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第2课 电生磁
分层练习
1.如图所示,将一枚转动灵活的小磁针置于桌面上,在小磁针旁放一条直导线,使导线与电池触接。看到电路连通后小磁针有偏转,且电流方向相反时,小磁针偏转方向也相反。下列说法错误的是( )
A.小磁针偏转说明电流周围有磁场
B.甲和丙说明电流磁场方向与电流方向有关
C.这个实验说明了电与磁之间有联系
D.这个实验最早是安培做的
2.在你的教室讲台上有一小磁针处于水平静止状态,如果突然发现该小磁针的S极向西偏转,则可能发生的事情是( )
A.小磁针正下方有电子流自东向西水平通过
B.小磁针正下方有电子流自南向北水平通过
C.小磁针正上方有电子流自东向西水平通过
D.小磁针正上方有电子流自南向北水平通过
3.如图是奥斯特实验的示意图,有关分析正确的是( )
A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C.移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
4.如图所示,闭合电磁铁开关S,条形磁铁受到斥力,下列判断正确的是( )
A.电磁铁的左端为N极
B.电源的左端是正极
C.将滑动变阻器的滑片向右移动,条形磁铁受到的斥力不变
D.若只改变电源的正负极,条形磁铁受到的排斥力将变大
5.如图所示,弹簧测力计下挂一条形磁铁,条形磁铁下面放置一通电螺线管,当条形磁铁从左向右水平拉过时,弹簧测力计示数随时间变化的关系图是下列选项中哪一个( )
A. B. C. D.
6.如图所示,利用铁屑来研究通电螺线管周围磁场分布。开关闭合之前,螺线管周围铁屑分布如图甲所示,闭合开关后,轻敲玻璃板,铁屑分布如图乙所示,在通电螺线管周围放上小磁针,静止后小磁针C的左端为S极,如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.图乙中A处的磁场比B处强
B.图乙中用铜屑代替铁屑也能呈现出相同的排布方式
C.图丙中通电螺线管的左端为N极
D.图丙中小磁针D的右端为N极
7.如图所示,开关闭合,滑动变阻器的滑片位于中点,小铁片被竖直吸在电磁铁的左侧。若将滑片从中点移向A端或B端,移动过程中下列说法正确的是( )
A.滑片从中点移向A端,电磁铁的磁性会增强
B.滑片从中点移向B端,小铁片会从电磁铁上脱落
C.滑片移动的方向改变,电磁铁的磁极方向也会改变
D.无论向哪个方向移动滑片,电磁铁右端始终为N极
8.图甲为某款型号的断路器,原理如图乙。正常工作时,触点闭合。当电路短路或过载时,利用电磁铁或双金属片作用,使铁质簧锁装置弹开,触点断开。当电路中发生短路时,该断路器利用电磁铁的作用及时切断电路。则短路时电磁铁线圈中的电流变化及对铁质簧锁上端的磁力作用分别是( )
A.电流变大,吸引簧锁 B.电流变大,排斥簧锁
C.电流变小,吸引簧锁 D.电流变小,排斥簧锁
9.科技服务生活,悬浮盆栽是现代家居装修中的创新摆件,其原理的简化图如图,下列关于悬浮盆栽的说法正确的是( )
A.盆栽中放一块永磁铁,且底部磁极为N极
B.将电源的正负极互换,对盆栽与底座保持原位置不变
C.给盆栽浇水后,底座对盆栽的磁力大小不变
D.滑动变阻器向左滑动,可增强底座电磁铁磁性
10.如图是奥斯特实验示意图。小帆在总结奥斯特实验现象时分析正确的是( )
A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C.移去小磁针,通电导线周围磁场随即消失
D.改变电流方向,通电导线周围的磁场方向不变
11.“高颜值”的磁悬浮音箱(图甲)深受年轻人喜爱。音箱底部有一块磁铁,圆柱状底座内部有电磁铁,原理如图乙。为了适应不同需求,音箱的悬浮高度是可调的,下列能使音箱的高度上升的做法是( )
A.减少线圈的匝数 B.减小电源电压
C.滑片P向右移动 D.抽掉电磁铁铁芯
12.小明制作的玩具小船上固定有螺线管(有铁芯)、电源和开关组成的电路,如图所示,把小船按图示的方向放在水面上,闭合开关,最后静止时“船头”最终指北的是( )
A. B.
C. D.
13.在右图所示的电路中,要使螺线管显示最强磁性,开关S1、S2的连接状态应是( )
A.S1接1,S2接3 B.S1接1,S2接4
C.S1接2,S2接3 D.S1接2,S2接4
14.如图所示是研究电磁铁磁性的实验。闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.电磁铁的下端是N极
B.电磁铁能吸引大头针是电磁感应现象
C.将铁钉换成铜棒会使磁性增强
D.滑片P向左移动,电磁铁吸引大头针的数目会增多
15.小科在医院看到一种输液报警器,如图甲所示。当管内药液流完时,电铃发声。报警器内部有一可变电阻,当输液管内有液体时电阻大,无液体时电阻小,电路如图乙所示。则当开关闭合,报警器电路工作时,以下分析合理的是( )
A.药液输完时,电流表示数变小
B.药液输完时,电压表示数变小
C.药液输完时,电铃中的电磁铁磁性最强
D.药液未输完时,电铃不响是因为没有电流通过
16.关于如图所示的探究电生磁的装置,下列说法错误的是( )
A.根据图甲可知:电流的磁场方向与电流方向有关
B.根据图乙可知:通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
C.根据图丙可知:电磁铁磁性的强弱跟线圈匝数有关
D.要使图丙中右边的电磁铁磁性增强,可以将滑动变阻器滑片右移
17.如图所示是小李探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置,下列措施中能使电磁铁磁性增强的是( )
A.电源的正负极对调,其他条件不变
B.开关S由1扳到2,其他条件不变
C.滑片P向左移动,其他条件不变
D.滑片P向右移动,其他条件不变
18.在探究通电螺线管周围的磁场分布的实验中,在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管,在板面上均匀撒满铁屑,通电后轻敲玻璃板,铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是( )
A.撒铁屑的目的是为了确定产生的磁场方向
B.改变电流方向,细铁屑的分布也会发生改变
C.用木屑代替铁屑进行实验也会有规律地排列
D.P和Q两处若都放上小磁针,静止后它们的指向相同
19.如图所示,先闭合开关S2,再闭合开关S1,则电磁铁的磁性将( )
A.先增大后减小 B.增大
C.先减小后增大 D.减小
20.如图所示,螺线管右方放置了一个小磁针。闭合开关S后,下列说法中正确的是( )
A.通电螺线管的左端为S极
B.通电螺线管周围的磁场方向从左向右
C.小磁针静止后,其N极的指向向右
D.向左移动滑片P,电磁铁的磁性减弱
21.为了解释地球的磁性,19世纪安培假设,地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在图中的四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是( )
A. B.
C. D.
22.如图所示为通电螺线管磁感线分布图,根据图分析,可得出( )
A.电流从a流入,从b流出
B.A处放入小磁针,静止时N极向左
C.C处磁场比B处强
D.通电螺线管的磁感线是真实存在的
23.克鲁克斯管是将电信号转变为光学图像的一类电子束管,电子束是由许多电子定向运动而形成的。现有一条电子束如图所示,推断其电流及周围的磁场方向是( )
A. B. C. D.
24.图甲是磁悬浮台灯,在底座通电时可以悬浮在底座上方,断电时灯泡会自动吸附在底座上,拆开底座后发现里面的电路如图乙所示,若要调高灯泡悬浮的高度可通过( )
A.减少线圈的匝数
B.电源正负极调换
C.电路中再串联一个定值电阻
D.滑动变阻器滑片向a端移动
25.如图所示,盛水烧杯放置在电磁铁的A端上,烧杯中水面上漂浮着一个空心铁球。当电磁铁磁性的强弱发生改变时,烧杯中的空心铁球会上下浮动。现闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右滑动。针对这种情况,下列说法中正确的是( )
A.电磁铁A端为S极,烧杯中水面上升
B.电磁铁A端为S极,烧杯中水面下降
C.电磁铁A端为N极,烧杯中水面上升
D.电磁铁A端为N极,烧杯中水面下降
26.如图所示,A为弹簧测力计,B为条形磁铁,C为螺线管。闭合S时,电流表和弹簧测力计都有示数,再闭合S1时,则( )
A.电流表的示数减小,弹簧测力计的示数减小
B.电流表的示数减小,弹簧测力计的示数变大
C.电流表的示数变大,弹簧测力计的示数减小
D.电流表的示数变大,弹簧测力计的示数变大
27.矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示,ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力,下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同( )
A.ab段与bc段 B.ab段与ed段
C.ab段与fe段 D.fe段与ed段
28.电与磁现象是人类探索自然的一个重要方面,人类对电与磁的认识也促进了科技的进步,在生活中也有很多应用。通电螺线管周围会产生磁场,在图中对电流和磁极方向之间关系判断正确的是( )
