物理九年级下册 电与磁单元测试卷 (word版,含解析)
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物理九年级下册电与磁单元测试卷(word版,含解析)
一、三物理电与磁易错压轴题(难)
1.小刚学习了电磁铁的知识后,想知道电磁铁周围的磁场强弱与通入电磁铁的电流大小和距电磁铁的距离是否有关。
查阅资料知道,磁场强弱即磁感应强度(用B表示)的单位是T(特斯拉)。
图甲和图乙中电源电压均为6 V且恒定不变,图乙中R是磁敏电阻,其阻值随磁感应强度B的变化关系如图丙所示。
(1)由图丙可知,磁感应强度越大,R阻值越_____;小刚设计的图甲、乙组成的实验装置是通过________来判断R所处位置的磁感应强度。
(2)利用图甲、乙装置,保持_________相同时,闭合S1、S2后移动滑动变阻器的滑片,发现滑片P向左滑动时,灵敏电流计的示数不断变小,说明R所处位置的磁感应强度不断________(选填“增大”或“减小”)。
(3)当闭合S1、S2,保持滑片位置不变,沿电磁铁轴线方向移动R,测出R距离电磁铁的距离L和灵敏电流计的示数I,结合图丙计算出磁感应强度B的数值如下表.
L/cm12345
I/mA1015203050
B/T0.680.6___0.360.14
①当L=3 cm时,将此时磁感应强度B数值填在上表中对应位置。
②分析以上数据可以得出,通入电磁铁的电流一定时,距电磁铁越远,磁感应强度B越______.
③综合(2)和(3)的实验结论可知,电磁铁周围的磁感应强度B与通入电磁铁的电流大小和距电磁铁的距离________(选填“有关”或“无关”)。
【答案】大灵敏电流计示数R距电磁铁的距离增大0.5小有关
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图丙可知,磁感应强度越大,R阻值越大。
[2]图乙中R 是磁敏电阻,其阻值随磁感应强度B 的变化而变化,磁敏电阻的变化引起电路中电流的变化,实验中根据灵敏电流计示数判断R 所处位置的磁感应强度的强弱。
(2)[3]研究电磁铁周围的磁场强弱与通入电磁铁的电流大小是否有关,控制磁敏电阻R 到电磁铁的距离。
[4]灵敏电流计的示数不断变小,说明图乙电路中的电流不断减小,磁敏电阻的阻值不断增大,R 所处位置的磁感应强度不断增大。
(3) ①[5]由表可知当电流为15mA 时,磁感应强度B 为0.6T ,由图丙可知当磁感应强度B 为0.6T 时,磁敏电阻的阻值为400Ω,由欧姆定律可知,此时,磁敏电阻两端的电压为
31510A 4006V U IR -==⨯⨯Ω=
则电源电压为6V 。
当电流为20mA 时,磁敏电阻此时的电阻为
-36V =3002010A
U R I '=
=Ω'⨯ 由图丙可知电阻为300Ω时,磁感应强度B 为0.5T 。
②[6]由表中数据可以得出,通入电磁铁的电流一定时,距电磁铁越远,磁感应强度B 越小。
③[7]由(2)可知电磁铁周围的磁感应强度B 与通入电磁铁的电流大小有关;由(3)可知电磁铁周围的磁感应强度B 与距电磁铁的距离有关。
综合上述实验结论可知,电磁铁周围的磁感应强度B 与通入电磁铁的电流大小和到电磁铁的距离有关。
2.两个电磁铁A 和B 都用粗细相同的漆包线绕制而成,其外形及所用的铁芯都相同,但线圈面数不同(外观上看不出)要比较哪个电磁铁的线匝数多,小明用相同的恒压电源、滑动变阻器、导线、开关,并提供足够多的大头针,连接电路进行了图两个实验。
(1)关于小明的实验:
①磁性较强的电磁铁是______ (选填“A ”或“B ”)。
依据是_____ ;
②该实验,无法比较哪个电磁铁的线圆匝数更多,原因是______;
(2)利用上述器材设计实验,要求能比较哪个电磁铁的线圈匝数更多(可增加一个器材,或不增加器材):
①步骤(可用文字或画图表述)______;
②结论分析:______。
【答案】A 吸引大头针的数量较多 不能确保流过两个电磁铁的电流相同 见解析 吸引大头针数量较多的电磁铁,线圈匝数较多
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]由图可知电磁铁A吸引的的大头针数量比电磁铁B多,可判断电磁铁A的磁性较强。
[3]影响电磁铁磁性强弱的因素有线圈匝数、电流大小,该实验中无法通过电磁铁磁性强弱来判断谁的线圈匝数多,谁的少,原因在于无法确保流过两个电磁铁的电流相同。
