一、直线电流的磁场
1、奥斯特实验
将磁针放置在导线旁,导线通电时磁针发生偏转。
切断电流时,磁针又回到原位。
改变电流方向,磁针向相反方向偏转。
切断电流时,磁针又回到原位。
结论:电流的周围存在磁场。磁场方向和电流方向有关。
[说明]
由于地磁场的存在,要使磁针明显偏离原来方向,导线中必须通较强的电流(约5~10安),这样强的电流一般可以采取触接电池两极引起短路获得。因此,实验相当于电源外部短路。
导线必须南北向放置,可以排除地磁场干扰。
2、直线电流磁场分布的规律
在直线电流磁场的磁感线分布中,磁感线是以通电直线导线为圆心作无数个同心圆,同心圆环绕着通电导线。用安培定则(也叫右手螺旋定则)来判定:用右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向跟电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
二、通电螺线管的磁场
1、特点:由通电线圈组成的,通电螺线管外部的磁感线是从螺线管的北极发出并回到南极。但是,在通电螺线管内部的磁场方向是从螺线管的南极指向北极。相当于一个条形磁铁。
2、判断方法:通电螺线管中的安培定则,用右手握住螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
3、应用:(1)根据电流方向判定极性 (2)根据极性判定电流方向
(3)根据极性判定周围小磁针的指向 (4)根据极性画出导线的绕法
三、通电螺线管磁性强弱的因素
影响通电螺线管磁性强弱的因素:电流大小、线圈匝数、有无铁芯。
实验:探究电磁铁的磁性强弱跟什么因素有关?
实验方法:控制变量法,转换法
①保证线圈匝数不变,改变通过电磁铁的电流大小,观察电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱。
结论:当电磁铁线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性就越强。
②保证线圈匝数和电流大小不变,使电磁铁有无铁芯,观察电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱。
结论:
当电磁铁线圈的匝数和通过的电流一定时,有铁心的电磁铁磁性更强。
③用两个同样的铁心,让线圈串联起来,保证通过电磁铁的电流不变(相等),改变电磁铁线圈的匝数,观察电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱。
结论:当电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性就越强。
例1、如图所示,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁右端同定并保持水平,且与条形磁铁在同一平面和相同高度。当电路中开关S由断开到闭合时,条形磁铁一直保持静止,下列说法正确的是( )
A. 开关S闭合后,电磁铁左端是S极
B. 开关S闭合后,条形磁铁受到摩擦力的方向向左
C. 滑片P向右移动时,条形磁铁受到的摩擦力逐渐减小
D. 开关S断开时,条形磁铁与电磁铁之间没有力的作用
例2、连接如图所示电路,提供足够数量的大头针,只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置,无法探究( )
A. 电流的有无对电磁铁磁场有无影响 B. 电流方向对电磁铁磁场方向的影响
C. 电流大小对电磁铁磁场强弱的影响 D. 线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响
例3、一条形磁铁放在水平桌面上,处于静止状态,电磁铁置于条形磁铁附近并正对(如图所示)。下列叙述中,正确的是( )
A.闭合开关前,电磁铁与条形磁铁间没有力的作用
B.闭合开关后,条形磁铁受到桌面向右的摩擦力
C.闭合开关后,滑片P向a移动时,电磁铁与条形磁铁间的作用力减小
D.闭合开关后,滑片P向b移动过程中,若条形磁铁始终处于静止状态,则它受到桌面的摩擦力变大
例4、手术时,经常用到一种仪器—心肺机。心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏,推动血液循环。如图所示,将线圈ab缠绕并固定在活塞一端,利用与固定磁铁之间的相对运动,带动电动泵中的活塞,抽送血液。图中阀门S1只能向外自由开启,反向则封闭管路,此时处于送血状态;阀门S2只能向内自由开启,反向则封闭管路,此时处于抽血状态。请思考电动泵的工作过程。当线圈中的电流从a流向b时,线圈的左端为 极,活塞处于 状态(选填“抽血”或“送血”)
例5、小强同学受奥斯特实验的启发,产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣。探究过程如下:
⑴如图所示连接好电路,放上能够自由转动的小磁针,调节 (填“直导线”或“小磁针”)的位置,使小磁针静止时与直导线 (填“垂直”或“平行”)。
⑵闭合开关后,该电路是 (填“通路”“断路”或“短路”)状态,这样做的目的是增大 ,从而可增强电流的磁场。
⑶闭合开关,当直导线通电时小磁针发生偏转;断电后,小磁针转回到原来指南北的方向。
⑷使通电电流的方向反向后,小磁针也发生偏转,其N极所指方向与(3)时 (填“ 相同”“相反”或“不偏转"),通过这些现象你能总结出什么规律:
① ;
② 。
例6、在探究通电螺线管外部磁场的实验中,采用了如图1所示的实验装置.
