2020版高考物理复习课件：实验探究影响感应电流方向的因素(共30张PPT)

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(3)上述实验中,线圈A可等效为一个条形磁铁,将线圈B和灵敏电流 计简化,如图所示。当电流从正接线柱流入灵敏电流计时,指针向 正接线柱一侧偏转。则图中灵敏电流计指针向其 接线 柱方向偏转(选填“正”或“负”)。
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答案 (1)BC (2)感应电场的电场力 机械能 (3)负 解析 (1)将线圈A放在线圈B中,由于磁通量不变化,故不会产生感应 电流,也不会引起电流计指针偏转,选项A错误;线圈A插入或拔出线 圈B的速度越大,则磁通量的变化率越大,产生的感应电流越大,电流 计指针偏转的角度越大,选项B正确;滑动变阻器的滑片P滑动越快, 电流的变化率越大,磁通量的变化率越大,则感应电流越大,电流计 指针偏转的角度越大,选项C正确;滑动变阻器的滑片P匀速滑动时, 电流发生变化,磁通量变化,也会产生感应电流,故电流计指针也会 发生偏转,选项D错误。 (2)这个“电源”内的非静电力是感应电场的电场力。如果是因为线 圈A插入或拔出线圈B,导致电流计指针发生了偏转,这时是机械能 转化为电能。 (3)根据楞次定律可知,通过电流计的电流从负接线柱流入电流计, 故灵敏电流计指针向其负接线柱方向偏转。
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实验14 探究影响感应电流方向的因素
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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。
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2.(2019· 浙江嘉兴选考)在“探究电磁感应的产生条件”实验中,采用 如图甲所示的装置进行实验。
(1)请用笔画线代替导线在答题卷相应位置将图甲连线补充完整,确 保实验现象明显 。 (2)某小组电路连接正确后,在滑动变阻器滑片持续向右移动的过程 中,发现灵敏电流计的指针持续向右偏,则当开关闭合时,灵敏电流 计的指针将 。 A.向左偏一下 B.向右偏一下 C.持续向左偏 D.持续向右偏
对应演练 命题点一 命题点二
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答案 (1)C (2)向左 (3)向左 (4)向右 解析 (1)电路中串联定值电阻,目的是减小电流,保护灵敏电流计,故 本题答案为选项C。 (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。
对应演练 命题点一 命题点二
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(1)图甲电路中,串联定值电阻R的主要作用是 。 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 (2)图乙中,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 (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,灵敏电流计指针将 (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,灵敏电 流计指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
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答案 (1)20 kΩ定值电阻、多用电表 (2)B 解析 (2)保持开关S处于闭合状态,穿过线圈B中的磁通量不变,则没 有感应电流产生,小磁针不发生偏转,故A错误;当开关S闭合的瞬间, 磁通量增加,在线圈B中产生感应电流,由于电流的周围存在磁场,小 磁针发生偏转,故B正确;当开关S断开的瞬间,磁通量减小,在线圈B 中产生感应电流,由于电流的周围存在磁场,小磁针发生偏转,故C、 D错误。
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三、实验方案 方案一 向线圈中插拔磁铁,如图甲所示。 方案二 模仿法拉第的实验,如图乙所示。
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四、方案一实验步骤 1.按图连接电路,闭合开关,记录下G中流入电流方向与灵敏电流 计G中指针偏转方向的关系。
2.记下线圈绕向,将线圈和灵敏电流计构成通路。 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 记下电流计中指针偏转方向,然后根据步骤1的结论,判定出感应电 流方向,从而可确定感应电流的磁场方向。
对应演练 命题点一 命题点二
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电路设计及连接、注意事项 典例1如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电 流的方向,其中L1为原线圈,L2为副线圈。
对应演练 命题点一 命题点二
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(1)在给出的实物图中,将实验仪器连成完整的实验电路。 (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 的绕制方向(选填“L1”“L2”或 “L1和L2”)。 闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑动头P处于 端(选 填“左”或“右”)。
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答案 见解析 解析 表格要列入的情况有四种:开关闭合、开关断开、滑动变阻 器的电阻变大和变小。所以表格应该有五行。为了比较A线圈中 磁场的方向、A线圈中磁场的变化、感应电流的方向、B线圈中磁 场的方向,最终验证B线圈中磁场方向是否阻碍A线圈中磁场的变 化,表格应该有六列。
A 线圈的磁 电流表 感应电流 电路的情 B 线圈中磁 感应电流的 场方向和变 指针偏 的磁场方 况 场的变化 磁场的作用 化 转方向 向 开关闭合 向下、增大 向下、增大 向右 开关断开 向下、减小 向下、减小 向左 电阻变大 向下、减小 向下、减小 向左 电阻变小 向下、增大 向下、增大 向右 向上 向下 向下 向上 阻碍 Φ 增大 阻碍 Φ 减少 阻碍 Φ 减少 阻碍 Φ 增大
