电流的磁场

电流的磁场

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【优秀范文】电流的磁场

范文一:电流的磁场

磁场练习题

1.首先发现电流磁效应的科学家是( )

A、安培 B、奥斯特 C、库仑 D、麦克斯韦

2. 有一束电子流沿x轴正方向高速运动,如图所示,电子流在Z轴上

的P点处所产生的磁场方向是沿( A )

A、 y轴正方向 B、 y轴负方向

C、Z轴正方向 D、Z轴负方向

3. 正在通电的条形电磁铁的铁心突然断成两截,则两截铁心将( A )

A、 互相吸引 B、互相排斥 C、不发生相互作用 D、无法判断

4. 如图,一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,磁针的S极向纸内偏转,这一束带电粒子可能是( BC )

A、向右飞行的正离子

B、向左飞行的正离子

C、向右飞行的负离子

D、向左飞行的负离子

5. 如图所示,螺线管中通有电流,如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针,其中a在螺线管内部,则( )

A、放在a处的小磁针的N极向左

B、放在b处的小磁针的N极向右

C、放在c处的小磁针的S极向右

D、放在a处的小磁针的N极向右

6.下列说法正确的是( )BC

A、磁感线从磁体的N极出发,终止于磁体的S极

B、磁感线可以表示磁场的方向和强弱

C、磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场

D、放入通电螺线管内的小磁针,根据异名磁极相吸的原则,小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极

7.关于磁场和磁感线的描述,下列说法中正确的是AB

A、磁感线可以形象地描述各点磁场的方向.

B、磁极之间的相互作用是通过磁场发生的.

C、磁感线是磁场中客观存在的线.

D、磁感线总是从磁铁的北极出发,到南极终止.

8.如图所示,两根非常靠近且互相垂直的长直导线,当通以如图所

示方向的电流时,电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域

内方向是一致且向里的( )A

A、区域Ⅰ B、区域Ⅱ C、区域Ⅲ D、区域Ⅳ

9.如图所示:在一个平面内有六根绝缘的通电导线,电流强度大小

相同,1、2、3、4为面积相等的正方形区域,其中指向纸面内的磁

场最强的区域是(. )D

A.1区 B.2区 C.3区 D.4区

10.在下面如图所示的各图中画出导线中通电电流方向或通电导线周围磁感线的方向。其中(a)、(b)为平面图,(c)、(d)为立体图。

11.如图所示,可以自由转动的小磁针静止不动时,靠近螺线管的

是小磁针 极(填“N”或“S”),若将小磁针放到该通电螺

线管内部,小磁针指向与图示位置时的指向相 (填“同”

或“反”)。

12.如图两个同样的导线环同轴平行悬挂,相隔一小段距离,当同时给

两导线环通以同向电流时,两导线环将:A

A、吸引 B、排斥 C、保持静止 D、边吸引边转动.

13.关于磁现象的电本质下列说法正确的是( )AD

A.一切磁现象都源于电流或运动电荷

B.有磁必有电,有电必有磁

C.一切磁场都是由运动电荷或电流产生的

D.在外磁场作用下物体内分子电流取向大致相同时物体就被磁化

14.如图所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝

缘绳水平吊起通电直导线A,A与螺线管垂直,A导线中的电流方向垂

直纸面向里,开关S闭合,A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )

D

A、水平向左 B、水平向右 C、竖直向下 D、竖直向上

15.如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图,甲棒内部各分子电流取向是杂乱杂乱无章的,乙棒内部各分子电流取向大致相同,则下列说法中正确的是( )C

A、两棒均显磁性 B、两棒均不显磁性[来源:学科网]

C、甲棒不显磁性,乙棒显磁性 D、甲棒显磁性,乙棒不显磁性

甲 乙

16.如图所示,一根通有电流I的直铜棒MN,用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中,此时两根悬线处于紧张状态,下列哪些措施可使悬线中张力为零( )AC

A、适当增大电流

B、使电流反向并适当减小

C、保持电流 I不变,适当增大B

D、使电流I反向,适当减小

17.质量为0.5㎏的金属杆在相距1m的水平轨道上与轨道垂直放

置金属杆上通以I=4A的恒定电流,如图所示,匀强磁场B垂直轨

道平面,金属杆与轨道间动摩擦因数为0.2,求匀强磁场的磁感应

强度B的大小。0.25T

18.在倾角为的光滑斜面上,置一通有电流为I、长为L、质量为m

的导体棒,如图所示,试求:

⑴欲使棒静止在斜面上,外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方

⑵欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力,应加匀强磁场B的最小值和方向

B

答案: 垂直于斜面向上,

mgsinmgBILIL

; 水平向左,

范文二:电流的磁场

电流的磁场(一)

编制:陈索 审核:吴雄建 总课时第49课时

一、教学目标

1.知道电流周围存在着磁场。

2.知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。

3.会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。

二、教学重、难点:会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。

二、教具:一根硬直导线,干电池2~4节,小磁针,铁屑,螺线管,开关,导线若干。

三、教学过程

自助探究

1.回忆第一节课本上33页16.2的演示实验,回答下列问题:

当把小磁针放在条形磁体的周围时,观察到什么现象?其原因是什么?

2.小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗?也就是说,只有磁体周围存在着磁场吗?其他物质能不能产生磁场呢?

演示奥斯特实验

将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高,沿南北方向水平放置。将小磁针..

平行地放在直导线的上方和下方,请同学们观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况以及改变电流方向后小磁针的偏转情况。

通过这个现象可以得出什么结论呢?

3.通电螺线管周围的磁场

奥斯特实验用的是一根直导线,后来科学家们又把导线弯成各种形状,通电后研究电流的磁场,其中有一种在后来的生产实际中用途最大,那就是将导线弯成螺线管再通电。那么,通电螺线管的磁场是什么样的呢?请同学们观察下面的实验:

演示实验:课本图16.5

怎样判断通电螺线管两端的极性呢?它的极性与电流的方向有没有关系呢?

自助提升

4.采用什么办法可以很简便地判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系呢?同学们看书、讨论,弄清安培定则的作用和判定方法。

自助检测

1.如图所示的奥斯特实验说明了( )

A.电流的周围存在着磁场 B.电流在磁场中会受到力的作用

C.导线做切割磁感线运动时会产生电流 D.小磁针在没有磁场时也会转动

2.如图所示,将一根直导线放在静止小磁针的正上方,并与小磁针平行。接导电路后,观察到小磁针偏转。

(1)实验探究的是通电直导线周围是否存在 ______ 。

(2)改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向也发生改变,

表明 __________ 。

(3)实验中小磁针的作用是 ________ 。

(4)实验中用到的一种重要科学研究方法是 _________ 。

A.类比法 B.转换法 C.控制变量法 D.等效替代法

3.如图所示,闭合开关后, A点磁场方向向左的是( )

4.标出下图中通电螺线管和小磁针(静止)的南北极(用“S“和“N”表示)。

第4题 第5题 第6题

5.小磁针静止时的指向如图所示。请你标出电磁铁的极性,

并用笔画线代替导线给电磁铁绕线。

6.闭合开关,小磁针静止后的指向如图所示,

请标出螺线管的S极和电源的正极。

7.如右图,在螺线管正上方用弹簧挂着条形磁铁,

开关闭合后弹簧伸长,请在图中标出螺线管的N、S极

和电源的正、负极。

电流的磁场(二)

编制:陈索 审核:吴雄建 总课时第49课时

一、教学目标

1.认识电磁铁,了解影响电磁铁磁性强弱的因素。

2.理解电磁继电器的工作原理。

3.通过电与磁之间的联系,使学生乐于探索自然界的奥秘。

二、教学重、难点:理解电磁继电器的工作原理。

二、教具:电磁继电器 电源 导线等

三、教学过程

自助探究

阅读课本,完成填空

电磁铁

1.电磁铁由和组成。实验表明电磁铁的磁性强弱与线圈的中的 有关,线圈的 越多, 越大,电磁铁的磁性就越强。

2.与永磁体相比,电磁铁具有以下几个优点

(1)电磁铁磁性的有无完全可以由 来控制。

(2)电磁铁磁性的强弱可以通过调节 来控制。

(3)电磁铁的N、S极以及它周围的磁场方向是由线圈中的 决定,

便于人工控制。

自助提升

电磁继电器

1.电磁继电器的结构

控制电路的组成——

工作电路的组成—— 。

2.原理

电磁继电器的工作原理:电磁铁通电时,电磁铁产生 ,把衔铁吸下来,使

_ 接触,工作电路闭合。电磁铁断电时失去 ,弹簧把

衔铁拉起来,切断工作电路。

3.电磁继电器实质就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。

4.电磁继电器的作用:

用 、 的控制电路来控制 、 的工作电路,并且实现 和 。

自助检测

1. 下列关于电磁铁和磁感线的说法中,正确的是

A.电磁铁的磁性强弱可以改变 B.电磁铁的磁极不能改变

C.磁感线是真实存在的 D.磁感线是从S极出发,回到N极

2. 某同学用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如图所示。在“研究电磁铁”的实验过程中,当S闭合后,下列说法不正确的是( )

A.B线圈的匝数多,说明通过B线圈的电流大于通过A线圈的电流

B.要使电磁铁磁性增强,应将滑动变阻器的滑片P向左移动

C.电磁铁能吸引的大头针越多,表明它的磁性越强

D.电流相同,匝数多的磁性大

3. 如图所示,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁与条形磁铁处于同一水平线放置,且左端固定,当开关S闭合,电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向下移动时,条形磁铁始终

保持静止,则在此过程中,条形磁铁受到的摩擦力( )

A.方向向右,逐渐减小 B.方向向右,逐渐增大

C.方向向左,逐渐减小 D.方向向左,逐渐增大

4. 在图中所示的自动控制电路中,当控制电路的开关S

闭合时,工作电路的情况是

( )

A.灯亮,电铃响

B.灯亮,电铃不响

C.灯不亮,电铃不响

D.灯不亮,电铃响

5. 如图所示,是一种监测洪水水位的自动报警器原理图,当水位没有达到金属块A时, 灯亮;当水位达到金属块A时, 灯亮。

第5题 第6题

6. 如图是“自动水位显示器”的电路图.当水位未到达金属块B时,绿灯亮;当水位到达B时,红灯亮.请根据以上要求,用笔画线代替导线,完成工作电路的连接.

7. 在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,实验室准备的器材有:电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。小明利用上述器

材,制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。

(1)实验中通过观察电磁铁____________的不同,可以判

断电磁铁的磁性强弱不同。

(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头

针的个数__________(填“增加”或“减少”),说明电流越

_________,电磁铁磁性越强。

(3)根据图示的情境可知,_____________(填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定

时,_________________________,电磁铁磁性越强。

范文三:电流的磁场

绝密★启用前

2016-2017学年度???学校10月月考卷

试卷副标题

注意事项:

1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2.请将答案正确填写在答题卡上

第I卷(选择题)

请点击修改第I卷的文字说明

一、选择题(题型注释)

1.法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔由于巨磁电阻(GMR)效应而荣获2007年诺贝尔物理学奖。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现,在闭合开关S1、S2且滑片 P向右滑动的过程中,指示灯明显变暗,这说明( )

A.电磁铁的左端为N极

B.流过灯泡的电流增大

C.巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小

D.巨磁电阻的阻值与磁场的强弱没有关系

2.关于电磁现象,下列说法中错误的是 ..

A.通电线圈在磁场中受力转动的过程中,机械能转化为电能

B.指南针能指南是由于地磁场对指南针磁极有力的作用

C.磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的

D.闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中一定产生电流

3.如图所示为条形磁铁和电磁铁,虚线表示磁感线,则甲、乙、丙、丁的极性依次是( )

A.N、N、S、N

B.S、N、S、S

C.S、S、N、N

D.N、S、N、N

4.如图可以说明巨磁电阻的特性.闭合开关S1、S2并使滑片P向左移动,观察到指示

灯变亮,那么

A.电磁铁右端为S极

B.巨磁电阻随磁场增强而变大

C.巨磁电阻随磁场增强而变小

D.电磁铁磁性增强

5.对教材中四幅插图的说明,不正确的是( )

...

A.甲图:家用电器要装接地线是为了用电安全

B.乙图:直线电流周围的磁场方向的判定方法

C.丙图:电铃是利用电磁铁工作

D.丁图:将水烧开后移去酒精灯若要使水重新沸腾需马上往里打气

6.如图所示的实验装置中能够说明电磁感应现象的是( )

7.对于图中所示的四幅图,以下说法正确的是( )

A.甲图中通电导线周围存在着磁场,如果将小磁针移走,该磁场将消失

B.乙图中闭合开关,通电螺线管右端为N极

C.丙图中闭合开关,保持电流方向不变,对调磁体的N、S极,导体的运动方向不变

D.丁图中绝缘体接触验电器金属球后验电器的金属箔张开一定角度,说明该棒带正电

8.下列说法中正确的是( )

A.电磁铁是利用电流的磁效应制成的

B.发电机是利用通电线圈在磁场中转动的原理制成的

C.电动机是利用电磁感应现象制成的

D.奥斯持实验说明利用磁场可以产生电流 9

.如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向右移动时,图中的电磁铁( )

A.a端是N极,磁性减弱 B.b端是S极,磁性增强

C.a端是S极,磁性增强 D.b端是N极,磁性减弱

10.关于磁体和磁场,以下说法中错误的是( )

A.悬挂起来的小磁针静止时,小磁针的北极指向地理的北极附近

B.铁、铜、铝等金属材料都能够被磁化

C.磁体之间的相互作用力是通过磁场而发生的

D.通电导体周围一定存在磁场

11.关于电磁现象,下列说法中正确的是

A.通电螺线管能够产生磁场

B.电动机能够把机械能转化为电能

C.改变电磁铁线圈的匝数,电磁铁的磁性强弱就会改变

D.闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流

12.如图所示,给电磁铁通电,磁铁AB(A端为N极,B端为S极)及弹簧测力计在图中的位置静止不动,在滑动变阻器的滑片向a

端滑动的过程中,关于电流表的示数和弹簧的长度变化的情况是( )

A.电流表的示数增大,弹簧的长度将增加

B.电流表的示数增大,弹簧的长度将减小

C.电流表的示数减小,弹簧的长度将增加

D.电流表的示数减小,弹簧的长度将减小

13.通过直接感知的现象,推测无法直接感知的事实,是常用的物理方法。下列根据现象所做出的推测,不符合科学事实的是( ) .....

