- 1.17 MB
- 2021-06-02 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
2020届一轮复习人教版 实验:探究电磁感应的产生条件 学案
知识内容
选考要求
课时要求
探究电磁感应的产生条件
√
1.观察电磁感应现象,理解产生感应电流的条件.
2.学会通过现象分析、归纳事物本质,认识实验观察能力与逻辑思维能力在探究过程中的重要作用.
3.进一步认识磁通量,结合实例对磁通量变化进行定性与定量分析.
1.实验原理
观察改变磁通量的几种情况,用灵敏电流计判断闭合回路中是否有感应电流产生,归纳产生感应电流的条件.
2.实验器材
零刻度在中间的灵敏电流计、蹄形磁铁、导体棒、条形磁铁、大小螺线管各一个、滑动变阻器、学生电源、开关、导线.
3.实验步骤
(1)探究实验一:导体切割磁感线运动
①按图1连接电路.
图1
②导体沿不同方向运动,观察并记录电流计指针偏转情况.
AB的运动方向
表针的摆动方向
垂直纸面向里
垂直纸面向外
沿磁感线向上
沿磁感线向下
③总结感应电流的产生条件.
(2)探究实验二:向线圈中插、抽磁铁
①按图2连接电路.
图2
②将条形磁铁N极向下插入或抽出线圈,观察并记录电流计指针偏转情况.
③S极向下,重复②的操作.
磁铁的动作
指针摆动方向
N极插入线圈
N极停在线圈中
N极从线圈中抽出
S极插入线圈
S极停在线圈中
S极从线圈中抽出
④总结产生感应电流的条件.
(3)探究实验三:模仿法拉第的实验
①按图3连接电路.
图3
②调节滑动变阻器,使接入电路的电阻较小,然后观察并记录闭合或断开开关时电流计指针偏转情况.
③保持开关闭合,调节滑动变阻器,观察并记录电流计指针偏转情况.
实验操作
指针偏转方向
开关闭合瞬间
开关断开瞬间
开关闭合时,滑动变阻器滑片不动
开关闭合时,移动滑动变阻器的滑片
④总结产生感应电流的条件.
4.实验结论
只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就有感应电流.
5.注意事项
(1)使用磁性较强的磁铁,使用零刻度在中间的灵敏电流计;(2)进行一种操作后,等电流计归零后再进行下一种操作;(3)滑动变阻器滑片不要移动太快.
一、实验原理与操作
例1 如图4所示是“探究电磁感应的产生条件”的实验装置,当闭合开关后,下列操作中能使电流计指针发生偏转的是( )
图4
A.保持磁铁静止,将导体棒ab上下移动
B.保持磁铁静止,将导体棒ab左右移动
C.保持导体棒ab静止,将磁铁上下移动
D.保持导体棒ab静止,将磁铁沿导体棒ab方向前后移动
答案 B
解析 保持磁铁静止,将导体棒ab上下移动,没有做切割磁感线运动,所以不能产生感应电流,故A错误;保持磁铁静止,将导体棒ab左右移动,导体棒切割磁感线,所以产生感应电流,故B正确;保持导体棒ab静止,将磁铁上下移动,运动方向与磁感线方向平行,所以不会切割磁感线,不会产生感应电流,故C错误;保持导体棒ab静止,将磁铁沿导体棒ab方向前后移动,不会切割磁感线,不会产生感应电流,故D错误.
例2 在“研究电磁感应现象”的实验中,所用器材如图5所示.它们是①灵敏电流计;②直流电源;③带铁芯的线圈A;④线圈B;⑤开关;⑥滑动变阻器(用来控制电流以改变磁场强弱).试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线).
图5
答案 连接电路如图所示
例3 (多选)(2018·牌头中学高二上学期期中)如图6所示为模拟法拉第“探究电磁感应的产生条件”的实物电路,实验器材:灵敏电流计、线圈A和线圈B、滑动变阻器、电源、开关等.在实验中可能出现的现象有( )
图6
A.开关闭合后,线圈A插入或抽出都会引起电流计指针偏转
B.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P滑动,电流计指针会偏转
C.线圈A插入线圈B中后,开关闭合的瞬间电流计指针会偏转
D.线圈A插入线圈B中后,开关断开的瞬间电流计指针不会偏转
答案 ABC
解析 由于开关闭合后,线圈A插入或抽出,滑片P滑动,或线圈A插入线圈B中后,开关闭合或断开瞬间,都会使线圈B的磁通量发生变化,所以电流计指针都会发生偏转,故选A、B、C.
二、电路连接及现象分析
例4 (2018·杭州市高三模拟)为观察电磁感应现象,某学生将灵敏电流计、螺线管A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图7所示的实验电路.当接通和断开开关时,电流计的指针都没有偏转,其原因是( )
图7
A.开关位置接错
B.电流计的正、负极接反
C.线圈B的3、4接头接反
D.蓄电池的正、负极接反
答案 A
解析 因感应电流产生的条件是闭合电路中的磁通量发生变化,由电路图可知,把开关接在B与电流计之间,因与1、2接头相连的电路在接通和断开开关时,电流不改变,所以不可能有感应电流,电流计指针也不可能偏转,开关应接在A与电源之间.
