新高考物理一轮复习实验重难点专题实验13 探究影响感应电流方向的因素（含解析）

实验13 探究影响感应电流方向的因素

1.知道电磁感应现象的产生条件并会分析解决实际问题.

2.会根据楞次定律判断感应电流的方向，会应用楞次定律的推论分析问题.

1.实验设计

如图所示，通过将条形磁体插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量，根据电流表指针的偏转方向判断感应电流的方向．

2．实验器材

电流表、条形磁体、螺线管、电池、开关、导线、滑动变阻器等．

3．实验现象

4．实验结论

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小时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同．

5．注意事项

实验前应先查明电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系：把一节干电池、滑动变阻器、开关S与电流表串联，开关S采用瞬间接触，记录指针偏转方向与电流方向的关系．

【典例1】（2021·北京·北大附中高三阶段练习）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装置图，将电源、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B（线圈绕线方式分别如图所示）、电流计及开关如图连接。之前通过试触知道，当电流从右侧接线柱流入电流计时，指针向右编转，当电流从左侧接线柱流入该电流计时，指针向左偏转。则（选填“向右”、“向左”或“不”）

（1）当线圈A向上移动时，电流计指针___________偏转；

（2）滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，能引起电流计指针___________偏转；

（3）在线圈A中插入铁芯时，电流计指针___________偏转；

（4）断开开关时，能引起电流计指针___________偏转；

（5）滑动变阻器的滑动端P匀速向左滑动，能使电流计指针___________偏转。

【答案】     左     右     右     左     左

【解析】（1）[1]由题图可看出线圈A的电流向左流，根据右手定则线圈A的下端为N级、上端为S级，当线圈A向上移动时，线圈B的磁通量在减少，根据楞次定律有感应电流从左侧接线柱流入该电流计，则指针向左偏转。

（2）[2]由题图可看出线圈A的电流向左流，根据右手定则线圈A的下端为N级、上端为S级，当滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动时，线圈B的磁通量在增大，根据楞次定律有感应电流从右侧接线柱流入该电流计，则指针向右偏转。

（3）[3]由题图可看出线圈A的电流向左流，根据右手定则线圈A的下端为N级、上端为S级，当在线圈A中插入铁芯时，线圈B的磁通量在增大，根据楞次定律有感应电流从右侧接线柱流入该电流计，则指针向右偏转。

（4）[4]由题图可看出线圈A的电流向左流，根据右手定则线圈A的下端为N级、上端为S级，当断开开关时，线圈B的磁通量在减少，根据楞次定律有感应电流从左侧接线柱流入该电流计，则指针向左偏转。

（5）[5]由题图可看出线圈A的电流向左流，根据右手定则线圈A的下端为N级、上端为S级，当滑动变阻器的滑动端P匀速向左滑动时，线圈B的磁通量在减少，根据楞次定律有感应电流从左侧接线柱流入该电流计，则指针向左偏转。

【典例2】（2022·上海师大附中高三学业考试）在“研究磁通量变化时感应电流的方向”的实验中：

（1）①某同学用通电螺线管代替条形磁铁进行如下实验操作：

A．将灵敏电流计直接与电池两极相连，检测灵敏电流计指针偏转方向与电流流向的关系；

B．按图接好电路；

C．把原线圈放入副线圈中，接通、断开电键观察并记录灵敏电流计指针偏转方向；

D．归纳出感应电流的方向与磁通量变化的关系。

其中错误之处是___________、___________。   

②已知一灵敏电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转，现把它与线圈串联接成图8所示电路，条形磁铁的磁极、运动方向及灵敏电流计的正负接线柱和指针偏转方向均如图所示，试画出螺线管上导线的绕向。___________

【答案】     A中电流计要串接保护电阻后接到电池上     B中原副线圈位置换错了    

【解析】不能用导线直接把电源两极连接起来，否则会造成电源短路，损坏电源，应串联保护电阻再接到电源上，故A错误；原线圈应用小线圈，副线圈应用大线圈，故B错误。

根据楞次定律判断出感应电流磁场方向，然后由安培定则判断出线圈的绕向，最后作图。

（1）[1][2]A．将灵敏电流计直接与电池两极相连，会造成电源短路，损坏电源，电流计要串接保护电阻后接到电池上，故A操作错误；

B．原线圈应该用小线圈，副线圈应用用大线圈，由图示电路图可知，原副线圈弄反了，故B操作错误。

（2）[3]由图示可知，穿过螺线管的磁场方向向下，磁铁向螺线管靠近，穿过螺线管的磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流磁场方向应向上，由安培定则可知，从上向下看，螺线管的绕向是沿逆时针方向，如下图所示