A.测得两个小灯泡两端的电压相等,推测这两个小灯泡不一定并联

B.如图所示,在静止的小磁针上方平行架一根导线,给导线通电时小磁针发生偏转,推测通电导体周围存在磁场

C.小磁针放在磁体旁受力偏转,推测磁体周围有磁场

D.马路两边的路灯同时亮、同时灭,推测路灯是串联的

14.如图所示,当变阻器滑片向右边移动时,磁体将会:( )

A.向上运动 B.向下运动 C.不动 D.无法判断

15.如图所示,放在通电螺线管内部中点处的小磁针,静止时N极指向左,关于电源的正负极和螺旋管的

N、S极,下列判定正确的是( )

A.A端是螺线管的S极 B.A端是螺线管的N极

C.C端是电源的负极 D.D端是电源的负极

16. 小明自制了一个带有电磁铁的木船模型(如图所示).将它放入水中漂浮,船头指向东.闭合开关S,电磁铁的A端为

极;由于电磁铁受到 的作用,船头会指向 .

17.医生对病人进行脑部手术时,需要将体温降至合适的温度.准备手术之前,病人的心肺功能开始由心肺机取代,心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏博动,推动血液循环,如图所示,将线圈a、b缠绕并固定在活塞一端,利用其与固定磁铁之间的相对运动,带动电动泵中的活塞,使血液定向流动;阀门K1、K2都只能单向开启,反向则封闭管路.当线圈中的电流从a流向b时,线圈的左端为 极,活塞将向

运动,“动力泵”处于 (填“抽血”或“送血”)状态.

18

.如图所示是著名的实验的装置简图,这个实验说明:通电导体周围存在 .

19.如图所示,在电磁铁的正上方用弹簧挂一条形磁铁.当开关闭合后,条形磁铁与电磁铁的相互作用为 (填“吸引”或“排斥”),当滑片P从a端到b端的滑动过

程中弹簧的长度会变

(填“长”或“短”)

20.如图所示,在观察奥斯特实验时,小明注意到置于通电直导线下方小磁针的N极向纸内偏转.小明由此推测:若电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,小磁针也将发生偏转.请你说出小明推测的依据是: ,你认为磁针的N极会向

(选填“纸内”或”纸外”)偏转.

21.如图所示,当开关S闭合时,通电螺线管的A端为 极(填N或S),当滑动变阻器P向左移动时,通电螺线管的磁性将

(填增强或减弱).

22

.如图是同学们曾经做过的一些物理小实验,请你在题中空格处填上对应的实验名称.

(1)图a是 实验. (2)图b是 实验.

23.丹麦物理学家 首先发现了电流的磁效应.电动机、电烙铁、电铃、电磁继电器这四个电器中一定没有电磁铁的是 .

24.如图甲所示,由甲图可以得出结论:___________________。如图乙所示,A为螺线管,B为悬挂在弹簧测力计下方的条形磁铁,当开关S断开时,弹簧测力计的示数将_____(选填“变大”、“变小”或“不变”),

电流表的示数将_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

25.小明在一次偶然中发现,在如图所示的电路中合上开关后,铁钉旁边的中性笔笔尾的小磁针静止时S极指向铁钉A端,小明又反复实验了几次,其结果仍然如此,由此我

们可以判定:铁钉的A 端是 极,电源D端是 极

26.为判断电源的正负极,小华同学找来了一个小铁钉,把导线的一部分绕在上面,制成了一个电磁铁连在电路中,如图所示。当闭合开关S,小磁针静止时N极的指向如图。据此判断电源的________端是正极(选填“ a ”或“ b ”)

27.法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝尔由于发现巨磁电阻(GMR)效应,荣获了2007年诺贝尔物理学奖。这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图:

(1)通电螺线管的右端是 极;

(2)闭合开关S2,指示灯不亮,再闭合开关S1,指示灯发光,由此可知:巨磁电阻的大小与 有关;

(3)若滑片P向左移动,电磁铁的磁场 (填“增强”、“减弱”),观察到指示灯变得更亮,由此实验可得出结论: ;

28.如图所示为_____________实验装置,比较两图可以得出的结论是:

(1)______________________________________________________;

(2)______________________________________________________.

29.如图所示,将一条形磁体放在小车上,并靠近螺线管.开关闭合,当变阻器滑片向右滑动时,发现小车也向右运动,则条形磁体的左端为____极,图中电阻R2的作用是_____。

1

30.如图所示是奥斯特实验的示意图.实验结论是:通电导线周围存在 ,如果移走小磁针,该结论 (选填“成立”或“不成立”),此实验中小磁针的作用是 。

第II卷(非选择题)

请点击修改第II卷的文字说明

二、作图题(题型注释)

31.如图所示,根据通电线圈的扭转方向在图中画出左边螺线管的绕线方向并标出两个螺线管的N、S极和电源的正负极.

32.(2012山东聊城)小磁针放在两通电螺线管之间,静止时处于如图所示的位置,请完成螺线管B

的绕线,并标出电流的方向。

33.(2分)如图所示,根据磁感线方向标出通电螺线管中的电流方向和小磁针的N极.

34..据各小题的要求,绕制图14-3-11中的螺线管。

图14-3-11

35.根据图中所画磁感线的方向,标出通电螺线管的N、S极和电源的“+”、“ ”极.

36.闭合开关S后,通电螺线管与磁极间的磁感线形状如图所示,请在图中用箭头标明

磁感线的方向,并画出螺线管的绕法.

37.请标出图中螺线管的N、S极和电流方向.

38.如图中,标出通电螺线管的N、S极.

39.请标出下图中通电螺线管附近小磁针的N、S极.

40.在如图中,标出通电螺线管和小磁针的N、S极.

参考答案

1.A

【解析】

试题分析:左边电路根据电流的流向,由右手定则可知电磁铁的左端为N极,故选项A正确;在闭合开关S1、S2且滑片P向右滑动的过程中,左边电路滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路中电流变小,电磁铁的磁性变弱;指示灯明显变暗,说明右边电路中电流变小,巨磁电阻的阻值变大,所以巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大,故选项B.C.D均不正确,故选A。

【考点定位】安培定则的应用,欧姆定律的应用。

2.AC

【解析】

试题分析:通电线圈在磁场中受力转动,是电动机的原理,电能转化成机械能,A错;地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近,指南针的南极受地磁北极的吸引,指向地磁北极,即地理南极,B对;磁场中某点的磁场方向可由放在该点的小磁针N极受力方向判断,但不由小磁针决定,C错;产生感应电流的条件:①闭合电路;②一部分导体;③做切割磁感线的运动,D对。

考点:磁现象

3.B

【解析】

试题分析:根据安培定则可以确定电磁铁的磁极,利用右手握住电磁铁,四个手指指向电流方向,大拇指指向左侧,所以乙为N极。根据甲、乙间的磁感线的开关,可以知道它们是异名磁极,甲为S极;丙丁为同名磁极,丁为S极。

考点:安培定则

4.ACD

【解析】

试题分析:由安培定则可以判断出电磁铁右端为S极;闭合开关S1、S2并使滑片P向左移动,变阻器的阻值变小,电磁铁所在电路的电流增大,电磁铁的磁性增强,此时观察到指示灯变亮,说明指示灯所在电路的电流增大,巨磁电阻的阻值变小。所以,巨磁电阻随磁场增强而变小。故选ACD

考点:欧姆定律;电磁铁

5.D

【解析】

试题分析:A.甲图:家用电器要装接地线是为了防止带金属外壳的用电器漏电时,导致人触电;B.乙图:直线电流周围的磁场方向可用右手定则,用右手握住通电直导体,大拇指指向电流的方向,弯曲的四指所指的方向即是直线电流周围的磁场方向;C.电磁铁的特点是通电时有磁性,断电时无磁性,电铃是利用电磁铁的这一特性;D.丁图:将水烧开后移去酒精灯若要使水重新沸腾应降低液面上方的气压,应需马上往外抽气。故选D

考点:安全用电;电流周围的磁场方向;电磁铁;液体的沸点与气压的关系

6.B

【解析】

试题分析:

选项A中的实验装置是通电导体在磁场中受到了力的作用,是电动机的原理;选项B中的实验装置是电磁感应现象,是发电机的原理;选项C中的实验装置是奥斯特实验,说明了通电导线周围有磁场,磁场方向跟电流的方向有关;选项D中的实验装置是研究电磁铁的磁性强

弱跟线圈的匝数有关,匝数越多,电磁铁的磁性越强。故选B。

考点:电磁感应

7.B

【解析】

试题分析:(1)通电导线的周围存在磁场,但磁场看不见、摸不着,可以通过小磁针的偏转说明磁场的存在;

(2)安培定则: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;

(3)通电导体在磁场中受到力的作用,受力方向与磁场方向和电流方向有关,当其中一个方向变化时,受力方向变化,但当两个方向同时变化时,受力方向不变;

(4)验电器是利用了同种电荷相互排斥的原理制成的.

解:

A、通电导线周围存在磁场,将小磁针移走,磁场仍存在,故A错误;

B、根据图中电源的正极在右侧,可知螺线管中电流方向是由右侧进入左侧流出,故利用安培定则可知通电螺线管的右端为N极,故B正确;

C、通电导体在磁场中受到力的作用,受力方向与磁场方向和电流方向有关,电流方向不变,对调磁体的N、S极即改变了磁场方向,导体棒摆动方向将改变,故C错误;

D、丁图中绝缘棒接触验电器后,验电器的金属箔张开一定角度,是因为箔片带上了同种电荷,可能是正电,也可能是负电,故D错误.

故选B.

【点评】本题考查了电与磁之间的三个联系:通电导体的周围存在磁场、通电导体在磁场中受力和电磁感应现象,还考查了验电器原理,要求平时学习时注意区分三个相关实验的原理和应用.

8.A

【解析】

试题分析:解答此题应明确电磁铁、发电机、电动机的制作原理,以及奥斯特实验所揭示的物理现象.

解:A、电磁铁是利用电流的磁效应制成的,故A正确;

B、发电机是利用电磁感应现象制成的,故B错误;

C、发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理而制成的,故C错误;

D、奥斯特实验说明了电流周围存在磁场,故D错误;

故选A.

【点评】题目涉及的几个实验极易被混淆,特别是发电机和电动机,由于它们的实验装置基本相同,所以常被弄混.

9.A

【解析】

试题分析:根据安培定则判断出电磁铁的南北两极,依据滑动变阻器的方向,判断出电磁铁的磁性强弱.

解:根据安培定则可判断出a端为N极,b端为S极,同时滑动变阻器向右移动时,电流变小且电磁铁磁性减弱,故A正确,BCD错误;

故选A.

【点评】本题是电学知识与磁现象的综合题,首先根据安培定则判断出通电螺线管的两极方向,滑动变阻器的移动可以改变电流的大小,电流增大时,电磁铁磁性增强,反之减小.

10.B

【解析】

试题分析:此题需要用到的知识有:地磁场,磁化,磁性材料,磁体间的作用规律,电流的磁场.

由于受到地磁场的作用,悬挂的小磁针静止时总是一端指南一端指北,指南的是南极,指北的是北极.

只有磁性材料才能被磁化.

磁极之间的作用都是通过磁体周围的磁场来完成的.

电流周围存在着磁场.

解:A、地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近,悬挂起来的小磁针受到地磁场的作用,静止时,小磁针的北极指向地磁南极,在地理的北极附近.不符合题意;

B、只有磁性材料才能够被磁化,铁是磁性材料能被磁化,铜和铝不是磁性材料,不能被磁化.符合题意;

C、同名磁极的相互排斥和异名磁极之间的相互吸引都是通过周围的磁场发生作用,所以磁体之间的相互作用力是通过磁场而发生的,不符合题意;

D、奥斯特实验证明了通电导体周围一定存在磁场,不符合题意;

故选B.

【点评】此题考查学生对基础知识的掌握能力,灵活运用物理知识解答问题的思维能力. 夯实基础知识很重要,牢固掌握基础知识才能解决比较难的问题.

