以下练习,你的猜想能力会得到提高,下节探究实验课你就轻松多了。
你能试试吗?别忘了找同伴讨论! 1、在电磁感应实验中我们看到,电流表的指针时而左偏,时而右偏,这说明在不同条件下感应电流的方向可以不同。
对此,喜欢思考的你,心中会冒出怎样的问题呢?先想想,再往下看,好吗?(引导学生学会发现问题,提出问题)显然,我们不禁要问,感应电流的方向由哪些因素决定,遵循什么规律呢?(提出问题)我们知道,只要 发生变化,闭合回路中就会产生感应电流;感应电动势的大小和 的变化率成正比。
因此,感应电流的大小和 的变化率也成正比(和回路的电阻成反比)。
你不难猜想:感应电流方向或感应电流磁场的方向也应该和 的变化有关。
(引导学生联系已有知识经验进行猜想)在思考下面问题后,你的猜想会有怎样的改变呢?2、如图所示,矩形铝框abcd 水平放置在磁场中;磁场方向竖直向下,导体ab 可在da 、cb 上无摩擦滑动。
ab 静止时所受合外力为 。
(1)、当ab 以初速v 0向右自由滑动时,穿过闭合回路的磁通量变 ,回路内产生感应电流,电磁能增加。
这时ab 所受合外力还等于零吗?根据能量定律,我们猜想:导体ab 的 能转化为回路的 能,速度变 , 即ab G a bc d做速运动,ab所受的安培力向,(选填“阻碍”或“帮助”)ab 的运动;根据左手定则,回路内感应电流方向为。
由此,根据安培定则,感应电流在回路内的磁场方向为;即穿过回路的磁通量变时,感应电流在回路内的磁场方向和原磁场方向相。
你能看着图(不看文字),复述这个分析过程吗?(复述是一种很好的思维训练和方法训练,通过复述学会分析和猜想,为下面模仿猜想做好准备)如果不能,要重做本题。
(设计练习,要考虑差生困难,给他们方法上的指导,使他们顺利完成练习)(2)、请你看着图,模仿上面的分析过程猜想(如果不能,再复述上面的分析过程):当ab以初速v0向左自由滑动时,ab所受的安培力向,(选填“阻碍”或“帮助”)ab的运动,感应电流在回路内的磁场方向为;即穿过回路的磁通量变时,感应电流在回路内的磁场方向和原磁场方向相。
(由复述分析过程到模仿猜想,学生的猜想能力和分析能力得到训练和提高)(3)、在(1)(2)题中,我们是怎样猜想的呢?先想想再填空(引导学生反思,训练学生归纳能力、猜想能力和分析解决问题能力;经常反思、小结,有利于理清思路,做到举一反三):创设一个由运动引起变化和产生的物理情景→由猜想能来源推出运动物体所受力方向→根据有关定则推出方向和方向→推出变化和感应电流方向或感应电流的磁场方向的关系。
3、如下图所示,条形磁铁放在光滑水平桌面上,静止时所受合外力为。
(1)、你能进一步创设情景,使螺线管中产生感应电流,并继续进行猜想吗?试试看,再看看(2)(3)题创设的情景和猜想过程与你有何不同。
你也可以不做本小题,直接做(2)(3)题就行了。
(面向全体,充分考虑个体差异,使人人得到最佳发展)(2)、闭合螺线管固定正对着磁铁。
当磁铁以初速v 0向左自由滑动时,穿过线圈的磁通量变 ,线圈内产生感应电流,电磁能增加。
这时磁铁所受合外力还等于零吗?根据能量 定律,我们猜想:磁铁的 能转化为线圈的 能,速度变 ;即磁铁做 速运动,磁铁受到螺线管的作用力向 , (选填“阻碍”或“帮助”)磁铁的运动。
根据同名磁极互相 ,异名磁极互相 ,螺线管左端是 极。
即穿过线圈的磁通量变 时,感应电流在线圈内的磁场方向和原磁场方向相 。
由此,根据安培定则,线圈内感应电流的方向为 。
你能看着图(不看文字),复述这个分析过程吗?如果不能,要重做本题。
(3)、请你看着图,模仿题(2)的分析过程猜想(如果不能,再复述上面的分析过程):当磁铁以初速v 0向右自由滑动时,磁铁受到螺线管的作用力向, (选填“阻碍”或“帮助”)磁铁的运动,线圈内感应电流的磁场方N S G向为;即穿过线圈的磁通量变时,感应电流在线圈内的磁场方向和原磁场方向相。
