【广东专版】66 第十一章　实验十四　探究影响感应电流方向的因素 课件《高考快车道》2026高考物理总复习

(共58张PPT)
实验十四　探究影响感应电流方向的因素
第十一章　电磁感应
实验储备·一览清
实验类型·全突破
类型1　 教材原型实验
角度1　实验原理与操作
[典例1]　小明用如图甲所示的装置研究“电磁感应现象”，螺线管与电流计构成闭合电路，条形磁铁N极朝下。
(1)要想使电流计指针发生偏转，小明进行了以下4种操作，其中可行的是________(选填选项前的字母)。
A．螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管
B．螺线管不动，磁铁加速插入或拔出螺线管
C．磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动
D．磁铁与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做圆周运动
√
√
(2)在(1)的研究中，小明发现电流计指针的偏转方向会有不同，也就是感应电流的方向不同，根据(1)中的操作，感应电流方向与下列哪些因素有关________(选填选项前的字母)。
A．磁铁的磁性强弱
B．磁铁运动的方向
C．磁铁运动的速度大小
D．螺线管的匝数
B
(3)小明又将实验装置改造，如图乙所示，螺线管A经过滑动变阻器与开关、电源相连构成直流电路；螺线管B与电流计构成闭合电路。螺线管B套在螺线管A的外面。为了探究影响感应电流方向的因素，闭合开关后，以不同的速度移动滑动变阻器的滑片，观察指针摆动情况；由此实验可以得出的正确结论是________(选填选项前的字母)。
A．螺线管A的磁性变强或变弱影响指针摆动方向
B．螺线管A的磁性变强或变弱影响指针摆动幅度大小
C．螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向
D．螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小
√
√
(4)在(3)的研究中，闭合开关后，螺线管A的电流稳定时，螺线管B中也存在磁场，但不出现感应电流，这说明什么？
___________________________________________________________。
穿过螺线管B的磁通量不变，则无感应电流产生
[解析]　(1)螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管，穿过螺线管的磁通量发生变化，根据楞次定律可知，在螺线管中会产生感应电流，即电流计指针发生偏转，A项正确；螺线管不动，磁铁加速插入或拔出螺线管，穿过螺线管的磁通量发生变化，根据楞次定律可知，在螺线管中会产生感应电流，即电流计指针发生偏转，B项正确；磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动，穿过螺线管的磁通量不变，根据楞次定律可知，在螺线管中不会产生感应电流，即电流计指针不发生偏转，C项错误；磁铁与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做圆周运动，穿过螺线管的磁通量不变，根据楞次定律可知，在螺线管中不会产生感应电流，即电流计指针不发生偏转，D项错误。
(2)根据(1)中的操作可知，在磁铁插入或拔出螺线管时，电流计指针偏转方向不同，说明感应电流方向与磁铁运动方向有关，B项正确。
(3)螺线管A的磁性变强或变弱时，穿过螺线管B的磁通量变大或变小，由楞次定律可知，螺线管B中产生的感应电流方向改变，所以螺线管A的磁性变强或变弱影响指针摆动方向，A项正确，B项错误；螺线管A的磁性强弱变化越快，由法拉第电磁感应定律E＝N可知，螺线管B中产生的感应电动势越大，感应电流越大，所以螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小，C项错误，D项正确。
(4)闭合开关后，螺线管A的电流稳定时，螺线管B中也存在磁场，但穿过螺线管B的磁通量不变，则无感应电流产生。
角度2　实验现象分析
[典例2]　在“探究感应电流方向的规律”实验中。
(1)用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系。如图1所示，实验表明，如果电流从正接线柱流入，指针将向________(选填“左”或“右”)偏转。
右
(2)用如图3所示的实验装置(线圈绕向如图2所示)，若电流计指针向右偏转，则线圈中感应电流产生的磁场的方向________(选填“向上”或“向下”)。
向上
(3)用电流计观察感应电流的方向，然后判断感应电流产生的磁场方向，得到如下实验记录。
磁铁的磁场方向 向下 向下 向上 向上
穿过线圈的磁通量的变化 增加 减少 增加 减少
感应电流的磁场方向 向上 向下 向下 向上
由此得出下列判断正确的是________。
A．感应电流产生的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反
B．感应电流产生的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相同
C．磁通量增大时，感应电流产生的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反
D．磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反
C
[解析]　(1)由题图1可知，如果电流从正接线柱流入，指针将向右偏转。
