选修1-1基础训练答案
物理1-1第一章 参考答案
第一节 电荷 库仑定律
A组:1. BD 2. 8.00X10-19C;1X1020 3.C 4. 负、正、不带、不带 5. 1.35X1020 6. C 7. =
B组:1. 32:45:13 2. -2X10-2C 放在q1、q2连线上且在q1左侧15cm 3. q=1/2 Q
第二节 电场
A组:1. ABC 2. C 3. F/q1 ,F/q1 4. BCD 5. CD 6. AC 7. BC
B组:1. B 2. 2×1010 水平向左 3. ①负,q=mgtgθ/E ②初速度为零的匀加速直线运动,受电场力与重力的合力,为恒力。
生活中的静电现象
B
ABCD
①②③⑤ ④⑥
属于尖端放电现象
电容器
B
BC
ACD
A
B
第五节电流和电源
A组
1、BD 2、BD 3、AB 4、BD 5、10-3;10-6,6、A 7、电能;电,8、C
B组
6×10-9 ,逆时针,2、D
第六节电流的热效应
A组
1、ABD 2、ABD 3、B 4、8;8;0.2, 5、45;2.25, 6、Q=I2Rt=1×2×60J=120J
7、0.6, 8、BD
B组
40毫安,4V,2.4J
Q=Pt=45×60J=2700J
第一章检测题 参考答案:
1.C 2.C 3.C 4.A 5.C 6.D 7.BD 8. B C
9. 12 3.75×1019 10. 60W 11 .1.7W
12.略 13. 11盏 14. 6.4W 3.84W
磁场 参考答案
第一节 指南针与远洋航海
1.B 2.D 3.A D 4.D 5.A B D 6.略 7. 略 8.略
第二节 电流的磁场 1.(1)条形; (2)a 电流的方向;b 环形导线中心附近的磁场方向; c 螺线管内部磁感线的方向。 2. C 3. A 4. A C 5. A 6.略 7.略 8.略 9.略
第三节 磁场对通电导线的作用
BC 2.BC 3.C 4.A 5.BIL,0 6.1,1,1 7.1T 8.B= mgRsinθ/LE 垂直与轨道平面向上9. 7Ω
磁场对运动电荷的作用
1.D 2.BD 3.D 4.BD 5.B 6.C 7. 2mv/qB 2mv/qB 8.(1)a.负电 b.中性 c.正电 (2)a.向右偏转 b.不偏转 c.向左偏转 在(1)中a、c轨迹为圆周,而在(2)中为抛物线 (3)有可能 v = E/B
第五节 磁性材料
缝衣针、螺丝刀等钢铁物体,与磁铁接触后就会显示出磁性,这种现象叫做磁化。
原来有磁性的物体,经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的作用,就会失去磁性,这种现象叫做退磁。
铁、钴、镍以及它们的合金,还有一些氧化物,磁化后的磁性比其他物质强得多,这些物质叫做铁磁性物质。
有些铁磁性材料,在外磁场撤去以后,各磁畴的方向仍很好地保持一致,物体具有很强的剩磁,这样的材料叫做硬磁性材料。
有的铁磁性材料,外磁场撤去以后,磁畴的磁化的方向又变得杂乱,物体没有明显的剩磁,这样的材料叫做软磁性材料。
2、铁磁性物质是由很多已经磁化的小区域即磁畴组成的,磁化前,各个磁畴的磁化方向不同,杂乱无章地混在一起,各个磁畴的作用在宏观上互相抵消,物体对外不显磁性。磁化过程中,由于外磁场的影响,磁畴的磁化方向有规律地排列起来,使得磁场大大加强。
3、科学技术人员把磁性材料即铁氧体主要成分氧化铁研磨成非常细的粉末,使它的大小与磁畴的大小差不多,所以这些小颗粒都具有“自发”的磁性。在外磁场的作用下,这些小颗粒的磁化趋向一致,在这时加压烧结,就可以获得磁性很强的永磁性材料。
4、科学家推测,地球磁场的强度和方向随着时间的推移在不断改变,地壳下面的熔岩由于地球内部的压力,从板块之间的缝隙向上涌动,在接近地表时变冷变硬,形成岩石。后来形成的岩石把早年形成的岩石向裂缝的两侧推移,因此越是靠近板块间的裂缝的岩石就越“年轻”。熔岩冷却变硬形成岩石的同时,其中铁磁性物质中的磁畴按照地球磁场的方向排列,并被固定下来。因此,岩石忠实记录了它形成时的地球磁场的方向。通过研究岩石的极性和磁化强度、根据地球磁场的强度和方向随时间变化的规律就可以判断岩石形成年代。
5、信用卡的磁条里记录着持卡人的帐号等信息。使用信用卡购物时,只要把信用卡在计算机网络的终端上擦一下,磁条中的信息即被机器读取并被传到银行,银行的计算机查验后在主人的帐户中减去消费的金额,交易即完成。
第二章检测题
答案:1、BD 2、D 3、A 4、AC 5、B 6、A 7、A 8、D
9、q2B/2mπ 10、eB2L2/2msina 11、4mg/Bq ,4mg 12、mg/2Il 13、①v=Bqa/m
② t=πm/2Bq 14、v=5m/s物理选修1-1部分基础训练
第一节 电荷 库仑定律
学习目标:
(1)知道两种电荷及其相互作用,知道电量的概念
(2)知道摩擦起电、感应起电的本质
(3)知道元电荷、点电荷的概念
(4)知道电荷守恒定律
(5)理解库仑定律的含义及其表达式、适用条件,知道静电力常量
(6)会用库仑定律进行简单计算
思考与练习
A组:
1.关于元电荷的理解,下列说法正确的是:
A.元电荷就是电子
B.元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量
C.元电荷就是质子
D. 物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍
2. 5个元电荷的电荷量是 ;16C电荷量等于 元电荷
3. 关于点电荷的说法,正确的是:
A.只有体积很小的带电体才能看成点电荷
B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷
C.当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时,两个带电体可看成点电荷
D.一切带电体都可以看成点电荷
4. 如图1-1-1所示,两个互相接触的导体A和B原来不带电,现在将带正电的导体 球C靠近A端放置,三者均有绝缘支架,若先将A、B分开,再移走C,则A带 电,B带 电,若先将C移走,再把A、B分开,则A 电,B 电。
5. 设相距1m,电荷量均为1C的两个点电荷之间的静电力为F1,相距1m,质量均为1kg的两个物体之间的万有引力为F2,F1是F2的多少倍?通过计算你会发现F1比F2大得多,也就是说,通常在有静电力的计算中万有引力可以忽略。
6. 在光滑的绝缘水平面上放着带电小球甲和乙,若它们的带电荷量的关系是q甲=4q乙,质量关系电 m甲=3m乙,则它们在库仑力的作用下产生的加速度之比是:
A. a甲:a乙=1:12 B. a甲:a乙=12:1
C. a甲:a乙=1:3 D. a甲:a乙=3:4
7. 如图1-1-2所示,在长度相同的绝缘细线上挂着质量均为m的带同种电荷的点电荷q1和q2,若它们所带电荷量间的关系为q1>q2,则两细线与竖直方向间的夹角θ1 Q2(填">""<"或"=")
B组:
1. 如图1-1-3,A、B、C三点在同一直线上,各点上都有一个点电荷,它们所带电荷量相等,A、B两处为正电荷,C处为负电荷,且BC=2AB,那么A、B、C三个点电荷所受库仑力的大小之比为 。
A B c
+q +q -q
(图1-1-3)
2. 真空中两个电荷,分别带电q1=5×10-3C,q 2=-2×10-2C,它们相距15cm,现引入第三个点电荷,它应带电荷量为 ,且放 在 才能使三个点电荷都处于静止状态。
3. 把一电荷Q分为电荷量为q1和(Q-q1)两部分,使它们相距一定距离,若想使他们有最大的斥力,则q1和Q的关系是 。
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感应起电的电荷种类与接地点位置有关吗?
