通电直导线周围磁场

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【专家解析】通电直导线周围磁场

【优秀范文】通电直导线周围磁场

范文一:通电直导线周围的磁场课堂练习

一、选择题(共3

小题)

1.(2011•宁波)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.(2011•北京)关于电磁现象,下列说法中正确的是( )

A.磁场是由磁感线组成的

B.磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用

C.导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场

D.利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向 3.(2005•哈尔滨)宇航员预计在即将升入太空的“神舟六号”飞船实验舱内做一系列科学实验.下列实验操作不能在太空中进行的是( )

A.用弹簧测力计测力 B.奥斯特实验

C.凸透镜成像实验 D.阿基米德原理实验

二、填空题(共7小题)(除非特别说明,请填准确值) 4.(2011•南昌)将一根导线平行置于静止的小磁针上方,当开关闭合时,小磁针发生偏转,这说明通电导体周围存在着

,将电源的正负极对调,再闭合开关,观察小磁针偏转方向的变化,可发现电流的磁场方向与 有关.这就是著名的

实验.

5.(2003•上海)某同学利用如图所示装

置研究磁与电的关系,请仔细观察图中的装置、操作和现象,然后归纳得出初步结论:比较甲、乙两图可知:

;比较乙、丙两图可知:

6.(2011•宜昌)把螺线管水平悬挂起来,通电后它的外部磁场与

磁体的磁场相似,静止时它的南极指向地磁场的

(填“南”或“北”)极.

7.(2010•济南)当导线中通入由右向左的电流时,会发现到导线下方小

磁针的N极向纸面外、S极向纸面内转动,并停在垂直于纸面的方向上,如图所示,若把小磁针放在导线的上方,则小磁针的N极向纸面内、S极向纸面外转动,并停在垂直于直面的方向上.通过对这一实验现象的分析可以得出:

(1)通电导体周围存在着

(2)通电直导线周围的磁感线的形状是

8.(2011•河南)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.

9.(2008•衢州)“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求.如图

是课堂上老师的演示实验.在静止指向南北方向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.某同学看了实验后想到:小磁针转动肯定是因为受到力的作用.这个力是谁施加给它的呢?他认为有这几种可能:可能是风吹;可能是小磁针旁磁铁的吸引;可能是铁质物体接近小磁针;还可能是直导线中有电流通过时产生了磁场.

(1)该同学得出“小磁针转动肯定是因为受到力的作用”的结论,其依据是

(2)铁质物体接近小磁针,小磁针会转动,这是因为

(3)为了验证是“直导线中通过的电流产生的磁场使小磁针转动”这一事实,最简单的实验操作是 .

(4)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,小磁针将

10.(2013•绍兴)材料一:1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁

场.

材料二:1825年,瑞士物理学家科拉顿做了如下实验:他将一个能反映微小变化的电流表,通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路,并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间,如图1.他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内,同时跑到另一个房间里,观察电流表的指针是否偏转.进行多次实验,他都没有发现电流表指针发生偏转.

材料三:1831年,英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体,在磁场里切割磁感线的时候,发现导体中产生电流,从而实现了剩用磁场获得电流的愿望.

(1)进行奥斯特实验时,在静止的小磁针上方,分别用图2甲和图2乙两种方式放置一根导线.当导线通电时,小磁针发生明显偏转的是

(选填“甲”或“乙”).

(2)科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究,是基于

的科学猜想.

(3)科拉顿的实验中, (选填“已经”或“没有”)满足产生感应电流的条件.要使他能观察到电流表指针偏转,你提出的一种改进方法是

一、选择题(共3

小题)

1.(2011•宁波)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.(2011•北京)关于电磁现象,下列说法中正确的是( )

A.磁场是由磁感线组成的

B.磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用

C.导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场

D.利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向 3.(2005•哈尔滨)宇航员预计在即将升入太空的“神舟六号”飞船实验舱内做一系列科学实验.下列实验操作不能在太空中进行的是( )

A.用弹簧测力计测力 B.奥斯特实验

C.凸透镜成像实验 D.阿基米德原理实验

二、填空题(共7小题)(除非特别说明,请填准确值) 4.(2011•南昌)将一根导线平行置于静止的小磁针上方,当开关闭合时,小磁针发生偏转,这说明通电导体周围存在着

,将电源的正负极对调,再闭合开关,观察小磁针偏转方向的变化,可发现电流的磁场方向与 有关.这就是著名的

实验.

5.(2003•上海)某同学利用如图所示装

置研究磁与电的关系,请仔细观察图中的装置、操作和现象,然后归纳得出初步结论:比较甲、乙两图可知:

;比较乙、丙两图可知:

6.(2011•宜昌)把螺线管水平悬挂起来,通电后它的外部磁场与

磁体的磁场相似,静止时它的南极指向地磁场的

(填“南”或“北”)极.

7.(2010•济南)当导线中通入由右向左的电流时,会发现到导线下方小

磁针的N极向纸面外、S极向纸面内转动,并停在垂直于纸面的方向上,如图所示,若把小磁针放在导线的上方,则小磁针的N极向纸面内、S极向纸面外转动,并停在垂直于直面的方向上.通过对这一实验现象的分析可以得出:

(1)通电导体周围存在着

(2)通电直导线周围的磁感线的形状是

8.(2011•河南)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.

9.(2008•衢州)“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求.如图

是课堂上老师的演示实验.在静止指向南北方向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.某同学看了实验后想到:小磁针转动肯定是因为受到力的作用.这个力是谁施加给它的呢?他认为有这几种可能:可能是风吹;可能是小磁针旁磁铁的吸引;可能是铁质物体接近小磁针;还可能是直导线中有电流通过时产生了磁场.

(1)该同学得出“小磁针转动肯定是因为受到力的作用”的结论,其依据是

(2)铁质物体接近小磁针,小磁针会转动,这是因为

(3)为了验证是“直导线中通过的电流产生的磁场使小磁针转动”这一事实,最简单的实验操作是 .

(4)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,小磁针将

10.(2013•绍兴)材料一:1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁

场.

材料二:1825年,瑞士物理学家科拉顿做了如下实验:他将一个能反映微小变化的电流表,通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路,并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间,如图1.他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内,同时跑到另一个房间里,观察电流表的指针是否偏转.进行多次实验,他都没有发现电流表指针发生偏转.

材料三:1831年,英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体,在磁场里切割磁感线的时候,发现导体中产生电流,从而实现了剩用磁场获得电流的愿望.

(1)进行奥斯特实验时,在静止的小磁针上方,分别用图2甲和图2乙两种方式放置一根导线.当导线通电时,小磁针发生明显偏转的是

(选填“甲”或“乙”).

(2)科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究,是基于

的科学猜想.

