1、【 精品教育资源文库 】 第 5 讲 加试实验 实验 13：探究电磁感应的产生条件 一、实验原理 改变闭合回路中的磁通量，闭合回路中就可以产生感应电流，感应电流的有无可以通过连在电路中的电流表指针是否偏转来判定 . 二、实验器材 蹄形磁铁、条形磁铁、导体棒、线圈 (正、副各一个 )、灵敏电流计、直流电源、滑动变阻器、导线、开关 . 三、实验过程 1.观察导体棒在磁场中是否产生感应电流：如图 1 所示，导体棒静止、左右平动、前后运动、上下运动，观察电流表指针是否偏转，记录实验现象 . 图 1 2.观察条形磁铁在线圈中运动是否产生感应电流：如图 2 所示， N、 S 极分别向线圈中插入、静止、拔
2、出，观察电流表指针是否偏转，记录实验现象 . 图 2 3.模仿法拉第的实验：如图 3 所示，观察开关闭合瞬间、开关断开瞬间、开关闭合滑动变阻器滑片不动、开关闭合滑动变阻器滑片迅速移动时，电流表指针是否偏转，记录实验现象 . 图 3 【 精品教育资源文库 】 例 1 (多选 )用如图 4 所示的装置做 “ 探究产生感应电流的条件 ” 实验，下列说法正确的是( ) 图 4 A.甲图中当磁铁静止在线圈中时，电流表的指针发生偏转 B.甲图中 N 极或 S 极插入线圈时，电流表的指针偏转方向不同 C.乙图中开关处于闭合状态， 移动变阻器的滑片时指针发生偏转 D.乙图中开关处于断开状态，拔出线圈 A 时
3、电流表的指针发生偏转 答案 BC 解析 题图甲中当磁铁静止在线圈中时，螺线管内磁通量不发生变化，不产生感应电流，电流表的指针不偏转，选项 A 错误；题图甲中 N 极或 S 极插入线圈时，电流表的指针偏转方向不同，选项 B 正确；题图乙中开关处于闭合状态，移动变阻器的滑片时螺线管内磁通量发生变化，产生感应电流，电流表的指针发生偏转，选项 C 正确；题图乙中开关处于断开状态，没有构成回路，所以不会有电流通过电流表，选项 D 错误 . 变式 1 在 “ 探究电磁感应的产 生条件 ” 的实验中，现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈 A、线圈 B、电流表及开关 S 按如图 5 所示连接，当开关 S 闭合
4、瞬间，电流表指针左偏，说明 B线圈产生了感应电流，开关 S断开瞬间，电流表指针 _(选填 “ 会 ” 或 “ 不会 ”)偏转；当开关 S 闭合后，要使电流表的指针左偏，可采取的操作为 _. 图 5 答案 会 滑动变阻器的滑片 P 向右滑动 变式 2 (2017 温州市九校高三上学期期末 )在 “ 探究感应电流的产生条件 ” 实验中，某同学的电路连线如图 6 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 _(选填 “1” 、 “2” 、“3” 、 “4” 、 “5” 或 “6”) 【 精品教育资源文库 】 图
5、 6 答案 2 3 解析 探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，电流计与副线圈组成另一个闭合电路，则错误的连线是 2 与 3. 实验 14：探究感应电流方向的规律 一、实验原理 楞次定律 . 二、实验器材 条形磁铁、灵敏电流计、线圈、导线、一节干电池 (用来查明线圈中电流的流向与电流表指针偏转方向的关系 ). 三、实验过程 1.按图 7 连接电路，闭合开关，记录 G 中流入的电流方向与指针偏转方向的关系 . 2.记下线圈绕向，将线圈与灵敏电流计构成电路 . 3.把条形磁铁 N 极 (S 极 )向下插入线圈中，并从线圈中拔出，每次记录电流计中指针偏转方向，
6、并确定电流方向，从而确定磁场方向 . 图 7 4.总结，形成结论 . 例 2 (2017 浙江 4 月选考 21(2) 用如图 8 所示的装置做 “ 探究感应电流方向的规律 ”实验，磁体从靠近线圈的上方静止下落 .当磁体运动到如图所示的位置时，流过线圈的感应电流方向从 _(选填 “ a 到 b” 或 “ b 到 a”). 在磁 体穿过整个线圈的过程中，传感器显示的电流 i 随时间 t 的图象应该是 _. 【 精品教育资源文库 】 图 8 答案 b 到 a A 解析 根据楞次定律可知，流过线圈的感应电流方向从 b 到 a，在磁体穿过整个线圈的过程中，进入时电流方向与离开时电流方向相反，排除 C
7、 选项 .由于离开时速度比进入时速度大，即切割磁感线的感应电流要大，故选项 A 正确，选项 B、 D 错误 . 变式 3 如图 9 甲所示，开关 S 闭合后电流表指针由中央向左偏，当把一个线圈 A 和这个电流表串联起来 (图乙 )后，将一个条形磁铁 B 插入或拔出线圈时，线圈中会产生感应电流，经观察发 现，电流表指针由中央位置向右偏，这说明 _. 图 9 A.如果磁铁的下端是 N 极，则磁铁正在远离线圈 B.如果磁铁的下端是 S 极，则磁铁正在远离线圈 C.如果磁铁的下端是 N 极，则磁铁正在靠近线圈 D.如果磁铁的下端是 S 极，则磁铁正在靠近线圈 答案 AD 变式 4 小李同学在用实验探究
8、电磁感应现象中感应电流方向所遵循的规律时，准备了下【 精品教育资源文库 】 列器材：多匝线圈、磁电式演示电表、条形磁铁、导线若干 . (1)该同学把两只相同的磁电式演示电表用导线连接起来，然后抽去刻度面板，用手指迅速轻拨其中一只表的指针，同时观 察另一只电表的指针，图 10 甲中与事实相符的是_(选填 “a” 和 “b”). 图 10 (2)该同学将电流表、线圈 A 和 B、蓄电池、开关用导线连接成如图乙所示的实验电路，当她在闭合、断开开关的瞬间，电流表的指针都没有偏转，其原因 _. A.电流表正负极接反了 B.电流表接错了，应该接在蓄电池上 C.蓄电池的正负极接反了 D.开关接错了，应该接