A. B.
C. D.
29.在制造精密电阻时,常常采用双线绕法。即把电阻丝从螺线管一端绕到另一端,再从另一端绕回来。如果电流方向如图所示,那么螺线管( )
A.比用单线绕法磁性强一倍
B.左、右两端都没有磁极
C.左端为S极。右端为N极
D.左端为N极,右端为S极
30.开关S闭合后,小磁针静止时的指向如图所示,由此可知( )
A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B.b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
C.b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
D.a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极
31.如图所示实验装置,弹簧下面挂着条形磁铁,螺线管中插有铁芯。现开关S拨在触点②位置且电流表示数为I。要使弹簧变短,下列操作方法能够实现的是( )
A.开关S位置不动,将铁芯从螺线管中取出
B.开关S位置不动,将滑片P向a端滑动
C..将开关S拨到①位置,并通过调节仍使电流表示数为I
D..将开关S拨到③位置,并通过调节仍使电流表示数为I
32.如图所示,一条向右水平射出的阴极射线可以看作是许多电子定向运动形成的电子流,根据这束电子流的运动方向,下列对电流方向及周围磁场方向推断正确的是( )
A. B.
C. D.
33.根据题意填写对应信息
(1)三个磁体相邻磁极间的磁感线分布如甲图所示,则A端为 极,D端为 极。
(2)通电螺线管的磁感线方向如乙图所示,图中已标出小磁针静止时的指向和磁感线的方向,则电源的左端为 极,小磁针的左端为 极。
34.小明通过观察小区门口的车辆出入自动控制闸,发现当车牌被识别系统识别后,指示灯亮,栏杆抬起,车辆通行,于是他设计了如图所示的模拟装置,电源电压恒定,电磁铁的线圈阻值不计,当车牌识别成功,相当于将图中开关S闭合,当滑动变阻器接入电阻为10Ω时,指示灯L刚好正常发光,铁柱被电磁铁向下吸引抬起栏杆,此时电磁铁的上端为 (选填“N”或“S”)极,若电源电压降低,闭合开关,电磁铁磁性减弱,栏杆不能自动抬起,除了更换电源外,请你再写出一种能使栏杆自动抬起的方法: 。
35.科学技术发展蒸蒸日上,离不开近代科学家不断努力探索,也需要我们继续传承发扬。
(1)1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了 ,即通电导线周围存在磁场。
(2)1822年,法国物理学家阿拉戈和吕萨克发现:当电流通过绕在铁块上的导线时,铁块被磁化。在若干年后,英国发明家威廉 斯特金在前面三位科学家的基础上,发明了电磁铁。
(3)约200年后的今天,“趣味科学”拓展课上的同学们以小组合作的方式,连接了一套电磁学装置(其电路图如图所示):已知R1<R2,甲、乙是两枚相同的电磁铁。
①该装置可用来探究电磁铁的磁性强弱与 大小的关系。
②甲、乙电磁铁的线圈匝数必须相同,否则得出的结论不严谨,原因是 。
36.如图为通电螺线管磁场强弱演示仪的示意图,指针会绕着转动轴O转动。
(1)通电螺线管的左端为 极。
(2)在探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系时,将开关S从a点换到b点,并向 (填“左”或“右”)调节变阻器的滑片,使电流表的示数不变。
37.如图所示的奥斯特实验中,闭合开关,原来静止的小磁针发生了偏转。造成小磁针偏转的原因是什么呢?
猜想一:可能是通电后导线产生的热量使空气对流引起的。
猜想二:可能是通电后导线周围产生的磁场引起的。
(1)如果实验中小磁针偏转不明显,请提出一条改进的建议: 。
(2)为了验证猜想一,下面方案可行的是 。(可多选)
①改变导线中的电流方向
②将整个装置放在玻璃箱中进行实验
③将小磁针罩在烧杯中,导线置于烧杯上方并平行于小磁针进行实验
38.如图所示,条形磁铁置于水平面上,电磁铁与其在同一水平面上,右端固定并保持水平。S闭合,滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时,条形磁铁一直保持静止。在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的大小 (选填“不变”“逐渐变大”“逐渐变小”)。电磁铁左端是 极。
39.图甲为一个悬浮花盆。小科利用一个柱状磁体和一个电磁铁,以图乙的方式模拟了花盆悬浮情景。
(1)柱状磁体的下端为其 极。
(2)为模拟浇水导致花盆增重,小科往柱状磁体上放置了一个木块。导致柱状磁体与底座之间的距离变小。若要恢复二者之间的原有距离,应将滑动变阻器的滑片向 移动到合适的位置。
40.如图所示是通电螺线管和条形磁体间相互排斥作用的示意图。请你在图中标出;
(1)通电螺线管的N极;
(2)磁感线的方向;
(3)电源的正、负极。
41.设计人员要开发一款倒悬的酷悬浮发光月球装饰品,如图甲所示。
【材料组装】如图乙,球内装入磁体,灯泡等元件,底座内装入电磁铁等元件;
(1)电源的上端应为 极。
【问题呈现】在试验过程中难以找到发光月球的磁悬浮位置。离底座过远,球会掉落;离底座过近,球直接吸附在底座上。
【原因分析】球离底座过远时,底座中的电磁铁对球内磁体的吸引力小于重力,所以球会掉落。过近则吸引力大于重力,球直接吸附在底座上。
【解决方案】设计人员在电路中加入了开关型霍尔传感器H来检测磁场强弱,并控制电路的通断,经简化的电路图如图丙所示。
(2)当球与底座距离过近,传感器H检测到磁场过强时,传感器H应 (选填“闭合”或“断开”)电路。
【产品优化】
(3)经调试,成功实现月球悬浮。若需增大悬浮时月球与底座的距离来增强观赏效果,在适当调整传感器H的位置后,对底座电路的处理方式可以是 (写出两种即可)。
42.小明用如图所示的电路“探究通电螺线管磁性强弱的影响因素”。其中R2为磁敏电阻,其阻值随磁场强度的增大而减小。闭合开关S1和S2,按表进行实验并记录相应的数据。
线圈接线点 接线柱1 接线柱2 接线柱3
实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8 9
电流表A1读数/安 0.22 0.32 0.46 0.22 0.32 0.46 0.22 0.32 0.46
电流表A2读数/安 0.60 1.00 1.30 0.42 0.60 0.80 0.20 0.30 0.42
(1)该实验通过 来判断通电螺线管磁性强弱。
(2)在研究线圈匝数对磁性的影响时,小明将开关S1从接线柱1换到2时,接下来进行的操作是: 。
(3)通过该实验得出的结论是 。
43.磁感应强度B用来描述磁场的强弱,国际单位是特斯拉,符号是“T”。为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关,小鹭设计了如图1所示的电路,图甲电源电压6V,R为磁感应电阻,其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2。
(1)当图乙S2断开,图甲S1闭合时,电流表的示数为 mA.闭合S1和S2,图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动,图甲中电流表的示数逐渐减小,说明磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐 。
(2)闭合S1和S2,滑片P不动,沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R,测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I,算出R处磁感应强度B的数值如表。请计算x=5cm时,B= T.