11.AD

【解析】

试题分析:根据奥斯特实验可知电流的周围存在磁场,所以通电螺线管的周围也有磁场,故A正确;电动机工作时需要消耗电能,将其转化为机械能,故B错误;电磁铁磁性的强弱由三个因素确定,题目中只提到了匝数的改变,而对于电流大小、铁芯都没有涉及,故不能确定其磁性是否改变,故C错误;闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,故D正确,故选AD。

考点:通电螺线管的磁场;影响电磁铁磁性强弱的因素;直流电动机的原理;产生感应电流的条件

12.B

【解析】

试题分析:先据安培定则判断出电磁铁的上端是N极还是S极,再由滑片的移动可知螺线管中电流的变化,进一步可知磁性强弱的变化,最后由受力变化得出弹簧长度的变化. 解:由安培定则可知,该电磁铁的上端是N极,下端是S极,

由磁极间的作用规律可知,此时电磁铁和上面的磁体是相互排斥的,

在滑动变阻器的滑片向a端滑动的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻减小,电路中的总电阻减小,

由I=可知,电路中的电流增大,即电流表的示数增大,故CD错误;

此时电磁铁的磁性增强,与磁体的排斥力变大,弹簧的长度将减小,故A错误,B正确. 故选B.

【点评】能利用安培定则判断出电磁铁的极性,并能结合欧姆定律判断出电流的变化是解决该题的关键.

13.D

【解析】

试题分析∶马路两边的灯同时亮,电路也可能是并联,只要开关在干路上灯就可以同时亮。

考点∶电磁知识

14.B

【解析】

试题分析:由图示可知,当变阻器滑片向右边移动时,电阻变小,电流变大,电磁铁磁性增强;由右手定则可判断出电磁铁的上端是S极,与上面的磁铁是吸引的,所以磁性增强时,引力增大,磁体将会向下运动,故应选B。

考点:电磁铁

15.

【解析】BC

试题分析:螺线管内部磁感线由S极指向N极,故由小磁针的指向可知螺线管的磁极,则由右手螺旋一则可判断出电源的正负极.

解:小磁针静止时N极向左,因螺线管内部磁感线是由S极指向N极的,故螺线管B端为S极,A端为N极;

则由右手螺旋定则可知,电流由D端流入螺线管,故D端为电源正极,C端是电源的负极. 故选BC.

【点评】本题一定要明确螺体的磁感线方向内部和外部是不一样的;同时还应记住,小磁针N极所指的方向即为磁场的方向.

16.S 地磁场 北

【解析】

试题分析:可用安培定则“用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指

那一端就是螺线管的N极”来判断电磁铁的N极。地球周围存在磁场,所以,磁体静止时指南北。因为闭合开关S,电磁铁的B端为N极,所以,船头会指向北.

考点:安培定则;地磁场

17.N 向右 送血

【解析】

试题分析:安培定则是指:用右手握住通电螺线管,让弯曲的四指指向电流方向,大拇指方向即为北极方向。当线圈中的电流从a流向b时,由安培定则可知,线圈的左端为N极,同名磁极相互排斥,所以活塞将向右运动,此时阀门K1打开、K2关闭,动力泵”处于送血状态.

考点:安培定则;磁极间的相互作用

18.奥斯特 磁场

【解析】分析:奥斯特实验:在静止的小磁针上方,放一根与磁针平行的导线,给导线通电时磁针将偏转,说明了通电导体周围存在磁场.

解答:解:在静止的小磁针上方,放一根与磁针平行的导线,给导线通电时磁针将偏转,说明了通电导体周围存在磁场.这是由丹麦的物理学家奥斯特首先发现的.

故本题答案为:奥斯特;磁场.

19.排斥;短

【解析】

试题分析:①先根据电流的方向,利用安培定则可判断螺线管的极性,再根据磁极间的相互作用可判断与条形磁体的作用力;

②根据滑动变阻器的变化,可判断电流大小的变化,知道电流越大,螺线管的磁性越强. 解:①读图可知,电流从螺线管的上端流入,下端流出,右手握住螺线管,使四指指向电流方向,则螺线管的上端为S极.根据同名磁极相互排斥可知,条形磁铁与电磁铁的相互作用

为排斥;

②当滑片P从a端到b端的滑动过程中,变阻器的阻值变小,电路中的电流变大,因此,电磁铁的磁性变强,与条形磁铁的排斥力变大,故弹簧会变短一些.

故答案为:排斥;短.

【点评】此题将通电螺线管的判断、磁极间的相互作用、电路的动态变化进行了有机的结合,难度虽然不大,但环环相扣,应细心作答,才不会颠倒出错.

20.电子的定向移动形成电流,电流周围存在磁场;纸外

【解析】

试题分析:要解决此题,需要搞清电流的形成原因,知道电流是由于电荷的定向移动形成的.导线能够导电靠的就是自由电子的定向移动.

同时要掌握电流的磁效应,知道电流周围存在磁场,磁场方向与电流方向有关.

解:如图所示,奥斯特实验表明,当导线中有电流通过时,小磁针会发生偏转.说明了电流周围存在磁场.

当电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,由于电子发生定向移动而形成电流,又因为电流周围存在磁场,所以小磁针会发生偏转.

由图知,当电流向右时,小磁针的N极向纸内偏转,右图电子定向向右移动,而电流方向与电子定向移动方向相反,所以电流方向向左.因此小磁针受力方向与左图相反.N极将向纸外偏转.

故答案为:电子的定向移动形成电流,电流周围存在磁场;纸外.

【点评】此题主要考查了奥斯特实验的现象及结论,一定要掌握电流的磁效应.同时考查了学生利用所学知识解决问题的能力.关键是找出两者间的共同点,将复杂的问题简单化.同时在此题中一定要注意电流方向与电子的定向移动方向相反.

21.N,减弱

【解析】

试题分析:(1)根据右手螺旋定则判断通电螺线管的磁极.

(2)通电螺线管磁性的强弱与电流的大小有关,电流越大,磁性越强.

解:伸出右手,四指弯曲指示电流的方向,大拇指所指的方向即螺线管的A端为通电螺线管的N极.

当滑动变阻器P向左移动时,接入电路中的电阻变大,电流变小,通电螺线管的磁性将减弱. 故答案为:N,减弱.

【点评】右手螺旋定则不但可以判出螺线管的磁极,也能根据磁极判出电流方向.

22.(1)电磁感应;(2)奥斯特

【解析】

试题分析:需要先对图片的内容进行分析,然后根据每个图片所给信息,选择合适的对象进行填写.

解:(1)a图中若开关闭合,让位于磁场中的一段导体,在磁场中做切割磁感线产生感应电路,则灵敏电流计的指针会发生偏转,说明会有感应电流产生,所以此图是电磁感应现象实验;

(2)b图中当导线中有电流通过时,小磁针会发生偏转,说明通电导体周围有磁场,所以此图是奥斯特实验.

故答案为:(1)电磁感应;(2)奥斯特.

【点评】本题考查学生对物理常见实验的掌握,掌握所学实验的原理、实验现象是解题关键.

23.奥斯特;电烙铁

【解析】

试题分析:(1)奥斯特实验第一个揭示了电和磁之间是有联系的,是丹麦物理学家奥斯特在1820年发现的;

(2)电磁起重机、电铃、电磁继电器都是利用电流的磁效应工作的,电烙铁则是利用了电流的热效应.

解:(1)奥斯特实验证明了电流的磁效应,是丹麦物理学家奥斯特最早发现的;

(2)电烙铁工作时主要把电能转化成内能;

电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成;

电铃和电磁继电器都是利用电磁铁工作的,

故电烙铁中一定没有电磁铁.

故答案为:奥斯特;电烙铁.

【点评】(1)本题重点考查了电流的磁效应和热效应,热效应的特点是把电能转化成内能;

(2)电磁铁相比永久磁铁有三个方面的优点,所以电磁铁在日常生活中有着极其广泛的应用;平时要注意观察思考,观察家中的电器是各利用什么原理来工作的,学会理论联系实际.

24.电流周围存在磁场;变大、变小

【解析】

试题分析:由甲图知,导线中有电流时,小磁针发生偏转,导线中无电流时,小磁针不发生偏转,由此可以得到结论:电流周围存在磁场;开关S断开时,电路中的电流变小,电流表示数变小,电磁铁磁性减弱.根据右手定则判断电螺线管的上端为N极,对条形磁铁的排斥力减小,所以弹簧测力计的示数将变大。

考点:通电直导线周围的磁场;影响电磁铁磁性强弱的因素;安培定则;通电螺线管的极性和电流方向的判断;并联电路的电流规律

25.N(北),正

【解析】

试题分析:因为异名磁性相互吸引,所以A端为小磁铁的N(北)极;根据安培定则,用右手握住电磁铁,使拇指指向N极,其余四指环绕的方向就是电流的方向,据此可看出,D端为电源的正极。

考点:影响电磁铁磁性强弱的因素;安培定则

26.a

【解析】

试题分析:由图可知,小磁针静止时N极指向左边,则电磁铁的右端是S极,左端是N极,用右手握住电磁铁,大拇指指向N极,则四指指向电磁铁线圈中的电流方向,电流方向为“前上后下”,由此可知,电源的a端是正极。

考点:通电螺线管的极性和电流方向的判断;磁感线及其特点;安培定则

27.(1)S (2)磁性强弱 (3)增强 磁场越强巨磁电阻阻值越小

【解析】

试题分析:(1)由右手螺旋定则可知,螺线管的右端是S极;(2)当闭合开关S1后,电磁铁具有了磁性,巨磁电阻的阻值变小了,电流增大,所以灯泡发光了,说明巨磁电阻的大小与磁性强弱有关;(3)滑片P向左移动时,电磁变小,电流增大,电磁铁的磁性增强,灯泡变的更亮,说明电流更大了,这是因为巨磁电阻的阻值随磁性的增强而变小。

考点:电与磁

28.奥斯特 (1)通电导线周围存在着磁场 (2)电流磁场的方向跟电流的方向有关

【解析】

试题分析:由图示可知,当有电流通过时,小磁针发生了偏转,这是著名的奥斯特实验;小磁针转动是由于受到了磁场力的作用,说明通电导线周围存在磁场;当电源方向改变时,电

流的方向改变,此时小磁针转动的方向改变,说明所受力的方向改变了,所以说电流磁场的方向跟电流的方向有关。

考点:电与磁

29.N 保护电路

【解析】

试题分析:由图示可知,当开关闭合时,由右手定则可得电磁铁的右端为N极,根据同名磁极相互排斥可知条形磁体的左端为N极,由于电阻R2的存在使的电路中的电流不能无限变大,电阻R2的作用是保护电路。

考点:磁极的判定

30.磁场 成立 显示通电导体周围存在磁场

【解析】

试题分析:小磁针的指发生改变,表明奥斯特实验证明通电导线周围存在磁场;磁场是一种真实存在的物质,当移走小磁针时,不会让导线周围的磁场消失,这个结论仍是成立的,小磁针在本实验中起到了间接证明的作用。

【考点定位】磁场 31

【解析】解:(1)根据线圈中电流的方向可知,从蓄电池流出的为正极,流入的为负极;

(2)根据安培定则可知,右边螺线管的左侧为S极,故左边螺线管的右侧为N极,因此左

侧螺线管的绕法如下图所示:

【点评】此题主要考查对电源正负极的判断以及安培定则的掌握情况.利用安培定则既可由电流的方向判定磁极磁性,也能由磁极极性判断电流的方向和线圈的绕法. 32

.如图所示

【解析】小磁针的S极靠近了螺线管A的右端,根据磁极间的相互作用规律可知,螺线管A的右端为N极,左端为S极。同理可以确定螺线管B的左端为S极,右端为N极。根据螺线管A的磁极,结合其线圈绕向,利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向是从螺线管的左端流入,右端流出。再结合螺线管B的磁极,利用安培定则可以确定螺线管B的线圈绕

向。

33.

【解析】

试题分析:根据磁感线的方向可以判断螺旋管的右端为S极,左端为N极,根据磁极间的相互作用规律可知,小磁针的右端为N极;大拇指指向N极,其余四指弯向电流的方向,可知电流方向从右前方流出,左后方流入.

考点:通电螺线管的极性和电流方向的判断

34.:如下图所示

【解析】:根据安培定则可以确定螺线管的电流方向,进而确定绕线方法。

35.

【解析】

试题分析:①根据图中磁感线方向,先判断螺线管的两个磁极.

②根据安培定则判断螺线管中电流的方向,标出电源的正负极.

解:在磁体外部,磁感线总是从磁体的N极发出,最后回到S极.所以螺线管的左端为N极,右端为S极.根据安培定则:伸出右手,使右手大拇指指示通电螺线管的N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,即电流是从螺线管的右端流入的.所以电源的右端为正极,左端为负极.

【点评】安培定则涉及三个方向:磁场方向;电流方向;线圈绕向.告诉其中的两个方向可以确定第三个方向. 36

【解析】

试题分析:根据磁极间的相互作用可判断螺线管的极性,再根据安培定则进一步判断螺线管中的电流方向,从而确定其绕法.

解:读图可知,通电螺线管与磁极间的磁感线形状表示相互排斥,磁感线方向均指向S极,因此是同名磁极,即螺线管的左端为S极,右端为N极.

根据安培定则,右手握住螺线管,使大拇指指向N极,则四指环绕的方向为电流的方向,根

据电流表中的电流方向可以,电流从螺线管的左端流入,右端流出,则其绕法如图所示.