(2)若电流计指针向右偏转，那么从上往下看，电流的方向为逆时针，根据安培定则，线圈中感应电流产生的磁场的方向向上。
(3)由题表中实验信息可知，在实验中，穿过线圈的磁通量减少时，感应电流产生的磁场方向和磁铁的磁场方向相同；穿过线圈的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向和磁铁的磁场方向相反，A、B、D错误，C正确。
类型2　 拓展创新实验
考向1　实验原理创新
[典例3]　软铁环上绕有A、B、C三个线圈，线圈的绕向如图所示，三个线圈分别与另一线圈M、电源和一个电流表相连，当S1闭合、S2断开时，将一磁铁N极向下加速插入线圈M时，电流表指针向右偏转。
(1)保持S1闭合、S2断开，磁铁S极向下加速插入线圈M时，电流表指针________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
向左
(2)保持S1闭合、S2断开，磁铁N极向下插入线圈M后保持不动时，电流表指针________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(3)保持S1断开，在S2闭合瞬间，电流表指针________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
不
向右
[解析]　(1)将磁铁N极向下加速插入线圈M时，根据感应电流产生条件和楞次定律可知，M中产生从上往下看逆时针方向的感应电流，则A中电流从左端进，从右端出，A产生的磁场方向从左向右，则C中磁场方向从上向下，且磁场增强，根据楞次定律可知，线圈C中感应电流的磁场方向从下向上，电流表指针向右偏转。若保持S1闭合、S2断开，将磁铁S极向下加速插入线圈M过程中，此时与上述分析相反，则电流表指针向左偏转。
(2)若保持S1闭合、S2断开，将磁铁N极向下插入线圈M中保持不动，线圈A中无电流，B中无电流，所以线圈C中的磁场不变，磁通量不变，故无感应电流产生。
(3)若保持S1断开，在S2闭合瞬间，B中电流瞬时增大，软铁环中产生顺时针方向磁场，则C中磁场方向从上向下，且增大，故C会产生感应电流，电流表指针向右偏转。
创新点解读　本实验在教材原型实验的基础上进行创新，三个线圈绕在同一铁芯上，利用互感现象探究电流表中电流流向及感应电流方向，使操作上更加方便。
考向2　实验器材创新
[典例4]　在研究电磁感应的实验中，实验装置如图所示。线圈B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。
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，滑动变阻器的滑片向右滑动时 表针向右摆动
3．在开关S闭合的情况下，线圈A远离线圈B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
左
右
右
[解析]　由操作2可知，在开关S闭合的情况下，滑动变阻器的滑片向右滑动时，电阻变大，电流减小，此时磁通量减小，表针向右摆动；则闭合开关S瞬间，磁通量增加，则表针向左摆动；在开关S闭合的情况下，线圈A远离线圈B时，磁通量减小，则表针向右摆动；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。
创新点解读　该实验通过实验器材的改进，考查了指针偏转方向与穿过线圈的磁通量间的关系，然后根据实验操作分析判断指针偏转方向。
实验针对训练(十四)　探究影响感应电流方向的因素
1．(2025·广东江门模拟)同学们在学习了感应电流产生的条件后，想通过实验探究影响感应电流方向的因素，实验过程如下：
(1)按照题图1所示电路连接器材，闭合电键，电流表指针向右偏转，对调电源正负极，重复以上操作。该步骤目的是获得电流表指针偏转方向与________方向的对应关系(选填“电流”或者“磁铁的运动”)。
(2)按照图2所示电路连接器材，查明线圈中导线的绕向，以确定磁体运动时感应电流产生的磁场方向。
电流
(3)分别改变磁体磁场的方向和磁体运动方向，观察指针偏转方向，使用表格中记录数据；根据第1步探究的对应关系，表中实验4中标有“▲”处应填________(选填“向上”“向下”“向左”或“向右”)。
实验序号 磁体磁场的方向(正视) 磁体运动情况 指针偏转情况 感应电流的磁场方向(正视)
1 向下 插入线圈 向左 向上
2 向下 拔出线圈 向右 向下
3 向上 插入线圈 向右 向下
4 向上 拔出线圈 向左 ▲
向上
(4)根据表中所记录数据，进行如下分析：
①由实验1和__________(填实验序号)可得出结论：感应电流方向与磁体运动情况有关。
②由实验2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向________(选填“相同”“相反”或“无关”)。
2
相同
[解析]　(1)按照题图1所示电路连接器材，闭合电键，电流表指针向右偏转，对调电源正负极，重复以上操作。该步骤目的是获得电流表指针偏转方向与电流方向的对应关系。
(3)磁体磁场的方向向上，拔出线圈，发现指针向左偏转，根据实验序号1数据可知感应电流的磁场方向向上。
(4)①要探究感应电流方向与磁体运动情况的关系，需保证磁体磁场的方向相同，磁体运动方向不同，所以由实验1和2可得出结论：感应电流方向与磁体运动情况有关。
②由实验2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。
2．探究电磁感应现象的装置如图所示。