(3)科拉顿的实验中, (选填“已经”或“没有”)满足产生感应电流的条件.要使他能观察到电流表指针偏转,你提出的一种改进方法是

范文二:【考点训练】通电直导线周围的磁场-2

【考点训练】通电直导线周围的磁场-2

【考点训练】通电直导线周围的磁场-2

一、选择题(共30小题)

8.(2013•江永县二模)如图,在磁针上面有一条直导线,当直导线触接电池通电时,可以看到小磁针的指向发生偏转,这个重要的实验由丹麦物理学家奥斯特最先完成,证明了电流的周围存在磁场.根据这个原理可以主要用来制造( )

10.(2013•柳州模拟)科学家的发明与创造推动了人类文明的进程.在下列科学家中,第一个发现电与磁之间有联

16.(2013•徐州)丹麦物理学家奥斯特首先通过实验发现电流周围存在磁场.如图所示,我们实验时要在通电直导线下方放﹣个( )

20.(2013•洛阳一模)如图中甲,乙,丙,丁四幅装置图,对应的物理规律或原理中说法正确的是( )

(1)甲图中指南针的指针指向南方的那一端是N极; (2)乙图中实验说明通电导线周围存在磁场;

(3)丙图实验说明通电直导线在磁场中受到力的作用;

24

.(2013•南充)对图中的甲、乙、丙、丁四幅图解释不合理的是( )

25.(2014•海珠区一模)研究“通电导体周围存在磁场

”的实验如图所示,以下观点正确的是( )

26.(2013•香坊区一模)对图中甲、乙、丙、丁四幅图解释合理的是( )

30.(2013•黑龙江)关于下列四幅图的说法正确的是( )

【考点训练】通电直导线周围的磁场-2

参考答案与试题解析

一、选择题(共30小题)

8.

(2013•江永县二模)如图,在磁针上面有一条直导线,当直导线触接电池通电时,可以看到小磁针的指向发生偏转,这个重要的实验由丹麦物理学家奥斯特最先完成,证明了电流的周围存在磁场.根据这个原理可以主要用来制造( )

10.(2013•柳州模拟)科学家的发明与创造推动了人类文明的进程.在下列科学家中,第一个发现电与磁之间有联

16.(2013•徐州)丹麦物理学家奥斯特首先通过实验发现电流周围存在磁场.如图所示,我们实验时要在通电直导线下方放﹣个( )

20.(2013•洛阳一模)如图中甲,乙,丙,丁四幅装置图,对应的物理规律或原理中说法正确的是( )

(1)甲图中指南针的指针指向南方的那一端是N极; (

2)乙图中实验说明通电导线周围存在磁场;

(3)丙图实验说明通电直导线在磁场中受到力的作用;

23.(2014•滨湖区一模)对下列四幅图解释合理的是( )

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24.(2013•南充)对图中的甲、乙、丙、丁四幅图解释不合理的是( )

25.(2014•海珠区一模)研究“通电导体周围存在磁场”的实验如图所示,以下观点正确的是( )

26.(2013•香坊区一模)对图中甲、乙、丙、丁四幅图解释合理的是( )

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30.(2013•黑龙江)关于下列四幅图的说法正确的是( )

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范文三:35通电直导线周围的磁场测量

实验目的:

研究通电导线中电流与周围磁场的关系 物理典型实验 实验三十五 通电直导线周围的磁场测量

实验原理:

在直线周围存在着磁场,该磁场的大小与通电导线的电流成正比

实验器材:

Edislab400数据采集器、电流传感器、磁感应强度传感器、计算机、滑动变阻器、电池组、直线磁场演示仪。

实验装置图

实验过程及数据分析:

1:将学生电源,滑动变阻器,电流传感器,直线磁场演示仪串联

2:将磁感应强度传感器固定铁架台上并靠近通电直导线,并将磁感应强度传感器和电流传感器接入数据采集器后,接通电路并打开Edis软件

3:点击“开始”系统开始记录数据,连续改变滑动变阻器阻值的大小,记录一段时间后,停止记录 4:将“X”轴设为“I”、“Y”轴设为“B”观察曲线,可以看出它们为一过原点的直线,即磁感应强度的大小与通电导线中电流折大小成正比关系,图(35-1)

图(35-1)

范文四:【考点训练】通电直导线周围的磁场-2

【考点训练】通电直导线周围的磁场-2

【考点训练】通电直导线周围的磁场-2

一、选择题(共30小题)

8.(2013•江永县二模)如图,在磁针上面有一条直导线,当直导线触接电池通电时,可以看到小磁针的指向发生偏转,这个重要的实验由丹麦物理学家奥斯特最先完成,证明了电流的周围存在磁场.根据这个原理可以主要用来制造(

10.(2013•柳州模拟)科学家的发明与创造推动了人类文明的进程.在下列科学家中,第一个发现电与磁之间有联

16.(2013•徐州)丹麦物理学家奥斯特首先通过实验发现电流周围存在磁场.如图所示,我们实验时要在通电直导线下方放﹣个( )

20.(2013•洛阳一模)如图中甲,乙,丙,丁四幅装置图,对应的物理规律或原理中说法正确的是(

(1)甲图中指南针的指针指向南方的那一端是N极;

(2)乙图中实验说明通电导线周围存在磁场;

(3)丙图实验说明通电直导线在磁场中受到力的作用;

21.(2013•鞍山)关于如图所示电与磁部分四幅图的分析,其中正确的是( )

24.(2013•南充)对图中的甲、乙、丙、丁四幅图解释不合理的是( )

25.(2014•海珠区一模)研究“通电导体周围存在磁场”的实验如图所示,以下观点正确的是(

26.(2013•香坊区一模)对图中甲、乙、丙、丁四幅图解释合理的是( )

30.(2013•黑龙江)关于下列四幅图的说法正确的是( )

【考点训练】通电直导线周围的磁场-2

参考答案与试题解析

一、选择题(共30小题)

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8.(2013•江永县二模)如图,在磁针上面有一条直导线,当直导线触接电池通电时,可以看到小磁针的指向发生偏转,这个重要的实验由丹麦物理学家奥斯特最先完成,证明了电流的周围存在磁场.根据这个原理可以主要用来制造( )

16.(2013•徐州)丹麦物理学家奥斯特首先通过实验发现电流周围存在磁场.如图所示,我们实验时要在通电直导线下方放﹣个( )

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20.(2013•洛阳一模)如图中甲,乙,丙,丁四幅装置图,对应的物理规律或原理中说法正确的是( )

(1)甲图中指南针的指针指向南方的那一端是N极;

(2)乙图中实验说明通电导线周围存在磁场;

(3)丙图实验说明通电直导线在磁场中受到力的作用;

24.(2013•南充)对图中的甲、乙、丙、丁四幅图解释不合理的是(

25.(2014•海珠区一模)研究“通电导体周围存在磁场”的实验如图所示,以下观点正确的是(

范文五:解析通电螺线管周围的磁场

我们初中同学对于事物的认识,常常要通过对具体形象的实例待研究,才能比较简便地掌握事物的内在规律,而磁场是一种看不见、摸不着的物质,对于我们就比较困难.其实电磁铁的磁场也是通过把其他物质(如小磁针等)放在磁场中,观察这些物体的变化情况来探究磁场的分布和变化情况.因此,当外部用来检验的物体发生变化时,我们就可以判断磁场也会发生相应的变化.