(1)当闭合开关S后,小磁针________ 发生偏转(填“会”或“不会”),说明通电螺丝管与小磁针之间是通过________ 发生力的作用.
(2)用铁屑来做实验,得到了如图2所示的情形,它与________ 磁铁的磁场分布相似.为描述磁场而引入的磁感线________ 真实存在的.
(3)为了研究通电螺线管的磁极性质,老师与同学们一起对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了实验,得到了如图所示的四种情况.实验说明通电螺线管的磁极极性只与它的________ 有关,且这个关系可以用________ 判断.
(4)闭合开关S,通电螺线管周围的小磁针N极指向如图3所示,由图可知:在通电螺线管外部,磁感线是从________ 极发出,最后回到________ 极.
1.已知,电磁铁的磁性随电流的增大而增强。如图,电源电压保持不变,弹簧秤下挂着一块铁。现在盛有硫酸铜溶液的烧杯中,逐渐滴入氢氧化钡溶液可发现弹簧秤的示数( )
A. 逐渐变小,最后趋于稳定 B. 一直保持不变
C. 先变小,后变大,最后趋于稳定 D. 先变大,后变小,最后趋于稳定
2.如图所示,在水平放置的光滑绝缘杆ab上,挂有两个相同的金属环M和N。当两环均通以图示的相同方向的电流时,分析下列说法,说法正确的是( )
A. 静止不动 B. 两环互相靠近 C. 两环互相远离D. 两环同时向左运动
3.如图所示,甲、乙均为条形磁体,中间是通电螺线管,虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线。则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是( )
A.N、S、N、N B.S、N、S、S C.S、S、N、S D.N、N、S、N
4.如图所示,弹簧下吊一块软铁,下端有一个带铁芯的螺线管,R是滑动变阻器,如果将滑片P向右端移动或者抽出铁芯,弹簧长度的变化应分别是( )
A.伸长、伸长 B.缩短、缩短 C.伸长、缩短 D.缩短、伸长
5.在如图所示的电路中,根据小磁针静止时的指向可知( )
A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源的正极
B.b端是通电螺线管的N极,d端是电源的正极
C.a端是通电螺线管的N极,c端是电源的负极
D.b端是通电螺线管的N极,d端是电源的负极
6.如图,闭合开关S,烧杯中水面上浮着一个空心小铁球,将盛水的容器放在电磁铁上方,此时电磁铁A端为 极,将滑片P向右滑动,空心小铁球将 。(填“上浮”“下沉”“静止”)
7.某科学兴趣小组按如图所示电路探究“影响通电螺线管磁性强弱的因素”,记录数据如表。
实验次数 1 2 3
电流(安) 0.8 1.8 1.5
吸引大头针数目(枚) 无铁芯(50 匝线圈) 0 0 0
有铁芯(50 匝线圈) 3 5 8
(1)通过本实验可探究影响通电螺线管磁性强弱的因素有 。
(2)实验中发现无铁芯的通电螺线管没有吸引起大头针,那么通电螺线管到底有没有磁性呢?小组同学通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是: 。(列举1种)
(3)小组同学提出一个新问题:通电螺线管的磁性强弱与线圈内的铁芯大小是否有关?