(2)[4]步骤:将电磁铁A、B串联在一个电路中,通过它们的电流相等,是电磁铁A、B上的线圈匝数不同。
[5]结论分析:在电磁铁通过电流相同时,线圈匝数较多的电磁铁,吸引大头针数量较多;线圈匝数较少的吸引大头针数量较少;可判断:吸引大头针数量较多的电磁铁,线圈匝数较多。
3.在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中,小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根轻质的铝棒ab,然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里,如图甲所示。
(1)小明闭合开关,看到铝棒稳定时如图乙所示;在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时,小明先仅对调磁极位置,闭合开关,观察到铝棒ab稳定时如丙所示,由此可知通电导线在磁场中受力的方向与____________方向有关。
然后小明保持图甲中的磁极位置不动,将铝棒ab两端对调后接入电路,发现铝棒ab的摆动方向依然如图乙所示,由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。
你认为小明的做法对吗?____为什么?_________。
(2)小明进一步猜想:在同一磁场中,磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢?为此小明决定在图丙所示的实验基础上,在电路中串入电流表,并通过将铝棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更大的铁棒和电阻更小的铜棒来改变电路中的电流,进行对比实验。
① 实验过程中,小明应根据______(选填“电流表的示数”或“导线摆动角度”)来推断通电导线在磁场中的受力大小。
② 闭合开关,小明发现铁棒稳定时的位置都如图丁所示,与丙图实验现象相比,小明感到非常困惑。
请你指出小明实验设计中存在的问题并提出改进方法。
存在问题:_____________。
改进方法:_________________。
(3)若想利用小明的实验装置继续探究电磁感应现象,我们只需将图甲中的__________(选填“开关”、“铝棒ab” 或“电源”)替换成_____________即可。
【答案】磁场不对因为将铝棒ab两端对调后接入电路,电流方向还是不变导线摆动角度铁棒在磁场中会受到磁铁的吸引力把丁图的铁棒换成与丙图相同的铜棒电源
灵敏电流表
【解析】
【详解】
(1)[1]仅对调磁极位置,由此可知通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关;
[2][3]小明的做法不对;因为将铝棒ab两端对调后接入电路,电流方向还是不变,那么受力方向也不变,电流方向实际上是没有变化的;
(2)[4]为了探究磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关,需改变电流的大小,观察金属棒的受力大小,应根据导线摆动角度来推断通电导线在磁场中的受力大小;
[5][6]由于铁棒比铝棒电阻大,根据
U
I
R
可知,在电源电压不变时,通过铁棒的电流较
小,当磁场强度相同时,电流越小,导体受到的磁场力越小,因此铁棒比铝棒摆动的幅度小;所以实验中存在的问题是:铁棒在磁场中会受到磁铁的吸引力;改进方法是:把丁图的铁棒换成与丙图相同的铜棒;
(3)[7][8]探究电磁感应现象,即磁生电,只需将图甲中的电源替换成灵敏电流表即可,这电流表能显示是否有电流产生。
4.李明用天然磁石仿制图甲所示的勺状的指南针﹣﹣司南.
(1)他用的材料是图乙所示的天然磁石,该磁石的D端为________(选填“北极”或“南极”).
(2)他用该磁石的D端磨成勺柄,打磨成勺状指南针(即“司南”),再用细线将其悬挂,如图丙所示,司南静止时,勺柄指向地球的________
(3)将该司南悬挂在电磁铁正上方,闭合开关S,司南静止时的指向如图丁所示,则电磁铁左端是_____(选填“北极”或“南极”)极,则电源M端是________(选填“正极”或“负极”).
(4)为增强司南的磁性,可用图丁所示装置,通过________(填字母序号),来增强电磁铁对司南磁化的效果.