你能列表认真归纳2---3题的结论吗?对感应电流的方向由哪些因素决定,遵循什么规律,你的猜想是怎样的呢?先说说,再填空(使学生有独立思考空间,逐步学会自己小结,不断提高归纳能力,养成良好习惯):穿过闭合回路的磁通量变少,感应电流在回路内的磁场方向和原磁场方向相,感应电流的磁场(选填“有助于”或“阻碍了”)磁通量减少;穿过闭合回路的磁通量变多,感应电流在回路内的磁场方向和原磁场方向相,感应电流的磁场(填“有助于”或“阻碍了”)磁通量的增加。
知道感应电流的磁场方向,根据定则,可确定回路内感应电流方向。
4、你有不清楚的地方吗?别着急,和同伴讨论一下呀。
(引导鼓励同学合作学习)你终于完成了你的猜想,祝贺你!回忆整个猜想过程,你认为应该如何提出猜想?(让学生学会反思,促进学生成长)在下个探究实验中,你能独立进行猜想吗?下次试试看!对了,别忘了帮助有困难的同学。
(这里,猜想过程就是理论探究过程。
巧妙创设物理情景,精心设计练习引导学生进行科学猜想,感受科学研究的方法,既培养学生的猜想能力,又为制定切实可行的实验方案和理解掌握楞次定律奠定良好基础。
这是本案例的突出亮点)5、为了验证你的猜想,你准备:(1)、用什么实验方法?它依据什么原理?(2)、使用怎样的装置,需要哪些实验器材?(3)、怎样设计你的实验步骤?(4)、注意观察哪些现象?记录哪些数据或结果?如何设计表格?如果有困难,请回忆“科学探究——感应电流产生的条件”的实验过程,或查找资料,或和同伴讨论。
(针对难点,适时给予方法上的指导,帮助有困难同学)6、把你的想法变成具体的实验方案。
(如果很难完成题5、题6,可以先认真阅读课本第24—25页,再重做这两题)(让学生自己制定实验方案,使他们得到一种科学探索的体验,感受探索的艰辛,体验成功的喜悦,充分体现以学生为本的理念)7、认真阅读课本第24—25页,把你的实验方案和课本比较:你有哪些收获呢?你的实验方案有什么优点和缺点?你认为实验方案应包含那几方面的内容,设计实验方案时应该注意什么问题?(先独立设计实验方案,再带着问题看课本,比直接看课本好多了:既学到科学方法,又培养创新能力,学习过程变成再创造的过程)下次实验,你能独立设计实验方案吗?下次试试看!对了,别忘了帮助有困难的同学。
修改完善你的实验方案,和周围的同伴分享彼此的收获。
(学生的知识经验,也是重要的课程资源)晚上可要按时把这次作业交给科代表。
(二)、课堂教学(安排在下午第三节课进行,喜欢实验或实验能力差的学生可以延长到第四节:教学时间的安排,也要关注个体差异,使人人都有最佳发展;上午第四节课后,科代表发回作业,发下本次实验要求及实验练习)1、教师根据作业检查结果提出问题(用多媒体展示),引导全班讨论,或让学生4人一组先讨论后再分别和其他同学讨论(设计实验方案是难点,也是实验能否成功的前提。
因此,重点讨论作业第5、第6题),然后修改完善实验方案。
还有困难的小组应及时问老师。
(本过程需要10分钟左右)2、学生4人一组按照实验方案进行实验和收集数据(如果方案和课本不同,最好先按课本进行,然后再按自己的进行):先合作完成,再单独操作一遍;教师在此过程中巡视,着重从以下几方面给予指导(本次实验操作难度小,少数同学有困难,依靠同伴互助也会顺利完成实验;老师在关注全班的同时,应给这些同学更多的鼓励和关照。
本过程需要15—20分钟):(1)注意观察电流分别从左接线柱和右接线柱流入电流表时指针的偏转方向,并做好记录。
(2)注意观察螺线管上漆包线的绕向,并画入课本第24页图2—4中。
(3)边认真观察,边如实记录。
特别要注意:原磁场方向、磁通量的变化情况和电流表指针的偏转方向一定要同步记录。
3、(1)老师适时温馨提示:如果你所在的小组不知如何入手,可以请求帮助,也可以分开和其他小组合作。
众人拾柴火焰高嘛。
如果你顺利完成实验,别忘了帮助同学。
给予真的会让人很开心!而且,谁都需要别人帮助呀!(适时引导鼓励同学交流合作,互相帮助)(2)在基础差的班,老师可适时考虑让一、两个已顺利完成实验的同学在视频展示台下重做实验,给有困难的同学示范。