知识准备:(1) 通电螺线管、电磁铁等产生的磁性和磁场,分布情况和条形磁铁一样;

(2) 通电螺线管、电磁铁等的磁场强弱可以由电流的强弱控制,即强电流产生强磁场;

(3) 通电螺线管、电磁铁等的磁场方向(即N、S极),由电流方向控制;

(4) 电流相同时,螺线管、电磁铁的匝数越多,磁场越强.

因此,在学习中,当电流大小、方向、线圈匝数以及铁芯等发生改变时,磁场就会发生相应的变化,我们不仅要能够掌握改变磁场强弱和方向的方法,还要能从磁场的变化情况推导是什么因素发生了改变,这样才能在更深层次中掌握并熟练运用.

例1 在图1中,悬挂在天花板上的小铁球受到通电螺线管磁性的吸引保持静止,当滑动变阻器的划片向 端移动时,悬线与竖直方向的夹角变大.

分析 通电螺线管产生的磁场能吸引小铁球,悬挂小铁球的细线与竖直方向的夹角变大,就说明通电螺线管产生的磁性增加,在不改变线圈匝数的情况下,通过增加电流强度就能增大磁场的强度.滑片向右端移动减小滑动变阻器的阻值,就能增大电流强度.

答案 右

练习1 如图2,条形磁铁悬挂在弹簧测力计下端保持静止,当滑动变阻器的滑片向上移动时,弹簧测力计的读数将变______.

(提示:条形磁铁的磁场与通电螺线管的磁场有可能相互吸引,也有可能相互排斥.答案:大)

例2 在图3中,弹簧测力计下端挂一小铁球,靠近螺线管.当闭合开关后,弹簧测力计的示数将变大,使弹簧测力计从左端水平移动到右端,在移动过程中,弹簧测力计的读数会______.

解析 闭合开关后,螺线管产生磁场,螺线管两端的磁场最强,中央的磁性最弱.当小铁球从一端移动到另一端的过程中,磁性从强到弱再变强,弹簧测力计的读数会先变小后变大.

答案 先变小后变大

练习2 把一根小条形磁铁竖直挂在弹簧测力计下端,靠近螺线管左端,如图4,当闭合开关后,弹簧测力计的示数将______,使弹簧测力计从左端水平移动到右端,在移动过程中,弹簧测力计的读数会______.

(提示:根据右手螺旋定则判断出螺线管的左端是N极,右端是S极,条形磁铁的N极在运动的过程中将会遇到不同的磁极,而产生吸引或排斥作用.答案:小,大)

练习3 图5中的条形磁铁竖直挂在弹簧测力计下端,靠近螺线管上端.当闭合开关后,弹簧测力计的示数为3N,保持变阻器滑片不动,当把铁芯插入螺线管中后,弹簧测力计的读数会______.

(提示:为增强通电螺线管的磁性,常常在其中插入铁芯.答案:变大)

例3 在图6中的弹簧测力计下端挂一小铁球,靠近竖直放置的通电螺线管上端.当滑片P从中部向下端移动时,弹簧测力计的读数将______.

解析 通电螺线管产生的磁性能将小铁球向下吸引,吸引力的大小就可以从弹簧测力计的示数变化显示出来,当滑片P移动时,只是改变了螺线管的匝数,在相同情况下,匝数越多产生的磁场越强,铁球被吸引得越厉害,弹簧测力计的示数就越大.

答案 变大

练习4 在弹簧测力计下端挂一条形磁铁,使它的S极靠近竖直放置的通电螺线管上端,如图7,当滑片P从上端逐渐向下端移动时,弹簧测力计的读数将______.(提示:此时,首先要考虑条形磁铁与螺线管磁场的相互作用,发现相互靠近的两极总是吸引的,只要判断当划片移动时通电螺线管的磁性强弱变化.答案:变小)

练习5 如图8,在弹簧测力计下端挂一条形磁铁,使它的N极靠近竖直放置的通电螺线管上端.当划片P从上端逐渐向下端移动时,弹簧测力计的读数将 .(提示:此时,发现相互靠近的两极总是排斥的,只要判断当划片移动时通电螺线管的磁性越强,排斥力越强,弹簧测力计的读数变化越大.答案:大)

例4 在图9中,从螺线管的中央引出接线,用单刀双掷开关控制螺线管的磁性,当开关的刀片与a接触时,处于左端的小磁针如图恰好静止,当把开关的刀片与b接触时,右端的小磁针C端是 极.

解析 由于图中没有直接告诉电流的方向,我们就无法直接根据磁极间的相互作用判断C端的极性.但开关的刀片与a接触,通过左端小磁针的N、S极,利用右手螺旋定则反推出电路中的电流方向,从而确定电源的下端为正极、上端为负极.当刀片与b接触时,螺线管中电流绕向就与原来相反,螺线管的极性就发生改变,再用右手螺旋定则判断出螺线管的右端是N极,根据同名磁极相斥,异名磁极相吸的原理,得出C端应是N极.

通电螺线管的磁场特点跟条形磁铁的磁场类似,在两极磁性最强,中间最弱.引起磁体磁场强弱变化的原因是:电流大小、线圈匝数的多少发生改变,以及螺线管中是否插入铁芯;磁体极性变化的原因是:通电螺线管中的电流方向发生改变.

掌握通电螺线管的磁场的变化规律,以及外部检验物体与磁场的作用,从本质入手,就能很好地了解外部检验物体的变化情况.