A.改变电源的正负极 B.让司南垂直放置在AB中点的正上方 C.增加电源的电压.【答案】南极南极北极负极 C
【解析】
【分析】
【详解】
(1)人们规定磁场的方向由北极出发到南极,由图可知,在磁体外部磁感线由B端到D
端,因此,磁石的D端为该磁体S极,即南极;
(2)地磁的北极在地理的南极附近,由于异名磁极相互吸引,因此,司南静止时,勺柄指向地球的南极;
(3)因为异名磁极相互吸引,所以通电螺线管的左端是N极;
再用安培定则,右手大母指向左握住螺线管,可判断通电螺线管中的电流方向为:右端电流向上,左端向下;
再根据电流方向是从电源正极出发通过用电器回到负极,所以电源左端,即M端为电源的负极;
(4)为了增强司南的磁化效果,可以增加电源电压,使线圈中电流增大,则线圈磁性增强,磁化效果更好.
故选C.
【点睛】
牢记磁场方向的规定,即磁体周围的磁感线,都是从磁体的N极出发,回到S极;磁极间的作用规律是:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,再结合安培定则判断电源的正负极
5.如图所示是老师设计的一个实验装置,用来探究“影响电磁铁磁性强弱因素”,它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管(线圈电阻忽略不计)和自制的针式刻度板组成,通过观察指针偏转角度的大小,来判断电磁铁磁性的强弱.用竹片削制的指针下方加装固定一物体E,导线 a 与接线柱 2 相连.
(1)为了使指针在受磁场力的作用在能绕 O 点转动,需在 E 处加装铁块,加装物体后,为了确保指针能正确指示且具有一定的灵敏度,老师在 O 点转轴处涂抹润滑油,目的是
_____,使指针转动更灵活.
(2)按如图所示连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片 P 到某一位置,记下此时指针偏转的角度,保持滑片 P 位置不变,导线 a 改为与接线柱 1 相连,可以探究电磁铁磁性强弱与_____的关系;保持接线方式不变,移动变阻器滑片 P,可以探究电磁铁磁性强弱与另外一个因素的关系.
(3)当滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时,指针偏转的角度将会______(选填“增大”或“减小”).
(4)细心观察的小锋同学发现在实验过程中该自制装置的指针均向右偏转,只是偏转角度不同,该同学向老师提出能否让指针向左偏转,老师马上将一块小磁铁换装在如图 E 处,且让磁铁的右端为_____极,闭合开关后,同学们发现指针果然向左偏转.
(5)你认为该装置中指针的偏转角度大小可能还与哪些因素有关?______(只写出一个即可)
【答案】减小摩擦线圈匝数减小 N 铁芯大小
【解析】
【分析】
(1)根据减小摩擦的方法解答;
(2)根据1、2位置比较接入电路线圈匝数多少可知答案;
(3)当滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时,电阻变大,电流变小,磁场减弱;
(4)首先判断电磁铁的N、S极,然后利用电磁铁与所放磁铁的磁极相互作用做出判断;(5)该装置中指针的偏转角度大小要受磁力大小、竹片削制的指针质量、电磁铁距离指针的距离等因素影响.
【详解】
(1)在O点转轴处涂抹润滑油可以使接触面变光滑,从而减小了摩擦;
(2)保持滑片P位置不变,忽略线圈电阻,则电流不变,导线a改为与接线柱1相连,增加了线圈匝数,因此可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系;
保持接线方式不变,移动变阻器滑片P,改变电流大小,可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系.
(3)当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,接入电路电阻增大,电流减小,磁性减弱,所以指针偏转的角度将会减小;
(4)由图中通电线圈电流流入方向,利用右手螺旋定则可以判断出通电线圈左端为N极,右端为S极,在E处放小磁铁让磁铁的右端为N极、左端为S极时,则通电线圈右端S极与小磁铁左端为S极就会相互排斥,指针就会向左偏转;
(5)该装置中指针的偏转角度大小要受磁力大小、竹片削制的指针质量、电磁铁距离指针的距离等因素影响;
所以指针的偏转角度大小还与铁芯大小有关,也与竹片削制的指针质量有关.