x/cm 1 2 3 4 5 6
I/mA 10 12 15 20 30 46
B/T 0.68 0.65 0.60 0.51
0.20
(3)综合以上实验数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而 ,离电磁铁越远,磁感应强度越 。
44.1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
(1)在演示奥斯特实验时,如图甲所示,①闭合开关;②放置小磁针观察指向;③摆放一根长直导线;为了减弱地磁场的影响,正确的实验操作顺序为 。
A.①②③
B.②③①
C.②①③
D.③①②
(2)由图乙(a)、(b)、(c)可知:电流周围存在磁场,且 。
(3)小曙推理:若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方,如图乙(d)所示,小磁针也会发生偏转。其依据是: ;(d)中小磁针N极偏转方向和图乙 (填序号)的小磁针偏转方向相同。
45.某学习小组同学想探究“通电螺线管磁性强弱和线圈匝数的关系”,实验电路如图所示,实验步骤如下:
步骤一:实验时,用铁棒和漆包线绕制匝数为20匝的电磁铁,并接入电路中。
步骤二:闭合开关,调节滑动变阻器使电流表示数为1A,用电磁铁去吸引大头针,记录数据。
步骤三:断开开关,用匝数为50匝的电磁铁替换20匝的电磁铁。闭合开关,再用电磁铁去吸引大头针,记录数据。
(1)本实验通过观察比较 来体现不易观察的磁场强弱。
(2)下列实验运用的方法与第(1)小题相同的是 。(可多选)
A.研究分子的特性时,用黄豆和芝麻混合实验
B.研究电流的有无时,串联一个小灯泡
C.研究磁场时,用磁感线形象的描述
D.研究力的存在时,借助弹簧的形变
(3)经老师提醒,螺线管上的线圈有电阻,小江发现步骤三中“闭合开关”后的操作是不严谨的,应修改为: 。
46.“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。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,原来静止的小磁针转动了。对于小磁针转动的原因,两同学有着不同的假设:
甲:是因为导线通电发热,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:是因为电流周围产生磁场,磁场对磁针产生了力的作用
(1)没通电时,静止的小磁针的N极指向 。(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,改变电流的方向,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 。
(3)乙同学在其它实验条件不变的情况下,把小磁针从直导线下方移到了直导线上方,闭合开关后,小磁针的转动方向将 (选填“不改变”或“改变”)。
(4)在做该实验时,下列操作中实验现象最明显的是 。
A.直导线沿东西方向放置在磁针的正上方
B.直导线沿南北方向放置在磁针的正上方
C.沿电流方向放置小磁针,使磁针在导线的正下方
D.沿电流方向放置小磁针,使磁针在导线的延长线上。
47.科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。
(1)由图可知,两平行通电导线之间有力的作用。当通入的电流方向相同时,导线相互 ;当通入电流方向相反时,导线相互 。
(2)判断通电直导线周围磁场方向的方法是:用右手握导线,大拇指指向电流方向,则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。根据这个方法,请你判定甲图中导线a在靠近导线b一侧产生的磁场方向为垂直于纸面 。(填“向里”或“向外”)
(3)由此可知:与磁体之间的相互作用一样,电流之间的相互作用也是通过 来实现的。
48.“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。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,原来静止的小磁针转动了。对于小磁针转动的原因,两同学有着不同的假设:
甲:是因为导线通电发热,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:是因为电流周围产生磁场,磁场对磁针产生了力的作用。
(1)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,改变电流的方向,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 。
(2)老师在其它实验条件不变的情况下,把小磁针从直导线下方移到了直导线上方,闭合开关后,小磁针的转动方向将 (选填“不改变”或“改变”)。
(3)为了使实验现象更明显,导线应该沿 (选填“东西”或“南北”)方向放置。
49.“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。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,原来静止的小磁针转动了。对于小磁针转动的原因,两同学有着不同的假设:
甲:是因为导线通电发热,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:是因为电流周围产生磁场,磁场对磁针产生了力的作用
(1)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,改变电流的方向,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 。
(2)老师在其它实验条件不变的情况下,把小磁针从直导线下方移到了直导线上方,闭合开关后,小磁针的转动方向将 (选填“不改变”或“改变”)。
(3)得出实验结论后,他将四条彼此绝缘的通电直导线在同一平面内,四根导线中的电流大小相等,要使四根导线所围矩形中心处O点的磁场增强,电流被切断的应是 。
五.解答题(共2小题)
50.如图,是小金在使用通电螺线管进行科学实验,他观察到通电螺线管周围放置的小磁针(黑色为N极)发生了偏转。
(1)由图可判断,小金制作的通电螺线管的右端为 极。
(2)小金在通电螺线管中插入一根铁钉,磁化后铁钉的N极与没有插入前通电螺线管的N极方向 (填“相同”“相反”或“都有可能”)。
51.1820年,奥斯特在一次偶然中发现通电铂丝附近的磁针发生了偏转,反复试验后均出现这个现象,小金学习后想重复当年奥斯特所做的实验。
(1)为了确保实验成功,如图导线应该 (填“东西”或“南北”)放置。
(2)接通电路后,观察到小磁针偏转,此现象说明了 。
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第2课 电生磁
分层练习
1.如图所示,将一枚转动灵活的小磁针置于桌面上,在小磁针旁放一条直导线,使导线与电池触接。看到电路连通后小磁针有偏转,且电流方向相反时,小磁针偏转方向也相反。下列说法错误的是( )
A.小磁针偏转说明电流周围有磁场
B.甲和丙说明电流磁场方向与电流方向有关
C.这个实验说明了电与磁之间有联系
D.这个实验最早是安培做的
【答案】D
【解答】解:
ACD、图中装置是奥斯特实验,在直导线下方平行地放置着小磁针,当导线中有电流通过时,小磁针发生偏转,说明小磁针受到磁力的作用,即电流的周围存在磁场,说明了电与磁之间有联系,故AC正确,D错误;
B、甲丙中,改变电流的方向,小磁针的偏转方向发生了改变,说明磁场的方向与电流的方向有关,故B正确;
本题选错误的;
故选:D。
2.在你的教室讲台上有一小磁针处于水平静止状态,如果突然发现该小磁针的S极向西偏转,则可能发生的事情是( )
A.小磁针正下方有电子流自东向西水平通过
B.小磁针正下方有电子流自南向北水平通过
C.小磁针正上方有电子流自东向西水平通过
D.小磁针正上方有电子流自南向北水平通过
【答案】D
【解答】解:小磁针处于水平静止状态,在地磁场的作用下,小磁针的N极指北;
A、小磁针正下方有电子流自东向西水平通过,电流的方向从西向东,此时电流的磁场的方向为从北到南,小磁针仍然指示南北方向,故A错误;
B、小磁针正下方有电子流自南向北水平通过,电流的方向从北向南,此时电流的磁场的方向为从东到西,则小磁针的S极向东偏转,故B错误;
C、小小磁针正上方有电子流自东向西水平通过,电流的方向从西向东,此时电流的磁场的方向为从南到北,小磁针仍然指示南北方向,故C错误;
D、小磁针正上方有电子流自南向北水平通过,电流的方向从北向南,此时电流的磁场的方向为从西到东,则小磁针的S极向西偏转,故D正确。
故选:D。
3.如图是奥斯特实验的示意图,有关分析正确的是( )
A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C.移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
【答案】B
【解答】解:AD、通电导线周围磁场方向是由电流的方向决定的,故AD错误;
B、当将通电导体放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转,说明小磁针受到了力的作用,根据力作用的相互性可知,发生偏转的小磁针对通电导线也有力的作用,故B正确;
C、该磁场与小磁针的有无无关,故移走小磁针后,通电导线周围仍然存在磁场,故C错误。
故选:B。