用手接触一下静电感应物,有电荷经手入地,那么感应出的电荷种类与手接触位置有关吗?请做下面的实验。
把小茶叶筒(铁制)放在石蜡块(或清洁的硬泡沫塑料块)上,用丝绸摩擦唱片,使唱片带负电,然后靠近茶叶筒一端,用手指分别与茶叶筒的不 同点,如a、b、c三点接触,如图1-1-4,你认为茶叶筒带电的种类是否相同?试一下,解释原因。
a b c
图1-1-4
在这个实验中,无论接地点在哪里,茶叶筒上都带正电,因为茶叶筒上靠近唱片的一端被感应出的正电荷被唱片上的负电荷吸引,它不会由于手指接触而转移到地下。相反,手指接触后,地就成为最远端,因此茶叶筒上的负电荷将被排斥到地下去。
第二节 电场
学习目标:
1. 知道电荷间的相互作用是通过电场发生的。
2. 理解电场强度,会根据电场强度定义式进行有关计算。
3. 知道电场强度是矢量,方向就是电场的方向。
4. 知道用电场线可以形象地表示电场的方向和强弱。
5. 知道电场线的特点和匀强电场。
思考与练习
A组
1. 下列说法正确的是:
A. 只要有电荷存在,电荷周围就一定存在电场
B. 电场是一种 物质,它与其它物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西
C. 电荷间的相互作用是通过电场而产生的,电场最基本的性质是对处在它周围的电荷有力的作用
D.电荷只有通过接触才能产生力的作用
2. 电场中有一点P,下列说法中正确的有
A. 若放在P点的电荷的电荷量减半,则P点的场强减半
B. 若P点没有试探电荷,则P点场强为零
C. P点的场强越大,则同一电荷在P点受到的电场力越大
D. P点的场强方向为就是放在该点的电荷受电场力的方向
3. 在某一电场中的某一点P放入一个带电荷量的q1的试探电荷,所受电场力为F,则P点的电场强度为 ;若把此试探电荷移走,则此时P点的场强为 。
4. 关于电场线的说法,正确的是
A. 沿着电场线的方向电场强度越来越小
B. 在没有电荷的地方,任何两条电场线都不会相交
C. 电场线是人们假设的,用以形象表示电场的强弱和方向,客观上并不存在
D. 电场线是始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远
5. 如图,1-2-1所示,是点电荷电场中的一条电场线,则
A. a点场强一定大于b点场强 a b
B. 形成这个电场的电荷一定带正电 图1-2-1
C. 在b点由静止释放一个电子,将一定向a点运动
D. 正电荷由a点从静止开始运动,其运动方向一定沿ab方向
6. 图1-2-2甲中的AB是一个点电荷电场中的电场线,图乙则是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受电场力数量间的函数图象,由此可判定:
A. 若场源是正电荷,位于A侧 F
B. 若场源是正电荷,位于B侧
C. 若场源是负电荷,位于A侧 a
D. 若场源是负电荷,位于B侧 b
a b
A B q
甲 乙
图1-2-2
7. 在真空中一匀强电场,电场中有一质量的0.01g,带电荷量为-1×10-8C的尘埃沿水平方向向右做匀速直线运运,取g=10m/s2,则
A. 场强方向水平向左 B. 场强的方向竖直向下
C. 场强的大小是5×106N/C D. 场强的大小是5×103N/C
B组
1. 如图1-2-3所示,M、N是某个点电荷电场中的一条电场线上的两点,在线上O点由静止释放一个自由的负电荷,它将沿电场线向N点运动,下列判断正确的是
M o N
图1-2-3
A. 电场线由N指向M,该电荷加速运动,加速度越来越小
B. 电场线由N指向M,该电荷加速运动,其加速度大小的变化不能确定
C. 电场线由M指向N,该电荷做加速运动,加速度越来越大
D. 电场线由N指向M,该电荷做加速运动,加速度越来越大
2. 如图1-2-4所示,A、B两小球用等长绝缘细线悬挂在支架上,A球带2×10-3C的正电荷,B球带等量的负电荷,两悬点相距3cm,在外加匀强电场作用下,两球都在各自悬点正下方处于平衡状态,则该匀强电场的场强大小是 N/C,方向
E
A B
图1-2-4 图1-2-5
3. 如图1-2-5所示,质量为m的带电小球用绝缘丝线悬挂于O点,并处在水平向左的大小为E的匀强电场中,电场范围足够大,小球静止时丝线与竖直方向的夹角为θ,求:
(1)小球带何种电?电荷量为多少?
(2)若将丝线烧断,小球将做什么运动?为什么?
课外阅读 点电荷的电场特点
如图1-2-6所示,在空间某处有一静止的点电荷q,在与它相距为r的p点,设想放一个试探电荷q0(q0>0),按库仑定律,试探电荷q0所受电场力为F=k
按照场强定义,E= F/q 0 ,由上式即得点P的场强为E=kq/r2
+q q 0 -q q0
------r----------- E -----r------------ E
图1-2-6
即在点电荷q的电场中,任一点P的场强大小为E=kq/r2 ,其值与场源电荷量q成正比,并与点电荷q到该点距离r的平方成反比,且当r→∞时,场强大小E→O;场强E的方向沿场源电荷q和点P的连线,其指向取决于场源电荷q的正负;若q为正电荷(q>0),其方向沿连线背离q;若q为负电荷(q<0),其方向沿连线指向q 。
可见,在点电荷q的电场中,以点电荷q为中心,以r为半径的球面上各点的场强大小均相同,场强的方向沿半径向外(q>0)或指向中心(q<0)。通常说,是有这样特点的电场是球对称的。
第三节 生活中的静电现象
学习目标
了解生活中静电现象.
知道尖端放电现象及避雷针的原理.