【点评】熟练掌握磁极间的相互作用规律和安培定则,能根据图中的信息做出进一步的判断,是正确解答的关键. 37

【解析】

试题分析:由图可知小磁针的指向,则由磁极间的相互作用可知螺线管的磁极,则由右手螺旋定则可得出电流的方向.

解:小磁针N极向左,则因同名磁针相互排斥,异名磁极相互吸引,则螺线管右侧为S极,

则由右手螺旋定则可知,电流由右侧流入;

故答案如图所示:

【点评】右手螺旋定则不仅可以根据电流方向判断磁极方向,也可根据磁极及导线的环绕方向判断出电流的方向,应根据题意灵活应用.

38.

【解析】

试题分析:通电螺线管的极性和电流方向的关系,可以用安培定则判定:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中的电流方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极.

解:由图可知:螺线管中的电流方向是“前上后下”,则大拇指指向左端,所以左端是N极,右端是S极.答案如图:

【点评】本题考查了安培定则(右手螺旋定则)的使用:注意一定要用右手.

39.

【解析】

试题分析:由右手螺旋定则可得,螺线管左侧为N极,右侧为S极,故磁感线由左向右,则小磁针磁极如图:

本卷由系统自动生成,请仔细校对后使用,答案仅供参考。

考点:通电螺线管的极性和电流方向的判断;磁感线及其特点;安培定则

40.

【解析】

试题分析:通过图示的螺线管的绕向和电源的正负极,利用安培定则可以确定螺线管的N极;再利用磁极间的作用规律.即可确定小磁针的N极.

解:(1)在螺线管中电流的方向是从左流入,从右流出,结合螺线管的绕向,根据安培定则,可以确定螺线管的左端为N极.故小磁针的右端是S极,左端是N极;如下图1

(2)螺线管中电流的方向是从右流入,从左流出,结合螺线管的绕向,根据安培定则,可以确定螺线管的右端为N极,左端是S极.如下图2:

(3)螺线管中电流的方向是从右流入,从左流出,结合螺线管的绕向,根据安培定则,可以确定螺线管的左端为N极,右端是S极.如下图3:

【点评】能据电流的方向和线圈的绕法准确的判断出螺线管的NS极是解决该题的关键.

答案第11页,总11页

范文四:电流的磁场2

16.2 电流的磁场

学习目标:

1、了解电磁铁的特性和工作原理;

2、了解电磁继电器的结构和工作原理。

学习重点:探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关。

学习难点:电磁继电器的工作原理。

学习过程:

一、电磁铁

1、 叫做电磁铁。

2、探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关

实验表明:电磁铁的磁性强弱与 、 和 有关。

3、电磁铁(如图)的优点:

(1)电磁铁的磁性有无可以由 来控制;

(2)电磁铁的磁性强弱可以通过 来控制;

(3)电磁铁的极性变换可以通过 来实现。

二、电磁继电器

1、电磁继电器实质上就是一种利用 来控制工作电路的

开关。

2、利用电磁继电器可以用 、 的 电路来控

制 、 的 电路。

3、电磁继电器的构造

如图所示,A是 ,B是 ,C是 ,D是 ,E是 。 电磁继电器工作电路可分为 和 。

4、电磁继电器的工作原理:

闭合低压控制电路中的开关,电流通过电磁铁A的线圈产生 ,从而把 吸引下来,使动触点D与静触点E ,工作电路 ,电动机 。当断开低压开关时,线圈中的电流消失,电磁铁的磁性 ,衔铁B在 的作用下与电磁铁A ,使动触点D与静触点E ,工作电路 ,电动机 。

【当堂训练】

1、下列没有用到电磁铁的是( )

A、电磁起重机 B、电磁继电器 C、电铃 D、电灯

2、电磁铁里常用软铁而不用钢做铁芯,这是因为( )

A、软铁能被磁化,而钢不能被磁化 B、被磁化后,软铁的磁性会比钢的强

C、软铁要比钢便宜 D、磁化后,软铁的磁性易消失,而钢的磁性不易消失

3.如下左图所示,弹簧下端挂一条形磁体,磁体的下端为S极,条形磁体的下方有一带铁芯的螺线管,闭合开关后,弹簧的长度会_______(填“伸长”“缩短”或“不变”)。

4.如下图右所示,当闭合开关S,且将滑动变阻器的滑片P向右移动时,图中的电磁铁 ( )

A.A端是N极,磁性增强 B.B端是N极,磁性减弱

C.A端是S极,磁性增强 D.B端是S极,磁性减弱

5.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”时,同学们提出了如下猜想:

猜想A:电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性;

猜想B:电磁铁磁性强弱与电流大小有关

猜想C:外形相同的螺线管,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,通过讨论同学们设计了以下方案:

用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上缠绕若干圈,制成简单的电磁铁,用电磁铁吸引大头针.实验中观察到如下图所示的四种情景.

根据实验方案和现象,完成下面问题:

①.通过观察_____,比较电磁铁的磁性强弱.

②通过比较_____两种情况,可以验证猜想A是正确的.

③通过比较_____两种情况,可以验证猜想B是正确的.

④通过比较d中左、右两电磁铁,发现猜想C不全面,应补充 当 时.

范文五:电流的磁场一

电流的磁场

学习目标:

1、初步认识电能生磁,了解奥斯特实验;

2、探究通电螺线管的外部磁场,掌握安培定则并能熟练应用。

学习重点:探究通电直导线周围的磁场和通电螺线管的外部磁场。

学习难点:熟练运用安培定则。

学习过程:

【新授】

一、通电直导线周围的磁场

(一)活动:探究通电直导线周围的磁场

将一根直导线沿 方向放在静止小磁针的上方并使直导线与小磁针平行。

1、当接通电路时,小磁针 。这表明 。

2、改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向 。这又表明 。 这就是著名的 实验。

(二) 称为电流的磁效应。最早发现电流磁效应的科学家是 (国家)的 。

二、通电螺线管周围的磁场

1、通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。

2、通电螺线管两端的极性与螺线管中的 有关,可用 定则来判断。

3、安培定则的内容: 。

4、标出下图中通电螺线管的N极和S极。

5、根据右图中小磁针的指向,标出通电螺线管中的电流方向,

并确定电源的正、负极。(小磁针的黑端为N极)

6、如图请根据小磁针的N、S极和电流表正确接法,画出通电螺线管的绕线。

7、如图,试把两个螺线管串联在电路中,使电路闭合后两个通电螺线管互相排斥。

8.下列改变通电螺线管磁性强弱的方法中正确的是 ( )

A.改变通过螺线管电流的强弱

B.改变螺线管的匝数

C.调换螺线管两端的极性

D.调节铁芯在通电螺线管中的深浅

9.奥斯特实验证明了 ( )

A.通电导体周围存在着大量的电荷

B.通电导体周围存在着磁场

C.通电导体在磁场中要受到力的作用

D.通电导体内部存在磁场

10.如图所示,甲乙两线圈套在光滑的玻璃棒上,当S闭合时,两线圈将

A.互相吸引靠近 B.互相排斥远离

C.先吸引靠近,后排斥远离 D.既不排斥,又不吸引

范文六:磁场及磁场对电流的作用

磁场及磁场对电流的作用

1.

图8-1-17

如图8-1-17所示,一弓形线圈通以逆时针电流,在其圆弧的圆心处,垂直于纸面放一直导线,当直导线通有指向纸内的电流时,线圈将( )

A.a端向纸内,b端向纸外转动,且靠近导线

B.a端向纸内,b端向纸外转动,且远离导线

C.b端向纸内,a端向纸外转动,且靠近导线

D.b端向纸内,a端向纸外转动,且远离导线

答案:A

2.

图8-1-18

(2009·全国Ⅰ,17)如图8-1-18所示,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L,且∠abc=∠bcd=135°.流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )

A.方向沿纸面向上,大小为2+1)ILB B.方向沿纸面向上,大小为2-1)ILB

C.方向沿纸面向下,大小为2+1)ILB D.方向沿纸面向下,大小为2-1)ILB

解析:将导线分为三段直导线,根据左手定则分别判断出安培力的大小,根据F=BIL计算出安培力的大小,再求合力.导线所受合力F=BIL+2BILsin 45°=(2+1)ILB. 答案:A

3.

图8-1-19

光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,一根质量为m、电阻为R的导体棒ab,用长为l的绝缘细线悬挂,悬线竖直时导体棒恰好与导轨良好接触且细线处于张紧状态,如图8-1-19所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场.当闭合开关S时,导体棒向右摆出,摆到最大高度时,细线与竖直方向成θ角,则( )

A.磁场方向一定竖直向上

B.导体棒离开导轨前受到向左的安培力

C.导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于mgl(1-cos θ)

D.导体棒离开导轨前电源提供的电能大于mgl(1-cos θ)

解析:从题中知道导体棒ab向右摆动,说明导体棒ab受到向右的安培力作用,由左手安则可知磁场方向一定竖直向下,A、B两项错误;电源提供的电能转化成了两部分,一部分是电路中所产生的热,另一部分是导体棒的机械能,D项正确;最大高度时,导体棒重力势能的增加量等于mgl(1-cos θ),C项正确.

答案:CD

4.

图8-1-20

(2010·上海模拟)如图8-1-20所示,在竖直向下的匀强磁场中,有两根竖直放置的平行导轨AB、CD,导轨上放有质量为m的金属棒MN,棒与导轨间的动摩擦因数为μ,现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流,且电流强度与时间成正比,即I=kt,其中k为恒量.若金属棒与导轨始终垂直,则如图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中,正确的是(

)

解析:当Ff=μBIL=μBLktmg时,棒沿导轨向下减速;在棒停止运动前,所受摩擦力为滑动摩擦力,大小为:Ff=μBLkt;当棒停止运动时,摩擦力立即变为静摩擦力,大小为:Ff=mg,故选项C正确.

答案:C

5.

图8-1-21

如图8-1-21所示为一电流表的原理示意图.质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外.与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN的长度大于ab.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合:当MN中有电流通过时,指针示数可表示电流强度.

(1)当电流表示数为零时,弹簧伸长多少?(重力加速度为g)

(2)若要电流表正常工作,MN的哪一端应与电源正极相接?

(3)若k=2.0 N/m,ab=0.20 m,cb=0.050 m,B=0.20 T,此电流表的量程是多少?(不计通电时电流产生的磁场的作用)

(4)若将量程扩大2倍,磁感应强度应变为多大?

解析:(1)设当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为Δx,则有mg=kΔx,①

mg 由①式得:Δx=k②

(2)为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下,因此M端应接正极.

(3)设电流表满偏时通过MN间电流强度为Im,则有BImab+mg=k(d+Δx),③ 联立②③并代入数据得Im=2.5 A.④

(4)设量程扩大后,磁感应强度变为B′,则有2B′Imab+mg=k(cb+Δx).⑤

kcb

2Imab 由①⑤式得:B′=.⑥

代入数据得:B′=0.10 T.

mg 答案:(1)k(2)M端 (3)2.5 A (4)0.10 T

1.(2010·广东六校联考)一段长0.2 m,通过2.5 A电流的直导线,关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况,正确的是( )

A.如果B=2 T,F一定是1 N B.如果F=0,B也一定为零

C.如果B=4 T,F有可能是1 N D.如果F有最大值时,通电导线一定与B平行

解析:当导线与磁场方向垂直放置时,F=BIL,力最大,当导线与磁场方向平行放置时,F=0,当导线与磁场方向成任意其他角度放置时,0

答案:C

2.

图8-1-22

(2009·汕头模拟)首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培.如图8-1-22所示的装置,可以探究影响安培力大小的因素,实验中如果想增大导体棒AB摆动的幅度,可能的操作是( )

A.把磁铁的N极和S极换过来

B.减小通过导体棒的电流强度I

C.把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条

D.更换磁性较小的磁铁

解析:安培力的大小与磁场强弱成正比,与电流强度成正比,与导线的长度成正比,C正确.

答案:C

3.

图8-1-23

(2010·黄冈模拟)如图8-1-23所示,两根无限长的平行导线a和b水平放置,两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流,且Ia>Ib.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时;导线a恰好不再受安培力的作用.则与加磁场B以前相比较( )

A.b也恰好不再受安培力的作用

B.b受的安培力小于原来安培力的2倍,方向竖直向上

C.b受的安培力等于原来安培力的2倍,方向竖直向下

D.b受的安培力小于原来安培力的大小,方向竖直向下

解析:当a不受安培力时,Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零,此时判断所加磁场垂直纸面向外,因Ia>Ib,所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里,b受安培力向下,且比原来小.故选项D正确.

答案:D

4.

图8-1-24

如图8-1-24所示,在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c,各导线中的电流大小相同,其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外,b导线电流方向垂直纸面向内.每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用,则关于每根导线所受安培力的合力,以下说法中正确的是( )

A.导线a所受合力方向水平向右 B.导线c所受合力方向水平向右

C.导线c所受合力方向水平向左 D.导线b所受合力方向水平向左

解析:首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向,要注意是合磁场的方向,然后用左手定则判定导线的受力方向.可以确定B是正确的.

答案:B

5.

