2026屆高考物理沖刺復(fù)習(xí)探究影響感應(yīng)電流方向的因素一、實驗原理1.探究電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系。探究電路如圖所示,探究出電流從電流表的“+”“-”接線柱流入方向與指針的偏轉(zhuǎn)方向間的關(guān)系,從而用該電流表判斷感應(yīng)電流的方向。2.將磁鐵的不同磁極插入、拔出螺線管,觀察感應(yīng)電流方向的變化。通過分析感應(yīng)電流的方向與磁鐵的磁場方向、穿過線圈磁通量的變化之間的關(guān)系,探究影響感應(yīng)電流方向的因素,實驗裝置如圖所示。二、實驗器材條形磁鐵、電流表、線圈、導(dǎo)線、干電池(用來確定通過電流表的電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系)、滑動變阻器、開關(guān)。三、實驗操作及步驟1.確定電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向(流入“+”“-”接線柱的方向)的關(guān)系。(1)正確連接電路。(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器,使接入電路的電阻最大。(3)迅速閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)后立即斷開開關(guān)。(4)記錄電流方向與電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向,找出它們之間的關(guān)系,記入下表。電流流入電流表的情況電流表指針偏轉(zhuǎn)方向電流從“+”接線柱流入電流從“-”接線柱流入2.探究磁場方向、磁通量變化情況與感應(yīng)電流方向的關(guān)系。(1)按如圖所示連接電路,明確螺線管的繞線方向。(2)采用控制變量法分別進行N極(S極)插入線圈和N極(S極)抽出線圈的實驗,如圖所示。(3)觀察磁場方向、電流方向、磁通量大小變化情況,并將結(jié)果填入表格。①N極(S極)向下插入線圈時,線圈內(nèi)磁通量增加時的情況。圖示磁場方向感應(yīng)電流的方向(俯視)感應(yīng)電流的磁場方向甲向下逆時針向上乙向上順時針向下②N極(S極)抽出線圈時,線圈內(nèi)磁通量減少時的情況。圖示磁場方向感應(yīng)電流的方向(俯視)感應(yīng)電流的磁場方向丙向下順時針向下丁向上逆時針向上四、實驗結(jié)論當(dāng)線圈中磁通量增加時,感應(yīng)電流的磁場方向跟磁體的磁場方向相反;當(dāng)線圈中磁通量減少時,感應(yīng)電流的磁場方向跟磁體的磁場方向相同。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(guān)系時,要用試觸法并注意減小電流,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表。3.實驗前設(shè)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.進行一種操作后,等電流表指針回零后再進行下一步操作?？键c一基礎(chǔ)性實驗[例1]

【實驗原理的考查】(2024·黑龍江大慶期中)某實驗小組使用如圖甲所示的器材探究“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”中影響感應(yīng)電流方向的因素。(1)在圖中用實線代替導(dǎo)線完成實驗電路連接?！敬鸢讣敖馕觥?1)實驗電路連接如圖所示。(2)連接好電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)靈敏電流表G的指針向右偏了一下;保持開關(guān)閉合,依次進行以下操作:將鐵芯迅速插入線圈A時,靈敏電流表指針將向

(選填“左”或“右”)偏;然后將滑動變阻器連入電路中的阻值調(diào)大,靈敏電流表指針將向

(選填“左”或“右”)偏;穩(wěn)定后斷開開關(guān),靈敏電流表指針將向

(選填“左”或“右”)偏。

右左左【解析】

(2)連接好電路后,閉合開關(guān),線圈B內(nèi)的磁通量增大,靈敏電流表G的指針向右偏了一下;將鐵芯迅速插入線圈A時,線圈B內(nèi)的磁通量增大,靈敏電流表指針將向右偏;將滑動變阻器連入電路中的阻值調(diào)大,回路中電流減小,線圈A產(chǎn)生的磁場減小,線圈B內(nèi)的磁通量減小,靈敏電流表指針將向左偏;穩(wěn)定后斷開開關(guān),線圈B內(nèi)的磁通量減小,靈敏電流表指針將向左偏。(3)寫出閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:

。穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化【解析】

(3)閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化。(4)亮亮同學(xué)經(jīng)過以上實驗探究,對自家“自發(fā)電”無線門鈴按鈕原理進行研究,其“發(fā)電”原理如圖乙所示,按下門鈴按鈕過程,磁鐵靠近螺線管;松開門鈴按鈕過程,磁鐵遠離螺線管回歸原位。下列說法正確的是

。(多選)

A.只有按下按鈕時,門鈴才會響B(tài).按住按鈕不動,門鈴不會響C.按下按鈕過程,通過門鈴的電流方向為Q→PD.若更快按下按鈕,門鈴的響聲更大E.按下和松開按鈕過程,通過門鈴感應(yīng)電流大小一定相等BCD【解析】

(4)按下和松開按鈕的過程,螺線管中磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,門鈴均會響,故A錯誤;按住按鈕不動,螺線管中磁通量不變,螺線管中的感應(yīng)電動勢為零,門鈴不會響,故B正確;按下按鈕過程,螺線管中向左的磁通量增大,根據(jù)楞次定律,可知按下按鈕過程,通過門鈴的電流方向為Q→P,故C正確;若更快按下按鈕,螺線管中磁通量的變化率增大,螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢增大,通過門鈴的感應(yīng)電流增大,門鈴的響聲更大,故D正確;按下和松開按鈕過程,螺線管中磁通量的變化率不一定相同,故螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不一定相同,通過門鈴的感應(yīng)電流大小不一定相等,故E錯誤。[例2]

【實驗操作的考查】(2024·山東煙臺階段練習(xí))在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實驗中,請回答下列問題。(1)為弄清靈敏電流表指針擺動方向與電流方向的關(guān)系,可以使用一個已知正負極性的直流電源進行探究。某同學(xué)想到了多用電表內(nèi)部某一擋含有直流電源,他應(yīng)選用多用電表的

(選填“電阻”“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(dāng)電流從正接線柱流入電流表時,指針向右擺動。

電阻【解析】

(1)根據(jù)題意可知,實驗要使用多用電表內(nèi)部含有直流電源的某一擋,而只有多用電表的電阻擋有電源,所以需要選用多用電表電阻擋對靈敏電流表進行測試。(2)該同學(xué)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。

短暫【解析】

(2)靈敏電流表量程太小,多用電表內(nèi)部電源電壓相對較大,若電流超過電流表量程,長時間通電會損壞電流表,故應(yīng)短暫接觸靈敏電流表的負接線柱;多用電表紅表筆連接電源的負極,靈敏電流表的指針向左擺動,說明電流從電流表的負接線柱流入。負(3)實驗中,該同學(xué)將磁鐵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),請在圖甲中用箭頭畫出線圈電流方向并用字母N、S標(biāo)出磁鐵的極性?！敬鸢讣敖馕觥?/p>

(3)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn),說明電流從正接線柱流入電流表,感應(yīng)電流的磁場方向向下,根據(jù)楞次定律可知,原磁場方向向上,故插入的磁鐵下端為S極,如圖甲所示。(4)另一名同學(xué)利用圖乙所示的實驗器材來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象及判定感應(yīng)電流方向。在給出的實物圖中,已用實線作為導(dǎo)線連接了部分實驗電路。①請用筆畫線作為導(dǎo)線從箭頭1和2處開始完成其余部分電路的連接。②將L1插入L2后,下列實驗操作產(chǎn)生的感應(yīng)電流與合上開關(guān)時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同的是

。

A.閉合開關(guān),穩(wěn)定后拔出軟鐵棒B.閉合開關(guān),穩(wěn)定后拔出線圈L1C.閉合開關(guān),穩(wěn)定后使變阻器滑片P左移D.閉合開關(guān),穩(wěn)定后斷開開關(guān)C【答案及解析】