4.如图所示,闭合电磁铁开关S,条形磁铁受到斥力,下列判断正确的是( )
A.电磁铁的左端为N极
B.电源的左端是正极
C.将滑动变阻器的滑片向右移动,条形磁铁受到的斥力不变
D.若只改变电源的正负极,条形磁铁受到的排斥力将变大
【答案】B
【解答】解:AB、根据同名磁极相互排斥可知,图中电磁铁的左端应为S极,则由安培定则可知,电流从电磁铁的左端流入,右端流出,电路中的电源的左端为正极,故A错误,B正确;
C、将滑动变阻器的滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电磁铁的磁性变弱,排斥力变小,故C错误;
D、若只改变电源的正负极,电流的方向改变,大小不变,则电磁铁的磁极改变,磁性强弱不变,条形磁体受到电磁铁的吸引力大小等于原来的排斥力大小,条形磁铁受到的排斥力将变小,故D错误。
故选:B。
5.如图所示,弹簧测力计下挂一条形磁铁,条形磁铁下面放置一通电螺线管,当条形磁铁从左向右水平拉过时,弹簧测力计示数随时间变化的关系图是下列选项中哪一个( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解答】解:根据安培定则可知,通电螺线管的右端是S极。因为同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引的规律,当条形磁铁从左向右水平拉过时,通电螺线管与条形磁铁之间的斥力越来越小,引力越来越大,所以弹簧测力计的示数将变大。
故选:A。
6.如图所示,利用铁屑来研究通电螺线管周围磁场分布。开关闭合之前,螺线管周围铁屑分布如图甲所示,闭合开关后,轻敲玻璃板,铁屑分布如图乙所示,在通电螺线管周围放上小磁针,静止后小磁针C的左端为S极,如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.图乙中A处的磁场比B处强
B.图乙中用铜屑代替铁屑也能呈现出相同的排布方式
C.图丙中通电螺线管的左端为N极
D.图丙中小磁针D的右端为N极
【答案】D
【解答】解:A.图乙中B处是磁体的磁极,磁性最强,故A处的磁场比B处弱,故A错误;
B.铜屑不是磁性物质,不能被磁化,无法显示磁场的分布,故B错误;
CD.静止后小磁针C的左端为S极右端为N极,根据异名磁极相互吸引,图丙中通电螺线管的左端为S极,右端为N极,吸引小磁针D的S极,故小磁针D的右端为N极,故C错误,D正确。
故选:D。
7.如图所示,开关闭合,滑动变阻器的滑片位于中点,小铁片被竖直吸在电磁铁的左侧。若将滑片从中点移向A端或B端,移动过程中下列说法正确的是( )
A.滑片从中点移向A端,电磁铁的磁性会增强
B.滑片从中点移向B端,小铁片会从电磁铁上脱落
C.滑片移动的方向改变,电磁铁的磁极方向也会改变
D.无论向哪个方向移动滑片,电磁铁右端始终为N极
【答案】D
【解答】解:A、滑片从中点移向A端,电路中电阻变大,电流变小,电磁铁的磁性变弱,故A错误;
B、滑片从中点移向B端,电路中电阻变小,电流变大,电磁铁磁性变强,对小铁片的吸引力变大,小铁片不会从电磁铁上脱落,故B错误;
C、滑片移动的方向改变,只能改变电磁铁的磁性大小,电磁铁的磁极方向不会改变,故C错误;
D、无论向哪个方向移动滑片,电路中电流方向不会改变,由安培定则可知,电磁铁右端始终为N极,故D正确。
故选:D。
8.图甲为某款型号的断路器,原理如图乙。正常工作时,触点闭合。当电路短路或过载时,利用电磁铁或双金属片作用,使铁质簧锁装置弹开,触点断开。当电路中发生短路时,该断路器利用电磁铁的作用及时切断电路。则短路时电磁铁线圈中的电流变化及对铁质簧锁上端的磁力作用分别是( )
A.电流变大,吸引簧锁 B.电流变大,排斥簧锁
C.电流变小,吸引簧锁 D.电流变小,排斥簧锁
【答案】A
【解答】解:AC.由题意可知,短路时电路中电流过大,电磁铁磁性增强,会吸引铁质簧锁上端,下端弹开,电路断开。故A正确,C错误。
BD.如果电流增大,磁性增强,排斥簧锁上端,下端无法弹开,电路正常,起不到保护作用。故BD错误。
故选:A。
9.科技服务生活,悬浮盆栽是现代家居装修中的创新摆件,其原理的简化图如图,下列关于悬浮盆栽的说法正确的是( )
A.盆栽中放一块永磁铁,且底部磁极为N极
B.将电源的正负极互换,对盆栽与底座保持原位置不变
C.给盆栽浇水后,底座对盆栽的磁力大小不变
D.滑动变阻器向左滑动,可增强底座电磁铁磁性
【答案】A
【解答】解:A、根据安培定则,电磁铁的上端是N极,同名磁极互相排斥,盆栽才能悬浮起来,所以盆栽中放一块永磁铁,且底部磁极为N极,故A正确;
B、将电源的正负极互换,电磁铁的磁极对调,盆栽与底座位置下降,因为此时盆栽和底座相互吸引,故B错误;
C、给盆栽浇水后,底座对盆栽的磁力变大,故C错误;
D、滑动变阻器向左滑动,电路中的电流变小,可减弱底座电磁铁磁性,故D错误。
故选:A。
10.如图是奥斯特实验示意图。小帆在总结奥斯特实验现象时分析正确的是( )
A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C.移去小磁针,通电导线周围磁场随即消失
D.改变电流方向,通电导线周围的磁场方向不变
【答案】B
【解答】解:A、通电导线周围磁场方向由电流方向决定的,小磁针只能显示某点的磁场方向,故A错误;
B、物体间力的作用是相互的,通电导线周围的磁场对小磁针有磁力的作用,发生偏转的小磁针对通电导线也有磁力的作用,故B正确;
C、移去小磁针,通电导线周围磁场不会消失,故C错误;
D、改变电流方向,通电导线周围的磁场方向改变,故D错误。
11.“高颜值”的磁悬浮音箱(图甲)深受年轻人喜爱。音箱底部有一块磁铁,圆柱状底座内部有电磁铁,原理如图乙。为了适应不同需求,音箱的悬浮高度是可调的,下列能使音箱的高度上升的做法是( )
A.减少线圈的匝数 B.减小电源电压
C.滑片P向右移动 D.抽掉电磁铁铁芯
【答案】C
【解答】解:A、闭合开关S,若保持其它条件不变,将电磁铁的线圈匝数变少,音箱受到的磁力减小,音箱在底座上悬浮时的高度会变低,故A错误;
B、闭合开关S,若保持其它条件不变,减小电源电压,电路中的电流也会减小,音箱受到的磁力减小,音箱在底座上悬浮时的高度会变低,故B错误;
C、闭合开关S,若保持其它条件不变,滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的电流会增大,音箱受到的磁力增大,音箱在底座上悬浮时的高度会上升,故C正确;
D、闭合开关S,若保持其它条件不变,抽掉电磁铁铁芯,音箱受到的磁力减小,音箱在底座上悬浮时的高度会变低,故D错误。
故选:C。
12.小明制作的玩具小船上固定有螺线管(有铁芯)、电源和开关组成的电路,如图所示,把小船按图示的方向放在水面上,闭合开关,最后静止时“船头”最终指北的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解答】解:A、由安培定则可知通电螺线管上端为N极,下端为S极;地磁场沿南北方向,地磁场的N极在地理南极附近,地磁场的S极在地理北极附近处;且同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,因此最后静止时“船头”最终指向东方,故A错误;
B、由安培定则可知通电螺线管右端为N极,左端为S极;地磁场沿南北方向,地磁场的N极在地理南极附近,地磁场的S极在地理北极附近处;且同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,因此最后静止时“船头”最终指向北方,故B正确;
C、由安培定则可知通电螺线管下端为N极,上端为S极;地磁场沿南北方向,地磁场的N极在地理南极附近,地磁场的S极在地理北极附近处;且同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,因此最后静止时“船头”最终指向西方,故C错误;
D、由安培定则可知通电螺线管左端为N极,右端为S极;地磁场沿南北方向,地磁场的N极在地理南极附近,地磁场的S极在地理北极附近处;且同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,因此最后静止时“船头”最终指向南方,故D错误。
故选:B。
13.在右图所示的电路中,要使螺线管显示最强磁性,开关S1、S2的连接状态应是( )
A.S1接1,S2接3 B.S1接1,S2接4
C.S1接2,S2接3 D.S1接2,S2接4
【答案】C
【解答】解:通电螺线管磁性强弱跟电流的大小、线圈匝数的多少有关。电流越大,线圈匝数越多,螺线管的磁性越强。
开关S1接2时只有电阻R2接入电路,比开关S1接2时两个电阻串联接入电路的电阻小,电路中的电流大;开关S2接3时接入电路的线圈匝数比开关S2接4时更多。因此S1接2,S2接3时螺线管显示最强磁性,故C正确。
故选:C。
14.如图所示是研究电磁铁磁性的实验。闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.电磁铁的下端是N极
B.电磁铁能吸引大头针是电磁感应现象
C.将铁钉换成铜棒会使磁性增强
D.滑片P向左移动,电磁铁吸引大头针的数目会增多
【答案】A
【解答】解:
A、电流从上端流入,下端流出,故据安培定则可知,此时电磁铁的下端是N极,上端是S极,故A正确;
B、电磁铁能吸引大头针是磁场的基本性质,说明电磁铁具有磁性,故B错误;
C、铁钉换成铜棒会使磁性减弱,故C错误
D、滑动变阻器的滑动片P向左端移动,电阻变大,电流变小,故电磁铁的磁性变弱,电磁铁吸引大头针的数目会减少,故D错误。
故选:A。