6.探究“产生感应电流条件”的实验步骤如图甲、乙、丙所示。
(1)本实验中,我们是通过观察____________来判断电路中是否有感应电流产生的。
(2)比较________两图可知,产生感应电流的一个条件是电路要闭合;比较________两图可知,产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动。
(3)若图甲中AB棒不动,磁体左右水平运动,电路中________(选填“有”或“无”)感应电流。
(4)实验过程中,某些同学按图甲所示方法进行操作时,实验现象不太明显,请你分别从实验装置和操作过程两方面各提出一条改进的措施,实验装置方面:__________;操作过程方面:_____________。
【答案】灵敏电流计指针是否偏转甲、丙甲、乙有换用磁性更强的磁体加快导体的运动速度
【解析】
【详解】
(1)电路中产生的感应电流不能用眼睛直接观察,所以串联电流表,可以通过电流表指针是否发生偏转,判断电路中是否有感应电流。
(2)甲、丙两图是电路中的一部分导体都切割磁感线运动,甲图中有感应电流,丙图中无感应电流,说明电路是闭合电路时才产生感应电流。
甲、乙两图都是闭合电路的一部分导体,甲切割磁感线运动,乙没有切割磁感线运动,甲图中有感应电流,乙图中无感应电流,说明导体在电路中切割磁感线运动时,才能产生感应电流。
(3)图甲中AB棒不动,磁铁左右水平运动,相当于磁铁不动,导体切割磁感线运动。
所以电路中有感应电流。
(4)电流表指针偏转不明显,是电流太小,从装置上的改进方法:可以换用磁性更强的磁铁、可以换用匝数更多的线圈实验;
从操作角度改进:可以加快导体的移动速度,即使导体切割磁感线运动的速度更快。
【点睛】
重点是研究电磁感应的实验,牢记产生感应电流应具备三个条件,一、闭合回路,即必须是通路,二、一部分导体,三、切割磁感线运动。
7.在物理学中,磁感应强度(用字母B表示,国际单位是特斯拉,符号是T)表示磁场的强弱,磁感应强度B越大,磁场越强;磁感线形象、直观描述磁场,磁感线越密,磁场越强。
(1)左图为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。
由图可知,若在1处放置一个小磁针,当小磁针静止时,其指向应是右图中的 ___________。
(2)有一种磁敏电阻,其大小随磁场的强弱变化而变化。
某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象如图所示,根据图线可知,磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而
_________。
(3)利用该磁敏电阻的R-B特性曲线可以测量上图磁场中各处的磁感应强度。
①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处。
小明设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路,所提供的实验器材如图所示,其中磁敏电阻所处的磁场未画出。
请你将该实验电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向B端滑动时连入电路的电阻变大__________。
②连接电路时,开关应______,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于____ (填“A”或“B”)端,可以起到_____________的作用。
③闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且接近于电源电压,则电路中出现的故障可能是______________。
④排除故障,正确接线后,测得的数据如上表所示,该磁敏电阻的测量值为
___________Ω;再根据该磁敏电阻的R-B特性曲线可知,1处的磁感应强度为
___________T。
⑤在实验过程中,仅将磁敏电阻从1处移至2处,其它条件不变,那么电压表的示数
___________。
(填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】甲增大见解析所示断开 B 保护电路磁敏电阻断路 500 1.0 减小
【解析】(1)根据磁场方向的规定可知,磁针在磁场中时,N极所指的方向即为该点的磁场方向,所以若在1处放置一个小磁针,当小磁针静止时,其指向即N极指向与右图中的甲图相同;
(2)根据图线可知,磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而增大。
(3)根据伏安法测量电阻的电路图,如图要使滑动变阻器的滑片向B端滑动时连入电路的电阻变大,应连接电源正极到滑动变阻器的A接线柱,再连接接线柱C到电流表的正接线柱,如图:
②根据电路连接的一般要求,连接电路时,开关应断开,为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大端,即B端,以起保护电路的作用。
③闭合开关后,发现电流表无示数,则电路中出现了断路性故障,电压表有示数且接近于电源电压,说明电压表串联在了电路中,故电路中出现的故障可能是磁敏电阻断路。
④排除故障,正确接线后,测得的数据如上表所示,根据第一组数据计算可得该磁敏电阻
的测量值为:;
再根据该磁敏电阻的R-B特性曲线可知,磁敏电阻的阻值为500Ω时,1处的磁感应强度为1.0T。
⑤在实验过程中,仅将磁敏电阻从1处移至2处,根据磁感线的分布情况可知,磁场的强
度将减弱,由磁敏电阻的R-B特性曲线可知,磁敏电阻的阻值减小,则电路总电阻减小,
根据可知,电路中电流会增大,而滑动变阻器的阻值不变,再根据可知,滑动变阻器两端的电压将变大,则磁敏电阻两端的电压变小,即电压表的示数减小。
8.归纳式探究—.研究电磁感应现象中的感应电流:
磁场的强弱用磁感应强度描述,用符号B表示,单位是特斯拉,符号是T.强弱和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场.
