思維特訓(xùn)五　電與磁拓展2

1、思維特訓(xùn)(五)電與磁拓展(2)|典|例|分|析| 磁場對電流的作用例1科學(xué)家發(fā)現(xiàn)兩根平行導(dǎo)線通電后有如圖5TX1所示的現(xiàn)象(圖中實線、虛線分別表示通電前、后的情況)。圖5TX1(1)由圖可知兩平行通電導(dǎo)線之間有力的作用。當(dāng)通入的電流方向相同時，導(dǎo)線相互_；當(dāng)通入的電流方向相反時，導(dǎo)線相互_。(2)判斷通電直導(dǎo)線周圍磁場方向的方法是：用右手握導(dǎo)線，大拇指指向電流的方向，則四指環(huán)繞的方向就是通電直導(dǎo)線周圍的磁場方向(如圖5TX2所示)。根據(jù)這個方法，請你判斷圖甲中導(dǎo)線a在導(dǎo)線b處產(chǎn)生的磁場方向為垂直于紙面_(選填“向里”或“向外”)。圖5TX2(3)圖5TX1所示現(xiàn)象的產(chǎn)生原因：通電導(dǎo)線a周圍產(chǎn)生

2、的磁場對通電導(dǎo)線b有力的作用，當(dāng)導(dǎo)線a中的電流方向改變時，其磁場的方向也發(fā)生改變，導(dǎo)線b受力方向隨之改變。由此可知：與磁體之間的相互作用一樣，電流之間的相互作用也是通過_來實現(xiàn)的。解析 (1)由圖可知，當(dāng)通入的電流方向相同時，導(dǎo)線靠攏，說明兩導(dǎo)線相互吸引；當(dāng)通入的電流方向相反時，導(dǎo)線遠(yuǎn)離，說明兩導(dǎo)線相互排斥。(2)用右手握導(dǎo)線，大拇指指向電流方向(向上)，則四指環(huán)繞的方向就是通電直導(dǎo)線周圍的磁場方向，a的左側(cè)磁場方向垂直于紙面向外，b處(a的右側(cè))磁場方向垂直于紙面向里。(3)通電導(dǎo)線a周圍產(chǎn)生的磁場對通電導(dǎo)線b有力的作用，與磁體之間的相互作用一樣，電流之間的相互作用也是通過磁場來實現(xiàn)的。答案

3、 (1)吸引排斥(2)向里(3)磁場 電磁感應(yīng)例2如圖5TX3所示，虛線區(qū)域內(nèi)的“×”表示垂直于紙面向里的磁感線，磁場均勻，當(dāng)矩形線框從位置A向右勻速移動到位置B時，關(guān)于矩形線框內(nèi)感應(yīng)電流的有無情況，下列說法正確的是()圖5TX3A. 沒有感應(yīng)電流 B. 無有無C. 有無有 D. 一直有感應(yīng)電流解析 本題主要考查對產(chǎn)生感應(yīng)電流條件“一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動”的理解。矩形線框向右運動時，上下兩邊沒有切割磁感線，左右兩邊切割磁感線。線框未完全進(jìn)入磁場時，右邊的導(dǎo)線做切割磁感線運動，左邊的導(dǎo)線處于磁場外，滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，會有感應(yīng)電流產(chǎn)生；當(dāng)線框全部進(jìn)入磁場向右運動時，不符

4、合產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，這時沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生；當(dāng)線框右邊導(dǎo)線離開磁場時，線框左邊導(dǎo)線做切割磁感線運動，滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，會有感應(yīng)電流產(chǎn)生。故選C。答案 C|思|維|集|訓(xùn)|12019·山西模擬國產(chǎn)003型航母將采用自行研制的電磁彈射器。如圖5TX4所示，電磁彈射器的彈射車與飛機(jī)前輪連接，并處于強(qiáng)磁場中，當(dāng)彈射車內(nèi)的導(dǎo)體通以強(qiáng)電流時，即可受到強(qiáng)大的推力。下列與電磁彈射器工作原理一致的實驗是()圖5TX4圖5TX52如圖5TX6所示是某小組的同學(xué)探究感應(yīng)電流方向與哪些因素有關(guān)的實驗情景(圖中箭頭表示導(dǎo)體的運動方向)，下列說法中正確的是()圖5TX6A比較圖(a)和圖(b)可知，感應(yīng)電