图8-1-25

一条形磁铁放在水平桌面上,它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒,图8-1-25中只画出此棒的截面图,并标出此棒中的电流是流向纸内的,在通电的一瞬间可能产生的情况是( )

A.磁铁对桌面的压力减小 B.磁铁对桌面的压力增大

C.磁铁受到向右的摩擦力 D.磁铁受到向左的摩擦力

解析:如右图所示.对导体棒,通电后,由左手定则,导体棒受到斜向左下方的安培力,由牛顿第三定律可得,磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上方,所以在通电的一瞬时,磁铁对桌面的压力减小,磁铁受到向左的摩擦力,因此A、D正确.

答案:AD

6.

图8-1-26

(2010·霸州模拟)如图8-1-26所示,abcd四边形闭合线框,a、b、c三点坐标分别为(0,L,0),(L,L,0),(L,0,0),整个空间处于沿y轴正方向的匀强磁场中,通入电流I,方向如图所示,关于四边形的四条边所受到的安培力的大小,下列叙述中正确的是( )

A.ab边与bc边受到的安培力大小相等 B.cd边受到的安培力最大

C.cd边与ad边受到的安培力大小相等 D.ad边不受安培力作用

解析:根据左手定则,ab边受到的安培力大小为Fab=BIab,bc边平行于磁场方向受力为零,故A错;ad边受到安培力大小为Fad=BIOd,故B、D错;cd边受到的安培力大小为Fad=BIcd,故B正确.

答案:B

7.

图8-1-27

如图8-1-27所示,有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b,a被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上,b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置,且a、b平行,它们之间的距离为x.当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时,a恰能在斜面上保持静止,则b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法错误的是( )

A.方向向上

B.大小为2mg2LI

C.要使a仍能保持静止,而减小b在a处的磁感应强度,可使b上移

D.若使b下移,a将不能保持静止

解析:由安培定则可知A正确;由mgsin α=BLIcos α知B=

最小,应在垂直斜面向上的方向上,所以C、D正确.

答案:B

8. mgsin αB错误;若要使BLIcos α

图8-1-28

(2010·杭州质检)如图8-1-28所示,两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E,导轨平面与水平面间的夹角θ=30°.金属杆ab垂直导轨放置,导轨与金属杆接触良好.整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中.当磁场方向垂直导轨平面向上时,金属杆ab刚好处于静止状态.要使金属杆能沿导轨向上运动,可以采取的措施是( )

A.增大磁感应强度B

B.调节滑动变阻器使电流减小

C.增大导轨平面与水平面间的夹角θ

D.将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变

BEdBEd 解析:对金属杆受力分析,R-mgsin θ=0,若想让金属杆向上运动,则R

增大,A项正确,B项错误;若增大θ,则mgsin θ增大,C项错误;若电流反向,则金属杆受到的安培力反向,D项错误.

答案:

A

图8-1-29

9.如图8-1-29甲所示,电流恒定的通电直导线MN,垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上,电流方向由M指向N,在两轨间存在着竖直磁场,取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向,当t=0时导线恰好静止,若B按如图乙所示的余弦规律变化,下列说法正确的是( )

A.在最初的一个周期内,导线在导轨上做往复运动

B.在最初的一个周期内,导线一直向左运动

C.在最初的半个周期内,导线的加速度先增大后减小

D.在最初的半个周期内,导线的速度先增大后减小

解析:由安培力的表达式F=BIL结合图乙可知,安培力F在一个周期内随磁感应强度B

1周期内,安培力F方向不变,大小变小,加速度方向不变,大小变4

小,由于初速度为零,所以在水平方向上做变加速直线运动;在42

1向改变,安培力方向改变,加速度方向改变,速度减小,周期时速度减小到零,所以D2

13项正确;而后在周期到MN反向加速,在一个周期结束时又回到原来的位置,24

即做往复运动,所以A项正确.

答案:AD

10.

图8-1-30

电磁炮是利用磁场对电流的作用力,把电能转变成机械能,使炮弹发射出去的.如图8-1-30所示,把两根长为s,互相平行的铜制轨道放在磁场中,轨道之间放有质量为m的炮弹,炮弹架在长为l,质量为M的金属杆上,当有大的电流I1通过轨道和炮弹时,炮弹与金属架在磁场力的作用下,获得速度v1时刻的加速度为a,当有大的电流I2通过轨道和炮弹时,炮弹最终以最大速度v2脱离金属架并离开轨道,设炮弹运动过程中受到的阻力与速度的平方成正比,求垂直于轨道平面的磁感应强度多大?

解析:设运动中受总阻力Ff=kv2,炮弹与金属架在安培力和阻力合力作用下加速,根据

牛顿第二定律,获得v1速度时,BI1l-kv21=(M+m)a①

当炮弹速度最大时,有BI2l=kv22②

(M+m)av22 解①②得垂直轨道的磁感应强度为:B. l(I1v2-I2v1)

(M+m)av22 答案:

l(I1v2-I2v1)

11.

图8-1-31

如图8-1-31所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m,质量为6×102 kg的通电直导线,电流强度I=1 A,方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T,方向竖直向上的磁场中.设t=0时,B=0,则需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?(g取10 m/s2) -

解析:斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示.由平衡条件

FTcos 37°=F①

FTsin 37°=mg②

由①②解得:F=mgF=0.8 N tan 37°

F0.8 由F=BIL得:B=IL T=2 T. 1×0.4

B与t的变化关系为B=0.4 t.所以t=5 s.

答案:5 s

12.

图8-1-32

水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方,如

图8-1-32所示,问:

(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?

(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?

解析:从b向a看侧视图如图所示.

(1)水平方向:F=FAsin θ①

竖直方向:FN+FAcos θ=mg②

E 又 FA=BIL=BRL③

联立①②③得:FN=mg-BLEcos θBLEsin θF. RR

(2)使ab棒受支持力为零,且让磁场最小,可知安培力竖直向上.则有FA=mg Bmin=mgR,根据左手定则判定磁场方向水平向右.

EL

答案:(1)mg-BLEcos θBLEsin θmgR (2) 方向水平向右 RREL

范文七:磁场磁场对电流的作用

第九讲 磁场 磁场对电流的作用

一、磁场

1. 磁场

(1)定义:磁体或电流周围存在一种特殊物质,能够传递磁体与磁体、磁体和电流、电流和电流之间的相互作用,这种特殊的物质叫磁场。这种物质并非由基本粒子构成。

(2)磁场的产生:①磁体能产生磁场;②电流能产生磁场。

(3)磁场的方向:小磁针北极(N极,指北极)受力的方向即小磁针静止时北极所指方向,为磁场中该点的磁场方向。

(4)磁场的基本性质:对放入其中的磁体和电流产生力的作用。

2. 电流的磁效应

(1)电流对小磁针的作用:

通电后,通电导线下方的与导线平行的小磁针发生偏转。如图所示。 (2)电流和电流间的相互作用:

当互相平行而且距离较近的两条导线,分别通以方向相同和方向相反的电流时有:同向电流相吸,异向电流相斥。

二、磁感应强度

1.磁感应强度的方向

规定:在磁场中的任意一点,小磁针在该位置静止时,N极的指向即为该点的磁场方向。或小磁针北极受力的方向就是那一点的磁场方向。 2.磁感应强度的大小

(1)定义: 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的力(安培力)F跟电流I和导线长度L 的乘积IL的比值叫磁感应强度。 (2)表达式:B

F

国际单位制中B的单位是特斯特,简称特,符号T, 1T=N/A·m

IL

温馨提示: ①磁感应强度是描述磁场强弱的物理量。由磁场本身决定,与导线的长度和电流的大

小无关;②在不同的磁场中B的值不同(即使同样的电流导线的受力也不一样)。

3. 磁感应强度的另一种定义

磁感应强度也叫磁通密度:磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量。 即B =φ/S 1T = 1 Wb/m2 = 1N/A·m

温馨提示:磁通量:磁感应强度B与线圈面积S的乘积,叫穿过这个面的磁通量。表达式:=BS

单位:韦伯,简称韦,符号Wb 。 1Wb = 1T·m 2。

①对于磁通量的计算要注意条件,即B是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度S是线圈面积在与磁场方向垂直的平面上的投影面积。②磁通量是标量,但有正、负之分。

三、磁感线

1.磁感线

(1)定义:在磁场中画出一系列曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致,这样的曲线叫做磁感线。

1磁铁外部的磁感线是从北极出来,回到磁铁的南极,内部是从南极到北极; (2)特点:○

2每条磁感线都是闭合曲线,任意两条磁感线不相交; ○

3磁感线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向; ○

4磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小; ○

5可用铁屑模拟磁感线的形状。 ○

温馨提示:①磁感线不是客观存在,而是为了研究问题的方便而假想出来的。 ②电场线是不闭合的,而磁感线则是闭合曲线。

2. 安培定则(右手螺旋定则)

(1)内容:用右手握住导线,让伸直的大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直线电流磁感线的环绕方向。如图所示:

(2)另一表述形式:让右手弯曲的四指和和环形电流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。

环形电流的磁场:如图所示

通电螺线管的磁场:右手握住螺线管,四指环绕电流方向,拇指方向即为螺线管内磁感线的方向。如图所示

匀强磁场:磁感线是一些间隔相同的平行直线。 3.安培分子电流假说

(1)安培分子电流假说:安培提出的在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流----分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。

(2)磁现象的电本质:磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的。

温馨提示:“假说”是用来说明某种现象但未经实践证实的命题。在物理定律和理论的建立过程中,

“假说”,常常起着很重要的作用,它是在一定的观察、实验的基础上概括和抽象出来的。安培分

子电流的假说就是在奥斯特的实验的启发下,经过思维发展而产生出来的。 四、磁场对电流的作用力

----

安培力

1.安培力的方向

左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且跟手掌在同一个平面内,把手放人磁场中,让磁感线垂直穿人手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么,拇指所指的方向,就是通电导线在磁场中的受力方向(如图)。

2. 安培力的大小

通电导线(电流为I、导线长为L和磁场B方向垂直时,通电导线所受的安培力的大小:F =BIL(最大)

温馨提示:①安培力的方向既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直,也就是说,安培力的方向总是垂

直于磁感线和通电导线所在的平面。②当磁感应强度B的方向与导线成θ角时,安培力的大小:

F = ILBsinθ 两种特例:即 F =ILB(I⊥B)和F = 0(I∥B)。

3.磁电式电流表

(1)电流表的组成及磁场分布:

电流表的组成:永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘。(最基本的是磁铁和线圈)。 所谓均匀辐向分布,就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心,不管线圈处于什么位置,线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度.该磁场并非匀强磁场,但在以铁芯为中心的圆圈上,各点的磁感应强度B的大小是相等的。

(2)电流表的工作原理:

磁场中通电线圈在安培力的作用发生转动,电流越大,螺旋弹簧的形变也越大。从而由指针偏转角度的大小判定通过电流的大小。

一、对磁感应强度的理解

1.磁感应强度的意义

磁感应强度是反映磁场强弱的物理量。由磁场自身决定的,对确定的磁场中某一位置来说,B并不因探测电流和线段长短(电流元)的改变而改变,也就是说在磁场中某一确定位置处,无论怎样改变I和L,F都与IL的乘积大小成比例地变化,比值F/IL的大小不会改变,跟IL的乘积大小无关。不能单纯从数学角度出发得出磁场中某点的B与F成正比,与IL成反比的错误结论。

2.磁感应强度定义式与安培力公式的区别 磁感应强度B

F

是比值定义式,它反映了各不同位置处磁场的强弱程度。F是指通电导线电流方IL

F

公式变形而得的,但两者的物理意义却有不同。安培力与磁感应强IL

向跟所在处磁场方向垂直时的磁场力,此时通电导线受到的磁场力最大。

安培力公式F =ILB是从B

度、导线长度、电流大小及放置方向有关。

二、常见电流磁场的特点及画法比较

1.直线电流的磁场

无磁极,非匀强,距导线越远处磁场越弱,画法如图所示。

2.环形电流的磁场

两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱,画法如图所示。

3通电螺线管的磁场

两端分别是N极和S极,管内是匀强磁场,管外为非匀强磁场,画法如图所示。

温馨提示:由于后面的安培力、洛伦兹力、电磁感应与磁感应强度密切相关,几种常见磁场的磁

感线的分布是一个非常基本的内容,掌握不好,后面的学习会受很大影响。磁场是分布在立体空 间的,要熟练掌握常见磁场的磁感线的立体图和纵、横截面的画法。

三、对安培力的理解

1.一般情形的安培力方向判定

电流和磁场可以不垂直,但安培力必然和电流方向垂直,也和磁场方向垂直,用左手定则时,磁场不一定垂直穿过手心,只要不从手背穿过就行。

2.一般情形的安培力大小计算

如果电流和磁场不垂直,则将磁场进行分解,取垂直分量代入公式即可F = ILBsinθ。 3.安培力与库仑力的区别

电荷在电场中某一点受到的库仑力是一定的,方向与该点的电场方向要么相同,要么相反。而电流在磁场中某处受到的磁场力,与电流在磁场中放置的方向有关,电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力最小,等于零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大,等于BIL,一般情况下的安培力大于零,小于BIL,方向与磁场方向垂直。

4. 在安培力作用下通电导线运动情况的判断

不管是电流还是磁体,对通电导线的作用都是通过磁场来实现的,要准确判断导线受力情况的变化或导线将要发生的运动,就要判断导线所受的安培力。因此必须先清楚导线所在位置的磁场分布情况,然后结合左手定则再进行判断。下面结合例题,介绍几种常用的分析方法。

