1.铝箔轻巧,导电性好,能做许多科学实验。
实验1:“铝箔小火箭”
将铝箔卷成筒状,上端封闭并装入一截火柴头,下端开口并装上尾翼,制成小火箭。将小火箭套在发射架上,加热其上端,如图甲所示。稍后小火箭就会射到空中。
(1)小火箭与发射架不能套得太紧,否则会因 力太大,难以起飞;
(2)火柴头燃尽后,空中的小火箭还能继续上升,这是因为小火箭具有 ;
实验2:“铝箔秋千”
折一个U形铝箔框,其两端通过回形针与干电池两端相连,置于磁铁上方,如图乙所示。通电时,铝箔框就会朝一个方向摆动;
(3)通电摆动时,电能转化为 能和内能;
(4)若要改变铝箔框通电时的摆动方向,请写出一种方法: 。
2.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________。
3.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 。
4.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。
5.1826年,德国物理学家欧姆想探究电流与电阻的关系。由于还没有发明电流表,欧姆做实验时,制作了如图甲所示的仪器,在导线上方悬挂着扭力线磁针,它的旋转刻度越大表示导体中电流强度越大。实验电路图可简化为如图乙所示。
(1)开关闭合时,观浆到磁针能旋转,说明________。
(2)欧姆将几根横截面积相同,但长度不同的铜导线分别接入电路(即乙图中的R),下表是实验测得的其中一组数据。由此可以得出的结论是________。
导体长度/英寸 2 4 6 10 18 34 66 130
磁针旋转刻度 326.5 300.75 277.75 238.25 190.75 134.5 83.2 48.5
(3)欧姆通过实验推导出公式:I=kU。公式中I代表通过导体的电流,U代表导体两端电压,欧姆将k命名为电导。请你写出电导与导体电阻的关系________。
6.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: 。
7.甲、乙两同学做了如图所示的实验:在静止的小磁针上方平行地放一根直导线,闭合开关,原来静止的小磁针沿顺时针方向转动了。对于小磁针转动的原因,两同学有如下假设:
甲:因为导线通电会发热,造成导线周围空气温度升高,空气的对流运动使磁针偏转。
乙:因为电流周围会产生磁场,磁场对磁针产生了力的作用。
请据此回答:
(1)没通电时,静止小磁针的N极总会指向地理的________。(填“南方”或“北方”)
(2)两同学讨论后,设计了以下实验来验证哪一个观点是正确的。他们调换电池的正负极,闭合开关,如果甲同学的假设是正确的,预计应该看到的现象是________。
8.把超强磁铁分别吸附在干电池的正负极两端,制成电磁动力“小车”,并将它放入铜质螺线管中,如图甲,“小车”就能沿着螺线管运动。图乙是它的示意图。
(1)在图乙上画出螺线管中的电流方向。
(2)实验中发现,必须将“小车”全部推入螺线管,“小车”才能运动,“小车”运动的原因是________。
(3)进一步探究发现,“小车”运动的方向与电池正负极位置和超强磁铁的极性有关。将如图乙装配的小车放入螺线,则小车的运动方向是________。
(4)要使“小车”运动速度增大,请提出一种方法:________。
9.为探究电磁铁的磁性与哪些因素有关,小丽同学做出以下猜想:
猜想A:通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强;
猜想B:外形相同的电磁铁,线圈的匝数越多,它的磁性越强。
为了检验上述猜想是否正确,小丽所在实验小组通过交流合作设计了以下实验方案:
用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干圈,制成简单的电磁铁,如图所示的三种情况,根据小丽的猜想和实验,完成下列问题。
(1)通过观察 的不同,来判断磁性强弱。
(2)通过比较图 两种情况,可以验证猜想A是正确的。
(3)通过比较图C甲、乙两电磁铁,发现猜想B不全面,应补充 。
(4)通过比较图C中甲、乙两电磁铁,得到的结论是 。
(5)检查电路连接完好,小丽闭合开关后发现甲、乙两个铁钉都不能吸引大头针,她下一步的操作是 (填字母)。
A.重新绕制电磁铁 B.更换电源
C.拆除滑动变阻器 D.移动滑动变阻器滑片
10.(1)将一个电磁铁和白炽灯并联后接入电路,如图甲,当闭合电键时,灯L1即刻点亮,随后熄灭;当断开电键时,灯闪亮后熄灭。此现象说明当闭合电键时,电磁铁的磁性强弱在短时间内的变化情况为 ;当断开电键时,灯闪亮说明电磁可在短时间内 (选填“充电”或“供电”)。
(2)如图乙,两根绝缘细线吊着一根铜棒,空间存在垂直纸面的匀强磁场,棒中通有向右的电流时两线上拉力大小均为F1,若棒中电流大小不变方向相反,两线上的拉力大小均为F2,且F2>F1,则铜棒所受磁场力大小为 。(用已给字母表示)
(3)如图丙是“悬空的磁环”示意图,假设甲、乙、丙三个磁环相同,质量均为m,中间塑料管是光滑的。若甲的上端为S极,则乙的上端为 极;当磁环都处于静止状态时,甲对乙的作用力为F1和丙对乙的作用力为F2,则F1 F2。(选填“<”“=”“>”)。