15.小科在医院看到一种输液报警器,如图甲所示。当管内药液流完时,电铃发声。报警器内部有一可变电阻,当输液管内有液体时电阻大,无液体时电阻小,电路如图乙所示。则当开关闭合,报警器电路工作时,以下分析合理的是( )
A.药液输完时,电流表示数变小
B.药液输完时,电压表示数变小
C.药液输完时,电铃中的电磁铁磁性最强
D.药液未输完时,电铃不响是因为没有电流通过
【答案】C
【解答】解:
由电路图可知,可变电阻与电铃串联,电压表并联在电铃两端,电流表测电路中的电流,
由题意知,当药液输完时,警报器内的电阻较小,药液未输完时,警报器内的电阻较大;
AB、当药液输完时,警报器内的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,根据U=IR可知,电铃两端的电压变大,即电压表示数变大,故AB错误;
C、由A知,药液输完时,电路中的电流最大,电铃中的电磁铁磁性最强,故C正确;
D、药液未输完时,警报器内的电阻较大,总电阻较大,电路中电流较小,电铃不响,并不是因为没有电流,而是因为电流较小造成的,故D错误。
故选:C。
16.关于如图所示的探究电生磁的装置,下列说法错误的是( )
A.根据图甲可知:电流的磁场方向与电流方向有关
B.根据图乙可知:通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
C.根据图丙可知:电磁铁磁性的强弱跟线圈匝数有关
D.要使图丙中右边的电磁铁磁性增强,可以将滑动变阻器滑片右移
【答案】D
【解答】解:A、根据图甲可知:电流方向改变,小磁针偏转方向发生改变,这说明电流的磁场方向与电流方向有关;故A正确;
B、据图乙可知:通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似的,故B正确;
C、根据图丙可知:在电流相同时,线圈匝数越多的,吸引的大头针个数越多,这说电磁铁磁性的强弱跟线圈匝数有关,故C正确;
D、通过增大电流可以增大电磁铁的磁性,故可以将滑动变阻器的滑片向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路中的电流变大,故D错误。
故选:D。
17.如图所示是小李探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置,下列措施中能使电磁铁磁性增强的是( )
A.电源的正负极对调,其他条件不变
B.开关S由1扳到2,其他条件不变
C.滑片P向左移动,其他条件不变
D.滑片P向右移动,其他条件不变
【答案】C
【解答】解:
A、电源的正负极对调只会改变电流的方向和电磁铁的磁极,对电磁铁的磁性不会有影响,故不合题意;
B、开关S由1扳到2时,线圈的匝数减少,电磁铁的磁性会减弱,故不符合题意;
C、滑片左移,电路中的电阻减小,电流增大,电磁铁的磁性会增强,故符合题意;
D、滑片右移,电路中的电阻增大,电流减小,电磁铁的磁性会减弱,故不合题意。
故选:C。
18.在探究通电螺线管周围的磁场分布的实验中,在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管,在板面上均匀撒满铁屑,通电后轻敲玻璃板,铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是( )
A.撒铁屑的目的是为了确定产生的磁场方向
B.改变电流方向,细铁屑的分布也会发生改变
C.用木屑代替铁屑进行实验也会有规律地排列
D.P和Q两处若都放上小磁针,静止后它们的指向相同
【答案】D
【解答】解:A.不同位置的铁屑看不出磁极,不能反映该处磁场的方向,只能显示磁场分布,故A错误;
B.电流方向改变,磁场方向改变,但磁场分布不变,铁屑有规律地排列不变,故B错误;
C.用木屑代替铁屑进行实验,木屑不会有规律地排列,故C错误;
D.如果在P处自由静止的小磁针的右端是N极,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引即可判断通电螺线管的左端为S极,右端为N极,则在Q处自由静止的小磁针的左端是S极,右端为N极,故D正确;
故选:D。
19.如图所示,先闭合开关S2,再闭合开关S1,则电磁铁的磁性将( )
A.先增大后减小 B.增大
C.先减小后增大 D.减小
【答案】B
【解答】解:先闭合开关S2,再闭合开关S1,两电阻并联,则总电阻减小;由欧姆定律可知电路中电流增大,则螺线管中电流变大,螺线管的磁性变强。
故选:B。
20.如图所示,螺线管右方放置了一个小磁针。闭合开关S后,下列说法中正确的是( )
A.通电螺线管的左端为S极
B.通电螺线管周围的磁场方向从左向右
C.小磁针静止后,其N极的指向向右
D.向左移动滑片P,电磁铁的磁性减弱
【答案】B
【解答】解:由图知:
A、电流从左端流入,右端流出,故据安培定则可知,此时通电螺线管的左端是N极,右端是S极。故A错误;
B、通电螺线管周围的磁感线方向从左向右。故B正确;
C、据磁极间的作用规律可知,小磁针静止时,左端是N极,右端是S极。故C错误;
D、滑动变阻器的滑动片P向左端移动,电阻变小,电流变大,故电磁铁的磁性变强。故D错误。
故选:B。
21.为了解释地球的磁性,19世纪安培假设,地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在图中的四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解答】解:地磁的南极在地理北极的附近,故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方;而根据安培定则:拇指与四指垂直,而四指弯曲的方向就是电流流动的方向,故四指的方向应该向西。故B正确。
故选:B。
22.如图所示为通电螺线管磁感线分布图,根据图分析,可得出( )
A.电流从a流入,从b流出
B.A处放入小磁针,静止时N极向左
C.C处磁场比B处强
D.通电螺线管的磁感线是真实存在的
【答案】B
【解答】解:A、由图可知,磁感线是从通电螺线管的左端出来、右端进入的,所以通电螺线管的左端为N极,右端为S极,根据安培定则可知,电流从b端流入、a端流出,故A错误;
B、根据异名磁极相互吸引可知,A处放入小磁针,静止时N极指向左,S极指向右,故B正确;
C、磁体的磁极附近的磁感线较密集,磁性较强,磁体周围的磁感线较稀疏,磁性较弱,所以C处磁场比B处弱,故C错误;
D、人们为了研究方便引入了磁感线,磁感线并不存在,故D错误。
故选:B。
23.克鲁克斯管是将电信号转变为光学图像的一类电子束管,电子束是由许多电子定向运动而形成的。现有一条电子束如图所示,推断其电流及周围的磁场方向是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解答】解:由题意可知,电子定向移动的方向是向下的,电子带负电,故电流的方向是向上的,根据右手螺旋定则可知,磁场的方向是逆时针方向的,故C正确。
故选:C。
24.图甲是磁悬浮台灯,在底座通电时可以悬浮在底座上方,断电时灯泡会自动吸附在底座上,拆开底座后发现里面的电路如图乙所示,若要调高灯泡悬浮的高度可通过( )
A.减少线圈的匝数
B.电源正负极调换
C.电路中再串联一个定值电阻
D.滑动变阻器滑片向a端移动
【答案】D
【解答】解:灯泡悬浮利用的是同名磁极相互排斥;若要调高灯泡悬浮的高度,则排斥力变大,电磁铁的磁性变强,需要增大通过电磁铁的电流或线圈的匝数;
A、减少线圈的匝数,电磁铁磁性变弱,故A错误;
B、电源正负极调换,电流的大小不变,故B错误;
C、电路中再串联一个定值电阻,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,通过电磁铁的电流变小,故C错误;
D、滑动变阻器滑片向a端移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电磁铁磁性增强,故D正确;
故选:D。
25.如图所示,盛水烧杯放置在电磁铁的A端上,烧杯中水面上漂浮着一个空心铁球。当电磁铁磁性的强弱发生改变时,烧杯中的空心铁球会上下浮动。现闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右滑动。针对这种情况,下列说法中正确的是( )
A.电磁铁A端为S极,烧杯中水面上升
B.电磁铁A端为S极,烧杯中水面下降
C.电磁铁A端为N极,烧杯中水面上升
D.电磁铁A端为N极,烧杯中水面下降
【答案】B
【解答】解:电流由A流向B,则由右手螺旋定则可知螺线管B端为N极,则A端为S极(南极);
当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电阻增大,则由欧姆定律可知电路中电流减小,则螺线管中的磁性减弱,故小铁球所受磁力减小;小铁球受重力、磁力及浮力,因小球处于静止状态,故向下的磁力与重力之和应等于向上的浮力,因磁力减小,故浮力也将减小,所以烧杯中水面下降。故B正确。
故选:B。
26.如图所示,A为弹簧测力计,B为条形磁铁,C为螺线管。闭合S时,电流表和弹簧测力计都有示数,再闭合S1时,则( )
A.电流表的示数减小,弹簧测力计的示数减小
B.电流表的示数减小,弹簧测力计的示数变大
C.电流表的示数变大,弹簧测力计的示数减小
D.电流表的示数变大,弹簧测力计的示数变大
【答案】D
【解答】解:当开关S1闭合时,因两电阻并联,故电路中电阻减小;则由欧姆定律可知电路中电流变大;
此时螺线管中磁场变强,则对B的吸引变大,则B受到向下的力变强,因B在磁场力、重力及弹簧秤的拉力作用下处于静止,即F=G+F磁,故弹簧测力计的示数变大;故D正确。