电流元法:导线所在位置的磁场可能比较复杂,不能马上用左手定则来判断,这时可把整段导线分为多段直流元,先用左手定则判断每段电流元受力的方向,然后判断整段导线所受合力的方向,从而确定导线运动方向。

等效法:环形电流可等效成小磁针,通电旋管可以等效成条形磁铁或多个环形电流,反过来等效也成。 特殊位置法:通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置,然后判断其安培力方向,从而确定运动方向。

推论法:利用两平行直导线的相互作用规律,两平行直线电流在相互作用过程中,无转动趋势,同向电流相吸引,反向电流相排斥;两不平行直线电流相互作用时,有转到平行且电流方向相同的趋势。

转换研究对象法:因为电流之间,电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律。这样定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题,可先分析磁体在电流磁场中所受的安培力,然后由牛顿第三定律,确定磁体所受电流作用力,从而确定磁体所受合力及运动方向。

如图所示,蹄形磁铁用悬线悬于O点,在磁铁的正下方有一固定放置的水平长直导线,当导线中通以由左向右的电流时,蹄形磁铁的运动情况将是( )

N

S

A.静止不动 B.向纸外平动

C.N极向纸外,S极向纸内转动 D.N极向纸内,S极向纸外转动

解析:方法一 要判断磁铁的转动情况,就要知道通电导线对蹄形磁铁的作用力,而判断对磁铁的作用力较为因难,我们可以假设磁铁不动,来考虑导线的受力情况,然后根据牛顿第三定律判断磁铁的受力情况。先画出导线所在位置的磁感线的分布情况,如图所示,导线左边与右边的磁场方向不同,故把导线分为左右两部分,由左手定则可知左边的导线受到向内的作用力,右边向外转动,现在导线固定,蹄形磁铁可以自由转动,磁铁的转动方向与导线的转动方向相反,所以蹄形磁铁的N极向外转动,S极向内转动,即C选项正确。

方法二 我们可以利用等效法,将蹄形磁铁等效成“小磁铁”,如图所示,根据右手螺旋定则判断通电导线的磁场分布可知,通电导线上面磁场方向垂直纸面向外,再根据磁场方向的判定,“小磁铁”N极受力方向与磁场方向一致,故“小磁针”的N极受到一个向外的力作用,N极向外转动,S极向内转动,C选项正确。

【例题1】如图所示,放在通电螺线管内部中间处的小磁针,静止时N极指向右。试判定电源的正负极。

〖答案〗见解析。

归纳:对通电螺线管问题关键是要分清螺线管内、外部磁感线的分布。不要错误地认为螺线管b端吸引小磁针的N极,从而判定b端相当于条形磁铁的南极。

〖点拨〗本题涉及右手螺旋定则以及磁场方向 磁感线等知识。

〖解析〗小磁针N极的指向即为该处的磁场方向,所以在螺线管内部磁感线方向由a→b。据右手螺

旋定则可判定电流由c端流出,由d端流入,故c端为电源的正极,d端为负极。

针对训练

一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过静止的小

磁针正上方,这时磁针的N极向纸外方向偏转,这一束带电粒子可能是( ) A. 向右飞行的正离子束 B. 向左飞行的正离子束

C. 向右飞行的负离子束 D .向左飞行的负离子束

〖解析〗由小磁针的旋转方向判定小磁针N极受力方向,再由安培定则判定产生磁场的电流方向,最后判定离子的电性及运动方向。由此可判定出题目中小磁针所在处的磁场方向垂直纸面向外,电流方向向左,如果是正离子束,离子就向左飞行,选B。如果是负离子束,离子就向右飞行,选C。 〖答案〗BC

【例题2】关于磁感应强度的下列说法中,正确的是( )

A.放在磁场中的通电导线,电流越大,受到的磁场力也越大,表示该处的磁感应强度越大 B.磁感线的指向就是磁感应强度的方向 C.垂直磁场放置的通电导线受力方向就是磁感应强度的方向

D.磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线电流的大小导线的长度、导线的取向等均无关 〖点拨〗此题涉及对磁感应强度的理解等知识。 〖解析〗磁感应强度的方向“与垂直磁场放置的通电导线受力方向相同”这是错误的,这点要和“电场强度受力方向和正电荷受力方向相同区分开来”;用定义式看磁感应强的大小,注意控制变量法在物理学中的应用,故A选项是错误的;磁感线的某点切线方向为该点磁感应强度的方向,这里要注意的是“切线方向”和“指向”的不同;故B答案错误。故此题答案为D。

〖答案〗

D

该点的磁感应强度一定为零 C.磁感应强度B

F

只是定义式,它的大小取决IL

于场源以及磁场中的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关

D.通电导线的受磁场力的方向就是磁场的方向 〖解析〗此题结合安培力来考查磁感应强度,这里一定要注意安培力公式的适用条件。答案为C 〖答案〗C

2.在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图。过c点的导线所受安培力的方向( )

A. 与ab边平行,竖直向上 B. 与ab边平行,竖直向下

C. 与ab边垂直,指向左边 D. 与ab边垂直,指向右边

〖解析〗本题考查了左手定则的应用。导线a在c处产生的磁场方向由安培定则可判断,即垂直ac向左,同理导线b在c处产生的磁场方向垂直bc向下,则由平行四边形定则,过c点的合场方向平行于ab,根据左手定则可判断导线c受到的安培力垂直ab边,指向左边。选C。 〖答案〗C 针对训练

1.下列说法正确的是( )

A.磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定:把 一小段通电导线放在该点时受到磁场力F 与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比 即B

F IL

【例题3】如图所示,在垂直于条形磁铁的轴线的同一平面内,有两个圆形线圈A和B。问穿过这两个线圈的磁通量哪个大?

〖点拨〗此题考查了对条形磁铁磁感线的分布特点,磁通量的正负等知识。

B.通电导线在某点不受磁场力的作用,则

〖解析〗条形磁铁内部的磁感线由S到N极,外部磁感线由N到S。又因为磁感线是闭合的,条形磁铁内部和外部磁感线条数一样多,内部密外部疏。对于线圈A和B来说向上穿过的磁感线一样多,但线圈A中向下穿过的少于线圈B中向下穿过的磁感线,从而向上或向下穿过线圈的磁感线相抵,整体来看穿过线圈A的磁通量大于穿过线圈B 的磁通量。

〖答案〗穿过线圈A的磁通量大。

归纳:磁通量是标量,它的方向只表示磁感线是穿入还是穿出,当穿过某一面积的磁感线有穿入的又有穿出的时,二者将互相抵消一部分,这类似于导体带电时的“净”电荷。

通量先增大后减小,选D。 〖答案〗D

2.如图所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,则穿过线框平面的磁通量为 ;若使框架绕轴OO/转过60角,则穿过线框平面的磁通量为 ;若从初始位置转过180角,则穿过线框平面的磁通量为变化为 。

〖解析〗磁通量公式= B·S,其中S指垂直B方向的面积,除此之外还应注意 磁通量是双向标量,若设初始为正,则转过180时为负。

针对训练

1.如图所示,水平放置的扁平条形磁铁,在磁铁的左端正上方有一线框,线框平面与磁铁垂直,当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中,穿过它的磁通量的变化是( )

【例题4】质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上,导轨宽度为d,杆ab与导轨间的摩擦因数为μ.有电流时ab恰好在

A.先减小后增大 B.始终减小 C.始终增大 D.先增大后减小 〖解析〗Φ=B·S计算公式使用时是有条件的,B是匀强磁场且要求B垂直S,所以磁感应强度大的位置磁通量不一定大,而

本题的两极上方的磁场不是匀强磁场,磁场与正上方线框平面所成的角度又未知,难以定量加以计算规范画出条形磁铁的磁感线空间分布的剖面图,如图所示。利用Φ=B·S定性判断出穿过闭合线圈的磁

- 3 -

1

S,2=B·Scos60=BS, 1=B·

2

3=BS(BS)=2BS。

〖答案〗见解析。

导轨上静止,如图所示,是沿ba方向观察时的四个平面图,标出了四种不同的匀强磁场方向,其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是( )

〖点拨〗此题为安培力在受力平衡问题中应用

V形通电导线受到的安培力大小为

A.0

B.0.5BIl C. BIl D.2BIl 〖解析〗本题考查安培力大小的计算。导线有效长度为2lsin30°=l,所以该V形通电

的考查。

〖解析〗杆的受力情况为:

导线收到的安培力大小为

若 F cos   mg sin 

BIl。选C。

f0

〖答案〗C

2.如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上在其左

上方固定一根与磁铁垂直的长直导线,当导线通以

若 Fmg

如图所示方向电流时( )

f0N0

N0

A.磁铁对桌面的压力减小,且受到向左的摩擦力 B.磁铁对桌面的压力减小,且受到向右的摩擦力 C.磁铁对桌面的压力增大,且受到向左的摩擦力D.磁铁对桌面的压力增大,且受到向右的摩擦力

f0

fFcosmgsin0

〖答案〗AB

〖解析〗导线所在处磁场的方向沿磁感线的切线 方向斜向下,对其沿水平竖直方向分解,如图所示。对导线:Bx产生的效果是磁场力方向竖直向上,By

f0

产生的效果是磁场力方向水平向左。根据牛顿第三定律:导线对磁铁的力有竖直向下的作用力,因而磁铁对桌面的压力增大;导线对磁铁的力有水平向右的作用力。因而磁铁有向右的运动趋势,这样磁铁与桌面间便产生了摩擦力,桌面对磁铁的摩擦力沿水平方向向左,C选项正确。 〖答案〗C

3.质量为m=0.02kg的通电细杆置于倾角为α=37°的平行放置的导轨上,导线的宽度d=0.2m,杆也

)熟知常用典型磁场的磁感线的空间分

包括立体、平面、截面形式;将立体图

为便于分析的平面图,是认识磁场的基

是解决磁场问题的有效方法。(2)利用

规律来解决磁场综合问题。

针对训练

1. (2010·上海卷)如图,长为2l的直导线拆成边长相等,夹角为60

o

ab与导轨间的动摩擦因数µ=0.4,磁感应强度B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向上,如图所示,现调节变阻箱的触头, 试求出为使杆ab静

的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为

止不动,通过ab杆的电流范围是多少?

B,当在该导线中通以电流强度为I的电流时,该

〖解析〗电流大小不同,杆受到的安培力也不同,可使杆受到的最大静摩擦力发生方向变化。当电流最小时,静摩擦力沿斜面向上,当电流最大时静摩擦力沿斜面向下。

BI2L

-mgsinα-μN =0

解得 I1=0.14A I2=0.46A 电流取值范围 0.14A ~0.46A 〖答案〗电流取值范围 0.14A ~0.46A

由物体平衡条件:BI1L-mgsinα+μN =0

合于B点,在环形分路所中心处的磁感应强度

A.垂直环形分路所在平面,且指向“纸内” B.垂直环形分路所在平面,且指向“纸外”

F

1.由磁感应强度定义式B知,磁场中某处

IL

的磁感应强度的大小( )

C.在环形分路所在平面内指向B

A.随通电导线中电流I的减小而增大 B.随着IL乘积的减小而增大

D.磁感应强度为零

C.随通电导线所受磁场力F的增大而增大 D.跟F、I、L的变化无关 2.下列说法正确的是( )

A.电荷在某处不受电场力作用,则该处电场强度为零

B.一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零

C.表征电场中某点的强弱,是把一个检验电荷放到该点时受到的电场力与检验电荷本身电量的比值

D.表征磁场中某点的强弱,是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线的长度和电的乘积的比值

3.如图,电流从A分两路通过对称的环形分路汇

- 5 -

4.如图所示的各图中,表示通电直导线在匀强磁场中所受磁场力的情况,其中磁感强度B、电流I、磁场力F三者之间的方向关系不正确的是 ( )

5.关于磁感线,下列说法中正确的是( )

A.磁感线是实际存在于磁场中的线

C. c 点 D.d点

8.如图,两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N,通有同向等值电流;沿纸面与直导线

M、N等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab,则通电导线ab的情况是( ) A.沿纸面逆时针转动 B.沿纸面顺时针转动

C.a端转向纸外,b端转向纸里 D.a端转向纸里,b端转向纸外

B.磁感线上任意一点的切线方向,都跟该点的磁 场方向一致

C.磁感线是一条条不闭合的曲线 D.磁感线有可能出现相交的情况

6.(2009·海南卷)一根容易形变的弹性导线,两端固定。导线中通有电流,方向如图中箭头所示。当没有磁场时,导线呈直线状态:当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示中正确的是( )

9.在赤道附近的地磁场可看

做是沿南北方向的匀强磁场,磁感应强度为B。如果赤道上空有一根沿东西方向的直导线,长为L,通有从东向西的

7.如图所示,有一根直导线上通以恒定电流方向垂直指向纸内,且和匀强磁场B垂直,则在中圆周上,磁感应强度数值最大的点是( )

电流I,则地磁场对这根导线的作用力大小为 ,方向 。

10. 如图所示,用绝缘丝线悬挂着的环形导体,位于与其所在平面垂直且向右的匀强磁场中,若 环形导体通有如图所示方向的电流I,试判断环形导体的运动情况。

A.a点 B.b点

A.磁体的重心处

B.磁铁的某一磁极处

C.磁铁重心的北侧 D.磁铁重心的南侧

2.如图所示两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同,方向相

- 16 -

1.某同学在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条细线悬挂起来,使它平衡并呈水平状态,悬线系住条形磁铁的位置是( )