(4)两根非常靠近且相互垂直的长直导线分别通以相同强度的电流,方向如图丁所示,那么两电流所产生的磁场垂直导线平面向外且最强的在填哪个区域为 (填“1”或“2”或“3”或“4”)
11.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。
(1)实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱,当滑动变阻器滑片向左移动时,电路中的电流________ (填“增大”“不变”或“减小”),电磁铁吸引大头针的个数增多,说明电流越________,电磁铁磁性越强。
(2)根据图示的情景可知,电磁铁甲的上端是________极;电磁铁________ (填“甲”或“乙”)的磁性较强,说明电流一定时,线圈匝数________,电磁铁磁性越强;实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的,其原因是大头针被磁化,________。
(3)实验结束后,小明发现电池使用说明中有一条提示:“请一次性更换所有电池,以免新旧电池混用”。他想新旧电池混用和不混用有什么区别呢?于是,他做了如下探究,他用一节新电池代替图中原来的电源,闭合开关后,用电压表测出电路的总电压,并观察电磁铁吸引大头针的数量,记录在下表中,然后再分别把两个新电池、一新一旧电池串联起来,替换原来的电源,重复上述实验,实验记录如下表所示。
电源 电路的总电压/伏 吸引大头针数量
一个新电池 1.5 较多
两个新电池串联 3.0 最多
一新一旧电池串联 1.3 较少
分析表中数据可知,串联的一新一旧电池给电路提供的电压________ (填“大于”“等于”或“小于”)一节新电池提供的电压,原因是:根据串联电路中电源电压等于各部分电路两端的电压之和,用一新一旧电池供电的电路中,废旧电池相当于在以一节新电池为电源的电路中串联了一个________,所以新旧电池混用,废旧电池会消耗新电池的部分能量。
12.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________。
13.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.
答案及解析
1.解:(1)小火箭与发射架不能套得太紧,否则火箭与发射架间的压力太大,火箭受到的摩擦力太大,难以起飞;
(2)火柴头燃尽后,小火箭具有惯性,所以空中的小火箭还能继续上升;
(3)铝箔框通电后摆动是因为通电铝箔框在磁场中受力的作用,且电流通过导体时会产生热量,则此过程中将电能转化为机械能和内能;
(4)因为通电导体在磁场中受力运动的方向与电流的方向和磁场的方向有关,所以要改变铝箔框通电时的摆动方向,可以改变电流的方向或磁场的方向。
故答案为:(1)摩擦;(2)惯性;(3)机械;(4)改变电流的方向(或磁场的方向)。
2.(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)。
3.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。
4. (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。
5.(1)电导体周围存在磁场(2)横截面积相同时,导体的长度越大,电阻越大(3)
【解析】(1)开关闭合时,观察到磁针能旋转,根据磁场对磁体的作用可知,通电导体周围存在磁场;
(2)分析可知,铜导线横截面积相同,导线长度越大,磁针旋转刻度越小,说明电路中的电流越小,电阻越大,即:横截面积相同的同种导体,长度越大,电阻越大;
(3)由I=kU得,, 由欧姆定律可知, , 所以,。
6.(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。
7.(1)北方(2)小磁针仍沿顺时针方向(原方向)转
【解析】(1)当磁铁可以自由转动时,指北的一端叫N极,因此没通电时,静止小磁针的N极总会指向地理的北方。
(2)如果甲同学的假设是正确的,那么小磁针的转动就与电流方向无关,调换电源的正负极就肯定不会影响小磁针的转动方向,因此预计应该看到的现象是:小磁针仍沿顺时针方向(原方向)转。
8.(1)
(2)磁铁接触的一段螺线管产生的磁场与干电池前后吸附磁铁的磁场相互作用(3)向左
(4)增强磁铁的磁性(增加单位长度内螺线管匝数、增加电流电压等)
【解析】(1)由图知,电流从电源正极流出,经右边磁铁、螺线管、左边磁铁回到电源负极,螺线管中的电流方向如图所示:
(2)“小车”全部推入螺线管后,螺线管铜质导线才能分别与电池的“+”、“-”极接触,形成一个通路,导线中才会产生电流,从而产生磁场,螺线管的磁场与干电池两极上吸附的磁铁的磁场发生相互作用,小车运动了起来;
(3)根据安培定则判断可知,与磁铁接触的那一段螺线管的左侧为N极,右侧为S极;螺线管的左侧的N极与干电池吸附的左侧磁铁的左侧的S极为异名磁极,相互吸引;螺线管的右侧的S极与干电池右侧吸附的磁铁的右侧的S极同名磁极,相互排斥,所以小车向左运动;