了解静电的利弊,会解释简单的静电现象.
思考与练习
下列关于避雷针的说法中,正确的是
A.避雷针避雷是中和云层中的异种电荷。
B.避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地
C.为了美观,通常把避雷针顶端设计成球形
D.避雷针安装在高大建筑物顶部,而不必接地
2. 有关静电的以下说法中正确的是
A.干燥天气里脱化纤衣物时常常会看到火花,听到劈啪声
B.室内栽花种草可有效防止静电
C.高压输电导线表面要很光滑,以避免因尖端放电而损失电能
D.油罐车尾装一条拖地铁链,有利于消除静电
3. 下列有关生活中的静电,哪些是有利的 ,哪些是有害的 .
①静电除尘 ②静电喷涂 ③静电复印 ④雷雨天高大树木下避雨
⑤飞机轮胎用导电橡胶制成 ⑥电视荧屏上常有一层灰尘
4.《 光绪·嘉兴府志》记载:“万历三十九年(1611年)六月三十日,夜,东塔放金光,若流星四散”,早在西汉末年《汉书》中就有“矛端生火”的记载。你知道其中的道理吗?试解释之。
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“幽灵”般的静电
在空气干燥的季节,当你开门时偶尔会有电击的感觉,这就是静电放电(ESD)。当你感觉电击时,你身上的静电电压已超过2000伏!当你看到放电火花时你身上的静电已高达5000伏!当你听到放电声音时,你身上的静电已高达8000伏!但是现代许多高速超大规模集成电路碰到仅几十伏或更低的静电就会遭到损坏。也就是说当你接触这些电路时,你既没有感觉到又没有看到更没有听到静电放电时,这块电路就可能已部分损伤或完全损坏,而你可能还在找其硬件或软件的原因。你可能还没有意识到是静电这个“幽灵”。在上个世纪中叶以前,静电现象就如同科技馆中的表演,只是一种有趣的物理现象;然而现在,静电已成为高科技现代化工业的恐怖主义者。
国内外近年发生了多起因静电造成的重大人员死亡事故。在军工企业部门,静电放电使火箭(弹)产生意外爆炸;在石化工业中静电放电多次使汽油着火爆炸;在电子工业中损坏电子元器件,仅美国每年因静电对电子工业所造成的损失就达几百亿美元。静电危害的另一种形式是静电力的危害,静电力的吸尘作用会影响产品质量,在大规模集成电路生产中由于静电使芯片成品率大大降低。印刷过程中由于静电吸引力使纸张难以对齐,降低生产效率。另外静电放电还产生很强的电磁干扰,其频率非常宽,通常在几千兆赫兹以上。这种强电磁场作用时间短但其强度远比手机辐射的电磁场强,会干扰一些设备的正常工作。
静电有很多危害,静电是否也能利用呢?答案是肯定的,利用静电能给人类造福。大家了解得最多的是静电复印,现在得到广泛使用。静电除尘,具有效率高的优点,现在很多空气净化器就是利用静电能吸除空气中的很小的尘埃,使空气净化。在农业中,利用静电喷雾能大大提高效率和降低农药的使用,既经济又有利于环境保护。静电还有很多应用,如静电处理的种子抗病能力强,病害发生减少,而且发芽率高,产量得到提高;静电放电产生的臭氧是强化剂,有很强的杀菌作用;经过静电处理的水,既能杀菌又不易起水垢。静电还可用于喷涂,用静电喷涂家用电器如洗衣机、电冰箱的外壳非常均匀,而且效率也很高。
第四节 电容器
学习目标
1.了解电容器的结构和功能.
2.知道哪些因素影响电容的大小.
3.知道电容的单位.
思考与练习
1.有关电容器的单位及换算正确的是
电容的单位是库仑
电容的国际单位是法拉
1法=10-6微法
法拉是个很小的单位
2.关于电容器,以下说法正确的是( )
电容器两板正对面积变大,电容变小。
电容器两板距离变大,电容变小。
两板间放入电介质,电容变大。
两板间电压增大,电容变大 。
3.下列电容器的说法正确的是
A.电容器由两个彼此绝缘的正对极板构成。
B.电容器只能储存同种电荷。
C.照相机闪光灯应用电容器放电发出强光。
D.电容器既能充电,也能放电。
4.图1-4-1是电容式话筒的示意图,它是利用电容器制作的传感器,话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层,膜后距膜几十微米处有一金属板,振动膜的金属层和这个金属板构成电容器的两极,在两极间加一电压,人对话筒讲话时,振动膜前后振动,使电容发生变化,导致话筒所在电路中的其它量发生变化,使声音信号被话筒转化成电信号,其中导致电容变化的原因可能是电容两极间的
A.距离变化 B.正对面积变化 C.介质变化 D. 电压变化
5.据预测,21世纪智能机器人将进入家庭。各种各样的传感器是智能机器人的核心部分,传感器是一种将感受到的物理量(如光、热、力、声等)转化成便于测量的量(一般是电学量)的转化装置。图1-4-2是一种测量压力的电容式传感器,当待测压力F作用于可动膜片电极上时,可使膜片产生压力发生形变,引起电容的变化,将电容器、灵敏电流计、直流电源串联,接成闭和电路,那么
①当F向上压膜片电极时,电容将减小。②当F向上压膜片电极时,电容将增大。
③若电流计有示数,则压力F发生变化。④若电流计有示数,则压力F不发生变化。
A.① ③ B.② ③ C.① ④ D.② ④
第五节、电流和电源
学习目标:
1.掌握电流产生的原因;
2.掌握正电荷的定向移动的方向是电流的方向;
3.理解电流的概念和定义式I=q/t,并能进行有关的计算;
4.理解电源和电动势的概念。
思考与练习
A级
1.下列叙述中正确的有:( )
A.导体中电荷运动就形成电流;
B.电流强度的单位是安;
C.电流强度是一个标量,其方向是没有意义的;
D.对于导体,只要其两端电势差为零,电流强度也必定为零。
2.满足下面哪一个条件,就产生电流:( )
A. 有自由电子; B. 导体两端有电势差;
C. 任何物体两端有电压; D. 导体两端有恒定电压
3.下列说法正确的是:( )
A.金属导体导电,只有自由电子作定向移动;
B.电解液导电,正、负离子都作定向移动;
C.气体导电,一定只有正离子作定向移动;
D.气体导电,正、负离子和自由电子都作定向移动.
