【高考突破方案】第十章 实验十三　探究影响感应电流方向的因素 -强化训练（解析版）高考物理一轮复习

第十章 恒定电流
实验十三　探究影响感应电流方向的因素
　1.如图所示为“研究电磁感应现象”的实验电路，实验中：
（1）调整好电路后，将开关闭合，灵敏电流计指针向右偏转了一下后又返回到中间位置。接着将A线圈稍微向上拔出一些，则穿过线圈B的磁通量会　　　　（选填“增大”“减小”或“不变”），在拔出过程中灵敏电流计指针　　　　（选填“向左”“向右”或“不”）偏转。
（2）闭合开关，将线圈A插入线圈B后，滑动变阻器的滑片迅速向左滑时，灵敏电流计的指针　　　　（选填“向左”“向右”或“不”）偏转。
（3）若将直流电源换成频率足够低的低压交流电源，将线圈A插入线圈B中，保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关后，观察灵敏电流计将发现　　　　。
【答案】（1）减小　向左　（2）向左　（3）电流计指针左右摆动
【解析】（1）向上拔出一些线圈A时回路面积不变，磁场减弱，故穿过线圈B的磁通量减小；因为穿过线圈B的磁通量增大时，指针向右偏转，故当磁场方向不变，穿过线圈B的磁通量减小时，指针向左偏转。
（2）闭合开关，将线圈A插入线圈B后，滑动变阻器的滑片迅速向左滑时，滑动变阻器的接入电路中的阻值变大，A线圈中的电流减小，A线圈产生的磁场变弱，则穿过B线圈的磁通量减小，故指针向左偏转。
（3）将电池换成低压交流电源，线圈A插入线圈B中，穿过线圈B的磁通量大小与方向不断发生变化，线圈B中产生的感应电流大小与方向不断变化，灵敏电流计指针不停地左右摆动。
　2.某学习小组同学采用如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”，螺线管A、滑动变阻器、开关、电池构成闭合回路；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。
（1）要想使电流计指针发生偏转，下列四种操作中可行的是　　　　。
A.闭合开关，螺线管A和螺线管B相对静止向上运动
B.闭合开关，螺线管B不动，螺线管A插入或拔出螺线管B
C.闭合开关，螺线管A、B不动，移动滑动变阻器的滑片
D.螺线管A、B和滑动变阻器的滑片不动，闭合或断开开关
（2）利用图乙所示的装置进一步探究感应电流的方向与磁通量变化的关系，螺线管B与电流计构成闭合电路。正确连接好实验电路后，将条形磁铁N极朝下插入螺线管B，观察到灵敏电流计G的指针向右偏。
①将条形磁铁N极朝下拔出螺线管B，观察到灵敏电流计G的指针　　　　（选填“向左偏”或“向右偏”）；
②将条形磁铁S极朝下插入螺线管B，观察到灵敏电流计G的指针　　　　（选填“向左偏”或“向右偏”）。
【答案】（1）BCD　（2）①向左偏　②向左偏
【解析】（1）要想使电流计指针发生偏转，即螺线管B与电流计构成闭合电路产生感应电流，穿过螺线管B的磁通量发生变化。闭合开关，螺线管A和螺线管B相对静止向上运动，穿过螺线管B的磁通量不变，故不产生感应电流，故A错误；闭合开关，螺线管B不动，螺线管A相当于电磁铁，插入或拔出螺线管B过程，穿过螺线管B的磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确；闭合开关，螺线管A、B不动，移动滑动变阻器的滑片，则通过螺线管A的电流发生变化，产生的磁场变化，穿过螺线管B的磁通量发生变化，产生感应电流，故C正确；螺线管A、B和滑动变阻器的滑片不动，闭合或断开开关瞬间通过螺线管A的电流发生变化，产生的磁场变化，穿过螺线管B的磁通量发生变化，产生感应电流，故D正确。
（2）①将条形磁铁N极朝下拔出螺线管B，磁通量变化与插入的变化相反，产生的感应电流方向相反，观察到灵敏电流计G的指针向左偏。
②将条形磁铁S极朝下插入螺线管B，穿过螺线管B的磁场方向与N极朝下插入的磁场方向相反，产生的感应电流的方向相反，观察到灵敏电流计G的指针向左偏。
　3.用图甲所示的装置来验证“感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化”.该装置的原理图见图乙，已经判明电流表的指针是电流从左接线柱流入则向左偏，电流从右接线柱流入则向右偏.设计一个表格，把开关闭合、开关断开、滑动变阻器电阻变化产生感应电流的几种情况列入表格中，并且在表格中比较原磁场的变化与感应电流的磁场的方向.
【解析】
电路的 情况 A线圈的磁场方向和变化 B线圈中磁场的变化 电流表指针偏转方向 感应电流的磁场方向 感应电流的磁场的作用
开关闭合 向下、增大 向下、增大 向右 向上 阻碍Φ增大
开关断开 向下、减小 向下、减小 向左 向下 阻碍Φ减少
电阻变大 向下、减小 向下、减小 向左 向下 阻碍Φ减少
电阻变小 向下、增大 向下、增大 向右 向上 阻碍Φ增大
　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”)
【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
【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)在乙装置的实验中，若开关闭合时，发现直导线ab向左运动，则是由于直导线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流，是制造发电机原理；乙图是通电导体棒在磁场中受安培力作用发生运动，是制造电动机原理.