范文六:实验:探究通电导线周围的磁场

实验:探究通电导线周围的磁场

实验目的:

探究通电导线周围的磁场分布。

实验原理: 奥斯特实验说明了电能生磁,通电导线周围存在磁场,可以利用小磁针及铁屑来研究通电直导线和单股线圈的磁场。

实验器材: 干电池4节、电池盒1个、开关1个、硬纸板、漆包线、剪刀、铁屑、针锥、铜棒、小磁针若干、导线若干。

实验步骤:

1.用剪刀剪一个长方形硬纸板,用针锥在中间扎一个洞,能使铜棒穿过此

洞(如图1所示)。

图1 图2

2.在铜棒的周围放一圈小磁针,观察小磁针的N极指向(如图2所示)。

3.把铜棒的两端与电源相连,观察开关闭合的瞬间,小磁针指针的偏转情况(如图3所示)。

图3 4.拿走小磁针,在硬纸板均匀地撒上铁屑,闭合开关,轻敲纸板,观察铁屑的分布情况(如图4)。

图4

5.用曲线把这些曲线画出来,它们就是一些同心圆。 6.用漆包线绕制一个10圈左右的线圈,线圈直径大约为5~8厘米,并用剪刀刮去漆包线两端的绝缘漆。

7.用剪刀把硬纸板剪成如图所示的形状,两孔间的距离与线圈直径差不多,再把线圈左右两股插入到槽中,在板上贴一张白纸(如图5所示)。

图5 8.将线圈接入电路中,闭合开关,轻敲硬纸板,观察铁屑的分布情况(如图6所示)。

图6 操作提示:

1.在使用剪刀和针锥时,注意安全,不要被割伤。

2.在实验中,由于电路中的电流较大,开关闭合的时间不宜过长。

3.在实验中,通电后小磁针的偏转情况比较清晰,由于通电直导线周围磁场较弱,利用铁屑可能效果不是很明显,要求铜棒中的电流较大。 4.根据导线直导线周围小磁针的N极指向以及电流方向,模仿安培定则,总结出判断通电直导线周围磁场方向的方法(用右手握住导线,大拇指指向电流导线中的电流方向,则四个手指所指方向即为磁场方向)。

5.在研究通电单股线圈的磁场前,也可以使用小磁针来判断磁场的方向。实验:探究通电导线周围的磁场

实验目的:

探究通电导线周围的磁场分布。

实验原理: 奥斯特实验说明了电能生磁,通电导线周围存在磁场,可以利用小磁针及铁屑来研究通电直导线和单股线圈的磁场。

实验器材: 干电池4节、电池盒1个、开关1个、硬纸板、漆包线、剪刀、铁屑、针锥、铜棒、小磁针若干、导线若干。

实验步骤:

1.用剪刀剪一个长方形硬纸板,用针锥在中间扎一个洞,能使铜棒穿过此

洞(如图1所示)。

图1 图2

2.在铜棒的周围放一圈小磁针,观察小磁针的N极指向(如图2所示)。

3.把铜棒的两端与电源相连,观察开关闭合的瞬间,小磁针指针的偏转情况(如图3所示)。

图3 4.拿走小磁针,在硬纸板均匀地撒上铁屑,闭合开关,轻敲纸板,观察铁屑的分布情况(如图4)。

图4

5.用曲线把这些曲线画出来,它们就是一些同心圆。 6.用漆包线绕制一个10圈左右的线圈,线圈直径大约为5~8厘米,并用剪刀刮去漆包线两端的绝缘漆。

7.用剪刀把硬纸板剪成如图所示的形状,两孔间的距离与线圈直径差不多,再把线圈左右两股插入到槽中,在板上贴一张白纸(如图5所示)。

图5 8.将线圈接入电路中,闭合开关,轻敲硬纸板,观察铁屑的分布情况(如图6所示)。

图6 操作提示:

1.在使用剪刀和针锥时,注意安全,不要被割伤。

2.在实验中,由于电路中的电流较大,开关闭合的时间不宜过长。

3.在实验中,通电后小磁针的偏转情况比较清晰,由于通电直导线周围磁场较弱,利用铁屑可能效果不是很明显,要求铜棒中的电流较大。 4.根据导线直导线周围小磁针的N极指向以及电流方向,模仿安培定则,总结出判断通电直导线周围磁场方向的方法(用右手握住导线,大拇指指向电流导线中的电流方向,则四个手指所指方向即为磁场方向)。

5.在研究通电单股线圈的磁场前,也可以使用小磁针来判断磁场的方向。

范文七:探究直流导线周围磁场的变化

第31卷 第11期2011年11月

HYSICSEXPERIMENTATION P

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物 理 实 验

Vol.31 No.11

,ov.2011  N

探究直流导线周围磁场的变化

欧英雷

()广东工贸职业技术学院电气自动化系,广东广州510510

利用螺绕环、线圈、电流计和可变电阻器等设备,设计了探究直流导线周围磁场变化的实验装置.由电源、  摘 要:

转向开关和电阻来改变导线中电流大小和方向,进而改变直流导线周围的磁场,通过灵敏电流计来探究缠有线圈的螺绕由此得出直流导线周围的磁场大小和方向与直流导线中电流的大小和方向的关系.环中感应电流的变化,

关键词:直流;磁场;磁通量;感应电流

()中图分类号:G633.7   文献标识码:A   文章编号:10054642201111001003---

1 引 言

电流能产生磁场,这种现象称为电流的磁效应.稳恒电流只能存在于闭合回路中,闭合回路的形状和大小千变万化,每个载流的闭合回路产生的磁场与它的形状、大小和位置都有关.在研究有一定形状和大小的载流闭合回路产生的磁场时,可以把它们分割为许多无穷小的载流元,每个载流元看作是一段直电流.只要弄清楚任意一段直电流产生的磁场的规律,就可以利用磁场叠加把整个载流闭合回路产生的磁场的规律的方法,

若在闭合回路中有一概括出来.在实际情况中,

段长度为l的直导线,在其附近dl的范围内,可以近似认为该导线为无限长的直导线,因此直电流产生的磁场

变相应的实验装置就可以将变化电流产生磁场,化磁场又产生感应电流的相互关系反映出来.2.1 探究直电流周围磁场变化的实验装置

图1中,R为变阻器,K为换向开关,ab为直,导线,零位在中间)G为灵敏电流计(ab垂直于P所在的平面

图1 探究直流导线周围磁场变化的实验电路图

I0

B=,

2dπ

d足够小时,B就0为真空磁导率.当l足够大,μ

能确定.本文设计了一套实验装置,该装置的特点在于能方便地利用闭合的螺线管来测量出直电流周围磁场的变化情况.

本实验装置最关键的部分为P,P为螺绕环,是在磁导率为μ的圆环形芯子上,均匀而紧密地绕有N匝的线圈.这个圆环形的螺线形线圈是密绕的,可以把它近似地看成是一系列圆线圈并排起来组成的.当ab垂直穿过P平面的中心时,直电流ab产生的磁场的磁感线是沿着垂直于ab的平面内的同心圆.因此螺绕环中的线圈能最大限度地接收直电流磁场的磁感线数目.通过P的电磁感应作用使闭合电路中G的指针发生偏转.)当a1b中的I恒定时,G的指针指零.P中

没有感应电流,根据电磁感应定律,说明直电流也就是稳ab周围的磁场的磁通量没有发生变化,

2 实验方法

磁场也能产生电流,为了验证磁场的存在和变化,可以通过检测感生电流的存在与否来判定.在穿过闭合电路所包围的面积中的磁通量发生变化时,该电路中就会产生感生电流.笔者设计了

20110909 收稿日期:--

:(,男,海南文昌人,广东工贸职业技术学院副教授,学士,研究方向为光电子学

.963-) 作者简介欧英雷1

第11期探究直流导线周围磁场的变化          欧英雷:

11

恒电流周围的磁场也是稳恒的.