4. 关于电流强度正确的是 :( )
A.根据I=q / t可知I与q成正比;
B.如果在任何相等的时间内通过导体横截面积的电量相等,则导体中的电流是恒定电流;
C.电流有方向,电流强度是矢量;
D.电流强度的单位“安培”是国际单位制中的基本单位。
5.1毫安 = 安;1微安 = 安。
6.在示波管中,电子枪两秒内发射了6×1013个电子,则示波管中电流强度的大小为:( )
A.4.8×10-6A; B. 3×10-13A ;
C.9.6×10-6A ; D. 3×10-6A 。
7.电源是把其它形式的能转化成 的装置,在电源的内电路,电源把其它形式的能转化________能;在电源外电路,电场力做功,电能转化为其它形式的能。
8.关于电源的作用,下列说法中正确的是:( )
A.电源的作用是能为电路持续的提供自由电荷;
B.电源的作用是能够自能直接释放出电能;
C.电源的作用就是能保持导体两端的电压,使电路中有持续的电流;
D.电源的作用就是使自由电荷运动起来
B级
1.一电子沿一圆周顺时针高速转动,周期为10-10秒,则等效电流强度大小为 安,方向为 方向(填顺时针或逆时针)
2.一段东西方向放置的横截面积为0.05平方厘米的导电材料中,每秒中有0.4库仑正电荷向东移动,有0.6库仑负电荷向西移动,则电流强度是:( )
A. 0.4安培; B. 0.2安培; C. 0.6安培; D. 1安培.
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电击枪
这是一次十分冒险的特別试验。美国的泰瑟国际公司从美军特种部队和特警队请来了60位志愿者,让他们“以身试枪”。技术人员手持一种新奇的枪向志愿者射击,结果有效率为100%。中枪者像被点了要害穴位一样,半秒钟之内全都动弹不得。这便是著名的电击枪试验。试验的是M26型电击枪。
M26型电击枪是美国泰瑟国际公司产品,1998年面世。它没有子弹,靠发射带电的像飞镖似的探针制服目标。人们把这种电探针称作“电流飞镖”。命中目标后,目标浑身肌肉痉挛,痛得缩成一团。泰瑟“电流飞镖”的速度为60米/秒,因此目标反应速度再快,也无法躲避。它对瞄准的要求不那么高,只要击中身体任何部位,都足以使目标瘫倒在地。
第六节. 电流的热效应
学习目标:
1.知道电流的热效应。
2.在观察实验的基础上引出焦耳定律。
3.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。
思考与练习:
A 级
1.把“12V,6W”、“12V,12W”的两个灯泡串联后分别接在12V、18V、36V的电源上,下面说法中正确的是:( )
A.接在18V的电源上时,“12V,6W”的灯能正常发光.
B.接在12V的电源上时,“12V,12W”的灯泡的实际功率是额定功率的1/9.
C.接在36V的电源上时,“12V,6W”的灯泡比正常发光时亮,“12V,12W”的灯泡比正常发光时暗.
D.如果不另加器材,无论电源电压为多少,都不能使它在串连情况下同时正常发光.
2.从白炽电灯上标有“220V、100W”的数据中,我们可以确定: ( )
A.该电灯额定电压为220V,额定功率为100W
B.给电灯加上220V电压,通过它的电流强度一定为5/11安
C.该电灯的电阻为48.4欧姆
D.该电灯在电路中发光时,它实际消耗的电功率可能不是100W
3.计算电功率的三个公式P=IU,P=I2R,P=U2/R的适用范围,以下说法中正确的是: ( )
A.这三个公式的适用范围相同
B.第一个公式普遍适用,后两个公式只适用于纯电阻.
C.第一个公式适用于无电阻的电路,后两个公式只适用于有电阻的电路.
D.三个公式的适用范围与电路串,并联的方式无关.
4.某电阻两端电压为2伏特时,通过它的电流强度是0.25安培,它的阻
值是________欧姆。如果这个电阻两端电压为1.6伏特时,它的阻值是_________欧姆。这时通过它的电流强度是_____安培.
5.两定值电阻R1、R2,R1标有“25Ω,1A”,R2标有“20Ω,1.5A”字样,(1)若串联使用,则电路两端允许加的最高电压为 V;(2)若并联使用,则干路允许通过的最大电流为 A.
6.某导体的电阻是2欧,当1安的电流通过时,1分钟产生的热量是多少焦?
7.在某段电路中,每通过5库仑电量时,电流所做的功为3焦耳,则这段电路两端的电压为_____伏特.
8.计算用电量时,常用的单位是“度”,对此下列说法中正确的是: ( )
1度=3.6×103kw ×h
1度=3.6×106J
“度”是电功率的单位
“度”是电功的单位
B 级
把阻值为200欧姆的电阻R1接入电路中后,通过R1的电流强度为60毫安,把阻值为100欧姆的电阻R2和R1串联后接入同一电路中时,通过R2的电流强度为多少毫安 R2两端的电压为多少伏特 1分钟内在R2上有多少电能转化为热能
一只标有"220V 45W"的电烙铁,在额定电压下使用,每分钟产生的热量是多少?你能用几种方法解此题?
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自己动手制作多功能演示器
【制作方法】取一块60×40×1.5厘米3的木板,把板分成三部分,如图1-6-1所示。在电流热效应部分安上一个2欧的电热丝,并安上两个橡胶插孔(或接线柱),连好电热丝及插孔接线。在电流化学效应位置,安上一个用薄铁片做成的圆铁夹,铁夹中安装一个250毫升的广口瓶,瓶口安上一个瓶塞,瓶塞可用橡胶或软木材料,并钻二个孔,孔中插入两根碳棒作为电极。碳棒上引出二根导线,安装在板上的两个橡胶插孔上。在16×100毫米的螺栓上用0.35毫米的漆包线绕制一个线圈,安装在电流磁效应的位置上,装好电源插座,右边用线吊一个小铁球,离线圈2厘米。
【使用方法】
1.电流的热效应:将蜡涂在电热丝上,然后接通12伏电源,片刻,就能看到蜡熔化冒烟,说明电流的热效应。
2.电流的化学效应:将适当浓度的硫酸铜溶液装入广口瓶中,安好瓶塞,接通2-4伏直流电源,片刻,就能看到跟电源负极相接的碳棒上镀有一层红色的铜层,说明电流的化学效应。
