2025版高考物理全程一轮复习专题练习第十二章电磁感应实验十五探究影响感应电流方向的因素

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1.探究感应电流的方向与磁通量变化及磁场方向的关系．
2．经历探究过程，了解引入“中介”的意义，初步了解决定感应电流方向的因素．
一、实验装置与操作
二、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．
注意事项
(1)确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流强度，防止电流过大或通电时间过长损坏电流计．
(2)归纳感应电流方向与其他因素的关系，宜实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向．
考点一 教材原型实验
例 1[2024·海南统考模拟预测]某同学在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图甲接线，判断电流表指针的偏转方向与电流方向的关系，然后依次按图乙将电流表与A线圈连成一个闭合回路，按图丙将电流表与导体棒ab连成一个闭合回路(图中N、S两极上下正对)．在图甲中，当闭合开关S时，观察到电流表指针向右偏转(不通电时电流表指针停在正中央)，则：
(1)在图乙中，在磁体S极插入线圈A的过程中，电流表的指针将________偏转；磁体放在A中不动时，电流表的指针将________偏转(均选填“向左”“向右”或“不发生”)．
(2)在图丙中，处在两磁极之间的导体棒ab向右移动过程中，电流表的指针将________偏转；导体棒ab竖直向上移动过程中，电流表的指针将________偏转(均选填“向左”“向右”或“不发生”)．
例 2 如图为“研究电磁感应现象”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，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计的指针将________．
②线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器接入电路的阻值调小时，灵敏电流计的指针________(均选填“向左偏”或“向右偏”)．
(3)如果线圈B两端不接任何元件，则线圈B中________．
A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．不能用楞次定律判断感应电动势的高、低
C．可以用楞次定律判断感应电动势的高、低
D．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
考点二 探索创新实验
例 3 在研究电磁感应的实验中，实验装置如图所示．线圈C与灵敏电流表构成闭合电路．电源、开关、带有铁芯的线圈A、滑动变阻器构成另一个独立电路．表格中的第三行已经列出了实验操作以及与此操作对应的电流表的表针偏转方向，请以此为参考，把表格填写完整．
例 4 小明学了有关电磁方面的知识后，设计了如图所示的甲、乙两个装置．
(1)为了探究电磁感应现象，小明应选用______装置进行实验．
(2)小明选用甲装置探究有关知识时，进行了如下的操作，其中不能使电流表指针发生偏转的是________(填序号)．
①让导线ab在磁场中斜向上运动
②让导线ab在磁场中沿水平方向左右运动
③让导线ab沿竖直方向上下运动
(3)如果在乙装置的实验中，当开关闭合时，发现直导线ab向左运动，若要使导线ab向右运动，你采取的措施是______________________________________．
(4)甲、乙两图的原理分别用于制造________和________(均选填“电动机”或“发电机”)．
实验十五 探究影响感应电流方向的因素
关键能力·分层突破
考点一
例1 解析：(1)在磁体S极插入线圈A的过程中，线圈A中向上的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流从电流表的“＋”极流入，故电流表的指针将向左偏转；磁体放在A中不动时，线圈A中的磁通量不变，故回路中没有感应电流产生．(2)当导体棒ab向右移动时，根据右手定则可知，感应电流从电流表的“－”极流入，故电流表的指针将向右偏转；当导体棒ab竖直向上移动时，导体棒没有切割磁感线，故回路中没有感应电流产生．
答案：(1)向左 不发生 (2)向右 不发生
例2 解析：(1)将电池、开关、滑动变阻器与线圈A连接成闭合回路，将线圈B与灵敏电流计连接成闭合回路，实物图连接如图所示．
(2)①开关闭合时，灵敏电流计的指针向右偏，表明在磁场方向不变的情况下，增大通过线圈B的磁通量，则灵敏电流计的指针向右偏．将线圈A迅速插入线圈B时，通过线圈B的磁通量增大，则灵敏电流计的指针将向右偏．②线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器接入电路的阻值调小时，线圈A中电流增大，产生的磁场增强，通过线圈B的磁通量增加，则灵敏电流计的指针向右偏．
(3)在线圈B中磁通量发生变化时，即使线圈B不闭合，也有电磁感应现象，但线圈B中无感应电流，只有感应电动势，同样可以利用楞次定律判断感应电动势的高、低，选项C、D均正确．
答案：(1)见解析 (2)①向右偏 ②向右偏 (3)CD
考点二
例3 解析：由操作2可知，在开关S闭合的情况下，滑动变阻器的触头向右滑动时，电阻变大，电流减小，此时磁通量减小，表针向右摆动；则1.闭合开关S瞬间，磁通量增加，则表针向左摆动；3.在开关S闭合的情况下，线圈A远离线圈C时，磁通量减小，则表针向右摆动；4.在开关S闭合的情况下，将线圈A中的铁芯抽出时，磁通量减小，则表针向右摆动．
答案：左 右 右
例4 解析：(1)电磁感应现象是研究磁生电的现象，甲图是研究导体棒切割磁感线产生感应电流，乙图是研究电流的磁效应，故选甲图．
(2)对甲图，要产生感应电流，导体棒需切割磁感线．让导线ab在磁场中斜向上运动以及让导线ab在磁场中沿水平方向左右运动，都切割了磁感线，都能产生感应电流，都能使电流表指针发生偏转；让导线ab沿竖直方向上下运动，导体棒没有切割磁感线，故不会产生感应电流，不能使电流表指针发生偏转，故选③.
(3)如果在乙装置的实验中，当开关闭合时，发现直导线ab向左运动，是由于直导线ab受到安培力作用，若要使导线ab向右运动，只需要改变电流的方向或磁场的方向即可，可以采取的措施如下：将磁铁N、S极对调(或将连接电源两极的导线对调)．
(4)甲图是导体棒切割磁感线产生感应电动势，是发电机的原理；乙图是通电导体棒在磁场中受安培力作用发生运动，是电动机的原理．
答案：(1)甲 (2)③ (3)将磁铁N、S极对调(或将连接电源两极的导线对调) (4)发电机 电动机装置图
操作要领
思路：
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计的指针是否偏转来判定．
(1)确定电流计指针偏转方向与电流流向的关系．
(2)利用图甲研究开关闭合、断开、滑动变阻器滑动触头移动时电流计指针偏转方向．
(3)利用图乙研究条形磁铁N极向下(或S极向下)插入、抽出时电流计指针偏转方向．
实验操作
电流表的表针偏向
1.闭合开关S瞬间
表针向________摆动
2.在开关S闭合的情况下，滑动变阻器的触头向右滑动时
表针向右摆动
3.在开关S闭合的情况下，线圈A远离线圈C时
表针向________摆动
4.在开关S闭合的情况下，将线圈A中的铁芯抽出时
表针向________摆动