如图甲所示,电阻R1与圆形金属线圈R2连接成闭合回路,R1和R2的阻值均为R0,导线的电阻不计,
在线圈中半径为r的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示,图线与横、纵坐标的截距分别为t0和B0.则0至t1时间内通过R1的电流I与阻值R0、匀强磁场的半径r、磁感应强度B0和时间t0的关系数据如下表:
次数R0/Ωr/m B0/T T0/s I/A
1100.1 1.00.15π×l0-2
2200.1 1.00.1 2.5π×l0-2 3200.2 1.00.110π×l0-2 4100.10.30.1 1.5π×l0-2 5200.10.10.050.5π×l0-2
(1)I=_____k,其中k=________(填上数值和单位)
(2)上述装置中,改变R0的大小,其他条件保持不变,则0至t1时间内通过R1的电流I 与R0的关系可以用图象中的图线____表示.
【答案】
2
00
B r
R t2
5A s
T m
π⋅Ω⋅
⨯
c
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图像分析可得
2
E
I
R
= (1)
E
t
∆Φ
=
∆
(2)
=?S B
∆Φ∆ (3)
120
+2
R R R R
== (4)
由1234联立得:
22
000
22
B
B r r
I
t R t R
ππ
∆
=⋅=⋅
∆
由于
2
π
为定值,故
2
00
B r
I k
R t
=
[2]将第一组数据带入上式得:
k=
2
5A s
T m
π⋅Ω⋅
⨯
(2)[3]若R0变,其他为定值,则
2
2
B r
t
π
均为定值,可看作
'k
I
R
=,此为反比例函数,故可用图线c表示.
9.归纳式探究-研究带电粒子在回旋加速器中的运动:
(1)磁体周围存在磁场,磁场的强弱用磁感应强度描述,用符号B表示,单位是特斯拉,符号是T.我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小.磁感应强度大的地方,磁感线密;磁感应强度小的地方,磁感线疏.
条形磁体外部的磁感线分布如图甲所示,则a、b两点磁感应强度较大的是__.
磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场.
(2)回旋加速器的原理如图乙所示,D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒,被置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中,它们接在电压一定的交流电源上,从D1的圆心O处释放不同的带电粒子(加速度可以忽略,重力不计),粒子在两金属盒之间被不断加速,最终离开回旋加速器时,获得一定的最大动能.改变带电粒子质量为m,电荷量为q,磁感应强度B,金属盒半径R,带电粒子的最大动能E k随之改变.得到数据如表:次数m/kg q/C B/T R/m E k/J
1 3.2×10-27 1.6×10-191×10-214×10-16
2 6.4×10-27 1.6×10-191×10-212×10-16
3 3.2×10-27 4.8×10-191×10-2136×10-16
4 6.4×10-27 1.6×10-192×10-218×10-16
5 1.6×10-27 1.6×10-191×10-2372×10-16
①E k= k__,其中k=___(填上数值和单位).
②对于同一带电粒子.在不同的同旋加速器中,要获得相同的最大动能,则金属盒半径R 与磁感应强度B的关系可以用图象中的图线___表示.
【答案】a
222
q B R m
0.5J•kg/(C 2•T 2•m 2) c 【解析】 试题分析:
我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小.磁感线密的地方,磁感线密;磁感应强度小的地方,磁感线疏.a 点磁感线密,磁感线密.
(2)比较次数1和2,在q 、B 、R 相同时,m 变为原来的两倍,E k 变为原来的1/2,可知动能E k 与质量m 成反比;
比较次数1和2,在m 、B 、R 相同时,q 变为原来的3倍,E k 变为原来的9倍,可知动能E k 与q 2成正比
比较次数2和4,在q 、m 、R 相同时,B 变为原来的两倍,E k 变为原来的4倍,可知动能E k 与B 2成正比
比较次数1和5,在q 、B 相同时,m 变为原来的两倍,R 变为原来的3倍,E k 变为原来的18倍,可知动能E k 与R 2成正比. 综上所述:E k = k
将第一组使用数据代入解得,k=0.5J•kg/(C 2•T 2•m 2);
②由E k = k ,B=,对于同一带电粒子.在不同的同旋加速器中去,q
和m 相同,要获得相同的最大动能,则金属盒半径R 与磁感应强度B 的关系应成反比.C 图像符合要求.
考点:控制变量法,和实验数据的分析.