3.电流的磁效应:将线圈的两个接线柱与12伏电源相接,闭合开关,线圈即吸引小铁球。断开电路,小铁球即离开线圈,说明电流的磁效应。
本 章 检 测 题
一. 选择题
1.跟毛皮磨擦过的胶木棒靠近已带电的验电器时,发现验电器金箔张开的角度变小,由此可以判定( )
A.验电器所带电荷部分被中和 B.验电器所带电荷部分跑掉
C.验电器原来带正电 D.验电器原来带负电
2.关于电场强度的下列说法中正确的是( )
A.电场中某点的场强方向与放入该点的试探电荷所受电场力方向相同
B.在等量异种电荷的电场中,两电荷连线中点处的电场强度最大
C.在等量异种电荷的电场中,从两电荷连线中点沿其中垂直线向外场强越来越小
D.在等量同种电荷的电场中,从两电荷连线中点沿其中垂直线向外场强越来越大
3.两个质量均为m,带电荷量均为+q的小球用等长绝缘细线悬挂于同一点,平衡后如图所示,两细线张角为2θ,则小球所在处电场强度的大小为( )
A. mg/qtanθ B. mgsinθ/q
C. mgtanθ/q D. mgcosθ/q
4.两个可自由移动的点电荷,分别处在左右两侧,左侧的带正电Q1,右侧的带负电Q2,且Q2=4Q1,另取一个可自由移动的点电荷q在Q1和Q2的连线上,欲使整个系统平衡,则q应为( )
A.负电荷,放于Q1的左侧 B.负电荷,放于Q2的右侧
C.正电荷,放于Q1的左侧 D.正电荷,放于Q2的右侧
5.一只普通家用照明白炽灯泡正常发光时,通过它的电流与下列哪一数值较为接近( )
A. 20A B. 2A C. 0.2A D. 0.02A
6.一根电阻丝,在通过2C的电量时,消耗的电能为8J,若在相同时间内通过4C的电量时,电阻器上所加的电压U和消耗的电能E各是
A.U=4V, E=16J B.8V, E=16J
C.U=4V, E=32J D.U=8V, E=32J
7.有一只小型直流电动机和一只白炽灯,它们的铭牌上都标有“220V 40W”的字样,现将它们并联接在电源电压为220V直流电路中,当电路接通后
A.在相同的时间内发出的热量相同
B.在相同的时间内消耗的电能相同
C.对它们来说IU=I2R都是成立的
D.对电动机来说IU=U2/R不成立
8、某学生在研究串联电路电压特点的实验中,所用电路如图所示,接通S后,将有内阻的电压表并联在A、C两点时,电压表的读数为U,当并联在A、B两点时,读数为零,则故障的原因可能是
A. AB段断路 B. BC段断路
C. AB段短路 D. BC段短路
二. 填空题
9. 某导休的电阻为10Ω,15s内通过该导体的某一横截面的电量为18C,则这导体两端的电压为 V,5S内通过这个截面的电子有 个(电子的电荷量为16×10-19C)
10. 某同学为测量家里一盏灯的实际功率,他只开亮这一盏灯,观察电度表转盘在3min内转了9转,若每千瓦时该表转3000转,则这只灯泡的实际功率为 。
11.一只标有“6V 3W”的小灯泡,接在4.5伏特的电源上,它的实际功率是 瓦特。
三.计算题
12.真空中有一点电荷所带电荷量为Q,试根据库仑定律和电场强度的定义式,推导出距点电荷Q为r处的电场强度的表达式。
13.电源的电动势为225V,内阻为2.5Ω,给“220V 40W”的电灯供电,要使每盏灯都正常发光,最多能接多少盏电灯(连接电路的导线电阻不计)
14.一直流电动机线圈内阻一定,用手握住转轴使其不能转动,在线圈两端加电压为4V时,电流为1.6A,电动机正常工作,求该电动机正常工作时,输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少?
磁场
第一节 指南针与远洋航海
学习目标:
1.通过对郑和下西洋和欧洲人的远洋探险的学习,知道指南针在远洋航海中的重要作用,以及对社会经济和人类思想的重要影响;
2.理解磁场的方向性,会用磁感线反映磁场的方向;
3.理解地磁场及磁偏角。
思考练习:
1.磁场中任一点的磁场方向,规定为小磁针在磁场中( )
A 小磁针受磁场力的方向 B 北极受磁场力的方向
C 南极受磁场力的方向 D 小磁针转动的方向
2.关于磁感线的叙述中,正确的是( )
A 磁感线从磁体的N极出发,终止于S极
B 铁屑在磁场中规则排列而组成的曲线就是磁感线
C 磁感线是磁场中实际存在的一些曲线
D 在磁场中,任何两条磁感线都不相交
3.下列说法中正确的是( )
A 指南针指出的“北”不是真正的北,两者有一定的差别
B 地球两极与地磁两极不重合,地磁南极在地球南极附近,地磁北极在地球北极附近
C 在任何星球上都能利用指南针进行方向的判断
D 我国是最早在航海上使用指南针的国家
4.地球的地理两极与地磁两极并不完全重合,它们之间存在磁偏角,首先观测到磁偏角的是( )
A 意大利航海家哥伦布 B 葡萄牙航海家麦哲伦
C 我国的航海家郑和 D 中国古代科学家沈括
5.下列说法正确的是( )
A 磁体在空间能产生磁场,磁场使磁体间不必接触便能相互作用
B 在磁场中的某一点,小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向
C 同一个磁体周围的任何两条磁感线有时可能相交
D 磁体周围的磁感线都是一些闭和的曲线
6.如图2-1-1所示,小磁针处于静止状态,请标出磁感线的方向和小磁针的南、北极。
7.在图2-1-2中大致画出蹄形磁体周围磁感线的分布情况。
8.动手做一做:利用条形磁铁、蹄形磁铁、铁屑、玻璃板模拟磁感线的形状。
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指南针也叫罗盘针,是我国古代发明的利用磁石指南、指北的特性制成的指南仪器。磁石通常称为“吸铁石”,它能把许多铁屑紧紧吸在一起,就象一个慈祥的母亲吸引自己的孩子,所以古代人们称它为“慈石”。人类居住的地球也是一块天然大磁铁,地球的南北两头也有不同的磁极。