(4)將線圈L2與電流表串聯(lián)形成回路,將電源、開關(guān)、滑動變阻器、線圈L1串聯(lián)形成另一個回路,實物圖如圖乙所示。根據(jù)題意,閉合開關(guān)時,穿過線圈L2的磁通量增大,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反,而拔出軟鐵棒、拔出線圈L1、斷開開關(guān)S,穿過線圈L2的磁通量均減小,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同,故A、B、D錯誤;使滑動變阻器滑片P左移,流經(jīng)線圈L1的電流增大,穿過線圈L2的磁通量增大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反,故C正確。考點二創(chuàng)新性實驗[例3]

【實驗方法的創(chuàng)新】(2024·云南昆明期末)某興趣小組在探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件和影響感應(yīng)電流方向的因素。(1)圖甲中,將條形磁鐵從圖示位置先向上后向下移動一小段距離,出現(xiàn)的現(xiàn)象是

。

A.燈泡A、B均不發(fā)光B.燈泡A、B交替短暫發(fā)光C.燈泡A短暫發(fā)光,燈泡B不發(fā)光D.燈泡A不發(fā)光,燈泡B短暫發(fā)光B【解析】

(1)條形磁鐵向上移動一小段距離,穿過螺線管的磁通量減小,向下移動一小段距離,穿過螺線管的磁通量增加,移動方向不同,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向不同,根據(jù)二極管具有單向?qū)щ娦?可知燈泡A、B交替短暫發(fā)光。故選B。(2)通過實驗得知:當(dāng)電流從圖乙中電流表的正接線柱流入時指針向右偏轉(zhuǎn);則當(dāng)磁體

(選填“向上”或“向下”)運動時,電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。

向上【解析】

(2)當(dāng)磁體向上運動時,穿過螺線管的磁通量豎直向下且減少,根據(jù)楞次定律可知線圈中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場豎直向下,根據(jù)右手螺旋定則可知電流從正接線柱流入,指針向右偏,故磁體向上運動。(3)為進一步探究影響感應(yīng)電流方向的因素,該小組設(shè)計了如圖丙所示的電路。左【解析】

(3)閉合開關(guān)瞬間,電路中電流增大,電磁鐵的磁性增強,穿過螺線管的磁感線增多,會產(chǎn)生感應(yīng)電流,為了防止產(chǎn)生的感應(yīng)電流過大燒壞電流表,閉合開關(guān)前需要將滑動變阻器的滑片移到最左端。若圖丙電路連接正確,在閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片應(yīng)移至最

(選填“左”或“右”)端。

(4)若圖丙電路連接正確,開關(guān)閉合瞬間,指針向左偏轉(zhuǎn),則將鐵芯從線圈P中快速抽出時,觀察到電流表指針

。

A.不偏轉(zhuǎn)B.向左偏轉(zhuǎn)C.向右偏轉(zhuǎn)C【解析】

(4)開關(guān)閉合瞬間,穿過螺線管的磁通量增大,根據(jù)題意可知指針向左偏轉(zhuǎn),所以將鐵芯從線圈P中快速抽出時,穿過螺線管的磁通量減小,觀察到電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。故選C。[例4]

【實驗原理的創(chuàng)新】(2024·湖南長沙模擬)某同學(xué)正在探究影響感應(yīng)電流方向的因素,已知當(dāng)電流從靈敏電流表的正接線柱流入時,靈敏電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)。向右(1)如圖甲所示,導(dǎo)體棒ab向右勻速平移的過程中,電流表的指針將

(選填“向左”“向右”或“不發(fā)生”)偏轉(zhuǎn)。

【解析】

(1)導(dǎo)體棒ab向右勻速運動的過程中,根據(jù)右手定則可知,感應(yīng)電流由電流表的正接線柱流入,結(jié)合題中條件可知,電流表的指針將向右偏轉(zhuǎn)。(2)該同學(xué)研究回路中感應(yīng)電動勢大小與磁通量變化快慢的關(guān)系時采用了如圖乙所示的實驗裝置,該同學(xué)用螺旋測微器測量擋光片的寬度示數(shù)如圖丙所示,則擋光片的寬度d=

mm。實驗中讓小車以不同速度靠近螺線管,記錄下光電門擋光時間Δt和Δt內(nèi)的感應(yīng)電動勢的平均值E,改變小車速度進行多次實驗,得到多組數(shù)據(jù),為了更直觀地體現(xiàn)E和Δt的關(guān)系,若以E為縱坐標(biāo),則橫坐標(biāo)應(yīng)為