(1)闭合开关。让导体AB沿水平方向左右运动。观察到灵敏电流计的指针偏转；若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动，则灵敏电流计的指针________(选填“偏转”或“不偏转”)。
不偏转
(2)利用此装置探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系，观察到的实验现象记录如下：
实验序号 磁场方向 导体切割磁感线方向 灵敏电流计指针偏转方向
① 向下 向右 向左
② 向上 向右 向右
③ 向下 向左 向右
④ 向上 向左 向左
在上述四次实验中，比较________________两次实验，可知感应电流方向与磁场方向有关；比较_________________两次实验，可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向，则感应电流方向不变。
(3)在探究中还发现，导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较小；导体AB水平向左(或向右)快速运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，说明感应电流的大小与________________有关。
①和②(或③和④)
①和④(或②和③)
导体运动的快慢
[解析]　(1)导体沿竖直方向运动，运动方向与磁场平行，故不切割磁感线，不会产生感应电流，指针不会发生偏转。
(2)比较实验①和②(或③和④)可知：在导体切割磁感线运动方向一定时，改变磁场方向，感应电流的方向发生改变；比较实验①和④(或②和③)可知：在导体切割磁感线运动方向(或导体运动方向)和磁场方向同时改变时，感应电流的方向不变。
(3)导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较小，这说明电路中的电流较小；导体AB水平向左(或向右)快速运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，这说明电路中的电流变大，所以可以看出感应电流的大小与导体运动的快慢有关。
3．某实验小组利用如图所示的条形磁铁和楞次环做“探究影响感应电流方向的因素”的实验。
(1)用磁铁磁极靠近和远离A环，观察实验现象，并完成下表，其中感应电流的方向从A环靠近磁铁的一侧观察。
实验操作 磁铁N极 靠近A环 磁铁S极 靠近A环 磁铁N极 远离A环 磁铁S极
远离A环
实验现象 排斥 排斥 吸引 吸引
磁通量变化 增加 增加 减少 ________
原磁场方向 指向A环 指向磁铁 指向A环 ________
减少
指向磁铁
感应电流磁场的方向与原磁场方向的关系 相反 相反 相同 ________
感应电流磁场的方向 指向磁铁 指向A环 指向A环 ________
感应电流的方向 逆时针 顺时针 顺时针 ________
相同
指向磁铁
逆时针
(2)根据上表总结关于感应电流方向的实验结论：___________________________________________________________________________。
[解析]　(1)使条形磁铁S极远离A环时，穿过A环的磁通量减少，原磁场方向指向磁铁，根据楞次定律的“增反减同”，则感应电流磁场的方向与原磁场的方向相同，因此感应电流磁场的方向指向磁铁，那么感应电流的方向为沿逆时针方向。
(2)结论是感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
感应电流的磁场总
是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
4．(1)在“探究楞次定律”的实验中除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外，还要用到电表。应从下列电表中选择________。
A．量程为0～3 V的电压表
B．量程为0～3 A的电流表
C．量程为0～0.6 A的电流表
D．零刻度在中间的灵敏电流表
D
(2)某同学按下列步骤进行实验：
①将已知绕向的螺线管与电表连接；
②设计表格，记录将磁铁N、S极插入和抽出过程中引起的感应电流的磁场方向、磁通量变化、感应电流的方向、感应电流的磁场方向；
③分析实验结果，得出结论。
上述实验中，漏掉的实验步骤是______________________________
__________________________________________________________。
查明电流流入电表方向与电表指针
偏转方向的关系
(3)图1为某实验小组利用微电流传感器做“验证楞次定律”实验时，在计算机屏幕上得到的波形，横坐标为时间t，纵坐标为电流I。根据图线分析可知：将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图1中①所示图线。现用该磁铁，如图2所示，从很远处按图示方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动，并穿过线圈向远处而去。图3中较正确地反映线圈中电流I与时间t关系的是________。
图3
A　　　　　B　　 　　　C　　 　　　D
√
[解析]　(1)由于电流方向会发生变化，所以应该用零刻度在中间的灵敏电流表，故D项正确。
(2)因为本实验是“探究楞次定律”的实验，所以要查明电流流入电表方向与电表指针偏转方向的关系，从而来确定感应电流方向与原磁通量变化之间的关系。
