2021版高中物理第1章电与磁第5节奥斯特实验的启示学业分层测评5粤教版选修11

2021版高中物理第1章电与磁第5节奥斯特实验的启示学业分层测评5粤教版选修11

(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1.如图1­5­9所示，关于奥斯特实验的意义，下列说法中正确的是( )

图1­5­9

A．发觉电流的热效应，从而揭示电流做功的本质

B．指出磁场对电流的作用力，为后人进而发明电动机奠定基础

C．发觉电磁感应现象，为后人进而发明发电机奠定基础

D．发觉通电导体周围存在磁场，从而把磁现象和电现象联系起来

【解析】奥斯特实验发觉通电导体周围存在磁场，从而把磁现象和电现象联系起来。

【答案】 D

2．某同学做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方，当通电后发觉小磁针不动，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( )

【导学号：75392034】A．自东向西B．自南向北

C．自西向东D．自北向南

【解析】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.

【答案】 D

3．在做“奥斯特实验”时，下列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

【解析】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．【答案】 C

4．摩擦产生静电，会给人们生活带来许多苦恼，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确实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，当带有正电的乌云通过避雷针的上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力方向

为( ) 【导学号：75392035】A．正南B．正东C．正西D．正北

【解析】当带有正电的乌云通过避雷针的上方时，在避雷针上端产生的感应电荷是负电荷，它会通过针尖逐步放出，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，据左手定则可判定地磁场对避雷针的作用力方向指向正东．【答案】 B

5．关于通电直导线所受安培力F，磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系．下列说法正确的是( )

A．F、B、I三者必定均保持垂直

B．F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于I

C．B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于I

D．I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B

【解析】由安培力的特点知B正确．

【答案】 B

6．(多选)如图1­5­10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，下列说法中正确的有( )

【导学号：75392036】

图1­5­10

A．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

【解析】依照左手定则知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。

【答案】AC

7．(多选)质量为M的金属闭合矩形线框abcd，用细软的绝缘丝线悬挂起来，矩形线框abcd的下半部分处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，线框中通有方向为abcda的电流，如图1­5­11所示．现在悬线上有拉力．为了使拉力等于零，可 ( )

图1­5­11

A．适当增大磁感应强度

B．使磁场反向

C．适当增大电流强度

D．使电流反向

【解析】由左手定则知，导线bc受向上的安培力F，对线框受力分析知，悬线拉力T ＝Mg－F，要使拉力T等于零，应增大导线bc受到的安培力F.因安培力的大小随磁感应强度的大小、电流的大小与导体长度的增大而增大，故AC正确，若使磁场反向或使电流反向，则bc受的磁场力向下，拉力不可能为零，故B、D均错．

【答案】AC

8．(多选)如图1­5­12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，以下说法正确的是( )

【导学号：75392037】

图1­5­12

A．那个力F是通过磁场产生的

B．那个力F没有反作用力

C．那个力F的反作用力作用在通电导线上

D．那个力F的反作用力作用在蹄形磁铁上

【解析】磁体间、电流间、磁体与电流间的作用力差不多上通过磁场产生的，因此A 是对的；力的作用是相互的，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那个力也不例外，它的施力物体是蹄形磁铁，受力物体是通电导线，因此那个力的反作用

力作用于蹄形磁铁上，B、C是错的，D是对的．

【答案】AD

[能力提升]

9．某班的一物理实验小组为探究电与磁的关系进行了一次实验探究，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，在竖直导线四周的水平平台上放置了许多专门小的小磁针．然后闭合开关，观看到小灯泡发光，小磁针发生了偏转．

请回答下列问题：

(1)在电路中连接小灯泡的要紧目的是_______________________________

(选填“明白电路是否接通”或“幸免电路发生短路”)．

(2)通电竖直导线周围的小磁针围绕导线形成一个_____________________．

(3)改变导线的电流方向，则小磁针的偏转方向_______________________．

小磁针围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，说明电流能够产生________．

(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围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围绕方向是________．

(6)该实验探究设计实际上是丹麦科学家________发觉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，幸免电路发生短路．本电路中小灯泡确实是替代限流电阻的．

(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，因此小磁针围绕导线形成一个圆圈．

(3)改变导线中的电流方向，则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，但仍旧是一个圆圈．

(4)通电导线邻近的小磁针发生偏转，说明电流能够产生磁场．

(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围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觉电流磁效应的实验过程．

【答案】(1)幸免电路发生短路(2)圆圈

(3)发生改变圆圈(4)磁场(5)顺时针方向

(6)奥斯特

10．如图1­5­13所示，把一根轻弹簧竖直地悬挂起来，使它的下端刚刚跟导电液体接触，给弹簧通入电流时会发生的现象是_________________________

缘故是_________________________________________________________，