于是进行了如下实验:①按电路图接好电路,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,插入大铁芯,记录被吸引的大头针数目。②取下大铁芯,再更换为小铁芯,改变滑动变阻器的滑片位置,记录被吸引的大头针数目。③两者进行比较。该实验存在明显不足,请指出不足之处: 。
8.为探究通电螺线管的磁性除了与是否带铁芯有关系之外,还跟哪些因素有关呢?
小明作了以下猜想:
①通电螺线管的磁场强度可能与电流大小有关;
②通电螺线管的磁场强度可能与 有关;
小明设计了如右图所示的实验装置,请回答下列问题:
(1)请将猜测②的横线处补充完整________。
(2)小明在 A、B 两个铁钉的下方均匀地撒上铁屑,然后闭合开关观察到 A 吸引的铁屑要比B多,可以得出结论________。
(3)请设计一个实验检验另一个猜测________。
(4)像本实验这样将不易观察的磁场强弱通过观察比较吸引铁屑的数量来体现的方法称为转化法,下列实验中运用了相同方法的是
A.研究分子的特性时,用黄豆和米粒混合实验;
B.研究电流的特点时,通过类比较水流帮助理解;
C.研究电流的有无时,串联一个小灯泡。
1.如上图所示,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,弹簧测力计的示数变小。则下列分析正确的是( )
A. 电磁铁的上端为S极
B. 电源左端为“+”极
C. 断开开关,弹簧测力计的示数为零
D. 若滑动变阻器的滑片P不动,抽去电磁铁铁芯,弹簧测力计的示数增大
2.如图,当通电后敲击塑料板,观察到铁粉分布情况是(图中“ ”为导线穿过塑料板的位置)( )
A.B. C. D.
3.近年来磁悬浮盆栽备受人们关注,如图是一盆磁悬浮盆栽,盆栽底部有磁体,底座内装有电磁铁,盆栽能在空中自由悬浮并转动,给该盆栽浇水前后( )
A.盆栽受到的磁力不变
B.盆栽受到的重力与空气对盆栽的浮力是一对平衡力
C.要使盆栽与底座之间距离不变,可改变电磁铁线圈内的电流方向
D.要使盆栽与底座之间距离不变,可适当增大电磁铁线圈内的电流
4.图中的两个线圈,套在一根光滑的玻璃管上。导线柔软,可自由滑动。开关S闭合后,则( )
A. 两线圈左右分开 B. 两线圈向中间靠拢
C. 两线圈静止不动 D. 两线圈先左右分开,然后向中间靠拢
5.连接如图所示电路,提供足够数量的大头针,只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置,无法探究的是( )
A.电流的有无对电磁铁磁场有无的影响
B.电流方向对电磁铁磁场方向的影响
C.电流大小对电磁铁磁场强弱的影响
D.线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响
6.如图甲所示,水平桌面上,两块相同的条形磁铁在水平推力F1的作用下做匀速直线运动。
(1)取走其中一块后,磁铁在水平推力F2的作用下仍做匀速直线运动。如图乙所示,则F2________F1(选填“>”“=”或“<”)。
(2)如图丙所示,磁铁在F2的作用下,匀速直线运动过程中,若闭合开关S,则磁铁运动速度将________(选填“变大”或“变小”)。当推力F2变为F3时,磁体又开始做匀速直线运动。此时,将滑动变阻器的滑片向左移动,欲保持磁铁匀速直线运动,F3应________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
7.酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封装置,为了方便操作,小明设计了用一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩,如图所示,电磁铁的工作原理是 ;装置通电后,电磁铁上端为 (填“N”或“S")极。
8.丹麦科学家奧斯特发现电流的周围存在磁场(图1),法国科学家安培发现两根平行导线通电后有如图2所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。
(1)如图1,通电前静止的小磁针南北指向。现要在小磁针上方拉一根直导线,使通电时小磁针会发生明显的偏转,直导线所指的方向应为________(选填“东西方向”、“南北方向”或“任意方向")。
(2)图2的实验表明平行通电导线之间有力的作用,若此时改变其中一根导线的电流方向,会产生的实验现象是________。