5、流的方向與磁場方向有關(guān)B比較圖(b)和圖(c)可知，感應(yīng)電流的方向與磁場方向和導(dǎo)體運動方向無關(guān)C比較圖(a)和圖(c)可知，感應(yīng)電流的方向與磁場方向無關(guān)D由圖(d)可以得出感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體是否運動無關(guān)3如圖5TX7甲所示，在蹄形磁體的磁場中放置一根與螺線管連接的導(dǎo)體棒ab，當(dāng)ab棒水平向右運動時，小磁針N極轉(zhuǎn)至右邊?？墒箞D示位置的小磁針N極轉(zhuǎn)至左邊的操作是圖乙中的()圖5TX74如圖5TX8所示的四幅圖，用箭頭方向表示閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中運動的方向，符號“”表示電流的方向垂直于紙面向里，符號“”表示電流的方向垂直于紙面向外，圖中所表示的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，有一幅是錯誤的，則錯誤的是()圖

6、5TX85如圖5TX9所示，同一條形磁體，從靜止開始由同一高度下落，分別穿過閉合的塑料線圈甲、斷開的塑料線圈乙、閉合的金屬線圈丙、斷開的金屬線圈丁，則它穿過哪個線圈后落地時的動能最小(所有線圈均有電阻，不計空氣阻力)()圖5TX9A線圈甲 B線圈乙C線圈丙 D線圈丁6如圖5TX10所示，兩根水平放置的光滑導(dǎo)軌MN和MN放置在均勻的磁場內(nèi)，磁場方向垂直紙面向里，AB、CD是可在導(dǎo)軌上滑動的金屬棒，當(dāng)金屬棒AB在外力作用下向右運動時，AB棒中的電流方向由B到A，則CD受到的磁場力方向是()圖5TX10A. 向左 B. 向右C. 向上 D. 向下7某同學(xué)為了同時驗證老師課堂上講過的“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”“

7、通電導(dǎo)線周圍存在磁場”，以及“通電導(dǎo)線在磁場中受力運動”幾個實驗，于是動手制作了如圖5TX11所示的閉合線路，當(dāng)他使圖中金屬桿AB的一部分在磁場中水平向左運動時，電路中會相應(yīng)地發(fā)生哪些物理現(xiàn)象：(寫出3個現(xiàn)象)圖5TX11(1)_。(2)_。(3)_。82019年，日本發(fā)生9級大地震，導(dǎo)致福島第一核電站發(fā)生核泄漏事故，引發(fā)了嚴(yán)重的核危機(jī)，此次核事故被日本原子能安全保安評估為“7級”。核輻射也稱電離輻射，核爆炸和核事故都有核輻射。身體受到一定量的核輻射會致白細(xì)胞下降、致癌、致畸形，甚至導(dǎo)致死亡。核輻射主要有、三種射線，這三種射線射入磁場或電場時，、射線會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，射線的方向不發(fā)生改變。這表明_射

8、線是帶電的粒子流，_射線是不帶電的粒子流。圖5TX129如圖5TX12所示，用兩橡皮筋豎直懸掛重2 N的金屬棒AB，AB處于磁場中，金屬棒兩端連接著導(dǎo)線(導(dǎo)線對金屬棒的作用力忽略不計)，當(dāng)棒中通以由A流向B的電流時，金屬棒靜止，橡皮筋剛好處于松弛狀態(tài)；現(xiàn)讓電流由B流向A，金屬棒仍靜止，此時金屬棒受到磁場力的方向是_，大小為_N，每根橡皮筋受到的力為_N。10在“觀察磁場對通電直導(dǎo)線的作用”活動中，小敏按照圖5TX13所示組裝實驗器材。圖5TX13(1)為完成該觀察活動且實驗效果明顯，放在蹄形磁體磁場中的直導(dǎo)線EF應(yīng)選擇下列哪種金屬棒(金屬棒為實心且形狀、體積相同，銅鐵鋼鋁 )()A鐵棒 B鋼棒

9、C銅棒 D鋁棒(2)選擇恰當(dāng)直導(dǎo)線后，將滑動變阻器的滑片移動到適當(dāng)位置。閉合開關(guān)，看到直導(dǎo)線EF向右運動。說明磁場對通電導(dǎo)體有力的作用，_(選填“發(fā)電機(jī)”“電動機(jī)”或“電磁鐵”)就是根據(jù)該原理制成的。(3)將滑動變阻器的滑片向_(選填“左”或“右”)端移動，發(fā)現(xiàn)直導(dǎo)線EF向右運動并且擺起的幅度更大，這說明磁場對通電導(dǎo)體作用力的大小與有關(guān)。(4)若要使直導(dǎo)線EF向左運動，可采取的方法為(寫出1種)：_。(5)若想用上述器材研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，閉合開關(guān)前，應(yīng)將電路中的電源換成 _。11經(jīng)過進(jìn)一步探究，科學(xué)家安培發(fā)現(xiàn)：兩根平行導(dǎo)線通電后有如圖5TX14甲所示的現(xiàn)象(圖中實線、虛線分別表示通電前、后的情