)通过K改变a2b中I的方向时,G的指针发生瞬时偏转.说明P中出现了短暂的感应电流,螺绕环有电磁感应现象,ab周围的磁场发生了变化,即直导线中电流方向改变时,其周围的磁场的方向也发生改变.

)通过K接通或断开a3b中的I时,G的指

但方向相反.这表明P中发生了针均发生偏转,

电磁感应现象,ab周围的磁场发生了变化.

)利用变阻器R迅速增加a4b中的I值时,G的指针发生偏转.表明穿过螺绕环线圈中的磁通量发生了变化,使螺绕环线圈中出现了感应电流.从而证明a其周围的感应强度也b中电流增大时,将增大.

)利用变阻器R迅速减少a5b中的I值时,G的指针向反向偏转.表明穿过螺绕环线圈中的磁通量发生了改变,使螺绕环线圈中出现了感应电但其电流方向与上述情况相反.从而证明a流,b中电流减少时,其周围的感应强度也将减小.

除了上述的几种情况以外,还可以通过改变直导线a来检验实b与螺绕环P之间的位置关系,验装置是否还能正确地判断直电流周围磁场的变化规律.使a即ab与P的平面处于平行状态,b在P平面的上方,在P平面的下方,在P平面的右侧、前方或后方,然后,重复进行上述各项左侧、

实验,结果无论直导线电流I的方向如何,是否改大小是恒定、增加还是减少,螺绕环闭合电路变,

中的灵敏电流计的指针均指在零位.这充分说明穿过P中线圈的磁P中没有发生电磁感应现象,

通量没有发生变化.因此,在这些情况下,无法判断直电流a达不到应有b周围的磁场的变化规律,的实验目的.

另外,将直导线置于螺绕环P横截面的圆心处,改变螺绕环P的半径,在ab垂直于螺绕环平面的情况下,当流过aP的半径越大,b的电流的大小和方向发生变化时,螺绕环电路中灵敏电流计指针偏转的角度越小.这表明距离直导线越远处,由于直电流的改变而引起的周围磁场的变化也越小.

2.2 进一步改进的实验装置

利用螺绕环装置可方便地探究出直电流周围的磁场变化情况,但由于受到直导线电流周围的磁场较弱,穿过螺绕环线圈的磁通量的改变量较

小等因素的影响,本装置在实际实验过程中,不可从而影响了本实验装避免地会出现灵敏度不高,

置用于测定直导线电流周围磁场的变化情况的应用.为了改变这种状况对本实验装置进一步改进和完善,使其更能适合于课堂上的实际操作.具体的改进电路如图2所示

图2 改进实验装置电路图

图2中,R为变阻器,K为正反向开关,ab为,直导线,零位在中间)G为灵敏电流计(ab垂直穿过圆柱体P的中心.

装置图中P是纵剖面为矩形的圆柱体线圈,只是画出了半个圆柱体线圈的图形.该线圈是在磁导率为μ的空心的圆柱体芯上,均匀而紧密地绕有N匝的线圈.在图3中,圆柱形线圈的内环半径为r外环半径为r高为h.当r1,2,1足够小,

而h又足够大,且r在真空中通以电流Iab时,1的直导线a在其周围相距为rb,1处的磁感应强度

I,0为B=0为真空磁导率

.μ2rπ1

图3 圆柱体线圈结构

改进以后的实验装置中出现了圆柱体线圈,而圆柱形线圈的最大特点是圆柱形线圈中的每个矩形线圈所确定的平面均与通电直导线ab平行.直导线电流ab产生的磁场的磁感应线是一系列其磁感应沿着垂直于导线ab的平面内的同心圆,

12

物 理 实 验

同样可以得到相同的结论.

第31卷

强度的方向均垂直于每个矩形线圈的平面.根据这种情况下的线圈接收的磁感线磁通量的定义,

条数将达到最大值,从而提高了每个矩形线圈中单位时间内磁通量的变化量,使得法拉第电磁感应的现象更加明显,更加易于通过实验装置观察、检验和测量到电磁感应的电流值,从而使利用简单、方便的方法验证直电流周围磁场变化的规律可以利用这套实验装置,重新进成为可能.因此,

行上述各项实验内容,也就是通过改变K和R,改变a观察G的指针偏b中电流的大小和方向,转情况来进一步验证直电流ab周围磁场的变化,

3 结束语

探究直流导线周围磁场变化的规律,是基础物理学教学的重要环节,利用直观的可操作的简便装置来反映抽象的看不见的磁场与电流的联对于物理教学具有一定的现实意义.本文提系,

不但简单方便,可操作性强,出的这套实验装置,

而且还涉及到了较多的电磁现象,可以进行多个电磁实验,更好地验证了直电流周围磁场的变化情况.

ExlorinthechanesofthemaneticfieldaroundDCwire        pggg

OU Yinlei-g

(,DeartmentofAutomationGuandonColleeofIndustrand    pgggy

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:U,,,,Abstractsintwistrincoilvariableresistorandotherdevicesanexerialvanometer      -ggpg mentaldeviceforexlorinthechanesofthemaneticfieldaroundDCwirewasdesined.Whenthe              pgggg

,maneticfieldwaschanedbvarintheexcitincurrenttheinducedcurrentwasdetectedbagal          -ggyyggy    vanometer.Therelationbetweenthemaneticfluxandthecurrentwasresented.          gp

:;m;mKewordsdirectcurrentaneticfieldaneticflux;inducedcurrent    ggy

[责任编辑:尹冬梅]

(上接第4页)

ImainofDNAmoleculeswithatomicforcemicrosco      ggpy

,WANG,RANShionYaneiYANGGuancan -y -w -gg

(,SchoolofPhsicsandElectronicInformationEnineerin      ygg

,W)WenzhouUniversitenzhou325035,China  y

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2+

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,araldehdeandstraihteninDNA.Thescanninimaesofthefoursamleswereobtainedatroom          yggggp  temeraturewithatomicforcemicroscoworkinintainmode.Theexerimentalresultsindicated        ppygpgp   thattheoftheimaewasaffectedbthedeositionmethodandtheoerationualitrocedure.             gyppqyp

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[责任编辑:任德香]

范文八:首先发现通电导体周围存在磁场的科学家是

首先发现通电导体周围存在磁场的科学家是??(法拉第还是奥斯特)