(3)安培发现平行通电导线之间相互作用力F的大小可能跟两根导线中的电流I1 , I2 , 导线之间的距离r有关,有关实验数据如下:
实验次数 I1/A I2/A r/m F/N
1 0.2 0.2 0.1 1.0×10-7
2 0.1 0.2 0.1 0.5×10-7
3 0.2 0.2 0.05 2.0×10-7
4 0.2 0.4 0.1 2.0×10-7
分析表格实验数据,可获得的结论是________。
答案及解析
例1、C
【解析】A.开关S闭合后,电磁铁线圈上电流向上,右手握住螺线管,四指向上,大拇指指向左边,那么电磁铁的左端是N极,故A错误;
B.因为条形磁铁的右端是N极,所以条形磁铁受到向左的斥力;因为摩擦力和斥力平衡,所以条形磁铁受到摩擦力的方向向右,故B错误;
C.当滑片向右移动时,变阻器的阻值变大,电流变小,电磁铁的磁力变小,那么条形磁铁受到的摩擦力减小,故C正确;
D.当S断开时,电磁铁没有磁场,但是条形磁铁会吸引电磁铁的铁芯,故D错误。 故选C。
例2、 B
【解析】A.闭合开关,电磁铁不能吸引大头针;闭合开关,电磁铁能够吸引大头针,因此可以验证电流的有无对电磁铁磁场有无影响,故A正确不合题意;
B.探究电流方向对电磁铁磁场方向的影响时,需要改变电源正负极的方向,通过题目的操作无法完成,故B错误符合题意;
C.探究电流大小对电磁铁磁场强弱的影响时,可以通过调节滑动变阻器滑片的位置来改变电流,故C正确不合题意;
D.探究线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响时,只需闭合开关,观察两个电磁铁吸引大头针的数量即可, 故D正确不合题意。 故选B。
例3、B
【解析】(1)根据磁体的性质判断;
(2)首先根据安培定则判断电磁铁的磁极方向,然后根据磁极之间的相互作用规律分析条形磁体受到磁力的方向,最后根据二力平衡的知识判断受到摩擦力的方向。
(3)首先分析电阻变化,再确定电流变化,接下来分析电磁铁磁场强度变化,最终确定条形磁体受到磁力的变化。
(4)分析电流变化,确定电磁铁磁场强度变化,进而判断条形磁铁受到磁力的变化,最后根据二力平衡确定它受到摩擦力的变化。
【解答】A.闭合开关前,电磁铁没有磁性,但是条形磁体有磁性,二者也会先后吸引,故A错误;
B.闭合开关后,根据安培定则可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知,条形磁体受到水平向左的吸引力。由于条形磁体处于静止状态,所以它受到的摩擦力与吸引力相互平衡,即二者大小相等,方向相反。因为吸引力水平向左,所以摩擦力水平向右,故B正确;
C.闭合开关后,滑片P向a移动时,变阻器的阻值减小,通过电磁铁的电流变大,电磁铁磁场变强,而它与条形磁体之间的作用力增大,故C错误;
D.闭合开关后,滑片P向b移动过程中,变阻器阻值变大,通过电磁铁的电流变小,则电磁铁磁场变弱,则条形磁体受到的磁力变弱。条形磁铁始终处于静止状态,则它受到的摩擦力与磁力相等,因此摩擦力也变小,故D错误。
例4、N;送血
【解析】由右手螺旋定则可知,螺线管左端为N极,此时同名磁极相对,故活塞右移,S2关闭,S1打开,处于送血状态。
例5、直导线;平行;短路;电流;相反;通电导线周围存在磁场;电流的磁场方向与电流方向有关
【解析】(1)在奥斯特实验中,只有导线的方向与小磁针的指向平行时,小磁针受到磁力才是最大的,它的偏转才最明显。
(2)闭合开关后,如果电路中没有用电器,电流直接从正极流回负极,那么这就是短路。短路时,通过电路的电流很大,容易烧毁电源,发生火灾。
(4)根据实验现象解答。
①通电时,小磁针的指向发生偏转,说明它受到磁力的作用,即通电导体周围存在磁场;
②当电流方向改变后,小磁针的指向发生偏转,说明电流产生的磁场方向发生改变,那么得到电流的磁场方向和电流方向有关的结论,据此分析解答。
【解答】(1)如图所示连接好电路,放上能够自由转动的小磁针,调节直导线的位置,使小磁针静止时与直导线平行。
(2)闭合开关后,该电路是短路状态,这样做的目的是增大电流,从而可增强电流的磁场。
(4)使通电电流的方向反向后,小磁针也发生偏转,其N极所指方向与(3)时相反,通过这些现象得到:
① 通电导线周围存在磁场;
②电流的磁场方向与电流方向有关。
例6、(1)会;磁场(2)条形;不是(3)电流方向;安培定则(4)北;南
【解析】(1)由图1,电源左端为正极,右端为负极,根据安培定则可以判断通电螺丝管右端为N极,左端为S极.根据异名磁极相吸引,由图可知小磁针会发生逆时针偏转;
通电螺线管和小磁针之间的作用是通过磁场发生的.