9、在 B 线圈上 答案 (1)b (2)D 解析 (1)由于两磁电式演示电表电流方向相同，而其中一个是发电，用右手定则判断，另一个是受安培力而 转动，用左手定则判定，两者指针偏转方向相反，故填 b.(2)由于 A 线圈回路没有电源，所以不会发生电磁感应 . 实验 15：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 一、实验原理 原线圈通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中的磁场也在不断的变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，副线圈中就存在输出电压 .本实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系 . 二、实验器材 两只多用电表 (或两只交直流数字电压
10、表 )、学生电源 (低压交流电源 )、开关、可拆变压器、导线若干 . 三、实验 过程 1.按如图 11 所示连接好电路图，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数 . 【 精品教育资源文库 】 图 11 2.打开学生电源，读出电压值，并记录在表格中 . 3.保持匝数不变多次改变输入电压，记录下每次的两个电压值 . 4.保持电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值 . 5.数据记录与处理 次序 n1(匝 ) n2(匝 ) n1 n2 U1(V) U2(V) U1 U2 1 2 3 4 四、注意事项 1.在改变学生电源 电压、线圈匝数前均要先断
11、开开关，再进行操作 . 2.为了人身安全学生电源的电压不能超过 12 V，不能用手接触裸露的导线和接线柱 . 3.为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量 . 例 3 (2017 浙江 4月选考 21(1) 为完成 “ 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 ”实验，必须要选用的是 _. A.有闭合铁芯的原、副线圈 B.无铁芯的原、副线圈 C.交流电源 D.直流电源 E.多用电表 (交流电压挡 ) F.多用电表 (交流电流挡 ) 【 精品教育资源文库 】 用匝数 na 60 匝和 nb 120 匝的变压器，实验测量数据如下表 U
12、a/V 1.80 2.80 3.80 4.90 Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98 根据测量数据可判断连接电源的线圈是 _(选填 na或 nb) 答案 ACE nb 解析 为了完成变压器的探究，需要使用交流电源变压，故选用多用电表的交流电压挡 .为了让变压效果明显需要含有闭合铁芯的原、副线圈 .由于有漏磁，所以副线圈测量电压应该小于理论变压值，即 nb为输入端， na为输出端 . 变式 5 (2016 浙江 10 月选考 21(2)如图 12 所示，在用可拆变压器 “ 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 ” 实验中，下列说法正确的是 _(填字母 ). 图 12 A.用可拆变压器
13、，能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈 B.测量原、副线圈的电压，可用 “ 测定电池的电动势和内阻 ” 实验中的直流电压表 C.原线圈接 0、 8 接线柱，副线圈接 0、 4 接线柱，副线圈电压大于原线圈电压 D.为便于探究 ， 先保持原线圈匝数和电压不变 ， 改变副线圈的匝数 ， 研究其对副线圈电压的影响 答案 AD 变式 6 在 “ 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 ” 实 验中，操作步骤如下： 将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上； 闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压； 将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡
14、； 将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤 . (1)以上操作的合理顺序是 _(只填步骤前数字序号 )； (2)如图 13 所示，在实验中，两线圈的匝数 n1 1 600， n2 400，当将 n1做原线圈时， U116 V，副线圈两端电压 U2 4 V；原线圈与副线圈对调后，当 U1 8 V 时， U2 32 V，那么可初步确定，变压器两个线圈的电压 U1、 U2与线圈匝数 n1、 n2的关系是 _. 【 精品教育资源文库 】 图 13 答案 (1) (2) U1U2 n1n2解析 (1)在 “ 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 ” 实验中，首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；最后将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤 .故合理的 顺序是 . (