故选:D。
27.矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示,ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力,下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同( )
A.ab段与bc段 B.ab段与ed段
C.ab段与fe段 D.fe段与ed段
【答案】B
【解答】解:如图磁场方向相同,电流方向相同,通电导体的受力方向相同,
abfe段和bcde段并联的电源上,所以ab电流向下、ef电流向上、cb电流向上、de电流向下,
ab和ed电流方向相同,受到磁场作用力方向相同,
ef和cb电流方向相同,受到磁场作用力方向相同。
故选:B。
28.电与磁现象是人类探索自然的一个重要方面,人类对电与磁的认识也促进了科技的进步,在生活中也有很多应用。通电螺线管周围会产生磁场,在图中对电流和磁极方向之间关系判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:右手握住螺线管,让四指弯曲的方向跟螺线管中的电流方向一致,则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
由图可知,D图中符合安培定则,故C错误,D正确。
故选:D。
29.在制造精密电阻时,常常采用双线绕法。即把电阻丝从螺线管一端绕到另一端,再从另一端绕回来。如果电流方向如图所示,那么螺线管( )
A.比用单线绕法磁性强一倍
B.左、右两端都没有磁极
C.左端为S极。右端为N极
D.左端为N极,右端为S极
【答案】B
【解答】解:(1)两个线圈中的电流大小相等,线圈匝数相等,并且铁芯相同,所以每个线圈产生的磁场强弱相同。
(2)由于两个线圈的绕向相同,但电流方向相反,所以其磁场方向相反。
(3)两者磁性强弱相同,磁场方向相反,相互抵消,所以这个线圈的左右两端都没有磁极。
故选:B。
30.开关S闭合后,小磁针静止时的指向如图所示,由此可知( )
A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B.b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
C.b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
D.a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极
【答案】C
【解答】解:由于小磁针静止时,其左端为N极,右端为S极,根据磁极间的作用规律可知,螺线管的a端为S极,b端为N极。
根据螺线管的NS极和螺线管的线圈绕向,利用安培定则,伸出右手使大拇指指示螺线管的b端N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的右端流入,则电源的d端为正极,c端为负极。
故选:C。
31.如图所示实验装置,弹簧下面挂着条形磁铁,螺线管中插有铁芯。现开关S拨在触点②位置且电流表示数为I。要使弹簧变短,下列操作方法能够实现的是( )
A.开关S位置不动,将铁芯从螺线管中取出
B.开关S位置不动,将滑片P向a端滑动
C..将开关S拨到①位置,并通过调节仍使电流表示数为I
D..将开关S拨到③位置,并通过调节仍使电流表示数为I
【答案】C
【解答】解:在开关S闭合时,根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极,而条形磁铁的下端也为N极,因同名磁极相互排斥,所以电磁铁对条形磁铁有排斥力作用;
A、开关S位置不动,将铁芯从电磁铁里面取出,电磁铁的磁性减弱,对条形磁铁的排斥力减小,则弹簧会变长,故A错误;
B、开关S位置不动,滑片P向a端滑动,滑动变阻器接入电路的阻值增大,根据欧姆定律可知,电路中的电流减小,电磁铁的磁性减弱,对条形磁铁的排斥力减小,则弹簧会变长,故B错误;
C、将开关拨到①位置,虽然通过电磁铁的电流不变,但电磁铁的线圈匝数增加,电磁铁的磁性增强,对条形磁铁的排斥力增大,则弹簧会变短,故C正确。
D、将开关拨到③位置,虽然通过电磁铁的电流不变,但电磁铁的线圈匝数减少,电磁铁的磁性减弱,对条形磁铁的排斥力减小,则弹簧会变长,故D错误。
故选:C。
32.如图所示,一条向右水平射出的阴极射线可以看作是许多电子定向运动形成的电子流,根据这束电子流的运动方向,下列对电流方向及周围磁场方向推断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解答】解:由题意可知,电子定向移动的方向是水平向右的,电子带负电,故电流的方向是水平向左的,根据右手螺旋定则可知,磁场的方向是顺时针方向的,故A正确。
故选:A。
33.根据题意填写对应信息
(1)三个磁体相邻磁极间的磁感线分布如甲图所示,则A端为 S 极,D端为 N 极。
(2)通电螺线管的磁感线方向如乙图所示,图中已标出小磁针静止时的指向和磁感线的方向,则电源的左端为 负 极,小磁针的左端为 N 极。
【答案】(1)S;N;(2)负;N。
【解答】解:(1)右侧磁体的S极与中间磁体的A端磁极互相排斥,因同名磁极互相排斥,因此中间磁体的A端为S极,B端磁极为N极;左侧磁体的C端磁极与中间磁体的B端互相吸引,因异名磁极互相吸引,因此左侧磁体的C端为S极,D端磁极为N极;
(2)在磁体外部,磁感线从磁体的N极出发,回到S极,因此通电螺线管的左端为S极,右端为N极;根据安培定则可知,电流从通电螺线管的右侧流入,左侧流出,因此电源的左端为负极;同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引,因此小磁针的左端为N极。
故答案为:(1)S;N;(2)负;N。
34.小明通过观察小区门口的车辆出入自动控制闸,发现当车牌被识别系统识别后,指示灯亮,栏杆抬起,车辆通行,于是他设计了如图所示的模拟装置,电源电压恒定,电磁铁的线圈阻值不计,当车牌识别成功,相当于将图中开关S闭合,当滑动变阻器接入电阻为10Ω时,指示灯L刚好正常发光,铁柱被电磁铁向下吸引抬起栏杆,此时电磁铁的上端为 S (选填“N”或“S”)极,若电源电压降低,闭合开关,电磁铁磁性减弱,栏杆不能自动抬起,除了更换电源外,请你再写出一种能使栏杆自动抬起的方法: 调节滑动变阻器,使接入的阻值变小 。
【答案】S;调节滑动变阻器,使接入的阻值变小。
【解答】解:通电螺线管的电流是下方流入,上方流出,根据安培定则可知电磁铁的下端为N极,上端为S极;
若电源电压降低,闭合开关,电磁铁栏杆磁性减弱,栏杆不能自动抬起,此时要使电流增大,才能时杆子自动抬起。除了换电源电压外,还可以调节滑动变阻器,使接入的阻值变小,从而使电流增大,杆子自动抬起。
故答案为:S;调节滑动变阻器,使接入的阻值变小。
35.科学技术发展蒸蒸日上,离不开近代科学家不断努力探索,也需要我们继续传承发扬。
(1)1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了 电流的磁效应 ,即通电导线周围存在磁场。
(2)1822年,法国物理学家阿拉戈和吕萨克发现:当电流通过绕在铁块上的导线时,铁块被磁化。在若干年后,英国发明家威廉 斯特金在前面三位科学家的基础上,发明了电磁铁。
(3)约200年后的今天,“趣味科学”拓展课上的同学们以小组合作的方式,连接了一套电磁学装置(其电路图如图所示):已知R1<R2,甲、乙是两枚相同的电磁铁。
①该装置可用来探究电磁铁的磁性强弱与 电流 大小的关系。
②甲、乙电磁铁的线圈匝数必须相同,否则得出的结论不严谨,原因是 存在两个变量 。
【答案】(1)电流的磁效应;(3)①电流;②存在两个变量。
【解答】解:(1)1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,即通电导线周围存在磁场;
(3)①由图可知,电磁铁甲与电阻R1串联,电磁铁乙与电阻R2串联,两者再并联,因为R1<R2,甲、乙是两枚相同的电磁铁,由I可知,两支路中电流不同,所以该装置可用来探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系。
②当探究过程中存在多个变量时,应该运用控制变量法,所以甲、乙电磁铁的线圈匝数必须相同,否则得出的结论不严谨,原因是存在两个变量。
故答案为:(1)电流的磁效应;(3)①电流;②存在两个变量。
36.如图为通电螺线管磁场强弱演示仪的示意图,指针会绕着转动轴O转动。
(1)通电螺线管的左端为 S 极。
(2)在探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系时,将开关S从a点换到b点,并向 左 (填“左”或“右”)调节变阻器的滑片,使电流表的示数不变。
【答案】(1)S; (2)左。
【解答】解:(1)电流由螺线管的左端流入,由安培定则判断该螺线管的左端是S极,右端是N极;
(2)验证通电螺线管的磁性与线圈匝数有关,即需要在电流一定的情况下,改变线圈的匝数看电磁铁的磁性有何变化即可;故当将开关S从a点换到b点时,由于接入电路的螺线管变长,即电阻变大,所以电路中的电流变小;而在该题中要求电路中的电流与原来相比是不变的,所以需向左移动滑片才能实现上述目的。
故答案为:(1)S; (2)左。
37.如图所示的奥斯特实验中,闭合开关,原来静止的小磁针发生了偏转。造成小磁针偏转的原因是什么呢?