奥斯特

.1820年发现电流的磁效应 自从库仑提出电和磁有本质上的区别以来,很少有人再会去考虑它们之间的联系。而安培和毕奥等物理学家认为电和磁不会有任何联系。可是奥斯特一直相信电、磁、光、热等现象相互存在内在的联系,尤其是富兰克林曾经发现莱顿瓶放电能使钢针磁化,更坚定了他的观点。当时,有些人做过实验,寻求电和磁的联系,结果都失败了。奥斯特分析这些实验后认为:在电流方向上去找效应,看来是不可能的,那么磁效应的作用会不会是横向的? 在1820年4月,有一次晚上讲座,奥斯特演示了电流磁效应的实验。当伽伐尼电池与铂丝相连时,靠奥斯特近铂丝的小磁针摆动了。这一不显眼的现象没有引起听众的注意,而奥斯特非常兴奋,他接连三个月深入地研究,在1820年7月21日,他宣布了实验情况。 奥斯特将导线的一端和伽伐尼电池正极连接,导线沿南北方向平行地放在小磁针的上方,当导线另一端连到负极时,磁针立即指向东西方向。把玻璃板、木片、石块等非磁性物体插在导线和磁针之间,甚至把小磁针浸在盛水的铜盒子里,磁针照样偏转。 奥斯特认为在通电导线的周围,发生一种“电流冲击”。这种冲击只能作用在磁性粒子上,对非磁性物体是可以穿过的。磁性物质或磁性粒子受到这些冲击时,阻碍它穿过,于是就被带动,发生了偏转。 导线放在磁针的下面,小磁针就向相反方向偏转;如果导线水平地沿东西方向放置,这时不论将导线放在磁针的上面还是下面,磁针始终保持静止。 他认为电流冲击是沿着以导线为轴线的螺旋线方向传播,螺纹方向与轴线保持垂直。这就是形象的横向效应的描述。 奥斯特对磁效应的解释,虽然不完全正确,但并不影响这一实验的重大意义,它证明了电和磁能相互转化,这为电磁学的发展打下基础。

41

x

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范文九:磁场对通电导线的作用

磁场对通电导线的作用

【知识要点】 一. 安培力

1、磁场对电流的作用力叫做安培力。 (1)大小计算:当L∥B时,F= 。

当L⊥B时,F= 。(此时安培力最大)

①L是有效长度:弯曲导线的有效长度等于两端点所连直线的长度;相应的电流方向,沿L 由始端流向未端.

因为任意形状的闭合线圈,其有效长度L=0,所以通电后在匀强磁场中,受到的安培力的矢量和一定为零.②公式的适用条件:一般只适用于匀强磁场.若B不是匀强磁场,则L应足够短以至可将L所在处的磁场视为匀强磁场.

(2)安培力的方向: 方向判定:左手定则。安培力的方向一定垂直于B和I,即总是垂直

于B、I所决定的平面。(注意:B和I间可以有任意夹角)

【学法指导】

一 .右手螺旋定则(安培定则)与左手定则的区别

二、判定安培力作用下导体运动方向 常用方法有以下四种:

1.电流元法:即把整段电流等效为多段直线电流元,先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向.从而判断出整段电流所受作用力方向,最后确定运动方向. 例1.如图所示,一个闭合线圈套在条形磁铁靠近N极的一端,当线圈内通以图示方向的电流I时,下列说法中正确的是( )

①线圈圆面将有被拉大的倾向 ③线圈将向S极一端平移 ②线圈圆面将有被压小的倾向 ④线圈将向N极一端平移 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 答案:B

例2.如图,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由转动,当导线通入图示方向电流时,从上往下看,导线的运动情况是( )

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

答案:C

2.特殊位置法:把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向,从而确定运动方向.

3.等效法:环形电流可以等效小磁针,通电螺线管可以等效为条形磁铁,条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管.通电螺线管可以等效成多匝的环形电流.

例4.如图所示,水平放置的条形磁铁N极的附近悬挂着一个能自由运动的圆形导线线圈,线圈与条形磁铁处在同一竖直平面内,当线圈中通以图示方向的电流时,从上向下看,线圈将( )

例5.实验表明电流和电流之间也会通过磁场发生相互作用:两条平行的直导线当通以相同方向的电流时,它们相互吸引;当通以相反方向的电流时,它们相互推斥.试解释之.

例6.两条通电的直导线互相垂直,但两导线相隔一小段距离,其中导线AB是固定的,另一条CD能自由转动.通以图示方向的直流电后,CD导线将( )

A.逆时针方向转动,同时靠近导线AB B.顺时针方向转动,同时靠近导线AB C.逆时针方向转动,同时远离导线AB D.顺时针方向转动,同时远离导线AB 答案:B 4.利用结论法:

(1)两电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥. (2)两电流不平行时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势.利用这些结论分析,可以事半功倍.

例7.如图所示,在通电长导线的旁边放一个可以自由移动和转动的矩形通电线圈,线圈和导线在同一平面上,它的a、c两边和导线平行.试讨论一下线圈各边的受力情况.线圈在磁场中将怎样运动?(远离I方向运动)

【典型例析】

例8.如图1所示,垂直折线abc中通入I的电流。ab=bc=L,折线所在平面与匀强磁感强度B垂直.abc受安培力等效于ac(通有a→c的电流I)所受安培力,即F1= ,方向同样由等效电流ac判定为在纸面内垂直于ac斜向上,同理可以推知:

i 如图2所示,半圆形通电导线受安培力F2= ii 如图3所示,闭合的通电导线框受安培力F

3

= (F=BI·2R;F=0。

9

、如图所示为一通电直导线,该导线中每米长度内有n个自由电荷,每个自由电荷的电量均为q,它们的定向移动速率均为v,现加一匀强磁场,磁场方向与导线垂直,磁感强度为B,则磁场对这条导线上长度为l一段的安培力大小应是( ) A.nqvBl B.nqBl/v C.qBl/nv D.qvBl/n 【基础训练】

1.指出如图所示六种情况中通电导体棒ab所受的各个力的方向与大小.设棒长为l,通电电流为I,磁感强度为B,导体棒光滑.