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答案 (1)见解析 (2)A 解析 (1)电源、开关、滑动变阻器和上面的线圈组成回路,滑动变 阻器可以改变电流,来检验在下面源自文库线圈是否会产生,下面的线圈 和灵敏电流表相连,电路如图:
(2)滑动变阻器滑片持续向右移动的过程中,接入电路中的电阻变大, 电路中的电流变小,通过大线圈的磁通量变小,灵敏电流计指针向 右偏,所以当闭合开关时,电路中的电流变大,通过大线圈的磁通量 变大,则灵敏电流计的指针向左偏一下,故A正确。
对应演练 命题点一 命题点二
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实验现象分析 典例2在“探究电磁感应的产生条件”的实验中,先按如图甲所示 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 表指针向左偏。然后按如图乙所示将灵敏电流计与副线圈B连成 一个闭合回路,将原线圈A、电源、滑动变阻器和开关S串联成另一 个闭合电路。
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4.以下面四种情况为例:根据实验结果,填写下表。
线圈内磁通量增加时的情况
图号 甲 乙 磁场方向 磁场方向向下磁通量增加 磁场方向向上磁通量增加 感应电流 的方向 逆时针 顺时针 感应电流的 磁场方向 向上 向下
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线圈内磁通量减少时的情况
图号 丙 丁 磁场方向 磁场方向向下磁通量减少 磁场方向向上磁通量减少 感应电流 的方向 顺时针 逆时针 感应电流的 磁场方向 向下 向上
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4.(多选)如图甲所示开关S闭合后电流表 指针由中央向左偏,当把一个线圈A和这 个电流表串联起来(图乙)后,将一个条形 磁铁B插入或拔出线圈时,线圈中会产生 感应电流,经观察发现,电流表指针由中央 位置向右偏,这说明 ( AD )
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
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解析根据题图甲,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极,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。
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5.如图所示的装置做“探究感应电流方向的规律”实验,磁体从靠近 线圈的上方静止下落。当磁体运动到如图所示的位置时,流过线圈 的感应电流方向从 (选填“a到b”或“b到a”)。
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(1)开关闭合后,下列说法中正确的是 。 A.只要将线圈A放在线圈B中就会引起电流计指针偏转 B.线圈A插入或拔出线圈B的速度越大,电流计指针偏转的角度越大 C.滑动变阻器的滑片P滑动越快,电流计指针偏转的角度越大 D.滑动变阻器的滑片P匀速滑动时,电流计指针不会发生偏转 (2)在实验中,如果线圈A置于线圈B中不动,因某种原因,电流计指针 发生了偏转,这时,线圈B相当于产生感应电流的“电源”。这个“电 源”内的非静电力是 。如果是因为线圈A插入或拔出线 圈B,导致电流计指针发生了偏转。这时是 转化为电 能。
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五、结论 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 磁场方向相反。 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 磁场方向相同。 六、注意 1.灵敏电流计满偏电流很小,查明电流计指针的偏转方向和电流 方向的关系时,应使用一节干电池。 2.原、副线圈接入电路前应仔细观察导线绕向并画出草图。
对应演练 命题点一 命题点二
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答案 (1)电路图见解析 (2)L1和L2 右 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;
对应演练 命题点一 命题点二
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(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。
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答案 b到a 解析 根据题目可知,当磁体下落时,穿过线圈的磁场方向向上增加。 由楞次定律可知感应电流的磁场应向下。则由安培定则,可知电流 方向从b到a。
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6.如图所示为“探究电磁感应的产生条件”的实验中所用器材的示 意图。现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A和B、电流计及 开关连接成如图所示的电路。
对应演练 命题点一 命题点二
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本题考查研究电磁感应现象及验证楞次定律的实验,对于该实验注 意两个回路的不同。
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1.(1)在“探究电磁感应的产生条件”实验中,为了能明显地观察到实 验现象,如图所示的实验器材中,不必要的器材有 。
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(2)如图所示为法拉第研究电磁感应现象时做过的实验电路图,线圈 A和线圈B绕在同一铁芯上,线圈与铁芯绝缘,不考虑地磁场的影响, 则( ) A.保持开关S处于闭合状态,小磁针发生偏转 B.当开关S闭合的瞬间,小磁针发生偏转 C.当开关S断开的瞬间,小磁针不发生偏转 D.无论开关S怎样改变,小磁针都不会发生偏转
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3.用图甲所示的装置来验证“感应电流的磁场总是阻碍引起感应电 流的磁通量的变化”。该装置的原理图见图乙,已经判明电流表的 指针是电流从左接线柱流入则向左偏,电流从右接线柱流入则向右 偏。设计一个表格,把开关闭合、开关断开、滑动变阻器电阻变化 产生感应电流的几种情况列入表格中,并且在表格中比较原磁场的 变化与感应电流的磁场的方向进行比较。