课时分层作业5 奥斯特实验的启示

.@y课时分层作业〔五〕[根底达标练]〔15分钟50分〕一、选择题〔此题共6小题，每题7分〕1．某同学做奥斯特实验时，把小磁针放在程度的通电直导线的下方，当通电后发现小磁针不动，略微用手拨动一下小磁针，小磁针转动180°后静止不动．由此可知，通电直导线产生的磁场方向是〔〕A．自东向西 B．自南向北C．自西向东 D．自北向南D[通电前小磁针指南北，通电后小磁针不动，说明通电直导线产生的磁场还在南北方向，略微用手拨动一下小磁针，小磁针转动180°后静止不动，说明通电直导线产生的磁场与地磁场方向相反，故D正确.]2．在做“奥斯特实验〞时，以下操作中现象最明显的是〔〕A．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上B．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方C．导线沿南北方向放置在磁针的正上方D．导线沿东西方向放置在磁针的正上方C[导线南北放置时，其正下方的磁场恰好沿东西方向，磁针偏转比较明显．]3．小刘同学用铁钉与漆包线绕成电磁铁，当接通电路后，放在其上方的小磁针N极立即转向左侧，如图1­5­13所示．那么此时〔〕图1­5­13A．导线A端接电池正极B．铁钉左端为电磁铁的N极C．铁钉内磁场方向向右D．漆包线内电流由A流向BC[小磁针静止时N极指向为该处磁场方向，根据通电螺线管磁场分布知，铁钉右端为电磁铁N极，左端为S极，再根据安培定那么知C项正确．]4．〔多项选择〕如图1­5­14所示，金属棒MN放置在处于匀强磁场中的两条平行金属导轨上，与金属导轨组成闭合回路，当回路通有电流〔电流方向如图中所示〕时，关于金属棒受到安培力F的方向和大小，以下说法中正确的有〔〕【导学号：71082027】图1­5­14A．F方向向右B．F方向向左C．增大电流强度，F增大D．增大磁感应强度，F减小AC[根据左手定那么知F的方向向右．增大电流强度或增大磁感应强度，都能使F增大．]5．〔多项选择〕如图1­5­15所示，通电直导线处在蹄形磁铁两极间，受到力F的作用发生偏转，以下说法正确的选项是〔〕图1­5­15A．这个力F是通过磁场产生的B．这个力F没有反作用力C．这个力F的反作用力作用在通电导线上D．这个力F的反作用力作用在蹄形磁铁上AD[磁体间、电流间、磁体与电流间的作用力都是通过磁场产生的，所以A是对的；力的作用是互相的，任何一个力都有施力物体和受力物体，导线在蹄形磁铁间受到的这个力也不例外，它的施力物体是蹄形磁铁，受力物体是通电导线，所以这个力的反作用力作用于蹄形磁铁上，B、C是错的，D是对的．]6．在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10－5T.假如赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40m，载有20A的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是〔〕A．4×10－8N B．2.5×10－5NC．9×10－4N D．4×10－2ND[磁场方向是南北方向，电流方向是东西方向，它们互相垂直，可以利用公式F＝BIL来计算此安培力的大小，其大小为F＝BIL＝5×10－5×20×40N＝4×10－2N.]二、非选择题〔8分〕7．如图1­5­16所示，在程度向右的匀强磁场中，放入矩形线框abcd，线框可绕其中心轴线自由转动，假设线框中通入图中所示电流．试判断此时线框的转动方向．〔从上向下看〕图1­5­16[解析]据左手定那么，让磁感线穿入手心，四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向即通电导线所受安培力方向．由此可判断此时：ab边受安培力方向垂直纸面向里，dc边受安培力方向垂直纸面向外，而ad边和bc边平行磁场方向，所以此时不受安培力作用，因此线框ab边向里转，cd边向外转，即从上向下看线框顺时针转动．[答案]从上向下看顺时针转动[才能提升练]〔25分钟50分〕一、选择题〔此题共4小题，每题7分〕1．1820年，奥斯特发现，把一根导线平行地放在磁针的上方〔如图1­5­17所示〕，给导线通电时，磁针发生了偏转，就好似磁针受到磁铁的作用一样．这说明不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应．以下哪种情况比较正确地反映了奥斯特实验？实际做一下进展验证．〔〕电流能使磁针偏转图1­5­17A．电流流向由南向北时，其下方的小磁针N极偏向东边B．电流流向由东向西时，其下方的小磁针N极偏向北边C．电流流向由南向北时，其下方的小磁针N极偏向西边D．