10、況)。圖5TX14(1) 由圖甲可知，平行通電導(dǎo)線之間有力的作用。而且，當(dāng)通入的電流方向相同時，導(dǎo)線相互_。(2)平行通電導(dǎo)線之間相互作用力的大小可以用安培定律F來描述。其中，I1、I2分別為兩根導(dǎo)線中通入的電流，l為導(dǎo)線的長度，r為導(dǎo)線之間的距離，k為比例系數(shù)。某次實驗數(shù)據(jù)如下表所示：實驗次數(shù)l/mI1/AI2/Ar/mF/N110.20.20.10.8×1072_0.20.20.10.4×10731.50.4_0.21.8×107請將表格填寫完整。比例系數(shù)k_N/A2。對于位置固定、長度一定的兩根平行導(dǎo)線，如果保持F大小不變，兩根導(dǎo)線中的電流大小關(guān)系可以用圖乙

11、中的圖線_來表示。12法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象是指：“閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線運動時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流?！毙∶骱头挤几鶕?jù)課本中的描述進(jìn)行了進(jìn)一步探究。(1)小明同學(xué)提出了“感應(yīng)電流的大小可能與磁場的強(qiáng)弱有關(guān)”的猜想。除此以外，你的猜想是：_。寫出驗證你的猜想的主要步驟：你認(rèn)為兩次靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)程度()A(a)較大 B(b)較大C一樣大 D無法確定圖5TX15(3)實驗過程中小明與芳芳又用線圈和條形磁體來做實驗(如圖5TX15所示)，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。你認(rèn)為在此實驗中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小跟什么因素有關(guān)？請你進(jìn)行總結(jié)。(寫出兩條即可)_；_。(4)在(2)(3)兩個實驗

12、中，如何改變感應(yīng)電流的方向？請各寫出一種方法。_；_。13小明在做“探究什么情況下磁可以生電”的實驗時，設(shè)計了如圖5TX16所示的實驗裝置，PQ、MN為兩平行金屬導(dǎo)軌，水平放置，相距L，兩導(dǎo)軌右側(cè)連接定值電阻R，金屬棒ab垂直放在兩導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，接觸點分別為a、b?，F(xiàn)把該裝置放入一大小、方向均不變的磁場區(qū)域內(nèi)，用力F拉動金屬棒沿導(dǎo)軌勻速運動時，在閉合回路中可產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)向右拉動金屬棒時，通過金屬棒的電流方向為ab，忽略所有摩擦阻力和除R外其他電阻，則：圖5TX16(1)當(dāng)向左拉動金屬棒時，通過金屬棒的電流方向為_。(2)當(dāng)向右拉動金屬棒時，金屬棒相當(dāng)于電源給電阻R供電，則此時金屬

13、棒的_(選填“a”或“b”)端相當(dāng)于電源的正極。(3)小明在做實驗時，發(fā)現(xiàn)F的大小與PQ和MN間距離L、電阻R大小、金屬棒運動速度和磁場大小等有關(guān)，在保持其他條件不變的情況下，分別改變L、R得到如下表所示的實驗數(shù)據(jù)，請根據(jù)以下實驗數(shù)據(jù)及你已有的數(shù)學(xué)、物理知識，寫出F與L、R的關(guān)系式：F_。F/N0.10.40.9L/m0.20.40.6F/N0.80.40.2R/0.10.20.414.用12 V的電源為微型電動機(jī)供電的電路如圖5TX17甲所示。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S1、S2均向上閉合時，電動機(jī)開始轉(zhuǎn)動，電流I隨時間t 變化的圖象如圖乙所示。當(dāng)電流穩(wěn)定時，電動機(jī)正常工作。已知電動機(jī)轉(zhuǎn)動時歐姆定律不適

14、用，忽略溫度對電阻的影響，試解答下列問題。圖5TX17(1)當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S1、S2_閉合時可實現(xiàn)電動機(jī)的反轉(zhuǎn)。(2)當(dāng)電動機(jī)正常工作時，電動機(jī)的電功率為_W。(3)求電動機(jī)的電阻及正常工作時的輸出功率。15閱讀短文，回答后面的問題。如圖5TX18所示是電磁爐的原理示意圖。爐子的內(nèi)部有一個金屬線圈，當(dāng)電流通過線圈時，會產(chǎn)生磁場，這個磁場的大小和方向是不斷變化的，這個變化的磁場又會引起放在電磁爐上面的鐵質(zhì)(或鋼質(zhì))鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于鍋底有電阻，感應(yīng)電流又會在鍋底產(chǎn)生熱效應(yīng)，這些熱量便能起到加熱食物的作用。圖5TX18電磁爐的特點：電磁爐的效率比一般的爐子都高，熱效率高達(dá)90%；爐面無明火，