(2)由图2可知:通电螺丝管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似;磁感线是为了能形象描述磁场而引入的,不是真实存在.
(3)四个图中的螺线管电路中甲和乙的绕线方式相同,电流方向不同,根据小磁针的指向情况知:甲的右端为S极,乙的右端为N极;
同理丙丁也是如此,所以实验说明螺线管的绕线方式相同时,极性只与它的电流方向有关;这个关系可以用安培定则来判断.
(4)由图3根据安培定则可知,通过螺线管的左端为S极,右端为N极,根据周围小磁针N极指向与该点磁感线方向一致可知:在通电螺线管外部,磁感线是从北极发出,最后回到南极.
1. C
【解析】硫酸铜与氢氧化钡反应,生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀,这段过程中溶液中离子浓度减小,导电能力减小。当二者完全反应后,随着氢氧化钡溶液的滴入,离子浓度增大,导电能力增强。当溶液达到饱和后,离子浓度不变,则导电能力不变。据此可知,电流先变小、后变大,最后趋于不变,则弹簧测力计的示数先变小、后变大,最后趋于不变,故C正确,而A、B、D错误。 故选C。
2.B
【解析】金属环M;线圈上电流方向向上;右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向上,此时大拇指指向左端,那么左端为N极,右端为S极;
金属环N:同理,左端为N极,右端为S极。
根据“同名磁极相互吸引”可知,M、N相互吸引。 故选B。
3.D
【解析】根据安培定则确定B、C的极性,再根据磁感线形状确定A与B,C与D为同极还是异极,最后根据磁极之间的相互作用规律分析即可。
根据图片可知,线圈上电流方向向上。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向上,此时大拇指指向左端,则B为N极,C为S极。A、B之间磁感线呈顶牛之势,则二者为同极,那么A为N极。C、D之间磁感线相连,则二者为异极,那么D为N极。故D正确,而A、B、C错误。
4.C
【解析】首先分析电磁铁磁场强度的变化,然后确定铁块受到磁力的大小变化,最后根据F=G+F吸引确定弹簧受到拉力的变化,最后确定弹簧长度的变化。
【解答】根据图片可知,如果将滑片P向右移动,那么变阻器的阻值减小,而通过电磁铁的电流增大,则电磁铁的磁场增强,铁块受到的吸引力增大。根据F=G+F吸引可知,弹簧受到的拉力增大,则长度变大。
如果抽出铁芯,那么电磁铁的磁场变弱,铁块受到的吸引力减小。根据F=G+F吸引可知,弹簧受到的拉力减小,则长度变小。故C正确,而A、B、D错误。
5.A
【解析】根据小磁针的指向确定通电螺线管的极性,根据安培定则判断电源的正负极。
在螺线管内部,磁感线从S指向N极。根据图片可知,小磁针在磁铁内部,此时小磁针的N极指向a端,即磁感线从b指向a,那么a为螺线管的N极,b为螺线管的S极。
右手握住螺线管,大拇指指向a端,此时弯曲的四指指尖向上,则线圈上电流方向向上,即电流从c端流出,d端流入,那么c端为电源的正极,d端为电源的负极。
6. S;上浮
【解析】(1)根据图片可知,螺线管上电流方向向左;右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向左,此时大拇指指向下端,则B端为N极,而A端为S极。
