三、研究电磁感应现象

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1、三、研究电磁感应现象【重要知识提示】1．实验目的、原理(1)实验目的研究产生电磁感应的条件，归纳判定感应电流方向的规律．(2)实验原理将零刻度线在刻度盘中央的电流表与线圈一起串联接人闭合电路，通过以不同的方式改变穿过该线圈的磁通量，观察电流表指针是否偏转及偏转方向，从而总结产生电磁感应现象的条件，归纳判定感应电流方向的规律．2．实验器材有软铁棒做铁芯的原线圈(A)、副线圈(B)一副，零刻度在刻度盘中央的灵敏电流计一只，滑动变阻器(阻值范围O～5012)，蓄电池或干电池(电压为3～6V)，保护电阻(阻值约几十千欧)、开关(压触式)、导线若干．3．实验步骤及安装调整(1)

2、首先查明电流表指针的偏转方向和电流方向的关系．具体的作法是：将定值电阻(R)与灵敏电流计(G)、压触式开关(S)串联，并与干电池(E)组成回路，如图5—17所示．用手点压开关，观察、判定电流表指针偏转方向与通过的电流方向之间的关系．(2)观察原、副线圈的绕线方向，并对绕向作下记录．若看不清绕线方向，可将线圈与电源、开关组成回路，将其平放于桌面上，并在其一端放上小磁针，闭合回路开关，观察小磁针转向，根据右手定则确定线圈的绕制方向．(3)将原线圈(A)(内径较小、带铁芯)、滑动变阻器(R)、直流电源(E)和开关(S)串联成一个电路，将灵敏电流计(G)与副线圈(B)(内径较

3、大)串联成另一个电路．将滑动变阻器阻值调到最大．如图5—18所示．(4)设计记录实验现象的表格，如下表所示．(5)按设计方案进行三项研究：(a)使通电原线圈(A)与副线圈(B)发生相对运动；(b)保持原、副线圈不动，接通、断电；(c)改变原线圈中的电流方向，重复上述实验．将研究方式、观察结果填入记录表格．(6)拆除电路，整理好实验器材．(7)根据实验结果进行分析、比较、归纳产生感应电流的条件、感应电流方向与磁通量变化方式之间的关系．4．注意事项(1)实验前，应查明电流表指针的偏转方向与通过的电流方向之间的关系．有人认为：只要电流从表的正接线柱流人，电流表的指针就一定向

4、正接线柱一侧偏转．这种理解是片面的，有些型号的电流表指针偏转情况刚好相反，因此实验前对使用的电流表必须亲自查明．(2)查明原、副线圈的导线绕制方向是总结判定感应电流方向规律的又一关键．(3)此实验使用的电流表不允许通过较大电流，因此查明电流表指针偏转方向与电流方向关系时，应将保护电阻与电流表串联，防止烧坏电流表．(4)由于原线圈电阻非常小，所以不宜将其直接接在电源两端．一般在回路中串联接人滑线变阻器(其阻值只能由大调小)，以免回路电流太大．不仅如此，回路通电时间也不宜过长，以免过热导致烧坏电源、原线圈．本实验尽量选用压触式开关，其目的正是如此．【典型范例导析】【例1】

5、物理课外小组的同学在验证楞次定律时，将实验器材连成如图5—19所示电路，杨小初同学在实验时，进行了以下主要步骤：(1)把蓄电池(E)、开关(S)、线圈(A)串联成一个电路．(2)把电流表(G)与线圈(B)串联成另外一个电路．(3)接通电源(E)，给线圈(A)通电，记下线圈(A)中电流方向，将线圈(A)插入线圈(B)中，停一会儿再取出来．观察线圈(A)在插入、取出过程中以及停止运动时电流表(G)指针有无偏转、偏转方向，并作记录．(4)改变线圈(A)中的电流方向，按步骤(3)重复实验，观察电流表的指针有无偏转及偏转方向，并作下记录．杨小初同学在根据记录的结果进行分析时，发

6、现无法分析、验证，因为他在实验中遗漏了以下重要实验步骤：(a)______________________________________________________________________(b)______________________________________________________________________．解析在实验时，必须查明电流表指针偏转方向与电流方向的关系、查明线圈的绕制方向之间关系，否则即使观察出电流表指针偏转方向，也无法分析出感应电流方向，也不能总结出感应电流磁场方向与原磁场方向之间关系．因此该同学遗漏了以上两个重要

7、步骤，导致无法验证楞次定律．点评重视实验原理理所应当，但注重动手操作尤为必要．在实验教学中切忌“重原理、轻实践”，“纸上谈兵”只是一纸空文．即使将实验原理、操作步骤背得滚瓜烂熟也无法替代亲自动手操作．【例2】如图5-20所示，在测试电流表指针偏转方向与电流方向的关系时，实验室已配有器材：干电池(ε=1．5V，r0=1Ω)，灵敏电流计G(rg=70Ω，Ig=0．3mA)、开关S、导线若干，另备有电阻器的规格如下：A．定值电阻(1Ω，5A)；B．定值电阻(5Ω，1．5A)；C．滑动变阻器(0～20Ω，2A)；D．滑动变阻器(O～200Ω，1．5A)．实验