图1

图2

图3

2.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上,导轨宽度为d,杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ.有电流时,ab恰好在导轨上静止,如图所示;下图是它的四个侧视图,图

中已标出四种可能的匀强磁场方向,其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是( )

3.通电矩形导线框abcd与无限长通电导线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、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向左; D、线框将以ab边为轴向外转动;

4.如图所示。一个位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕ox轴转动,线圈的四个边分别与

x、y轴平行,线圈中的电流方向如图,当空间加上如下所述的哪种磁场时,线圈会转动起

来。( )

5、如图所示,接通电键K的瞬间,用丝线悬挂于一点,可自由转动的通电直导线AB 将( )

A.A端向上,B端向下,悬线张力不变; B.A端向下,B端向上,悬线张力不变; C.A端向纸外,B端向纸内,悬线张力变小; D.A端向纸内,B端向纸外,悬线张力变大。

A.方向沿x轴正向的恒定磁B.方向沿y轴的正向恒定磁C.方向沿z轴的正向恒定磁D.方向沿z轴的正向变化磁

场 场 场 场

3、答案:BC,4、答案:B;5答案:BC

安培力同步练习

1、在条形磁铁旁边,放一个通有如图所示电流的轻质线圈abcd,则线圈的运动情况是( )

A、ab边转向纸外,cd转向纸里,同时靠近N极。 B、ab边转向纸外,cd转向纸里,同时远离N极。 C、ab边转向纸里,cd转向纸外,同时靠近N极。 D、ab边转向纸里,cd转向纸外,同时远离N极。

2. 如图所示,两根垂直纸面平行固定放置的直导线M和N,通有同向等值电流,沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动的通电导线ab,则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是( )

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

3. 在匀强磁场中放入通有相同电流的三条不同形状的导线,如图所示.每条导线的两个端点间的距离相 等,问所受磁场力最大的导线是( )

A. 甲线最大 C. 丙线最大

B. 乙线最大 D. 三条线一样大

4. 如图所示,匀强磁场对电流I的作用力为F的相互关系(方向关系),正确的是( )

5. 如图所示,一根无限长通有电流为I的直导线旁边放一通电矩形线框,其中电流方向见图所示,直导线和线框在同一平面中,则线框受通电直导线的作用将做以下哪种运动( )

A. 静止不动 动

B. 向左平动

C. 向下平动

D. 向右平

6. 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线水平吊起通电直导线A。A与螺线管垂直,如图所示,电键K闭合后,A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )

A. 水平向左 上

B. 水平向右

C. 竖直向下

D. 竖直向

7. 两条长直导线AB和CD相互垂直,相隔一很小距离,通以如图所示方向的相同电流,其中AB固定,CD可以其中心为轴自由转动并且平动,则CD的运动情况应是( )

A. 顺时针方向转动,同时靠近导线AB B. 逆时针方向转动,同时离开导线AB C. 顺时针方向转动,同时离开导线AB D. 逆时针方向转动,同时靠近导线

AB

8. 在图中,PQ,MN为光滑金属导轨,ab为金属棒,与电源组成闭合电路,该装置在竖直平面内。为使ab静止,可将该装置放在匀强磁场中,其磁场方向应是( )

A. 竖直向上 纸内

B. 竖直向下

C. 水平向纸外

D. 水平向

9. 长度为L的直导线通以电流I放在磁感应强度为B的匀强磁场中受到的磁场力为F,则( )

A. F一定和L垂直,不一定和B垂直

B. 当L⊥B时由公式F=ILB看出F跟B、L、I三者都成正比 C. B一定和F、L都垂直,F和L的夹角可以是任意的 D. 只有当L与B垂直时F才和B垂直

10. 如图所示,矩形通电线框abcd,可绕其中心轴OO'转动,它处在与OO'轴垂直的匀强磁场中,在磁场力作用下线框开始转动,最后静止在平衡位置,则平衡后( )

A. 线框四边都不受磁场力作用

B. 线框四边都受到指向线框外部的磁场力的作用,但合力为零 C. 线框四边都受到指向线框内部的磁场力的作用,但合力为零

D. 线框的一边受到指向线框外部的磁场力的作用,另一边受到指向线框内部的磁场力的作用,合力为零( )

11. 一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点.棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向从M流向N,此时悬线上有拉力.为了使拉力等于零,可( )

A. 适当减小磁感应强度 C. 适当增大电流强度

B. 使磁场反向

D. 使电流反向

12. 如图,条形磁铁放在水平桌面上,它的正中央上方固定一直导线,导线与磁铁垂直.给导线通以垂直纸面向外的电流,则( )

A. 磁铁对桌面压力减小,仍不受桌面摩擦力作用 B. 磁铁对桌面压力减小,要受到桌面摩擦力作用 C. 磁铁对桌面压力增大,仍不受桌面摩擦力作用 D. 磁铁对桌面压力增大,要受到桌面摩擦力作用

13. 如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场中,有一段折成直角的金属导线abc,ab=bc=L,导线中通有如图的电流,电流强度为I,磁感应强度为B,要使该导线保持静止不动,应在b点加一多大的力,方向如何?(导线所受重力不计)

14. 如图所示,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,通以5A的电流时,棒沿导轨做匀速运动;当棒中电流增加到8A时,棒能获得2m/s的加速度,求匀强磁场的磁感应强度的大小。

2

15. 如图所示,通电导体棒AC静止于水平导轨上,棒的质量为m长为L,通过的电流强度为I,匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角,求导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大?

16. 如图所示,用细线悬挂在匀强磁场中一段通电导线,悬线与竖直方向成30°角,若

该导线通过的电流为0.2A,导线长度为0.1m。导线质量为0.02kg。

求(1)导线受到的安培力为多大?(2)匀强磁场的磁感应强度?

【试题答案】 1. A 2. D 3. D 4. A 7. A 8. D

9. B

10. B 13. F2BIL,方向与bc夹角为45斜向上

14. 1.2T

15. mg-BILcosθ,BILsinθ 16.略

5. D

6. C

11. C 12. A

范文十:磁场对通电导线的作用

第三章 第四节

1.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系,正确的说法是( ) A.磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的

B.磁场方向一定与安培力方向垂直,但电流方向不一定与安培力方向垂直 C.磁场方向不一定与安培力方向垂直,但电流方向一定与安培力方向垂直

D.磁场方向不一定与电流方向垂直,但安培力方向一定既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直

答案:D

解析:电流放入磁场中,不管电流与磁场是否垂直,安培力均垂直磁场和电流所确定的平面,即安培力总是垂直磁场方向,安培力总是垂直电流方向.

2.(2009·汕头模拟)如图所示,用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN,电流I方向从M到N,绳子的拉力均为F.为使F=0,可能达到要求的方法是 (

)

A.加水平向右的磁场 B.加水平向左的磁场 C.加垂直纸面向里的磁场 D.加垂直纸面向外的磁场 答案:C

解析:为使F=0,则F安必竖直向上且F安=mg,由左手定则可判定磁场一定是垂直纸面向里,故选项C正确.

3.一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中,导线上的电流方向由左向右,如图所示.在导线以其中心点为轴转动90°的过程中,导线受到的安培力

(

)

A.大小不变,方向不变

B.由零增大到最大,方向时刻变 C.由最大减小到零,方向不变 D.由零增大到最大,方向不变 答案:D

解析:导线转动前,电流方向与磁场方向平行,导体不受安培力;当导体转过一个小角度后,电流与磁场不再平行,导体受到安培力的作用;当导体转过90°时,电流与磁场垂直,此时导体所受安培力最大.根据左手定则判断知,力的方向始终不变.选项D正确.