(2)滑片P向右滑动时,变阻器接入的阻值变大,通过电磁铁的电流变小,它的磁场变弱,则铁球受到的吸引力减小,因此空心铁球将上浮。
7.(1)电流大小,有无铁芯
(2)把小磁针放到螺线管的下端,断电时,小磁针一端指南一端指北,闭合开关,如果小磁针发生偏转,说明有磁性
(3)改变滑动变阻器的滑片位置
【解析】(1)根据表格数据,分析影响通电螺线管磁性强弱的可能因素;
(2)没有吸引大头针,可能是螺线管产生的磁场太弱,可以借助阻力非常小的小磁针进行验证。只需比较通断电时小磁针指向是否改变即可。
(3)探究通电螺线管的磁场强弱与铁芯大小的关系时,必须控制通过电路的电流大小相同。实验中,改变了滑动变阻器的滑片位置,从而改变了电阻,导致电流发生改变,据此分析解答。
【解答】(1)根据表格可知,变化的因素有两个:电流大小和有无铁芯,因此:通过本实验可探究影响通电螺线管磁性强弱的因素有:电流大小和有无铁芯。
(2)小组同学通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是:把小磁针放到螺线管的下端,断电时,小磁针一端指南一端指北,闭合开关,如果小磁针发生偏转,说明有磁性。
(3)该实验存在明显不足,请指出不足之处:改变滑动变阻器的滑片位置。
8.(1)线圈匝数(2))在电流相等且都有铁芯时,线圈匝数越多电磁铁的磁性越强
(3)将滑动变阻器移到阻值最右端,将铁屑均匀撒在 A 的下方,闭合开关观察铁屑吸引情 况,然后将滑片移逐渐向最左端移动,观察铁屑吸引情况(4)C
【解析】(1)通电螺线管的磁性大小与两个因素有关:①电流大小;②线圈匝数,因此猜测②的横线处应该是线圈匝数;
(2)两个螺线管串联即电流相等,A吸引的铁屑多,说明A的磁性大,因此得到结论:在电流相等且都有铁芯时,线圈匝数越多电磁铁的磁性越强;
(3)探究螺线管的磁性与电流大小的关系,必须控制线圈匝数相同改变电流,实验步骤为:将滑动变阻器移到阻值最右端,将铁屑均匀撒在 A 的下方,闭合开关观察铁屑吸引情 况,然后将滑片移逐渐向最左端移动,观察铁屑吸引情况;
(4)A.研究分子的特性时,用黄豆和米粒混合实验,使用的是类比法,故A不合题意;
B.研究电流的特点时,通过类比较水流帮助理解,还是使用的的类比法,故B不合题意;
C.电流看不到摸不着,串联一个灯泡,利用灯泡是否发光反应电流的存在,故C符合题意。 故选C。
1.D
【解析】A.当滑动变阻器的滑片向右移动时,电流增大,电磁铁磁性增强;因为弹簧测力计的示数减少,所以电磁铁的上端与永磁铁下端为同极,即电磁铁的上端是N极,故A错误;
B.根据安培定则,右手大拇指向上,握住螺线管,这时可知螺线管上电流方向从左到右,因此电源左端是负极,故B错误;
C.弹簧测力计的示数等于永磁铁的重力与电磁铁的排斥力的差,即:;断开开关,排斥力为0,因此弹簧测力计的示数会增大,故C错误;
D.若滑动变阻器的滑片不动,抽去电磁铁的铁芯,这时永磁铁受到的排斥力会减小,弹簧测力计的示数会增大,故D正确。 故选D。
2.D
【解析】可以想象成右手握住导线,让仲直的拇指所指的方 向跟电流的方 向一致,弯曲的四指所指的 方向就是磁感线的环绕方向,因此那些铁粉类似于围绕着图中“ ”,D符合题意。
3.D
【解析】当盆栽在空中悬浮时,它受到的重力与磁力相互平衡,即二者相等。盆栽中浇水后,重力增大,则它受到的磁力增大,故A错误;