【典例3】（2022·全国·高三专题练习）如图所示为“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）开关断开时，灵敏电流计指针在表盘中央，若在原线圈插入副线圈后，将开关闭合，此时发现灵敏电流计的指针向右偏，那么可能出现的情况有：

A．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向右拉时，灵敏电流计指针___________（填“向左”、“向右”、“不”）偏转。

B．将原线圈迅速拔出副线圈时，灵敏电流计指针将___________（填“向左”、“向右”、“不”）偏转。

【答案】          向右     向左

【解析】（1）[1]探究电磁感应现象实验电路分两部分，要使原线圈产生磁场必须对其通电，故电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，而灵敏电流计与副线圈组成另一个闭合电路，如图所示

（2）开关断开时，灵敏电流计指针在表盘中央，若在原线圈插入副线圈后，将开关闭合，此时发现灵敏电流计的指针向右偏，说明穿过副线圈的磁通量增加，灵敏电流计指针

向右偏。那么可能出现的情况有：

[2]A．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向右拉时，滑动变阻器的有效阻值减小，则流过原线圈的电流增大，说明穿过副线圈的磁通量增加，灵敏电流计指针向右偏；

[3]B．将原线圈迅速拔出副线圈时，说明穿过副线圈的磁通量减小，灵敏电流计指针向左偏。

【典例4】（2021·全国·高三专题练习）如图所示的器材可用来研究电磁感应现象并探究影响感应电流方向的因素。

（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，除了查清流入电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清________中导线的绕制方向。（选填“A”“B”或“A和B”）

（3）闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑动头P置于最________端。（选填“左”或“右”）

【答案】          A和B     右

【解析】(1)[1]研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、线圈A组成闭合电路，电流表与线圈B组成另一个闭合电路。实验电路图如答案图所示。

(2)[2]在实验过程中，需要确定线圈A中电流的磁场方向和线圈B中感应电流的磁场方向，故还应查清线圈A与线圈B中导线的绕制方向。

(3)[3]闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑动头P置于最右端，使滑动变阻器阻值最大，以保护电路。

【典例5】（2022·北京市第四十三中学高三期中）为了探究电磁感应现象的产生条件，图中给出了必备的实验仪器。

（1）请你用笔画线代替导线，将实验电路连接完整；(       )

（2）正确连接实验电路后，在闭合开关时灵敏电流计的指针发生了偏转。开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片，灵敏电流计的指针___________偏转；断开开关时灵敏电流计的指针___________偏转；（选填“发生”或“不发生”）

（3）如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁某个磁极朝下。下列说法正确的是_________；

A．当磁铁的N磁极朝下，且磁铁向下运动时（但未插入线圈内部），磁铁与线圈相互吸引

B．当磁铁的S磁极朝下，且磁铁向下运动时（但未插入线圈内部），磁铁与线圈相互吸引

C．当磁铁的N磁极朝下，且磁铁向下运动时（但未插入线圈内部），a点电势高于b点电势

D．当磁铁的S磁极朝下，且磁铁向下运动时（但未插入线圈内部），a点电势高于b点电势

【答案】          发生     发生     C

【解析】

（1）[1]要想探究电磁现象的产生条件，两个线圈应分别接入两个回路，故

（2）[2][3]灵敏电流计发生偏转，说明灵敏电流计所在回路产生了感应电流，即电源所在回路的电流发生了变化，快速滑动滑动变阻器滑片和断开开关时，电源所在回路电流均发生了变化，故灵敏电流计在以上情况均会发生偏转；

（3）[4]AB．根据楞次定律，磁铁与线圈之间满足“来拒去留”关系，即只要磁铁靠近闭合线圈，二者就会相互排斥，故AB错误；

CD．当a点电势高于b点电势时，线圈内的感应电流沿逆时针方向（从上往下看），根据右手定则可知，感应磁场方向向上，原磁场此时应为向下的磁通量增多或者向上的磁通量减小，又因为磁铁靠近线圈，磁通量增多，所以一定是磁铁的N磁极朝下，故C正确，D错误。

故选C。

【典例6】（2022·全国·高三课时练习）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：

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________。

③由实验记录1、2、3、4得出的结论是：______。

【答案】     电流     增大     相反     减小     相同     感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

【解析】（1）[1]先观察电流表指针偏转方向与电流方向的对应关系，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）①[2][3]由实验记录1、3可知，磁体插入线圈，穿过闭合回路的磁通量增大，感应电流的磁场与原磁场方向相反。

②[4][5]由实验记录2、4可知，磁体从线圈中拔出，穿过闭合回路的磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场方向相同。

③[6]由实验记录1、2、3、4得出的结论是：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。