战国时期,人们利用磁石指示南北的特性制成了指南工具──司南。到了宋代,劳动人民掌握了制造人工磁体的技术,又制造了指南鱼。指南鱼是把薄钢片剪成鱼形,长二寸,宽五分,鱼的肚皮部分凹下去,使鱼象船一样能浮在水面上。只要有一碗水,把指南鱼放在水面上就能辨别方向了。经过长期的改进,人们又把钢针在天然磁体上磨擦,钢针也有了磁性。这种经过人工传磁的钢针可以说是正式的指南针了。沈括在他的《梦溪笔谈》中提到他对指南针的用法做过四种试验,即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法。“水浮法”是把指南针放在有水的碗里,使它浮在水面上,指示方向。“缕悬法”就是在磁针中部涂上一些蜡,上面粘一根丝线,把丝线悬在木架上,针下安放一个标有方位的圆盘,静止时钢针就指示南北。“指甲法”就是把钢针放在手指甲面上,轻轻转动,由于手指甲的光滑,磁针就和司南一样也能发生指南作用。“碗唇法”是把磁针放在光滑的碗边上,转动磁针,便和指甲法一样发生指南作用。沈括经过精密的观察实验,还发现磁针指示的方向并不是正南正北,而是微偏西北和东南,这种发现在科学上叫磁偏角。
我国不但是世界上最早发明指南针的国家,而且也是最早把指南针用于航海的国家。十一世纪末,指南针开始用于航海,北宋时候的朱彧在《萍洲可谈》里讲到当时海船上的人辨认地理方向,晚上看星辰,白天看太阳,阴天落雨就看指南针。可见那时从事航海的人们已经普遍地掌握了指南针的科学知识。随着指南针在航海上的广泛应用,指南针本身装置也得到了改进。南宋时开始把磁针与分方位的装置组装成一个整体,这就是罗盘。指南针的发明和应用,不仅使人们克服了远航时不易辨别方向的困难,而且也推动了世界航海事业的发展和文化交流。南宋时一些阿拉伯商人和波斯商人经常搭乘我国的渔船往来贸易,他们学会了指南针的制造方法,同时又把这个方法传到了欧洲。到了十二世纪末、十三世纪初,阿拉伯和欧洲一些国家才开始用指南针来航海,比起我国已经迟了一百多年。
电流的磁场
学习目标:
1.理解电流的磁效应,知道电流磁效应的发现过程及重要意义;
2.理解安培定则的含义,会利用安培定则确定直流电流、环形电流以及通电螺线管的磁场方向;
3.培养学生的识图能力和利用图形解决磁学问题的能力。
思考练习:
1.填空题:
通电螺线管外部的磁感线和( )磁体外部的磁感线相似;
安培定则在不同磁场中大拇指指的是:
a.直线电流磁场中,大拇指指的是( );
b.环形电流磁场中,大拇指指的是( );
c.在通电螺线管产生的磁场中,大拇指指的是( )。
2.首先发现了电流的磁效应,用实验展示了电与磁联系的人是:( )
A.中国古代科学家沈括 B.美国科学家富兰克林
C.丹麦科学家奥斯特 D.一名美国商人
3.如图,有一束电子流沿X轴正方向高速运动,电子流在Z轴上的P点处所产生的磁场沿:( )
A. Y 轴正方向 B. Y轴负方向
C. Z轴正方向 D. Z轴负方向
4.弹簧下挂一条形磁棒,当给螺线管通电后,下列说法正确的是:( )
A.若将a接电源正极,b接负极时,弹簧秤的示数减小
B.若将a接正极,b接负极时,弹簧秤的示数增大
C.若将b接正极,a接负极时,弹簧秤的示数增大
D.若将b接正极,a接负极时,弹簧秤的示数减小
5.下列说法中正确的是:( )
A.在同一幅磁感线的示意图中,磁感线越密的位置,磁场越强
B.有磁不一定有电,但有电必有磁
C.同名磁极相互吸引,异名磁极相互排斥
D.做奥斯特实验时,不管导线如何放置,只要电流足够强,一定能够观察到小磁针的偏转情况
6.在图2-2-3和2-2-4中根据电流方向标出小磁针的偏转方向,在图2-2-5和2-2-6中根据小磁针的偏转方向标出电流方向
7.根据小磁针静止时的指向,画出磁感线的方向,并根据电源的正、负极在螺线管上画出饶线情况。
8.标出图中电源的正、负极和磁感线的方向及螺线管上方小磁针的N、S极
9.动手做一做:利用以下器材: 电池组,开关,电流表,滑动变阻器,小磁针,导线,较粗的长直导线,探究小磁针偏转情况与电流大小、电流方向的关系。
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不要在电视前滞留──家电磁场辐射轻视不得
长期处于高磁场强度环境有害健康。专家提醒,使用家用电器时应尽量避免近距离滞留。据了解,2001年国际癌症研究中心已将磁场确定为对人疑似致癌因素,提出居住环境中的磁场强度过高时,儿童白血病的发生率就明显增高。有关专家对日常生活中接触机会较多、使用时间相对较长的家用电器磁场进行了监测。
监测表明,普通纯平电视机的磁场在屏前40厘米外是其安全范围,背投彩电的安全范围为屏前12厘米,等离子彩电几乎不存在电磁辐射。微波炉工作时的磁场强度,紧贴测量时磁场强度超过仪器测定范围,离微波炉5厘米处磁场强度就相当强,开关附近的磁场最强,离微波炉95厘米外才是安全范围。电冰箱磁场强度较低,对人影响不大。研究人员还对家用音响、电热毯等产生的磁场进行了分析,结果表明,近距离接触各种家用电器均存在不同程度的磁场辐射。在日常生活中,人们观看电视一般都在2米以外,这个位置的磁场强度很低,对人影响较小,但有些小孩常在电视屏幕前玩耍,家长应予阻止;微波炉启动后应迅速离开,不要逗留;电热毯预热后,应在睡前关闭。另外房间里家用电器的摆放也应有讲究,不要过于密集。
第三节 磁场对通电导线的作用
学习目标:
1.会计算通电导体在磁场中所受安培力的大小
2.学会用左手定则判断安培力的方向
3.了解电动机构造及工作原理
4.熟练掌握磁感应强度的定义及其物理意义
思考与练习
1.通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内,电流方向如图所示,ab边与MN平行.关于MN的磁场对线框的作用,下列叙述正确的是
A.线框有两条边所受的安培力方向相同
B.线框有两条边所受的安培力大小相同
C.线框所受安培力的合力朝左
D. cd边所受安培力对ab边的力矩不为零
图3-3-1
2.如图3-3-2,一条形磁铁放在水平桌面上,在其上方靠近左端固定一根于磁铁垂直的水平直导线,当导线中通的图示方向电流时
A 磁铁对桌面压力将减小
B 磁铁对桌面压力将增大 I
C 磁铁将受到相左的摩擦力 S N
D磁铁将受到相右的摩擦力 图3-3-2
3.图3-3-3所示是磁场对直流电流的作用的示意图,其中不正确的是
A B C D
╳ ╳ ╳ I╳ ╳ . . .I . . . . F. . F ⊙
╳ ╳ ╳ ╳ ╳ . . . . . . . . .