(3)根据图线分析知道：将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到题图1中①所示图线，则表明穿过线圈向右的磁通量增加时，应该形成①所示图线的形状，当磁铁S极从很远处按题图2所示方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动，并穿过线圈向远处而去时，穿过线圈平面向左的磁通量先增加后减少，线圈中电流方向与题图1中①②所示图线的方向恰好相反，B项正确。
5．为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下实验。
(1)小明同学用如图甲所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。
①部分实验记录如下：
ⅰ．实验得出所用电流计指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“＋”接线柱流入电流计时，指针向右偏转。
ⅱ．将条形磁铁按如图甲方式N极向下插入螺线管时，发现电流计的指针向右偏转。判断出螺线管中电流的方向，再判断出螺线管中的感应电流磁场的方向。
ⅲ．经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向________(选填“相同”或“相反”)。
相反
②关于该实验，下列说法正确的是________。
A．只有磁铁N极向下插入螺线管，灵敏电流计指针才会向右偏转
B．将磁铁的S极向下插入螺线管时，灵敏电流计指针向右偏转
C．将磁铁的S极向下插入螺线管时，灵敏电流计指针向左偏转
D．将磁铁向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越大
CD
(2)小宁同学用如图乙所示的电路研究感应电流的方向。
①将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针向左偏转，则保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片向左匀速移动，则电流计指针________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
②实验结束后，某同学在开关还没断开，A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下，直接用手去拆除某螺线管处的导线，突然被电击了一下，则该同学被电击是在拆除________(选填“A”或“B”)螺线管所在电路时发生的。
向左
A
[解析]　(1)①由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化(增反减同)，故穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向相反。
②将磁铁的S极向下插入螺线管后，向上将磁铁拔出螺线管时，灵敏电流计指针也会向右偏转，A错误；由安培定则知，将磁铁的S极向下插入螺线管时，灵敏电流计指针向左偏转，B错误，C正确；将磁铁向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越大，D正确。故选CD。
(2)①由题知，当闭合开关S瞬间，线圈A中电流瞬间增加，电流计指针向左偏转，由题图乙知，将滑动变阻器的滑片向左匀速移动，电路中总阻减小，线圈A中电流继续增加，故电流计指针向左偏转。
②拆除A线圈时，A线圈产生的感应电流阻碍A线圈中电流减小，故突然被电击了一下。
6．在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，
(1)为安全检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系，在给出的实物图(如图甲)中，将需要的实验仪器正确连成完整的实验电路。
见解析图
(2)电路中定值电阻的作用主要是为了________。
A．减小电路两端的电压，保护电源
B．增大电路两端的电压，保护电源
C．减小电路中的电流，保护灵敏电流表
D．减小电路中的电流，便于观察灵敏电流表的读数
C
(3)图乙所示实验中，下列实验操作中说法正确的是________。
A．判断感应电流的方向时，需要先确定线圈的绕法
B．实验中需要将条形磁体的磁极快速插入或快速拔出，感应电流的产生将更加明显
C．实验中将条形磁体的磁极插入或拔出时，不管缓慢，还是迅速，对实验现象都不影响
D．将N极向下插入线圈或将S极向下插入线圈，电流表的偏转方向相同
AB
[解析]　(1)为安全检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系，应将电源和电流表连接，考虑到电流表的内阻很小，需接入大电阻保护电表，几个元件串联连接，完整的实验电路如图。
(2)因灵敏电流表的内阻很小，直接接电源容易满偏，则接入定值电阻的作用主要是为了减小电路中的电流，保护灵敏电流表，故C正确。
(3)判断感应电流的方向时，用楞次定律需要知道线圈流过电流时原磁场的方向，则需要先确定线圈的绕法，故A正确；实验中将条形磁体的磁极快速插入或快速拔出，磁通量的变化率更大，产生的感应电流更大，指针的偏转幅度更大，产生的现象将更加明显，故B正确，C错误；将N极向下插入线圈或将S极向下插入线圈，磁通量都增大，但两种方式的原磁场方向相反，由楞次定律可知感应电流方向相反，电流表的偏转方向相反，故D错误。
谢 谢 ！