当盆栽不受磁力时,它静止在桌面上,此时它受到的浮力小于重力。当它悬空时,排开空气的体积不变,则它受到的浮力不变,此时浮力仍然小于重力,肯定不是平衡力,故B错误;
要使盆栽与底座之间的距离不变,就必须增大底座的磁场,即增大电磁铁线圈内的电流大小,故C错误,D正确。
4. A
【解析】由安培定则可知,L螺线管右端为N极,P螺线管的左端也为N极,由同名磁极相互排斥可知,两个线圈左右分开。
5.B
【解析】分析各个选项中实验所需的实验器材,需要的实验电路,然后与图片进行比较即可。
A.断开开关,无电流;闭合开关,有电流,通过能够吸引大头针判断是否有磁场,则可以探究电流的有无对电磁铁的磁场的影响,故A不合题意;
B.探究电流方向对电磁铁磁场方向的影响时,需要改变电路中的电流方向,而这个电路无法实现,故B符合题意;
C.探究电流大小对磁场强弱的影响时,需要控制线圈匝数相同而改变电流,只需观察同一个电磁铁,然后调节变阻器的阻值即可,故C不合题意;
D.探究线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响时,需要控制电流相同而改变线圈匝数,题目中两个电磁铁线圈匝数不同,二者串联即通过电流相等,故D不合题意。
6.(1)<(2)变小;变大
【解析】(1)甲图和乙图中,条形磁铁都做匀速直线运动,根据二力平衡的条件可知,它们受到的推力都等于受到的摩擦力。取走其中一块磁铁后,磁铁对水平桌面的压力减小,因此磁铁受到的滑动摩擦力减小,那么磁铁受到的推力减小,即F2(2)根据丙图可知,螺线管上电流从上倒下;用右手握住螺线管,弯曲的四指指尖朝下,此时大拇指指向右端,那么右端为N极,左端为S极。根据“同名磁极相互排斥”可知,条形磁铁受到排斥力。由于排斥力的方向向左,与运动方向相反,所以磁铁做减速运动 ,即运动速度将变小。当滑动变阻器的滑片向左移动时,变阻器的阻值减小,通过电磁铁的电流增大,那么条形磁铁受到的排斥力增大。根据二力平衡的知识可知,只有F3变大,才能保持磁铁匀速直线运动。
7.电流的磁效应;N
【解析】(1)根据电磁铁的工作原理解答;
(2)根据安培定则判断电磁铁的极性。
【解答】(1)电磁铁的工作原理为电流的磁效应。
(2)线圈上电流方向向右。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向右,此时大拇指指向上端,则电磁铁的上端为N极。
8.(1)南北方向(2)两根导线会相互排斥(3)(在其他条件相同时)平行通电导线之间相互作用力F的大小跟两根导线中的电流I1、I2 , 导线之间的距离r有关。I1、I2越大,F越大;r越小,F越大(或平行通电导线之间相互作用力F的大小与I1、I2成正比,与r成反比)。
【解析】(1)奥斯特实验:把通电直导线放在水平方向静止的小磁针上,小磁针发生偏转,说明受到磁力作用,实验表明电流周围存在磁场。
(2)由图可知,当通入的电流方向相同时,导线靠拢,说明两导线相互吸引;当通入电流方向相反时,导线远离,说明两导线相互排斥。
(3)分析表格实验数据,可获得的结论是:(在其他条件相同时)平行通电导线之间相互作用力F的大小跟两根导线中的电流I1、I2, 导线之间的距离r有关。I1、I2越大,F越大;r越小,F越大(或平行通电导线之间相互作用力F的大小与I1、I2成正比,与r成反比)。
浙教版科学八年级(下册)“冲刺重高”讲义(二)
电生磁