猜想一:可能是通电后导线产生的热量使空气对流引起的。
猜想二:可能是通电后导线周围产生的磁场引起的。
(1)如果实验中小磁针偏转不明显,请提出一条改进的建议: 增大导线中的电流(或增加干电池的节数、用多根直导线等) 。
(2)为了验证猜想一,下面方案可行的是 ①③ 。(可多选)
①改变导线中的电流方向
②将整个装置放在玻璃箱中进行实验
③将小磁针罩在烧杯中,导线置于烧杯上方并平行于小磁针进行实验
【答案】(1)增大导线中的电流(或增加干电池的节数、用多根直导线等);(2)①③。
【解答】解:
(1)小磁针偏转不明显,说明电流的磁场不够强,增强磁场的方法有:增大电流、增加导线数量等等。
(2)①方案中,虽然没有阻断小磁针和导线之间的空气流动,但通过改变导线中的电流方向后发现,小磁针的偏转方向也发生了变化,所以可以验证小磁针的偏转和空气对流是无关的,即可以验证猜想一。
②若将整个实验装置都放在玻璃箱内,小磁针和导线之间的空气仍然可以发生对流,所以不符合要求。
③将小磁针罩在烧杯内,而将导线置于烧杯上方,这样小磁针和导线之间由于烧杯的阻隔,它们之间的空气无法进行对流,若导线通电后,小磁针能够发生偏转,则可以验证猜想一。
故答案为:(1)增大导线中的电流(或增加干电池的节数、用多根直导线等);(2)①③。
38.如图所示,条形磁铁置于水平面上,电磁铁与其在同一水平面上,右端固定并保持水平。S闭合,滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时,条形磁铁一直保持静止。在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的大小 逐渐变大 (选填“不变”“逐渐变大”“逐渐变小”)。电磁铁左端是 N 极。
【答案】逐渐变大;N
【解答】解:由图可知电流从螺线管的右端流入,利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极;
条形磁铁处于静止状态,受到平衡力的作用,桌面对它施加了一个摩擦力。滑片P向左滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,对条形磁铁的斥力增大,由于条形磁铁始终处于平衡状态,所以摩擦力始终等于斥力,故摩擦力会随着斥力的增大而增大。
故答案为:逐渐变大;N。
39.图甲为一个悬浮花盆。小科利用一个柱状磁体和一个电磁铁,以图乙的方式模拟了花盆悬浮情景。
(1)柱状磁体的下端为其 S 极。
(2)为模拟浇水导致花盆增重,小科往柱状磁体上放置了一个木块。导致柱状磁体与底座之间的距离变小。若要恢复二者之间的原有距离,应将滑动变阻器的滑片向 上 移动到合适的位置。
【答案】(1)S;(2)上
【解答】解:
(1)根据图示可知,电流从电磁铁的上端流入、下端流出,根据安培定则可知,电磁铁的上端为S极;根据同名磁极相互排斥可知,柱状磁体的下端为S极;
(2)要使盆栽与底座之间距离不变,需增大磁力,电磁铁磁性强弱与电流的大小有关,其他条件相同,电流越大,磁性越强,故要增大磁力需增大电流,滑片向上移动。
故选:(1)S;(2)上。
40.如图所示是通电螺线管和条形磁体间相互排斥作用的示意图。请你在图中标出;
(1)通电螺线管的N极;
(2)磁感线的方向;
(3)电源的正、负极。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)根据如图所示是通电螺线管和条形磁体间相互排斥作用的示意图,可知通电螺线管右端为的N极;
(2)在磁体外部,磁感线的方向总是从N极流向S极,如下图所示:
(3)用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极,则电源左端为负极,右端为正极。
41.设计人员要开发一款倒悬的酷悬浮发光月球装饰品,如图甲所示。
【材料组装】如图乙,球内装入磁体,灯泡等元件,底座内装入电磁铁等元件;
(1)电源的上端应为 负 极。
【问题呈现】在试验过程中难以找到发光月球的磁悬浮位置。离底座过远,球会掉落;离底座过近,球直接吸附在底座上。
【原因分析】球离底座过远时,底座中的电磁铁对球内磁体的吸引力小于重力,所以球会掉落。过近则吸引力大于重力,球直接吸附在底座上。
【解决方案】设计人员在电路中加入了开关型霍尔传感器H来检测磁场强弱,并控制电路的通断,经简化的电路图如图丙所示。
(2)当球与底座距离过近,传感器H检测到磁场过强时,传感器H应 断开 (选填“闭合”或“断开”)电路。
【产品优化】
(3)经调试,成功实现月球悬浮。若需增大悬浮时月球与底座的距离来增强观赏效果,在适当调整传感器H的位置后,对底座电路的处理方式可以是 减小电路中的电流;减少电磁铁线圈匝数 (写出两种即可)。
【答案】(1)负;(2)断开;(3)减小电流中的电流;减少电磁铁线圈匝数。
【解答】解:(1)悬浮月光球里面的磁体上面是N极,根据异性磁极相互吸引,电磁铁下端为S极,根据安培定则可判断电源上端为负极。
(2)当球与底座距离过近时,说明磁力大于重力,磁场过强,为减小磁性可断开电路。
(3)增大悬浮时月球与底座的距离来增强观赏效果,在适当调整传感器H的位置后,效果还不明显,可进一步减小磁性,根据影响电磁铁磁性强弱的因素可知减小电路中的电流,减少电磁铁的线圈匝数可达到目的。
故本题答案为:(1)负;(2)断开;(3)减小电流中的电流;减少电磁铁线圈匝数。
42.小明用如图所示的电路“探究通电螺线管磁性强弱的影响因素”。其中R2为磁敏电阻,其阻值随磁场强度的增大而减小。闭合开关S1和S2,按表进行实验并记录相应的数据。
线圈接线点 接线柱1 接线柱2 接线柱3
实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8 9
电流表A1读数/安 0.22 0.32 0.46 0.22 0.32 0.46 0.22 0.32 0.46
电流表A2读数/安 0.60 1.00 1.30 0.42 0.60 0.80 0.20 0.30 0.42
(1)该实验通过 电流表 A2的示数变化 来判断通电螺线管磁性强弱。
(2)在研究线圈匝数对磁性的影响时,小明将开关S1从接线柱1换到2时,接下来进行的操作是: 调节滑动变阻器的滑片,让电流表A1的示数保持不变 。
(3)通过该实验得出的结论是 当线圈匝数相同时,电流越大,则通电螺线管的磁场越强;当电流大小相同时,线圈匝数越多,则通电螺线管的磁场越强 。
【答案】(1)电流表 A2的示数变化;(2)调节滑动变阻器的滑片,让电流表A1的示数保持不变;(3)当线圈匝数相同时,电流越大,则通电螺线管的磁场越强;当电流大小相同时,线圈匝数越多,则通电螺线管的磁场越强。
【解答】解:(1)根据题意可知,该实验通过电流表A2的示数变化判断通电螺线管的磁性强弱;
(2)在研究线圈匝数对磁性的影响时,小明将开关 S1从接线柱1换到2时,线圈匝数改变,此时要控制通过线圈的电流大小相同,因此接下来的操作为:调节滑动变阻器的滑片,让电流表A1的示数保持不变。
(3)根据接线柱1的实验数据可知,此时线圈匝数相同,当电流表A1的示数增大时,A2的电流增大而磁敏电阻的阻值减小,那么螺线管的磁场变强,即:当线圈匝数相同时,电流越大,则通电螺线管的磁场越强;
根据实验1、4、7可知,当电流大小相同时,线圈匝数减小,则A2的示数减小而磁敏电阻的阻值增大,那么电磁铁的磁场变弱,那么得到:当电流大小相同时,线圈匝数越多,则通电螺线管的磁场越强。
故答案为:(1)电流表 A2的示数变化;(2)调节滑动变阻器的滑片,让电流表A1的示数保持不变;(3)当线圈匝数相同时,电流越大,则通电螺线管的磁场越强;当电流大小相同时,线圈匝数越多,则通电螺线管的磁场越强。
43.磁感应强度B用来描述磁场的强弱,国际单位是特斯拉,符号是“T”。为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关,小鹭设计了如图1所示的电路,图甲电源电压6V,R为磁感应电阻,其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2。
(1)当图乙S2断开,图甲S1闭合时,电流表的示数为 60 mA.闭合S1和S2,图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动,图甲中电流表的示数逐渐减小,说明磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐 增大 。
(2)闭合S1和S2,滑片P不动,沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R,测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I,算出R处磁感应强度B的数值如表。请计算x=5cm时,B= 0.40 T.
x/cm 1 2 3 4 5 6
I/mA 10 12 15 20 30 46
B/T 0.68 0.65 0.60 0.51 0.40
0.20
(3)综合以上实验数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而 增大 ,离电磁铁越远,磁感应强度越 小 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)当图乙S2断开,图甲S1闭合时,即磁场强度为零,据图2可知,此时的R=100Ω,故此时电路中的电流是:I0.06A=60mA;图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动,有效电阻变小,电流变大磁场变强,图甲中电流表的示数逐渐减小,即R的电阻变大,据此分析可知:磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐增大;
(2)x=5cm时,对于图表得出电流是30mA,据欧姆定律可知,R200Ω,故对应磁场的强度是0.40T;
(3)综合以上实验数据,分析(2)中的表格数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而增大,离电磁铁越远,磁感应强度越小;
故答案为:(1)60;增大;(2)0.40;(3)增大;小。
44.1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
(1)在演示奥斯特实验时,如图甲所示,①闭合开关;②放置小磁针观察指向;③摆放一根长直导线;为了减弱地磁场的影响,正确的实验操作顺序为 B 。
A.①②③
B.②③①
C.②①③
D.③①②
(2)由图乙(a)、(b)、(c)可知:电流周围存在磁场,且 电流的磁场方向与电流的方向有关 。
(3)小曙推理:若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方,如图乙(d)所示,小磁针也会发生偏转。其依据是: 电子的定向移动会形成电流 ;(d)中小磁针N极偏转方向和图乙 c (填序号)的小磁针偏转方向相同。
【答案】(1)B;(2)电流的磁场方向与电流的方向有关;(3)电子的定向移动会形成电流;c。
【解答】解:(1)为了减弱地磁场的影响,正确的实验操作顺序为B。
(2)由图乙(a)、(b)、(c)可知:电流周围存在磁场,且电流的磁场方向与电流的方向有关。
(3)如图乙(d)所示,小磁针也会发生偏转。其依据是:电子的定向移动会形成电流;
故答案为:(1)B;(2)电流的磁场方向与电流的方向有关;(3)电子的定向移动会形成电流;c。