(4)磁极间相互作用力越大,小车速度就越大,所以可以增强磁铁的磁性(或者使螺线管的绕线更密集以增加与磁铁接触的那一段螺线管匝数、或增加电池电压以增大螺线管中电流从而增强其磁场)。
9.(1)电磁铁吸引大头针数目多少
(2)A、B
(3)电流相同
(4)在电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强
(5)D
【解析】电磁铁会吸引大头针,它的磁场越强,吸引大头针的数量越多。
(1)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(2)图C中,两个电磁铁的线圈匝数不同,二者串联,则通过它们的电流相等,此时线圈匝数多的吸引的大头针数量多,则可以得到电磁铁的磁场强弱与线圈匝数的关系;
(3)根据(2)中的分析得到结论;
(4)电磁铁的磁场强弱与电流大小和线圈匝数有关,据此分析判断。
【解答】通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同,来判断磁性强弱。
(1)验证猜想A,即探究电磁铁的磁场强弱与电流大小的关系时,必须控制线圈匝数相同,而改变通过电流的大小,故选AB。
(2)通过比较图C甲、乙两电磁铁,发现猜想B不全面,应补充电流相同。
(3)通过比较图C中甲、乙两电磁铁,得到的结论是:在电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强。
(4)检查电路连接完好,小丽闭合开关后发现甲、乙两个铁钉都不能吸引大头针,应该是电磁铁的磁场太弱,此时需要想办法增大它们的磁场强度。在两个线圈不变的情况下,移动变阻器的滑片,使通过电磁铁的电流变大,则它们的磁场同时增大,就可能吸引起一定数量的大头针,故D正确,而A、B、C错误。
10.(1)变强;供电 (2)F2-F1 (3)N;< (4)1
【解析】(1)电磁铁的磁场强弱与电流大小有关,即电流越大,它的磁场越强。灯泡发光的条件:①有电源;②有通路,根据电源的作用解答。
(2)通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关,根据二力平衡条件列式计算出即可;
(3)根据磁极之间的相互作用分析乙的磁极状况。分别以甲,甲和乙为受力对象,根据二力平衡的知识比较两个作用力的大小。
(4)用右手握住直导线,大拇指指向电流方向,那么弯曲的四指指尖所指的方向就是磁场的环绕方向,据此分析导线周围的磁场,哪个位置二者方向一致,那么它们重叠相加,磁场最强。
【解答】(1)当闭合电键时,通过电磁铁的电流变大,则电磁铁的磁性强弱在短时间内的变化情况为变强;当断开电键时,灯闪亮说明有电流经过灯泡,那么电磁铁相当于电源,即电磁可在短时间内供电。
(2)当电流向右时,铜棒受到向上的磁力,此时拉力2F1=G-F ①;
当电流向左时,铜棒受到向下的磁力,此时拉力2F2=G+F ②;
②-①得到:F2-F1=F;则铜棒受到的磁场力为:F=F2-F1.
(3)①若甲的上端为S极,则甲的下端为N极,根据“同名磁极相互排斥”可知,则乙的上端为N极;
②甲保持静止状态,那么乙对甲的作用力等于G甲。因为甲对乙的作用力和乙对甲的作用力相等,因此甲对乙的作用力为F1=G甲。
将乙和甲看作一个整体,它们处于平衡状态,那么丙对乙的作用力等于甲和乙的总重力,即F2=G甲+G乙。
比较可知,F1(4)根据丁图可知,竖立导线的磁场方向:右手握住这根导线,大拇指指向下端,在位置1处弯曲的四指指尖向外,即1处磁场方向向外;
水平导线的磁场方向:右手握住这根导线,大拇指指向右端,在位置1处弯曲的四指指尖向外,即1处磁场方向向外。则位置1处磁场方向相同,此处磁场最强。
11. (1)增大;大(2)南(或S);乙;越多;同名磁极相互排斥(3)小于;电阻
【解析】(1)由图可知:甲、乙串联,乙的线圈匝数比甲的多,当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的电流增大,电磁铁吸引大头针的个数增多,说明电流越大,电磁铁磁性越强。(2)甲的线圈中的电流从左端流入,从右端流出,根据右手螺旋定则可知:甲的上端为 S极,下端为 N极;乙吸引的大头针数多,说明乙的磁性强,这说明:在电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强;大头针被磁化,同一端的磁性相同,互相排斥,所以下端分散。(3)从表中可以看到:串联的一新一旧电池电路提供的电压小于一节新电池提供的电压,这是因为在用一新一旧电池供电的电路中,废旧电池相当于在以一节新电池为电源的电路中串联了一个电阻,所以新旧电池混用,废旧电池会消耗新电池的部分能量。
12.(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】解答本题的关键是了解发现电流磁效应的现象,同时明确通电直导线周围的磁场分别情况,并要求搞清地磁场的分布对小磁针的影响。
【解答】(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)。
13.(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
电生磁实验探究