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高中物理实验专题训练——电磁学实验：电磁感应部分

一、实验题

某同学用如图所示装置探究感应电流的方向与引起感应电流的磁场的关系，已知电流从a接线柱流入电流表时，电流表指针右偏。

（1）若无论快速插入还是拔出磁铁，均不能看到电流表指针有明显偏转，经检查电路没有断路，则原因可能是______。

（2）解决上述问题后，该同学进行了4次实验，并把磁铁下方磁场方向、磁铁运动情况、电流表指针偏转情况及线圈中感应电流的磁场方向都记录在下表中：

实验序号

磁铁磁场方向

磁铁运动情况

指针偏转情况

感应电流的磁场方向

1

向下

插入

右偏

2

向下

拔出

左偏

3

向上

插入

左偏

4

向上

拔出

右偏

在实验1、4中，线圈中感应电流的磁场方向为______（填“向上”或“向下”）。

（3）由实验1、3得出的结论是穿过闭合电路的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向______（填“相同”或“相反”）。

（4）由实验2、4得出的结论是穿过闭合电路的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向______（填“相同”或“相反”）。

（5）由实验1、2、3、4得出的结论是感应电流的磁场总是要______引起感应电流的磁通量的变化。

【答案】

（1）电流表量程过大或线圈匝数过少或磁铁磁性太弱

（2）向上

（3）相反

（4）相同

（5）阻碍

【解析】

【小问1详解】

电路没有断路而电流表没有明显示数，可能是电流表量程过大或线圈匝数过少或磁铁磁性太弱所致。

【小问2详解】

电流从a接线柱流入电流表指针向右偏转，根据右手螺旋定则可知感应电流的磁场方向向上。

【小问3详解】

由表中信息可知，在实验1、3中，磁铁插入线圈，穿过线圈的磁通量增加，穿过线圈的磁场方向相反，感应电流方向相反，但感应电流产生的磁场方向均与原磁场方向相反，由此可知穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反。

【小问4详解】

由表中实验信息可知，在实验2、4中，穿过线圈的磁通量减小，穿过线圈的磁场方向相反，感应电流方向相反，但感应电流产生的磁场方向均与原磁场方向相同，由此可知穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。

【小问5详解】

综合分析4次实验可知感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

小张同学用图甲的实验装置“研究电磁感应现象”。闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。

（1）闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针___________（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；

（2）闭合开关稳定后，将线圈A从线圈B抽出的过程中，灵敏电流计的指针__________（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；

（3）如图乙所示，Rt为热敏电阻，其阻值随着周围环境温度的升高而减小。轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。若周围环境温度急剧上升时，从右向左看，金属环A中电流方向_______（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向__________（填“左”或“右”）运动。

【答案】

（1）向左偏转

（2）向右偏转

（3）①顺时针②左

【解析】

【小问1详解】

由于闭合开关瞬间，线圈B中磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏转。将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，线圈A中电流增大，线圈B中磁通量增大，由楞次定律可知，此时电流计的指针向左偏转。

【小问2详解】

将线圈A从线圈B抽出的过程中，线圈B的磁通量减小，与闭合开关瞬间相比，由楞次定律可知，此时电流计的指针向右偏转。

【小问3详解】

[1][2]由图中电流方向和右手螺旋定则可知，通电螺旋管的磁场方向水平向右，当周围环境温度急剧上升时，热敏电阻阻值减小，通电螺旋管的电流增大，磁场增强，金属环A中磁通量增大，根据“增反减同”可得，从右向左看，金属环A中电流方向顺时针。根据“増离减靠”金属环A将向左运动。

某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。

（1）实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度d，如图乙所示，d=____mm。

（2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间Δt内感应电动势的平均值E

A.磁通量的变化量 B.磁通量的变化率 C.磁通量

（3）得到多组Δt与E的数据之后，若以E为纵坐标、Δt为横坐标画出

（4）其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线，其斜率__________________（选填“增大”“不变”或“减小”）。

【答案】

（1）5.664##5.665##5.666

（2）A

（3）1Δ

（4）增大

【