反的电流,a受到的磁场力大小为F1,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a受到的磁场力大小变为F2,则此时b受到的磁场力大小变为( )

A. F2 B. F1-F2 C. F1+F2 D. 2F1-F2

3.两根通电的长直导线平行放置,电流分别为I1 和I2,且I1>I2,电流的方向如图所示在与导线垂 直的平面上有a、b、c、d四点,其中a、b在导 线横截面连线的延长线上,c、d在导线横截面连 线的垂直平分线上,则导体中的电流在这四点产 生的磁场的磁感应强度可能为零的是( )

A.a点 B.b点 C.c点 D.d点

4.下列关于磁电式电流表的说法中正确的是( )

A.磁电式电流表内部的蹄形磁铁和铁芯间的磁 是均匀辐向分布的

B.磁电式电流表的指针偏转角度的大小与被测电流的大小成反比

C.磁电式电流表的优点是灵敏度高,缺点是允许通过的电流很弱

D.磁电式电流表的工作原理是安培力对通电线框的转动作用

5.如图所示,一金属直杆MN两端接有导线,悬挂于线圈上方,MN与线圈轴线均处于竖直平面内,为使MN垂直于纸面向外运动,可以( )

- 17 -

A.将a、c端接在电源正极,b、d端接电源负极 B.将b、d端接在电源正极,a、c端接电源负极 C.将a、d端接在电源正极,b、c端接负极 D.将a、c端接在交流电源的一端,b、d端 接在交流电源的另一端

6.质量为m的金属导BIL,竖直向下体棒置于倾 角为的导轨上,棒与导轨间的摩擦系数, 当导体棒通电时,恰能在导轨上静止,如图所 示的四个图中标出了四种可能的匀强磁场的 磁感应强度 B的方向,其中棒与导轨间的摩 擦力可能为零的是( )

7.扁平条形磁铁垂直于圆平面且磁铁中心与圆心重合如图所示,欲使圆平面内磁通量增加,如下方法可行的是( )

A.从右向左看,圆平面绕O'1、O'2轴顺时针方 向转过一个小角度

B.扁平条形磁铁绕O1O2的轴转过45角 C.圆平面沿O2O1方向向上平移至N极附近 D.扁平条形磁铁绕垂直于纸面O轴,转过45角 8.如图甲和图乙所示,长都为20cm的直导线中的电流强度都为2A,匀强磁场的磁感应强度都为0.5T,图甲的磁场方向水平向右,图乙中磁场方

向垂直纸面向里,则图甲中导线所受的安培力大小为 ,方向 ,图乙中导线所受的安培力大小为 ,方向 。

× × ×

×

×图乙

时,有关直导线运动情况的说法中正确的是(从上往下看)( )

A、顺时针方向转动,同时下降 B、顺时针方向转动,同时上升 C、逆时针方向转动,同时下降

D

、逆时针方向转动,同时上升

2.(2009·重庆卷)在题图所示电路中,电池均相同,当电键

S分别置于a、b两处时,导线

图甲

2

9.有一矩形线圈共100匝,面积为0.5m,放在

MM/与NN/之间的安培力的大小为fa 、fb

判断这两段导线( )

A.相互吸引,fa >fb B.相互排斥,fa > fb C.相互吸引,fa

匀强磁场中,磁感线与线圈平面成30角时,穿过这个线圈的磁通量为2Wb。那么,这个匀强磁场的磁感应强度是___________T。当此线圈转到线圈平面与磁感线垂直的位置时,穿过线圈平面的磁通量是__________Wb。

10. 在原子反应堆中抽动液态金属时,由于不允许转动机械部分和液态金属接触,常使用一种电磁泵。如图所示是这种电磁泵的结构示意图,图中A是导管的一段,垂直于匀强磁场放置,导管内充满液态金属。当电流I垂直于导管和磁场方向穿过液态金属时,液态金属即被驱动,并保持匀速运动。若导管内截面宽为a、高为b,磁场区域中的液体通过的电流为I,磁感应强度为B。

3.有一自由的矩形导体线圈,通以电流I′。将其移入通以恒定电流I的长直导线的右侧。其ab与cd边跟长直导体AB在同一平面内且互相平行,如图所示。试判断将该线圈从静止开始释放后的受力和运动情况。(不计重力)

4.在倾角=30°的斜面上,固定一金属框,宽l=0.25m,接入电动 势E=12V、内不计的电池。垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab,它与框架的动摩擦因数为

求:(1)电流I的方向;

(2)驱动力对液体造成的压强差。

3

,整个装置放在磁6

正上方,导线可以自由移动,当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流是

感应强度B=0.8T的垂直框面

向上的匀强磁场中。当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,框架与棒的电阻不

- 18 -

1.

如图所示,有一通电直导线放在蹄形电磁铁的

计,g=10m/s2)

1.D 2.AC 3.D 4.C 5.B 6.D 7.A 8.D 9.BIL,竖直向下

10.解析:利用左手定则判断。可将环形导体等分为若干段,每小段通电导体所受安培力均指向圆心。由对称性可知,这些安培力均为成对的平衡力。故该环形导体将保持原来的静止状态。

判定。其中F1与F3相互平衡,因ab边所在处的磁场比cd边所在处的强,故F4>F2。由此可知矩形线圈abcd所受安培力的合力的方向向

左,它将加速向左运动而与导体AB靠拢。 4. 取值范围 1.6Ω≤R≤4.8Ω

解析:金属棒静止在框架上时,摩擦力f的方向可 能沿框面向上,也可能向下,需分两种情况考虑。当变阻器R取值较大时,I较小,安培力F较小,在金属棒重力分力mgsin作用下使棒有沿框下滑趋势,框架对棒的摩擦力沿框面向上(如下左图)。

1.C 2.A 3.B 4.ACD 5.AB 6.AC 7.A D 8.0.1N,垂直纸面向外 0.2N 垂直导线相下 9.8T,4Wb

10. 答案:(1)电流方向由下向上,(2)

BI

a

解析:(1)驱动力即安培力方向与流动方向一致,由左手定则可判断出电流I的方向由下向上. (2)把液体看成由许多横切液片组成,因通电而受到安培力作用,液体匀速流动,所以有安培力

金属棒刚好不下滑时满足平衡条件

B

E

lmgcosmgsin0 R

BEl

4.8()

mg(sincos)

FBIbBIF=Δp·S,p即驱动力对液体造SabaBI

成的压强差为。

a

R

当变阻器R取值较小时,I较大,安培力F

较大,会使金属棒产生沿框面上滑趋势。因此,框架对棒的摩擦力沿框面向下(如上右图)。

1.C 2.D

3.加速向左运动而与导体AB靠拢。

金属棒刚好不上滑时满足平衡条件

B

E

lmgcosmgsin0 R

BEl

1.5

mg(sincos)

解析:利用左手定则判断。先画出直线电流的磁场在矩形线圈所在处的磁感线分布, 由右手螺旋定则确定其磁感线的方向垂直纸面向里,如图所示。线圈的四条边所受安培力的方向由左手定则

- 19 -

R

所以滑动变阻器R的取值范围应为

1.6Ω≤R≤4.8Ω。

范文八:磁场磁场对电流的作用

第十章 磁场

考纲预览

71.电流的磁场 (I)

72.磁感应强度、磁感线、地磁场 (Ⅱ)

73.磁性材料、分子电流假说 (Ⅱ)

74.磁场对通电直导线的作用、安培力、左手定则 (Ⅱ)

75.磁电式电表原理 (I)

76.磁场对运动电荷的作用,洛伦兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动 (Ⅱ)

77.质谱仪,回旋加速器 (I)

说明:

1.安培力计算限于直导线跟B平行或垂直的两种情况

2.洛伦兹力的计算限于v跟B平行或垂直的两种情况

热点提示

1.电流的磁场

2.磁感应强度、磁感线

3.安培力、左手定则

4.洛伦兹力,粒子在磁场中的运动

5.对安培定则和左手定则的考查,以定性分析为主,如对电流产生磁场的判断、安培力作用下的运动、运动电荷在磁场中的受力等

6.带电粒子在有界磁场中的运动,是高考的热点和重点之一,此类问题很好地体现了“数理结合”思想,综合性强,能力要求高

7.带电粒子在复合场中的运动,是力学和电学的综合点,涉及的知识较多,解决时要注意力学知识及三大方法的渗透

8.理论联系实际,对一些应用类模型,如速度选择器、质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机等,应灵活应用所学知识、分析工作原理、推导相关物理量

磁场 磁场对电流的作用

一、磁场

1.磁场:磁极、电流和运动电荷周围存在的一种_______,其最基本的性质是对放入其中的_______、_______有力的作用.

2.磁场的方向:在磁场中的任一点,小磁针_____极受磁场力的方向,就是那一点的磁场方向(或小磁场静止时_____极所指方向).

3.磁感线:在磁场中画出一些有方向的曲线,曲线的_______表示该位置的磁场方向,曲线的_______能定性地描述磁场的强弱,这一系列曲线称为磁感线.磁感线不_______、不_______;磁感线是_______曲线(磁体外部由N→S,内部由S→N).

条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管形成的磁场的磁感线分布各有何特点?你能画一画吗?

4.地球本身也会在附近的空间产生磁场,叫做地磁场.地球的磁场与条形磁体的磁场相似,其主要特点有三个:

(1)地磁场的N极在地球_______附近。S极在地球_______附近.

(2)地磁场B的水平位置Bx总是从地球_______指向地球_______;而竖直分量By在南半球垂直地面_______,在北半球垂直地面_______。

(3)在赤道平面上,距离地球表面高度相等的各点,磁感应强度相等,且方向水平_______.

4.电流的磁场 安培定则

(1)三种典型的电流磁场:直线电流的磁场、环形电流的磁场、通电螺线管的磁场.

(2)电流产生的三种磁场的磁感线方向都是由_______判断.

说明:熟悉几种典型磁体、电流的磁场的磁感线分布,有助于快速、准确地分析和求解相关问题.

5.磁现象的电本质:磁铁的磁场和电流的磁场一样,都是由_______产生的。

二、磁感应强度

1.磁感应强度:在磁场中垂直磁场方向放置一小段长为L的通电直导线,磁场对通电导线的磁场力F与电流I和长度L乘积的比值,定义为该处的磁感应强度B,即B_______.

说明:①B_______为磁感应强度的定义式,磁感应强度B是由磁场_______性质决定的,

与磁场中是否存在_______及_______的乘积大小无关.

②磁感应强度B是矢量,其方向是小磁针静止时N极的指向.

磁感应强度的方向还可以怎样表述?与“EF”相类比,能不能说:“磁感应强度方向就q

是磁场中电流所受磁力方向”、“通电导线(I、L确定)受力大的地方,磁场一定强(B大)”?

③单位:特(T) 1T_______

2.匀强磁场:磁感应强度大小处处相等,方向处处相同的区域里的磁场叫做_______磁场。

3.匀强磁场的磁感线是分布均匀的_______.

磁场的叠加:空间如果同时存在两个或两个以上的电流或磁体在某点激发磁场,则该点的磁感应强度B是各电流或磁体在该点激发磁场的磁感应强度的_______.且满足_______.

三、磁场对电流的作用——安培力

1.安培力的大小:F_______(为I和B的夹角)

①当IB时(90),Fmax_______;

②当I//B时(0),Fmin_______.

2.安培力的方向:由左手定则判断

特点:安培力的方向总是垂直于___________________,即一定既和B垂直又和I垂直,如图所示.

3.应用:电流表的工作原理

通电线圈在_______分布的磁场中受到磁力矩的作用,线圈转动使螺旋弹簧被扭动,从而产生转动力矩,当两力矩平衡时线圈停止转动.

针最后平衡的位置是 ( )

A.N极竖直向上 B. N极竖直向下

C. N极沿轴线向左 D. N极沿轴线向右

[例2] 关于磁感应强度B,下列说法中正确的是 ( )

A. 磁场中某点B的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关

B.磁场中某点B的方向,跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致

C.在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时,该点B值大小为零

D.在磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大

[例3] 在纸面上有一个等边三角形ABC,其顶点处都通有相同电流的三根长直导线垂直于纸面放置,电流方向如图所示,每根通电导线在三角形的中心O产生的磁感应强度大小为B0则中心O处的磁感应强度大小为_______________.

[例4] 如图(a)所示,不在同一平面内的两互相垂直的导线,其中MN固定,PQ可以自由运动,当两导线中通入图示方向电流I1、I2时.导线PQ将 ( )

A. 顺时针方向转动,同时靠近导线MN

B. 顺时针方向转动,同时远离导线MN

C.逆时针方向转动,同时靠近导线MN

D.逆时针方向转动,同时远离导线MN

[例5] 如图,相距20 cm的两根光滑平行铜导轨,导轨平面倾角为37,上面放着质量为80 g的金属杆ab,整个装置放在B=0.2T的匀强磁场中.

(1)若磁场方向竖直向下,要使金属杆静止在导轨上,必须通以多大的电流.

(2)若磁场方向垂直斜面向下。要使金属杆静止在导轨上,必须通以多大的电流.