例5 (2018·温州九校协作体期末联考)在“探究电磁感应的产生条件”实验中,某同学的电路连线如图8所示,老师指出图中标示的1、2、3、4、5、6六根连线中有两处错误.若要求实验现象尽可能明显,则错误的连线是________与________(均填“1”“2”“3”“4”“5”或“6”).
图8
答案 2 3
解析 为了验证实验,应该让外面的大线圈接灵敏电流计,中间的小线圈与电源组成闭合回路,故2、3两根线接线圈的一端调换即可.
例6 “探究电磁感应的产生条件”的实验电路如图9所示.实验表明:当穿过闭合电路的________发生变化时,闭合电路中就会有电流产生.在闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于________(选填“a”或“b”)端.开关S闭合后还有多种方法能使线圈C中产生感应电流,试写出其中的两种方法:
图9
(1)________________________________________________________________________;
(2)________________________________________________________________________.
答案 磁通量 a (1)移动滑动变阻器的滑片P
(2)线圈A在线圈C中抽出或插入
解析 当穿过闭合回路的磁通量发生变化时,会产生感应电流.闭合开关前,滑动变阻器阻值应最大,则滑片P应置于a端.移动滑动变阻器滑片P,电流变化,线圈A的磁场发生变化,穿过线圈C的磁通量发生变化,线圈C中会产生感应电流.当线圈A在线圈C中抽出或插入的过程,穿过线圈C的磁通量发生变化,线圈C中会产生感应电流.
1.(实验原理)(多选)如图10所示,下列情况能产生感应电流的是( )
图10
A.如图甲所示,导体棒AB顺着磁感线运动
B.如图乙所示,条形磁铁插入或拔出线圈时
C.如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通时
D.如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通,当改变滑动变阻器的阻值时
答案 BD
解析 A中导体棒顺着磁感线运动,穿过闭合电路的磁通量没有发生变化,无感应电流,故A错误;B中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加,拔出线圈时线圈中的磁通量减少,都有感应电流,故B正确;C中开关S一直接通,回路中为恒定电流,螺线管A产生的磁场稳定,螺线管B中的磁通量无变化,线圈中不产生感应电流,故C错误;D中开关S接通,滑动变阻器的阻值变化使闭合回路中的电流变化,螺线管A的磁场发生变化,螺线管B中磁通量发生变化,线圈中产生感应电流,故D正确.
2.(电路连接与实验操作)(2018·余姚中学高二上学期期中)如图11所示是做“探究电磁感应的产生条件”的实验器材.
图11
(1)在图中用笔画线代替导线把它们连成实验电路.
(2)哪些操作可以使灵敏电流计的指针发生偏转(写出两点)?
①________________________________________________________________________.
②________________________________________________________________________.
答案 (1)如图所示
(2)①将开关闭合(或断开)
②闭合开关,将螺线管A插入(或拔出)大螺线管
解析 (1)由题图知灵敏电流计G已与大螺线管相连,所以把大螺线管与G连成一个闭合电路,A与电源及开关连成一个电路.(2)把开关闭合后,A相当于条形磁铁,把它插入(或拔出)大螺线管时,大螺线管与G构成的闭合电路就有感应电流.
3.(实验的综合考查)逆向思维是一种重要的思想方法,在这种思想方法的引领下,许多重要的科学定律被发现.“电生磁,磁生电”这种逆向互生的关系,体现了物理学中的一种对称美.请思考:
(1)你还能指出物理学中的其他对称性和对称实例吗?
________________________________________________________________________
(2)1831年,物理学家法拉第用如图12甲所示的实验装置,成功发现了磁生电现象.开关始终处于闭合状态时,a线圈中________(填“有”或“无”)感应电流产生,开关闭合或断开瞬间,a线圈中________(填“有”或“无”)感应电流产生.
图12
(3)如图乙所示是某兴趣小组研究磁生电现象所需的器材.请你协助该小组完成如下工作:用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路,将灵敏电流计和线圈B接成副线圈回路,并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量,使副线圈回路产生感应电流的三种方式:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________.
答案 (1)见解析 (2)无 有 (3)如图所示 见解析
解析 (1)电荷的正与负,吸引与排斥,运动和静止,光滑和粗糙.
(2)开关处于闭合状态时,因穿过a线圈的磁通量不变,所以无感应电流产生;闭合开关瞬间,穿过a线圈的磁通量突然增大,所以有感应电流产生,而断开开关瞬间,穿过a线圈的磁通量突然减小,所以有感应电流产生.
(3)使副线圈回路产生感应电流的方式:①将原线圈A插入副线圈B后,合上(或断开)开关瞬间;②合上开关后,将原线圈A插入副线圈B或从副线圈B中抽出;③合上开关,将原线圈A插入副线圈B,待稳定后,移动滑动变阻器的滑片.