电流流向由西向东时，其下方的小磁针N极偏向北边C[为使小磁针能产生明显的偏转，实验时应使电流流向沿南北方向，B、D选项错误．当电流流向由南向北时，由安培定那么判断其下方的磁场方向由东向西，故小磁针N极指向西边，A选项错误，C选项正确．]2．摩擦产生静电，会给人们生活带来许多费事，甚至对人的生命构成危害．一些高大的建筑物都装有避雷针就是为了防止雷电的危害．假设在赤道上某处有一竖直的避雷针，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开场放电，那么地磁场对避雷针的作用力方向为〔〕A．正南B．正东C．正西D．正北B[当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，在避雷针上端产生的感应电荷是负电荷，它会通过针尖逐渐放出，比较缓慢地中和云层所带的正电荷，即避雷针中电流向下．赤道上空的磁感线由南向北，据左手定那么可判断地磁场对避雷针的作用力方向指向正东．]3．为了判断一个未知正负极的蓄电池极性，某同学将该蓄电池通过电阻跟螺线管连接起来，发现小磁针的N极立即向螺线管偏转，如图1­5­18所示．用M、N和P、Q分别表示蓄电池和螺线管两极，以下判断正确的选项是〔〕【导学号：71082028】图1­5­18A．电源M端为正极B．电源N端为正极C．螺线管P端为S极D．螺线管内部磁感应强度方向由P指向QB[小磁针的N极向螺线管偏转说明小磁针所在位置磁场方向向左，即螺线管P端为N极，Q端为S极，选项C错误；在螺线管的内部磁场方向由S极指向N极，所以螺线管内部磁感应强度方向由Q指向P，选项D错误；根据安培定那么可知，在电源外部电流从N流向M，电源N端为正极，选项A错误，B正确．]4．如图1­5­19所示，两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段间隔，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将〔〕图1­5­19A．相吸引 B．相排斥C．保持静止 D．边吸引边转动A[把环形电流等效成小磁针，由安培定那么知左侧小磁针S极对着右侧小磁针N极，互相吸引，A正确．]二、非选择题〔此题共2小题，共22分〕5．〔10分〕某班的一物理实验小组为探究电与磁的关系进展了一次实验探究，他们选用的器材有干电池组、导线、小灯泡、电流表、开关等，他们将上述器材串联，并利用支架把电路中的一根导线竖直放置，在竖直导线四周的程度平台上放置了许多很小的小磁针．然后闭合开关，观察到小灯泡发光，小磁针发生了偏转．请答复以下问题：〔1〕在电路中连接小灯泡的主要目的是________________________________〔选填“知道电路是否接通〞或“防止电路发生短路〞〕．〔2〕通电竖直导线周围的小磁针环绕导线形成一个______________________________________.〔3〕改变导线的电流方向，那么小磁针的偏转方向____________________．小磁针环绕导线形成的图形仍是一个________．〔4〕通电竖直导线的小磁针发生偏转，说明电流可以产生________．〔5〕假如竖直导线中的电流方向由下向上时，它周围的小磁针北极的环绕方向是逆时针方向．那么，竖直导线中的电流方向由上向下时，导线周围的小磁针北极的环绕方向是________．〔6〕该实验探究设计实际上是丹麦科学家________发现电流磁效应的实验过程．[解析]〔1〕因导线、电流表电阻太小，应在电路中串联一个限流电阻，防止电路发生短路．本电路中小灯泡就是替代限流电阻的．〔2〕通电导线周围的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆，所以小磁针环绕导线形成一个圆圈．〔3〕改变导线中的电流方向，那么小磁针周围的圆形磁感线的方向随之改变，因此小磁针偏转方向改变，但仍然是一个圆圈．〔4〕通电导线附近的小磁针发生偏转，说明电流可以产生磁场．〔5〕通电直导线周围的磁场的磁感线的方向与电流方向有关，电流方向改变时其磁感线方向也改变．电流方向由上向下时，导线周围的小磁针北极的环绕方向变为顺时针方向．〔6〕该实验探究设计实际上是奥斯特发现电流磁效应的实验过程．[答案]〔1〕防止电路发生短路〔2〕圆圈〔3〕发生改变圆圈〔4〕磁场〔5〕顺时针方向〔6〕奥斯特6．〔12分〕如图1­5­20所示，质量为m的导体棒ab静止在程度导轨上，导轨宽度为L.电源的电动势为E，内阻为r，导体棒的电阻为R，其余电阻不计．磁场方向垂直导体棒斜向上，与程度面间的夹角为θ，磁感应强度为B.求轨道对导体棒的支持力和摩擦力的大小.图1­5­20【导学号：71