《(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 探究電磁感應的產生條件 實驗14 探究感應電流方向的規(guī)律學案》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《(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 探究電磁感應的產生條件 實驗14 探究感應電流方向的規(guī)律學案(9頁珍藏版)》請在裝配圖網上搜索。
1、
實驗13 探究電磁感應的產生條件(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)能夠對實驗步驟進行設計,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
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
C.閉合開關的瞬間,電流表指針將發(fā)生偏轉
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
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,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
B.甲圖中N極或S極插入線圈時,電流表的指針偏轉方向不同
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
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
解析 甲圖中當磁鐵靜止在線圈中時,螺線管內磁通量不發(fā)生變化,不產生感應電流,電流表的指針不偏轉,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磁通量發(fā)生變化,產生感應電流,電流表的指針發(fā)生偏轉,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,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,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;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,閉合回路中產生感應電流,所以電流表指針會偏轉;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情況是________,電流表乙的指針的偏轉情況是________。(選填“向左偏”“向右偏”或“不偏轉
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情況是________。(選填“向左偏”“向右偏”或“不偏轉”)
(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。
(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,線圈中會產生感應電流,經觀察發(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,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,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動,用左手定則判定,兩者指針偏轉方向相反,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”)
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