15、無煙，無廢氣；電磁爐火力強(qiáng)勁，安全可靠。因為電磁爐是以電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生熱量，所以不是所有的鍋或器具都適用。適合放在電磁爐上的烹飪器具有不銹鋼鍋(壺)、平底鐵鍋；不適用的有陶瓷鍋(壺)、圓底鐵鍋、耐熱玻璃鍋、鋁鍋(壺)、銅鍋(壺)等。(1)電磁爐上的鍋不能用陶瓷鍋、耐熱玻璃鍋的原因是什么？(2)在鍋和電磁爐中間放一張報紙，電磁爐還能起到加熱作用嗎？為什么？詳解詳析1B解析 由題意可知，電磁彈射器的彈射車與飛機(jī)前輪連接，并處于強(qiáng)磁場中，當(dāng)彈射車內(nèi)的導(dǎo)體通以強(qiáng)電流時，即可受到強(qiáng)大的推力，由此可知其原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力而運動。所以B符合題意。2A解析 圖(a)和圖(b)中，

16、導(dǎo)體運動方向不變，磁場方向改變，感應(yīng)電流的方向改變，說明感應(yīng)電流的方向和磁場的方向有關(guān)，A符合題意。圖(b)和圖(c)中，磁場方向和導(dǎo)體運動的方向同時改變，感應(yīng)電流的方向不變，沒有控制變量，B不符合題意。圖(a)和圖(c)中，磁場方向不變，導(dǎo)體運動方向改變，感應(yīng)電流的方向改變，說明感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體運動的方向有關(guān)，C不符合題意。圖(d)中電路未閉合，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，D不符合題意。3A解析 A選項，ab棒水平向左運動切割磁感線，蹄形磁體的磁場方向不變，導(dǎo)體棒運動方向相反，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向反向，螺線管產(chǎn)生的磁場方向反向，小磁針N極轉(zhuǎn)至左邊，故A正確。B選項，ab棒豎直向下運動，不切割磁感線，

17、不產(chǎn)生感應(yīng)電流，小磁針不偏轉(zhuǎn)，故B錯誤。C選項，ab棒豎直向上運動，不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，小磁針不偏轉(zhuǎn)，故C錯誤。D選項，蹄形磁體的磁場方向反向，導(dǎo)體棒ab的運動方向反向，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電流方向不變，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向不變，小磁針N極仍然轉(zhuǎn)至右邊，故D錯誤。4C解析 從A、B兩圖中可以看出，磁場方向不同，導(dǎo)體的運動方向相反，電流方向相同，故A、B兩圖可能都正確；從A、C兩圖中可以看出，磁場方向相同，導(dǎo)體的運動方向相同，則電流方向應(yīng)相同，故A、C兩圖必有一個錯誤；從B、D兩圖中可以看出，磁場方向相同，導(dǎo)體的運動方向相反，電流方向相反，故B、D兩圖可能都正確。綜上所述，錯誤的只能是C

18、。5C解析 條形磁體在下落過程中穿過閉合線圈時，線圈會切割磁感線，線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，該過程是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。注意：線圈要為金屬線圈，且是閉合的。如果不閉合，則只會在兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。6B解析 當(dāng)金屬棒AB在外力作用下向右運動時，棒中電流方向由B到A，可得金屬棒CD中的電流方向為由C到D。由左手定則可知金屬棒CD的受力方向向右。7(1)鐵塊受吸引向下移動(2)線圈abcd在磁場中轉(zhuǎn)動(3)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)解析 本圖包含了四個重要的電磁實驗：電磁感應(yīng)、電磁鐵、奧斯特實驗、電動機(jī)原理實驗。金屬桿AB的一部分在磁場中水平向左運動時，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流的磁效應(yīng)使電磁鐵吸引鐵塊，導(dǎo)線EF下方的小磁針因

19、通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場而偏轉(zhuǎn)，通電線圈abcd在磁場中受力轉(zhuǎn)動。8、解析 、三種射線射入磁場或電場時，、射線會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明、射線是帶電的粒子流，與磁場或電場發(fā)生吸引或排斥作用；射線的方向不發(fā)生改變，即與磁場或電場不發(fā)生作用，說明射線是不帶電的粒子流。9豎直向下22解析 當(dāng)棒中通以由A流向B的電流時，金屬棒靜止，橡皮筋剛好處于松弛狀態(tài)，說明金屬棒AB受到了一個豎直向上的磁場力，由于金屬棒靜止，故金屬棒受到的向上的磁場力等于重力，即F磁2 N。當(dāng)棒中通以由B流向A的電流時，根據(jù)影響磁場力方向和大小的因素可知，磁場力的大小不變，方向發(fā)生改變，即此時磁場力的方向為豎直向下。此時金屬棒AB受到了四個力的作