图3-3-3
两条导线互相垂直但相隔一小段距离,其中AB固定,CD可自由活动,当通有如图3-3-4所示方向电流后,CD导线将_____
A.顺时针转动,同时靠近AB
B 逆时针转动,同时远离AB
C 顺时针转动,同时远离AB
D 逆时针转动,同时靠近AB 图3-3-4
5.一段通电导体处于磁感应强度为B的磁场中,导体电流为I,长度为L,当导体垂直磁场放置时,安培力F=_____,平行磁场放置时安培力F=_____
6.匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线,它与磁场方向垂直,当通过3A的电流时,受到60×10-2N的磁场力,则磁场的磁感强度是______特;当导线长度缩短一半时,磁场的磁感强度是_____特;当通入的电流加倍时,磁场的磁感强度是______特
7.如图3-3-5所示,ab,cd为两根相距2m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,MN是质量为3kg的金属棒,通以5A的电流时,棒沿导轨作匀速运动;当棒中电流增加到8A时,棒能获得2m/s2的加速度,求匀强磁场的磁感强度的大小; M
a ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ b
c ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳
N
图3-3-5
8.如图3-3-6所示两根平行放置的导电轨道,间距为L,倾角为θ,轨道间接有电动势为E(内阻不计)的电源,先将一根质量为m,电阻为R的金属棒ab与轨道垂直放于导电轨道上,轨道间的摩擦和电阻均不计,要使ab棒静止,所加匀强磁场的磁感应强度至少多大 什么方向
a b
…θ…. …θ…
图3-3-6
9.如图3-3-7两平行光滑导轨与水平面间的夹角θ=45°,相距为20cm.,金属棒MN的质量为0.01kg,电阻R=8Ω,匀强磁场方向竖直向下,磁感应强度B=0.8T,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,当电键K闭合,MN处于平衡状态,求变阻器R’的取值为多少
B
M N
……
…θ…
R’
r
E
图3-3-7
课外阅读 三相异步电动机的结构和原理
三相异步电动机主要由静止的和转动的两部分构成,其静止部分称为定子。定子是用硅钢片叠成的圆筒形铁心,其内圆周有槽用来安放三相对称绕组。转动的部分称为转子,是用硅钢片叠成的圆柱形铁心,三相异步电动机要旋转起来的先决条件是具有一个旋转磁场,定子绕组就是用来产生旋转磁场的。,当在定子绕组中通入三相交流电源时, 定子绕组就会产生一个旋转磁场,电流每变化一个周期,旋转磁场在空间旋转一周,即旋转磁场的旋转速度与电流的变化是同步的。转子绕组切割旋转磁场产生感应电势,并在短路的转子绕组中形成转子电流,转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁力,形成转动力矩,使转子随旋转磁场转动并带动机械负载,这就是异步电动机的工作原理。
第四节 磁场对运动电荷的作用力
学习目标: 1. 认识什么是洛仑兹力.知道磁场对电流的安培力是大量带电粒子所受洛仑兹力的宏观表现.
2. 掌握左手定则和判断洛仑兹力方向的方法.
3. 了解带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动,知道磁场的强弱和带电粒子的速度都能影响带电粒子的运动轨迹.
思考与练习:
1.如图3-4-1是表示磁场B、正电荷运动方向v和磁场对电荷作用力f的相互关系图,其中正确的是(B、f、v两两垂直): ( )
A B C D
图3-4-1
2.某电子在一匀强磁场中沿垂直于磁场方向运动,以下说法正确的是: ( )
A. 电子的运动轨迹为一抛物线
B. 电子的运动轨迹为一圆周
C. 洛仑兹力对电子做功,将使电子的速率不断增大
D. 洛仑兹力对电子不做功
3. 有电子、质子、氘核、氚核,以同样速度射入同一匀强磁场中,它们都作匀速圆周运动,则轨道半径最大的是: ( )
A. 电子 B. 质子 C. 氘核 D. 氚核
4. 在一匀强磁场中,一个带电粒子作匀速圆周运动,如果又顺利进入另一磁感强度是原来两倍的匀强磁场,则: ( )
A. 粒子的速率加倍,周期减半
B. 粒子的速率不变,轨道半径减半
C. 粒子的速率减半,轨道半径变为原来的1/4
D. 粒子的速率不变,周期减半
5. 如图3-4-2,一带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到底端似的速度为v,若加上一垂直纸面向外的磁场,则滑到底端时: ( )
A. v变大 B. v变小 C. v不变 D. 无法确定 · · · · ·
· · · · ·
· · · · ·
· · · · ·
图3-4-2
6. 如图3-4-3,质量为m,电量为q的带正电物体,在磁感强度为B,方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,沿动摩擦因数为μ的水平面向左运动,则: ( )
A. 物体的速度由v减小到零,所用的时间小于mv/μ(mg+qvB) × × × × ×
B. 物体的速度由v减小到零,所用的时间小于mv/μ(mg+qvB) × × v × × ×
C. 若另加一个为μ(mg+qvB)/q,方向水平相左的匀强电场,物体作匀速运动.
D. 若另加一个为μ(mg+qvB)/q,方向竖直向上的匀强电场,物体作匀速运动.× × × × ×
图3-4-3
7. 在x轴上方(y≥0),存在着垂直于纸面向外的匀强磁场, 磁感强度为B,在原点O有一离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m,电量为q的正离子,速率都为v,对那些在xy平面内运动的离子,在磁场中可能到达的最大x=________, 最大y= _________.
8. 在垂直于纸面向外的匀强磁场中, 垂直于磁场方向向上射三束粒子a、b、c 偏转轨迹如图3-4-4所示:
确定三束离子的电性.
若撤掉磁场,而加上由右向左的匀强电场E, 则粒子a、b、c的偏转情况是怎样的 试比较上述两种情况下的粒子运动轨迹有什么不同
若上述电场和磁场同时存在,有无可能使a和c不发生偏转 若能,需满足什么条件
· B · b· · ·
· · · · c ·
a· · · · ·
· · · · ·
· · · · ·
图3-4-4
阅读材料:
回旋加速器 (cyclotron)
利用磁场使带电粒子作回旋运动,在运动中经高频电场反复加速的装置。1930年E.O.劳伦斯提出其工作原理,1932年首次研制成功。它的主要结构是在磁极间的真空室内有两个半圆形的金属扁盒(D形盒)隔开相对放置,D形盒上加交变电压,其间隙处产生交变电场。置于中心的粒子源产生带电粒子射出来,受到电场加速,在D形盒内不受电场,仅受磁极间磁场的洛伦兹力,在垂直磁场平面内作圆周运动。绕行半圈的时间为πm/qB,其中q是粒子电荷,m是粒子的质量,B是磁场的磁感应强度。如果D形盒上所加的交变电压的频率恰好等于粒子在磁场中作圆周运动的频率,则粒子绕行半圈后正赶上D形盒上极性变号,粒子仍处于加速状态。由于上述粒子绕行半圈的时间与粒子的速度无关,因此粒子每绕行半圈受到一次加速,绕行半径增大。经过很多次加速,粒子沿螺旋形轨道从D形盒边缘引出,能量可达几十兆电子伏特(MeV )。回旋加速器的能量受制于随粒子速度增大的相对论效应,粒子的质量增大,粒子绕行周期变长,从而逐渐偏离了交变电场的加速状态。
第五节、磁性材料
学习目标:
1 、知道磁化、退磁现象,知道什么是铁磁性物质、硬磁性材料和软磁性材料。
2、理解铁磁性材料磁化过程。
3、知道磁记录的过程。
4、了解磁现象在生活和生产中的应用及与磁相关的现代技术的发展。
5、探究铁磁性物质磁化和退磁的方法。
思考与练习:
1、什么是磁化、退磁、铁磁性物质、硬(软)磁性材料?
2、简述铁磁性材料的磁化过程。
3、在现代科学技术中怎样获得永磁性材料?
4、地质学家为什么能通过岩石的极性和磁化的强度来判断岩石的形成年代?