10.归纳式和演绎式探究通电导体在磁场中受到力的作用,受力方向与电流方向和磁场方向有关.在磁场中受力的大小与什么因素有关?小宇和同学们做了实验,数据记录如下表: 磁体 电流/A I 长度/m L 力3/10N F -⨯ 甲 0.1 1.0 1.0 甲 0.3 0.5 1.5 甲 0.1 2.0 2.0 乙 0.2 0.5 4.0 乙 0.2 1.0 8.0 乙
0.1
1.5
6.0
(1)分析表中数据,可以看出通电导体在磁场中受到力F B =______;其中B 的值不同磁体一般是______的.因此我们可以用这个值来表示磁场的磁感应强度,在国际单位制中,磁感应强度B 的单位是特斯拉,简称特,符号是T.
(2)请你计算一下,磁体甲的磁感应强度大小是____________.
(3)如图,长为L 、质量为m 的均匀金属棒ab 的两端用两个完全相同的弹簧悬挂成水平状态,位于垂直纸面向里的匀强磁场(强弱和方向处处相同)中.弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘,金属棒通过开关与电源相连,电路总电阻为R .当电源电压为U 时,弹簧恰好不伸长.证明:匀强磁场的磁感应强度B 的大小是mgR
B UL
=
.________
【答案】IL 不同 2110T -⨯ 见解析 【解析】 【详解】
(1)[1][2]由表中数据可知,对于甲磁体,每次实验得到的电流I 与导体长度L 的乘积再乘以0.01,等于导体在磁场中受到力的大小;对于乙磁体,每次实验得到的电流I 与导体长度L 的乘积再乘以0.04,也等于导体在磁场中受到力的大小。
说明通电导体在磁场中受到力的大小等于电流I 、导体长度L 、某个定值的乘积,这个定值叫磁感应强度(B ),不同的磁体磁感应强度不同,则通电导体在磁场中受到的力为:
F =BIL ;
(2)[3]由F =BIL 得B =
F
IL
,将表中甲磁体的一组数据带入,则磁体甲的磁感应强度大小是: B =F IL =-3110N 0.1A 1m
⨯⨯=2110N /A m -⨯⋅=2110T -⨯。
(3)[4]通电时,弹簧恰好不伸长,说明弹簧对金属棒没有作用力,此时金属棒受到的磁场作用力F 与金属棒的重力G 平衡,即F =G 。
因F =BIL 、G =mg ,I =
U
R
,则: BIL =mg , B
U
R
L =mg , 解得mgR
B UL
=。
11.为了探究导体在磁场中怎样运动才能在电路中产生电流,采用图中所示的实验装置进行实验:
(1)将用细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中,闭合开关,电流计指针不偏转,让导体在蹄形磁体中左右运动,电流计指针____偏转;断开开关,让导体在蹄形磁体中左右运动,电流计指针____偏转。
(填“会”或“不会”)
(2)将用细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中,闭合开关,让导体在蹄形磁体中竖直上下运动,电流计指针____偏转;让导体在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动,电流计指针___偏转。
(填“会”或“不会”)
(3)综合(1)(2)中的实验现象可知,导体在磁场中运动产生电流的条件是:导体必须是____电路的一部分,且一定要做____运动。
(4)在这个实验中____能转化为了电能。
【答案】会不会不会会闭合切割磁感线机械
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中,闭合开关,没有切割磁感线,电流计指针不偏转;让导体在蹄形磁体中左右运动,导体切割磁感线,有感应电流产生,电流计指针会偏转;[2]断开开关,让导体在蹄形磁体中左右运动,虽然导体切割磁感线,但由于开关断开,电路没有电流,电流计指针不会偏转;
(2)[3][4]将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中,闭合开关,让导体在蹄形磁体中竖直上下运动,导体没有切割磁感线,没有感应电流产生,电流计指针不会偏转;闭合开关,让导体在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动,导体做切割磁感线运动,有感应电流产生,电流计指针会偏转;
(3)[5][6]综合(1)(2)中的实验现象可知,导体在磁场中运动产生电流的条件是:导体必须是闭合电路的一部分,且一定要做切割磁感线的运动;
(4)[7]此实验中消耗了机械能,获得了电能,是将机械能转化为电能的过程。
12.为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关,小丽同学作出以下猜想:
猜想A:电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性
猜想B:通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强
猜想C:外形相同的螺线管,线圈的匝数越多,它的磁性越强。