20、用：向下的重力、向下的磁場力和兩根橡皮筋向上的拉力；根據(jù)力的平衡條件可知，金屬棒受到豎直向上的拉力等于豎直向下的重力與磁場力之和，故每根橡皮筋受到的力：F×(2 N2 N)2 N。10(1)D(2)電動機(jī)(3)右電流的大小(4)改變電流方向(把蹄形磁體的磁極對調(diào))(5)靈敏電流計解析 (1)為了使實驗效果明顯，選擇的金屬棒應(yīng)該是非鐵磁性物質(zhì)，并且密度較小，則應(yīng)選擇鋁棒，故選D。(2)閉合開關(guān)，看到直導(dǎo)線EF向右運動，說明磁場對通電導(dǎo)體有力的作用，電動機(jī)就是根據(jù)該原理制成的。(3)將滑動變阻器的滑片向右端移動，變阻器連入電路的電阻變小，通過導(dǎo)體的電流變大，直導(dǎo)線EF向右運動擺起的幅度更

21、大，這說明磁場對通電導(dǎo)體作用力的大小與電流大小有關(guān)。(4)要使直導(dǎo)線EF向左運動，可以改變磁場方向，也可以改變導(dǎo)體中電流的方向。(5)研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，利用靈敏電流計顯示是否有電流產(chǎn)生，因此應(yīng)將電路中的電源換成靈敏電流計。11(1)吸引(2)0.50.32×107b解析 (1)由圖甲可知：左邊的平行通電導(dǎo)線在通入方向相同的電流時，它們之間的距離變小，表明它們相互吸引。(2)由安培定律F可得：k；由表格中第1次實驗的數(shù)據(jù)代入可得：k2×107 N/A2。第2次實驗中，l20.5 m。第3次實驗中，I20.3 A。對于位置固定、長度一定的兩根平行導(dǎo)線，如果保持F大小不變，則I

22、1I2為定值，所以兩根導(dǎo)線中的電流大小關(guān)系是成反比的，圖象中的圖線b符合題意。12(1)感應(yīng)電流的大小可能與導(dǎo)體切割磁感線運動的快慢有關(guān)主要步驟：A.如圖所示，讓導(dǎo)體ab以較小的速度在磁場中向右運動，觀察靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)角度。B.讓導(dǎo)體ab在同一磁場中以較大的速度在磁場中向右運動，觀察靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)角度。C.比較兩次靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)角度的大小，即可知道感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體運動的快慢是否有關(guān)。(2)A(3)磁體磁性強(qiáng)弱磁體運動的快慢(4)改變切割方向(或改變磁場方向)對調(diào)磁極(或改變磁體的運動方向)解析 (1)感應(yīng)電流是導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動而產(chǎn)生的，在已經(jīng)對磁場方面作出猜想的

23、前提下，就要從運動這方面作出猜想：感應(yīng)電流的大小可能與導(dǎo)體切割磁感線運動的快慢有關(guān)。(2)因為多匝線圈在磁場中運動時，相當(dāng)于多根導(dǎo)線同時切割磁感線，即相當(dāng)于多個電源串聯(lián)，則電路中電流較大，故選A。(3)我們知道，閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動可以產(chǎn)生感應(yīng)電流，即導(dǎo)體和磁場發(fā)生了相對運動；本題中磁場運動，可以認(rèn)為導(dǎo)線相對于磁場發(fā)生了運動，故也可以產(chǎn)生感應(yīng)電流；感應(yīng)電流的大小與磁場的強(qiáng)弱、磁體運動的變慢以及線圈的匝數(shù)等有關(guān)。(4)感應(yīng)電流的方向與切割磁感線的運動方向及磁場方向有關(guān)，故二者都可以通過改變磁場方向或運動方向來改變電流方向。13(1)ba(2)b(3)解析 (1)由題意知，當(dāng)向右拉動金屬棒時，通過金屬棒的電流方向為ab；則當(dāng)向左拉動金屬棒時，金屬棒運動的方向改變，通過金屬棒的電流方向改變，為ba。(2)當(dāng)向右拉動金屬棒時，通過金屬棒的電流方向為ab，在金屬棒的外部，電流的方向是ba