5、试用信用卡购物说明磁记录。
阅读材料
神奇的磁化水
磁化水是一种被磁场磁化了的水。让普通水以一定流速,沿着与磁力线平行的方向,通过一定强度的磁场,普通水就会变成磁化水。磁化水有种种神奇的效能,在工业、农业和医学等领域有广泛的应用。
在工业上,人们最初只是用磁场处理少量的锅炉用水,以减少水垢。现在磁化水已被广泛用于各种高温炉的冷却系统,对于提高冷却效率、延长炉子寿命起了很重要的作用。许多化工厂用磁化水加快化学反应速度,提高产量。建筑行业用磁化水搅拌混凝土,大大提高了混凝土强度。纺织厂用磁化水褪浆,印染厂用磁化水调色,都取得了很好的经济效益。
在农业上,用磁化水浸种育秧,能使种子出芽快,发芽率高,幼苗具有株高、茎粗、根长等优点;用磁化水灌田,可使土质疏松,加快有机肥分解,刺激农作物生长。通过实践人们发现,常浇磁化水的大豆、玉米等农作物和萝卜、黄瓜等蔬菜,产量可提高10~45%,水稻、小麦、油菜等作物可增产11~18%。此外,有些畜牧场用磁化水喂养家禽家畜,可使禽畜疾病减少、增重快。
在医学上,磁化水不仅可以杀死多种细菌和病毒,还能治疗多种疾病。例如磁化水对治疗各种结石病症(胆结石、膀胱结石、肾结石等)、胃病、高血压、糖尿病及感冒等均有疗效。对于没病的人来说,常饮磁化水还能起到防病健身的作用。
在日常生活中,用经过磁化的洗衣粉溶液洗衣,可把衣服洗得更干净。有趣的是,不用洗衣粉而单用磁化水洗衣,洗涤效果也很令人满意。
磁化水为什么会有如此神奇的作用呢?这是一个至今尚未揭开的谜。一些科学家认为,水分子本身就是一个小磁体,由于异性磁极相吸,因而普通水中许多水分子就会首先相吸,连结成庞大的“分子团”。这种“分子团”会减弱水的多种物理化学性质。当普通水经过磁场作用后,冲破了原先连接的“分子团”,使它变成单个的有活力的水分子。当然,要彻底揭开磁化水的奥秘,还有待于人们继续研究和探索。
第二章 检测题
一、选择题
1、关于磁感线,以下说法中正确的是
A.磁感线是磁场中客观存在的曲线
B.磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向,也是该点的磁感应强度方向
C.磁感线起始于磁铁的N极,中止与磁铁的S极
D.磁感线是闭合曲线
2、在磁场中旋转一小段长为L,通有电流I的导线,关于导线所在处的感应强度,以下说法中正确的是
A.若该导线所受磁场力为零,则该处磁感应强度一定为零
B.若该导线所受磁场力不为零,则该处磁感应强度一定为F/IL
C.若该导线所受磁场力不为零,则磁场力方向即为该处的磁感应强度方向
D.若该导线所受的磁场力有最大值,则用F/IL来定义该处的磁感应强度
3、长直螺线管中通有电流,沿螺线管中心轴线射入一电子,若螺线管中电流增大,方向不变,电子在螺线管中心轴线
上运动情况是
A.做匀速直线运动 B.做变加速直线运动
C.做变减速直线运动 D.做间距变大的螺旋运动
4、在匀强磁场B 中一带电粒子做匀速圆周运动半周后又顺利进入另一磁感应强度是2B的 匀强磁场中,B 的方向如图所示则在B 中
A.粒子速率加倍,周期减半
B.粒子的半径加倍,周期加倍
C.粒子的半径减半,周期减半
D.粒子在B中仍沿逆时针方向运动
5、一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入该匀强磁场,粒子的后段轨迹如右图所示,轨迹上的每一小段都可以近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能量逐渐减少(带电量不变)。从图中情况可以确定:
A.粒子从a到b,带正电;
B.粒子从b到a,带正电;
C.粒子从a到b,带负电;
D.粒子从a到b,带负电;
6、如右图所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其中正中央的上方固定一根长直导线,导线与磁铁垂直,给导线通一垂直纸面向外的电流,则
A.磁铁对桌面的压力减小,不受桌面的摩擦力作用
B.磁铁对桌面的压力减小,受到桌面的摩擦力作用
C.磁铁对桌面的压力增大,不受桌面的摩擦力作用
D.磁铁对桌面的压力增大,受到桌面的摩擦力作用
7、根据安培假说的思想:磁场来源于运动电荷。如果用这种思想解释地球磁场的形成,根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实。那么由此推断,地球上总体应该是
A.带负电 B.带正电
C.不带电 D.不能确定
8、如下图所示,一个带正电的摆球,在水平匀强磁场中振动,振动平面与磁场垂直,当摆球分别从左侧或右侧运动到最低位置时,具有相同的物理量是
A.球受到的磁场力 B.悬线对球的拉力
C.球的动量 D.球的动能
二、填空题
9、质量为m、电量为q的带电粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中作匀速圆周运动,其效果等于一个环形电流,则此环形电流的电流强度I=_________.
10、电视机显像管的简化原理如图所示,初速不计的电子经加速电场加速后进入有限边界宽度为L的匀强磁场,磁感应强度为B,若要求电子束偏转角为α,加速电场的电势差U=________(已知电子电量e,质量m)
11、如右图所示,在光滑的绝缘的水平面上方,有一垂直纸面向里的匀强磁场B,水平面上有一质量为m,不带电的小球甲,以水平向右的某一速度与质量也是m,带电量为+q的静止小球乙发生正碰后合为一体,若正碰后两球对水平面无压力,则碰前甲球的最小速度为
v=______.若乙球以这一速率向左运动,与静止的甲球正碰合为一体,两球对水平面的压力是_______.
三、计算题
12、(10分)在倾角为30度的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒,一匀强磁场垂直于斜面向下,如右图所示,当导体棒内通有垂直于纸面向里的电流I时,导体棒恰好静止在斜面上,求磁感应强度大小为多少?
13、(14分)如右图所示,一个重力不计,带电量为q,质量为m的带负电的粒子,垂直射入一宽度为d,磁感应强度为B的匀强磁场中,要使粒子能穿过该磁场区域,问:
(1)粒子的速度至少为多大?
(2)相应的粒子在磁场中所经历的时间至少为多长?
14、在足够长的直绝缘真空管内,有一直径比管内径略小的带正电q= 4χ10-4 C,质量m= 1.0χ10-4 kg 的小球,可在管内滑动,它与管壁的动摩擦因数μ=0.50,现将管竖直放置在水平向里的匀强磁场和水平向左的匀强电场里,如图所示,磁场的磁感应强度B=2.0T,电场强度E=5N/C,那么小球下落的最大速度是?
图1-6-1
b c
a d c
M
N
A
B
C
D
L
U