随堂训练

1.下图为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图,其工作原理类似打点计时器.当电流从电磁铁的接线柱a流入,吸引小磁铁向下运动时,以下选项中正确的是

( )

A.电磁铁的上端为N极,小磁铁的下端为N极

B. 电磁铁的上端为S极,小磁铁的下端为S极

C.电磁铁的上端为N极,小磁铁的下端为S极

D. 电磁铁的上端为S极,小磁铁的下端为N极

2.铁环上绕有绝缘的通电导线,电流方向如图所示,则铁环中心0处磁场方向为

( )

A. 向下 B.向上 C.垂直纸面向里 D.垂直纸面向外

3.在图中,一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针的上方时,磁针的S极向纸内偏转.这一带电粒子束可能是

( )

①向右飞行的正离子束

②向左飞行的正离子束

③向右飞行的负离子束

④向左飞行的负离子束

A. ①② B. ③④ C.②③ D.④

4.如图所示,正四棱柱abcd——a'b'c'd'的中心轴线OO'处有一无限长的载流直导线,对该电流的磁场,下列说法正确的是

( )

A.同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等

B.四条侧棱上的磁感应强度都相同

C. 在直线ab上,从a到b,磁感应强度是先增大后减小

D. 棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大

5.如图所示,一根通电直导线放在磁感应强度B=1T的匀强磁场中,在以导线为圆心,半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点,若a点的实际磁感应强度为0,则下列说法中正确的是

( )

A. 直导线中电流方向是垂直纸面向里

B.c

点的实际磁感应强度也为

C.d点实际磁感应强度为2T,方向斜向下,与B夹角为45°

D. 以均不正确

6.如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线,当导线通以如图所示方向电流时 ( )

A. 磁铁对桌面的压力减小,且受到向左的摩擦力作用

B.磁铁对桌面的压力减小,且受到向右的摩擦力作用

C.磁铁对桌面的压力增大,且受到向左的摩擦力作用

D. 磁铁对桌面的压力增大,且受到向右的摩擦力作用

7.如图所示,两个完全相同的圆形扁平线圈套在一个光滑的圆柱体上可自由移动,当大小不同的电流按图示的方向通入线圈中时,两线圈的运动情况是 ( )

A. 都绕这个圆柱体转动

B.彼此相向平动,且电流大的加速度大

C.彼此反向平动,电流大的加速度大

D. 彼此相向平动,两线圈的加速度大小相等

8.如图所示,倾角30的光滑导电轨道,两轨平行且相距L=20cm.轨道上端接有一电动势E=3V,内阻r0.5的电源.轨道上放置一根质量m=30g,电阻R=1.5Ω的金属棒MN.为使MN静止在轨道上,加一匀强磁场.

(1)所加磁场的最小磁感强度B是多少?方向怎样?

(2)B的大小、方向如何时,MN对轨道的压力最小?

范文九:磁场及磁场对电流的作用

磁场及磁场对电流的作用

1、 磁场

2、 磁场的方向、磁感线、安培定则

3、 直线电流的磁场、通电螺线管的磁场、环形电流的磁场

4、 磁感应强度

5、 安培力 同向电流相互吸引 异向电流相互排斥

6、 磁通量

7、 地磁场

例1、如图所示,直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者相距较远,认为它们的磁场互不影响,当电键S闭合后,小磁针北极(黑色一端)N的

指向正确的是( )

A.a B.b C.c D.D

例2、

如图所示,两根相互平行的长直导线过纸面上的M、

N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向

相反的电流.a、O、b在M、N的连线上,O为MN

的中点.c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d

到O点的距离均相等.关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是( )

A.O点处的磁感应强度为零

B.a、c两点处的磁感应强度的方向不同

C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相反

D.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相同

例3(2007•上海)取两个完全相同的长导

线,用其中一根绕成如图(a)所示的螺线

管,当该螺线管中通以电流强度为I的电

流时,测得螺线管内中部的磁感应强度大

小为B,若将另一根长导线对折后绕成如

图(b)所示的螺线管,并通以电流强度也为I的电流时,则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( )

A.0 B.0.5B C.B D.2B

例4(2012•海南)图中装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨,L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a、b,导轨两端e、f,分别接到两个不同的直流电源上时,L便在导轨上滑动.下列说法正确的是( )

A.若a接正极,b接负极,e接正极,f接负极,则L向右滑动

B.若a接正极,b接负极,e接负极,f接正极,则L向右滑动

C.若a接负极,b接正极,e接正极,f接负极,则L向左滑动

D.若a接负极,b接正极,e接负极,f接正极,则L向左滑动

例5 如图所示,两个同心放置的共面金属圆环a和b,一条形磁铁穿过

圆心且与环面垂直,用穿过两环的磁通量φa和φb大小关系为( )

A.φa<φb B.φa>φb C.φa=φb D.无法比较

例6有一小段通电导线,长为10cm,电流强度为5mA,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1N,则该点的磁感应强度B一定是( )

A.B=200T B.B≤200T

C.B≥200T D.以上情况均有可能

例7(2010•上海)如图,长为2l的直导线折成边长相等,夹角为60°的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为

B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小为( )

A.0 B.0.5BIl C.BIl D.2BIl

例8水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度

为L=1m,M和P之间接入电动势为E=10V的电源(不计内阻).现

垂直于导轨搁一根质量为m=1kg、电阻为R=2Ω的金属棒ab,

并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.5T,方

向与水平面夹角为θ=37°且指向右斜上方,如图所示.问:

(1)当ab棒静止时,ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少?

(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?

例9一条形磁铁静止在斜面上,固定在磁铁中心的竖直上方的

水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流,如图所示.若将磁

铁的N极位置与S极位置对调后,仍放在斜面上原来的位置,

则磁铁对斜面的压力F和摩擦力f的变化情况分别是( )

A.F增大,f减小 B.F减小,f增大

C.F与f都增大 D.F与f都减小

例10如图所示,金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由M向N的电流.平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件,θ的相应变化情况是( )

A.棒中的电流变大,θ角变小

B.两悬线等长变短,θ角不变

C.金属棒质量变大,θ角变大

D.磁感应强度变大,θ角变小

例11(2012•徐汇区一模)电磁轨道炮工作原理如图所示.待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触.电流I从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回.轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与I成正比.通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出.现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的方法是( )

A.只将轨道长度L变为原来的2倍

B.只将电流I增加至原来的2倍

C.只将弹体质量减至原来的一半

D.将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L变为

原来的2倍,其它量不变

例12(2011•上海)如图,质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′,并处于匀强磁场中.当导线中通以沿x正方向的电流I,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为( )

A.z正向,mg/IL tanθ B.y正向,mg/0IL

C.z负向,mg/ILtanθ D.沿悬线向上,mg/IL sinθ

例13如图,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L,且∠abc=∠bcd=120°,流经导线的电流为I,方向如图所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )

A.方向沿纸面向上,大小为BIL

B.方向沿纸面向上,大小为2BIL

C.方向沿纸面向下,大小为3BIL

D.方向沿纸面向下,大小为2BIL

14.如图所示.在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线,四根导线中电流I1=I3>I2>I4要使0点处磁场增强,则应切断哪一根导线中的电流( )

A.切断I1 B.切断 I2 C.切断I3 D.切断I4

15医生在做手术时,需从血库里取血,为避免感染,都是利用

电磁泵从血库里向外抽.如图为一个电磁泵的结构图,长方形

导管的左右表面绝缘,上下表面为导体,管长为a,内壁高为b,

宽为L,且内壁光滑.将导管放在垂直左右表面向右的匀强磁场中,由于充满导管的血浆中带有正负离子,将上下表面和电源接通,电路中会形成大小为I的电流,导管的前后两侧便会产生压强差p,从而将血浆抽出.其中v为血液流动方向.若血浆的电阻率为ρ,所加电源的电动势为E,内阻为r,匀强磁场的磁感应强度为B,则( )

A.此装置中血浆的等效电阻为R=ρb/aL

B.此装置中血浆受到的安培力大小为F=BIL

C.此装置中血浆受到的安培力大小为F=BIb

D.前后两侧的压强差为p=BI/L

答案

1B2D3A4BD5A6C7C89D10B11BD 12BC 13B14D

范文十:电流的磁场电磁铁

电流的磁场 电磁铁

一、教学目标

1.通过奥斯特实验得出电流周围存在磁场,通过实验得出通电螺线管的安培定则。

2.通过实验研究电磁铁(通电螺线管的磁性强弱由哪些因素决定)

3.通过实验学习实验的方法,提高分析实验现象总结实验规律的能力。

二、重点、难点分析

重点是掌握安培定则并能熟练应用,(由电流方向判定磁场方向、螺线管磁极;电磁场方向判定螺线管的磁极和电流方向。)知道通电螺线管的磁性的哪些因素确定。

三、教具

1.演示奥斯特实验的通电直导线装置和磁针。

2.演示通电螺线管的装置和一组小磁针。

3.演示通电螺线管磁性强弱的一套装置(可入铁景的通电螺线管、铁心和一个磁针、一个线圈匝数可变的电磁铁、电源、开头、滑动变阻器、电流表和一小堆大小针。)

四、主要教学过程

(一)新课引入

磁体周围存在磁场,通过磁场,磁体间发生作用,产生各种现象,电现象和磁现象之间有无联系?这是19世纪初一些哲学家和科学家进行探讨的问题,最早发现电与磁之间联系和科学家是丹麦物理学家奥斯特。

(二)新课教学

演示奥斯特实验,将直导线与小磁针平行并放在小磁针的上方。

观察:1。当直导线通电时产生什么现象(小磁针发生偏转),2。断电后发生什么现象(小磁针转回到原来指南北的方向),3。改变通电电流的方向后发生什么现象(小磁针发生偏转、其N极所指方向与1。时相反)重复上述过程。 提问:(1)通过实验,你观察到哪些物理现象,(2)通过这些物理现象你能总结出什么规律。

物理现象:通电时小磁针发生偏转;断电时小磁针转回到批南北的方向;通电电流方向相反,小磁针偏转方向也相反。

规律:(1)通电导线周围存在磁场。

(1)磁场方向与电流方向有关。

(2)在学生观察分析的基础上,教师进行板书并让学生整理笔记。

1.奥斯特实验。

现象:导线通电,周围小磁针发生偏转;通电电流方向改变,小磁针偏转方向相反。

规律:通电导线周围存在磁场;磁场方向与电流方向有关。

演示通电螺线管的磁场:观察铁屑的分布和小磁针的指向,如图:在板上均匀撒满铁屑在螺线管两端各放一个小磁针,通电后

观察小磁针的指向,轻轻敲板,观察铁屑的排列,

改变电流方向再观察一交,

提问:(1

)通电前小磁针如何指向,通电后发

生什么现象,(原指南北,通电后磁针偏转)

(2)通电后,轻轻敲板,铁屑为什么会产生规则排列?铁屑的排列与什么现象一样,(铁屑磁化变成“小磁针”,轻敲使铁屑可自由转动,使铁屑按磁场进行排列,其排列与条形磁体的排列相同,通电螺线管相当于条形磁体)

(3)改变通电方向,小磁针的指向有什么不同,说明什么?(小磁针指向相反,说明通电螺线管两端的极性与通电电流有关)

在学生观察和分析的基础上下班,进行板书和让学生整理笔记。

2.通电螺线管的极性和电流关系——安培定则。

通电螺线管相当于一个条形磁体,其极性和电流方向的关系符合安培定则——右手螺施定则,用右手握螺线管,让四指弯向螺线管电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。

【演示】给螺线管通电,观察离螺线管较远处小磁针的偏转情况,再观察插入铁心后,小磁针的偏转情况(无铁心时,小磁针偏转不明显,加入铁心小磁针偏转明显,说明插入铁心磁场大大增加)

【演示】

(1)电磁铁的磁性与通电、断电的关系(通电有磁性、断电无磁性)

(2)电磁铁的磁性强弱与电流大小关系(用滑动变阴器改变电流大小观察磁性强弱,即吸大头针的多少、电流强,磁性强)。

(3)改变电磁铁的匝数看磁性强弱,(外形相同的螺线管匝数越多,它的磁性越强通过观察,分析总结出以下规律:)

3.通电螺线管的磁性由哪些因素决定。

(1)有铁心比无铁心磁性强得多,有铁心的螺线管构成电磁铁。

(2)电磁铁通电有磁性,断电时无磁性;电磁铁的磁性强弱和电流大小、匝数多少有关,电流大,磁性强,相同外形的螺线管,匝数多,磁性强。

想想议议:电磁铁应当用软铁还是钢?为什么?(用软铁,

这才保证断电时没有磁性)

例题 如图所示,标出电源的正负极。

分析:由小磁针的指向确定磁感线方向,由磁感线方向确

定螺线管左端为N极,再根据安培定则可确定电流是由B经线

圈流到A,所以B为电源正极、A为电源负极。

(三)课堂小结

本节讲了三个部分内容:

1.奥斯特实验(说明电流周围存在磁场)。

2.安培定则(说明如何由线圈电流方向确定螺线管哪端是N极)。

3.决定通电螺线管磁性有无(通、断电)大小的因素(电流大小、外形相同线圈匝数的多少,线圈内有无铁心)。

说明

本节课应通过书上练习和补充题熟练应用安培定则判定电流方向或螺线管哪端为N极,一些结论均建立在实验的基础上,通过实验现象找出安培定则,决定螺线管磁性大小的几个因素,提高观察分析能力。