通电导线周围的磁场

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【专家解析】通电导线周围的磁场

【优秀范文】通电导线周围的磁场

范文一:解析通电螺线管周围的磁场 投稿:赖虚虛

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.

范文二:通电直导线周围的磁场课堂练习 投稿:许蓩蓪

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

范文三:【考点训练】通电直导线周围的磁场-2 投稿:金扉扊

【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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范文四:35通电直导线周围的磁场测量 投稿:姜簊簋

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)

范文五:实验:探究通电导线周围的磁场 投稿:谭嘨嘩

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。

范文六:【考点训练】通电直导线周围的磁场-2 投稿:龙鋏鋐

【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(

范文七:首先发现通电导体周围存在磁场的科学家是 投稿:龙脻脼

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。

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范文八:磁场对通电导线的作用 投稿:毛粏粐

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

范文九:磁场对通电导线的作用 投稿:卢锇锈

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

范文十:磁场对通电导线的作用 投稿:周緑緒

课题:§2.3磁场对通电导线的作用

课时安排 课时 总第 课时 执教时间 班级 姓名

【学习目标】

1、知道什么是安培力。

2、会用安培力公式F=BIL解答有关问题. 知道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;当导线

方向与磁场方向斜交时,所受安培力介于最大值BIL和0之间。

3、理解和掌握磁感应强度的方向和大小、单位。

4、知道左手定则的内容,会用左手定则熟练地判定电流方向与磁场方向都垂直时的

相关问题。

5、了解电动机的构造及工作原理。

教学重点:

1、 安培力的方向确定和大小的计算。

2、 磁感应强度的概念。

教学难点:

1、 磁感应强度的概念

2、 左手定则的运用

演示:把一段直导线放到磁场中,当导线中有电流通过时,可以看到原来静止的导线会运动。 实验说明:

【自主学习】

一、安培力

1、 通电导线在磁场中受到的力称为。

2、 通电导体放在磁场里,当导线方向与磁场垂直时,所受的安培力___ __;当导线方向

与磁场方向一致时,所受的安培力__ ___;当导线方向与磁场斜交时,所受的安培力

介于 。

演示:控制变量法研究“影响安培力大小的因素”

3、 导线方向与磁场垂直时,导线受到的安培力大小既跟又跟 成正比。即FIL ,改写成等式FBIL

二、磁感应强度(B)

(1) 公式:B=__________由公式可以确定单位:__________

实验发现:在磁场中的同一位置,改变I、改变L,F也跟着变化,但B

在磁场中的不同位置,BF是定值 ILF的值一般不同 IL

(2) 磁感应强度是反映磁场的物理量。

(3) 磁感应强度是磁场中某点的磁感应强度的方向

三、安培力的方向

(1) 左手定则:伸开左手,使拇指跟其余四指_______,并且都跟手掌在同一个平

面内,让_______穿入手心,并使四指指向_______的方向,则拇指所指的方

向就是通电导线所受安培力的方向。

如图所示,一条放在磁场中的通电导线,导线与磁场方向垂直,图中已经分别标明电流、

磁场和安培力这三个物理量中两个量的方向,试在图中标出第三个量的方向.

【小组讨论】

1.将长0.5m,通过4A电流的通电导线放在匀强磁场中,当导线和磁场方向垂直时,通电导

线所受磁场力为0.3N,则匀强磁场的磁疗感应强度B大小为______T,若将通电导线中的电流

减为2A,则这时匀强磁场的B为______T,导线受安培力为______N.

2.如图在倾角为30°的斜面上,水平固定一根20cm长的铜棒,将其两端用

软导线与电源连接,铜棒中通有2A的电流,方向如图所示,如空间存在竖直

向上的、磁感应强度为0.4T的匀强磁场,则铜棒受到的安培力的大小为方向是________

3.

四、电动机

1、电动机的工作原理

2、电动机基本构造

3、能量转化

【质疑拓展】

1.以下说法正确的是 ( )

A.通电导线在磁场中可能会受到力的作用

B.磁铁对通电导线不会有力的作用

C.两根通电导线之间不可能有力的作用

D.两根通电导线之间只可能有引力的作用,不可能有斥力的作用

2.如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根长直导线,导线与磁

铁垂直,给导线通以垂直纸面向外的电流,则( )

A.磁铁对桌面压力减小,不受桌面的摩擦力作用.

B.磁铁对桌面压力减小,受到桌面的摩擦力作用. C.磁铁对桌面压力增加,不受桌面的摩擦力作用.

D.磁铁对桌面压力增加,受到桌面的摩擦力作用.

【当堂检测】

1.关于磁场对通电直导线作用力的大小,下列说法中正确的是( )

A.通电直导线跟磁场方向平行时作用力最小,但不为零

B.通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大

C.作用力的大小跟导线与磁场方向的夹角大小无关

D.通电直导线跟磁场方向不垂直时肯定无作用力

2.某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示,其中正确的是( )

-43.在赤道附近的地磁场可看做是沿南北方向的匀强磁场,磁感应强度的大小是0.5×10T。

如果赤道上有一根沿东西方向的直导线,长20m,通有从东向西的电流30A,问地磁场对这根导线的作用力有多大?方向如何?

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