;誤差范圍內(nèi)繪制的圖像為一條過原點的直線,得出的結(jié)論是

。

5.665在誤差允許的范圍內(nèi),感應(yīng)電動勢與磁通量的變化率成正比(3)其他條件都不變,若換用匝數(shù)加倍的線圈做實驗,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)所作出的那條直線圖像斜率

(選填“減半”“加倍”或“不變”)。

加倍[例5]

【實驗器材的創(chuàng)新】(2024·貴州貴陽檢測)(1)在探究楞次定律的實驗中,除需要已知繞向的螺線管、條形磁鐵外,還要用到一個電表,請從下列電表中選擇

。

A.量程為0～3

V的電壓表B.量程為0～3

A的電流表C.量程為0～0.6

A的電流表D.零刻度在中間的靈敏電流表D【解析】

(1)在探究楞次定律的實驗中,除需要已知繞向的螺線管、條形磁鐵外,還要用到一個零刻度在中間的靈敏電流表。故選D。(2)某同學(xué)按下列步驟進行實驗:①將已知繞向的螺線管與電表連接;②設(shè)計表格:記錄將磁鐵N、S極插入或抽出過程中引起感應(yīng)電流的磁場方向、磁通量的變化、感應(yīng)電流的方向、感應(yīng)電流的磁場方向;③分析實驗結(jié)果,得出結(jié)論。上述實驗中,漏掉的實驗步驟是要查明

的關(guān)系。

電流流入電表方向與電表指針偏轉(zhuǎn)方向【解析】

(2)漏掉的實驗步驟是要查明電流流入電表的方向與電表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。(3)在上述實驗中,若磁鐵插入螺線管的速度變大,電表指針偏角

(選填“變小”“變大”或“不變”)。

變大【解析】

(3)若磁鐵插入螺線管的速度變大,穿過線圈的磁通量變化變快,感應(yīng)電流變大,電表指針偏角變大。(4)如圖甲所示,為某實驗小組利用微電流傳感器做驗證楞次定律實驗時,在計算機屏幕上得到的波形,橫坐標(biāo)為時間t,縱坐標(biāo)為電流I,根據(jù)圖線分析知道:將條形磁鐵的N極插入圓形閉合線圈時得到圖甲中①所示圖線?，F(xiàn)用該磁鐵,如圖乙所示,從很遠處按原方向沿一圓形線圈的軸線勻速運動,并穿過線圈向遠處而去,下列各圖中能正確反映線圈中電流I與時間t關(guān)系的是

。

BABCD【解析】

(4)由楞次定律可知,當(dāng)磁鐵靠近線圈時,感應(yīng)電流方向為順時針(從左向右看),即為正方向;當(dāng)磁鐵遠離線圈時,感應(yīng)電流方向為負方向。故選B。[例6]

【實驗情境的創(chuàng)新】(2024·甘肅蘭州階段練習(xí))如圖所示,一長直鐵芯上繞有固定線圈M,鐵芯右側(cè)懸掛一閉合金屬環(huán)N,金屬環(huán)與鐵芯共軸。將M接在如圖所示的電路中,其中R為滑動變阻器,E1和E2為直流電源,S為單刀雙擲開關(guān)。操作環(huán)N擺動方向①在S斷開的情況下,S向a閉合的瞬間②在S斷開的情況下,S向b閉合的瞬間③在S已向a閉合的情況下,將R的滑片向d端移動時④在S已向b閉合的情況下,將R的滑片向d端移動時⑤在S已向a閉合的情況下,將R的滑片向c端移動時⑥在S已向b閉合的情況下,斷開S(1)請?zhí)顚懴铝胁僮髦薪饘侪h(huán)N的擺動方向(