45.某学习小组同学想探究“通电螺线管磁性强弱和线圈匝数的关系”,实验电路如图所示,实验步骤如下:
步骤一:实验时,用铁棒和漆包线绕制匝数为20匝的电磁铁,并接入电路中。
步骤二:闭合开关,调节滑动变阻器使电流表示数为1A,用电磁铁去吸引大头针,记录数据。
步骤三:断开开关,用匝数为50匝的电磁铁替换20匝的电磁铁。闭合开关,再用电磁铁去吸引大头针,记录数据。
(1)本实验通过观察比较 吸引大头针的多少 来体现不易观察的磁场强弱。
(2)下列实验运用的方法与第(1)小题相同的是 BD 。(可多选)
A.研究分子的特性时,用黄豆和芝麻混合实验
B.研究电流的有无时,串联一个小灯泡
C.研究磁场时,用磁感线形象的描述
D.研究力的存在时,借助弹簧的形变
(3)经老师提醒,螺线管上的线圈有电阻,小江发现步骤三中“闭合开关”后的操作是不严谨的,应修改为: 用匝数为50匝的电磁铁替换20匝的电磁铁。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使得电流表示数不变,再用电磁铁去吸引大头针,记录数据 。
【答案】(1)吸引大头针的多少;(2)BD;(3)用匝数为50匝的电磁铁替换20匝的电磁铁。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使得电流表示数不变,再用电磁铁去吸引大头针,记录数据。
【解答】解:(1)用电磁铁去吸引大头针,通过吸引大头针的多少显示磁性强弱,是转换法的应用;
(2)A.研究分子的特性时,用黄豆和芝麻混合实验,是类比法;
B.研究电流的有无时,串联一个小灯泡,是转换法;
C.研究磁场时,用磁感线形象的描述,是模型法;
D.研究力的存在时,借助弹簧的形变,是转换法,故符合题意的是BD;
(3)磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关,根据控制变量法,改变线圈匝数,必须控制电流相等,应该改为:用匝数为50匝的电磁铁替换20匝的电磁铁。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使得电流表示数不变,再用电磁铁去吸引大头针,记录数据。
故答案为:(1)吸引大头针的多少;(2)BD;(3)用匝数为50匝的电磁铁替换20匝的电磁铁。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使得电流表示数不变,再用电磁铁去吸引大头针,记录数据。
46.“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。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,原来静止的小磁针转动了。对于小磁针转动的原因,两同学有着不同的假设:
甲:是因为导线通电发热,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:是因为电流周围产生磁场,磁场对磁针产生了力的作用
(1)没通电时,静止的小磁针的N极指向 北方 。(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,改变电流的方向,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 磁针偏转的方向不变 。
(3)乙同学在其它实验条件不变的情况下,把小磁针从直导线下方移到了直导线上方,闭合开关后,小磁针的转动方向将 改变 (选填“不改变”或“改变”)。
(4)在做该实验时,下列操作中实验现象最明显的是 B 。
A.直导线沿东西方向放置在磁针的正上方
B.直导线沿南北方向放置在磁针的正上方
C.沿电流方向放置小磁针,使磁针在导线的正下方
D.沿电流方向放置小磁针,使磁针在导线的延长线上。
【答案】(1)北方;(2)磁针偏转的方向不变;(3)改变;(4)B。
【解答】解:(1)没通电时,通电导线周围没有磁场;由于地球是一个巨大的磁体,地理的南极是地磁场的北极,地理的北极是地磁场的南极,所以没通电时,小磁针在地磁场的作用下N极指向北方;
(2)如果乙正确,他们调换电池的正负极,改变电流的方向,磁场方向改变,小磁针偏转方向改变,如果甲同学的假设是正确的,磁针偏转的方向不变。
(3)由于电流产生的磁场在导线上、下方的方向相反,当小磁针从下方移到上方之后,小磁针的转动方向会相反。
(4)地球的磁场方向是从地理的南极指向北极,所以若将导线东西放置,导线周围的磁场是南北方向的,与地球的磁场方向可能一致,而导致实验现象不明显,但若将导线南北放置,此时导线的磁场方向是东西方向的,所以此时小磁针会在导线磁场的作用下指示东西,故现象更为明显。
故答案为:(1)北方;(2)磁针偏转的方向不变;(3)改变;(4)B。
47.科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。
(1)由图可知,两平行通电导线之间有力的作用。当通入的电流方向相同时,导线相互 吸引 ;当通入电流方向相反时,导线相互 排斥 。
(2)判断通电直导线周围磁场方向的方法是:用右手握导线,大拇指指向电流方向,则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。根据这个方法,请你判定甲图中导线a在靠近导线b一侧产生的磁场方向为垂直于纸面 向里 。(填“向里”或“向外”)
(3)由此可知:与磁体之间的相互作用一样,电流之间的相互作用也是通过 磁场 来实现的。
【答案】(1)吸引;排斥;(2)向里;(3)磁场。
【解答】解:(1)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,导线相互排斥;
(2)由题可知,用右手握导线,大拇指指向电流方向(向上),则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向(如下图所示),即:导线a左侧的磁场方向垂直于纸面向外,b处(a的右侧)的磁场方向垂直于纸面向里;
(3)与磁体之间的相互作用一样,电流之间的相互作用也是通过磁场来实现的。
故答案为:(1)吸引;排斥;(2)向里;(3)磁场。
48.“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。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,原来静止的小磁针转动了。对于小磁针转动的原因,两同学有着不同的假设:
甲:是因为导线通电发热,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:是因为电流周围产生磁场,磁场对磁针产生了力的作用。
(1)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,改变电流的方向,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 小磁针的偏转方向不变 。
(2)老师在其它实验条件不变的情况下,把小磁针从直导线下方移到了直导线上方,闭合开关后,小磁针的转动方向将 改变 (选填“不改变”或“改变”)。
(3)为了使实验现象更明显,导线应该沿 南北 (选填“东西”或“南北”)方向放置。
【答案】(1)磁针偏转的方向不变; (2)改变; (3)南北。
【解答】解:(1)如果乙正确,他们调换电池的正负极,改变电流的方向,磁场方向改变,小磁针偏转方向改变;如果甲同学的假设是正确的,磁针偏转的方向不变;
(2)由于电流产生的磁场在导线上、下方的方向相反,当小磁针从下方移到上方之后,小磁针的转动方向会相反;
(3)地球的磁场方向是从地理的南方指向北方,所以若将导线东西放置,放在导线下的小磁针静止时指向南北方向,通电导线的磁场方向是南北方向的,由于受到地磁场的影响而导致实验现象不明显,但若将导线南北放置,此时导线的磁场方向是东西方向的,所以此时小磁针会在导线磁场的作用下发生偏转,故现象更为明显。
故答案为:(1)磁针偏转的方向不变;(2)改变;(3)南北。
49.“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。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,原来静止的小磁针转动了。对于小磁针转动的原因,两同学有着不同的假设:
甲:是因为导线通电发热,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:是因为电流周围产生磁场,磁场对磁针产生了力的作用
(1)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,改变电流的方向,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 小磁针的偏转方向不变 。
(2)老师在其它实验条件不变的情况下,把小磁针从直导线下方移到了直导线上方,闭合开关后,小磁针的转动方向将 改变 (选填“不改变”或“改变”)。
(3)得出实验结论后,他将四条彼此绝缘的通电直导线在同一平面内,四根导线中的电流大小相等,要使四根导线所围矩形中心处O点的磁场增强,电流被切断的应是 I4 。
【答案】(1)磁针偏转的方向不变;(2)改变;(3)I4。
【解答】解:(1)如果乙正确,他们调换电池的正负极,改变电流的方向,磁场方向改变,小磁针偏转方向改变;如果甲同学的假设是正确的,磁针偏转的方向不变;
(2)由于电流产生的磁场在导线上、下方的方向相反,当小磁针从下方移到上方之后,小磁针的转动方向会相反;
(3)根据右手螺旋定则来确定通电导线周围磁场的分布,以点代表磁场指向纸外,叉代表磁场指向纸内,各导线在各个区域产生的磁场方向如图所示:
导线1、2、3在中心O产生的磁场方向都是垂直纸面向里,只有导线4产生的磁场的方向向外,根据磁场的叠加可知,要使O的磁场增强,应切断I4。
故答案为:(1)磁针偏转的方向不变;(2)改变;(3)I4。
50.如图,是小金在使用通电螺线管进行科学实验,他观察到通电螺线管周围放置的小磁针(黑色为N极)发生了偏转。
(1)由图可判断,小金制作的通电螺线管的右端为 N 极。
(2)小金在通电螺线管中插入一根铁钉,磁化后铁钉的N极与没有插入前通电螺线管的N极方向 相同 (填“相同”“相反”或“都有可能”)。
【答案】(1)N;(2)相同。
【解答】解:(1)由图中左侧小磁针右端是N极,吸引S极,则左侧为S极,小金制作的通电螺线管的右端为N极。
(2)小金在通电螺线管中插入一根铁钉,磁化后使得磁性增强,因而两个的磁极是相同叠加的,故铁钉的N极与没有插入前通电螺线管的N极方向相同。
故答案为:(1)N;(2)相同。
51.1820年,奥斯特在一次偶然中发现通电铂丝附近的磁针发生了偏转,反复试验后均出现这个现象,小金学习后想重复当年奥斯特所做的实验。
(1)为了确保实验成功,如图导线应该 南北 (填“东西”或“南北”)放置。
(2)接通电路后,观察到小磁针偏转,此现象说明了 通电导体周围存在着磁场 。
【答案】(1)南北;(2)通电导体周围存在着磁场。
【解答】解:(1)由于小磁针受到地磁场的作用,要指南北方向,为了观察到明显的偏转现象,应使电流产生的磁场方向为东西方向,故应使把直导线南北放置;
(2)接通电路后,观察到小磁针偏转,此现象说明了通电导体周围存在着磁场。
故答案为:(1)南北;(2)通电导体周围存在着磁场。
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