4.已知质量为m的通电细杆ab与导轨间的摩擦系数为μ,有电流时,ab恰好在导轨上静止,如图所示,下图是它的四个侧视图四种可能的匀强磁场方向,其中能使杆ab与导轨之间摩擦力为零的图是

(

)

答案:AB

解析:用左手定则判断各图中导电细杆的受力方向,再判断通电细杆所受的合力. 5.如图所示,接通开关时,观察到金属棒动起来这说明________,断开开关后,将滑动变阻器的滑动片向左滑动一段距离后,再接通开关时你观察到________;这种现象说明________.

答案:通电导线在磁场中受到力的作用;金属棒摆动的角度更大些;电流越强,导线受到的安培力越大

6.如图所示,两平行光滑导轨相距为20cm,金属棒MN的质量为10g,电阻R=8Ω,匀强磁场的磁感应强度B=0.8T,方向竖直向下,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,当电键K闭合时,MN恰好平衡,求变阻器R1的取值为多少?设θ=45°.

答案:7Ω

解析:先根据左手定则判定安培力的方向,然后根据平衡条件列方程,再利用安培力公式以及闭合电路欧姆定律进行求解.

金属棒平衡时的平面受力图,如图2所示. 当MN平衡时,有mgsinθ-BILcosθ=0①

E

R+R1+r

由①、②式联立并代入数据,得R1=7Ω

.

由全电路欧姆定律,得I=

7.地球是个大磁体,在赤道上,地磁场可以看成是沿南北方向的匀强磁场.如果赤道

-4

某处的磁感应强度大小为0.5×10T,在赤道上有一根东西方向的直导线,长为20m,载有从东往西的电流30A.则地磁场对这根导线的作用力有多大?方向如何?

-2

答案:3.0×10N;方向垂直指向地面.

-4

解析:地磁场的磁感应强度为0.5×10T,方向由南向北;导线垂直于地磁场放置,长度为20m,载有电流30A,则其所受安培力

F=BIL=0.5×10-4×30×20N=3.0×10-2N

根据左手定则可以判断导线所受安培力的方向垂直指向地面.

1.如图所示,在蹄形磁铁的上方,放置一个可以自由运动的通电线圈abcd,最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内.则通电线圈的运动情况是 (

)

A.ab边转向纸外,cd边转向纸里,同时向下运动 B.ab边转向纸外,cd边转向纸里,同时向上运动 C.ab边转向纸里,cd边转向纸外,同时向下运动 D.ab边转向纸里,cd边转向纸外,同时向上运动 答案:C

解析:先画出蹄形磁铁磁极附近的磁感线,如图所示(这是先决条件

)

ab边处在水平方向的磁场分量,根据左手定则,ab边受的安培力指向纸里;cd边处也有水平方向的磁场分量,cd边受的安培力指向纸外.bc边和da边的合力为零.整个线圈发生ab向里、cd向外的转动.

当线圈由图示位置到转过90°的过程中,根据左手定则,da边受到的安培力向下,bc边受到的安培力向上,由于da处磁场较强,所以da边受到向下的安培力大于bc边受到向上的安培力,合力向下.

综合以上分析,选项C正确.

2.在稀硫酸溶液中有一浮子,它的上部是一轻金属环,下部是分开的铜片和锌片.一开始金属环如图示放置,松开浮子后,则

(

)

A.浮子一直保持静止不动 B.浮子将不停地转动

C.浮子将转过90°后再保持静止 D.浮子将转过180°后再保持静止 答案:A

解析:该装置为一化学电池,铜片为电池正极.弯曲金属环中电流由铜片流向锌片.图示位置电流环平面与地磁场方向垂直,受磁力矩为零.所以浮子不会转动.利用等效方法将环形电流看成小条形磁铁,其N极指向与地磁场此处磁感线方向相同,电流环不会转动.在此位置处金属环属于稳定平衡态.

3.(2009·淮安高二检测)一条形磁铁放在水平桌面上,在它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒,图中只画出此棒的横截面图,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 答案:AD 解析:由左手定则可判知导体棒受到磁铁给它斜向左下方的安培力,根据牛顿第三定律得到磁铁受到斜向右上方的作用力,所以A、D选项正确.

4.(2009·黄冈模拟)如图所示,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 答案:D

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.

5.在倾角为30°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,如图所示,当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时,导体棒恰好静止在斜面上,则磁感应强度的大小为B=

________.

答案:2IL

解析:通电导体棒受三个力:重力、弹力和安培力.其中安培力沿斜面向上,与导体棒重力沿斜面向下的分力平衡,故有:BIL=mgsin30°,所以B=2IL

6.如图所示,一根长为L的细铝棒用两个劲度系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向里,当棒中通以向右的电流I时,弹簧缩短Δy;若通以向左的电流,也是大小等于I时,弹簧伸长Δy,则磁感应强度B为________.

mg

mg

答案:2kΔy/IL

解析:通以向右的电流时,铝棒受安培力向上;弹簧原拉伸形变的大小发生改变,变化

量为Δy,由铝棒平衡可知:弹簧弹力大小的变化量等于安培力,即2·kΔy=BIL.同理,在通以向左的电流时,铝棒在原来没通电时受力平衡的基础上,弹力的改变量等于安培力,即2kΔy=BIL.所以B=2kΔy/IL.

7.(思维拓展题)在生物学中,我们已经知道有生物电流存在,由于电和磁是紧密联系的,因此生物也应有磁性和磁场.1963年美国两位科学家第一次测出心脏有规律的磁场变化.1970年一位教授用超导量子干涉式磁强计描出了清晰的心磁图,它与心电图十分相似.大家知道电流有磁效应,当生命物质发生离子的迁移或电荷的转移时,形成生物电流的同时,相伴产生了生物磁场.假如肌体有如图所示的生物电流在流动,当外界磁体靠近这部分肌体时,此电流的流动范围将如何变化?

答案:扩大

解析:根据左手定则可确定,生物电流受到由中心指向外的作用力,因此电流流动的范围将扩大.

-2

8.如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m,质量为6×10kg的通电直导线,电流I=1A,方向垂直纸面向外,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0.4T,方向竖直向上的磁场中,设t=0,B=0,则需要多长时间斜

2

面对导线的支持力为零?(g取10m/s)

答案:5s

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 FTcos37°=F① FTsin37°=mg②

由①②解得:F=tan37°

代入数值得:F=0.8N 由F=BIL得:

F0.8BT=2T. IL1×0.4

B与t的变化关系为B=0.4t. 所以:t=5s

mg