2018-2019高中物理 課時分層作業(yè)5 奧斯特實(shí)驗的啟示 粵教版選修1 -1.doc
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課時分層作業(yè)(五) 奧斯特實(shí)驗的啟示 [基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練] (15分鐘 50分) 一、選擇題(本題共6小題,每小題7分) 1.某同學(xué)做奧斯特實(shí)驗時,把小磁針放在水平的通電直導(dǎo)線的下方,當(dāng)通電后發(fā)現(xiàn)小磁針不動,稍微用手撥動一下小磁針,小磁針轉(zhuǎn)動180后靜止不動.由此可知,通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場方向是( ) A.自東向西 B.自南向北 C.自西向東 D.自北向南 D [通電前小磁針指南北,通電后小磁針不動,說明通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場還在南北方向,稍微用手撥動一下小磁針,小磁針轉(zhuǎn)動180后靜止不動,說明通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場與地磁場方向相反,故D正確. ] 2.在做“奧斯特實(shí)驗”時,下列操作中現(xiàn)象最明顯的是( ) A.沿電流方向放置磁針,使磁針在導(dǎo)線的延長線上 B.沿電流方向放置磁針,使磁針在導(dǎo)線的正下方 C.導(dǎo)線沿南北方向放置在磁針的正上方 D.導(dǎo)線沿東西方向放置在磁針的正上方 C [導(dǎo)線南北放置時,其正下方的磁場恰好沿東西方向,磁針偏轉(zhuǎn)比較明顯.] 3.小劉同學(xué)用鐵釘與漆包線繞成電磁鐵,當(dāng)接通電路后,放在其上方的小磁針N極立即轉(zhuǎn)向左側(cè),如圖1513所示.則此時( ) 圖1513 A.導(dǎo)線A端接電池正極 B.鐵釘左端為電磁鐵的N極 C.鐵釘內(nèi)磁場方向向右 D.漆包線內(nèi)電流由A流向B C [小磁針靜止時N極指向為該處磁場方向,根據(jù)通電螺線管磁場分布知,鐵釘右端為電磁鐵N極,左端為S極,再根據(jù)安培定則知C項正確.] 4.(多選)如圖1514所示,金屬棒MN放置在處于勻強(qiáng)磁場中的兩條平行金屬導(dǎo)軌上,與金屬導(dǎo)軌組成閉合回路,當(dāng)回路通有電流(電流方向如圖中所示)時,關(guān)于金屬棒受到安培力F的方向和大小,下列說法中正確的有( ) 【導(dǎo)學(xué)號:71082027】 圖1514 A.F方向向右 B.F方向向左 C.增大電流強(qiáng)度,F(xiàn)增大 D.增大磁感應(yīng)強(qiáng)度,F(xiàn)減小 AC [根據(jù)左手定則知F的方向向右.增大電流強(qiáng)度或增大磁感應(yīng)強(qiáng)度,都能使F增大.] 5.(多選)如圖1515所示,通電直導(dǎo)線處在蹄形磁鐵兩極間,受到力F的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn),以下說法正確的是( ) 圖1515 A.這個力F是通過磁場產(chǎn)生的 B.這個力F沒有反作用力 C.這個力F的反作用力作用在通電導(dǎo)線上 D.這個力F的反作用力作用在蹄形磁鐵上 AD [磁體間、電流間、磁體與電流間的作用力都是通過磁場產(chǎn)生的,所以A是對的;力的作用是相互的,任何一個力都有施力物體和受力物體,導(dǎo)線在蹄形磁鐵間受到的這個力也不例外,它的施力物體是蹄形磁鐵,受力物體是通電導(dǎo)線,所以這個力的反作用力作用于蹄形磁鐵上,B、C是錯的,D是對的.] 6.在赤道上,地磁場可以看作是沿南北方向并且與地面平行的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度是510-5T.如果赤道上有一條沿東西方向的直導(dǎo)線,長40 m,載有20 A的電流,地磁場對這根導(dǎo)線的作用力大小是( ) A.410-8N B.2.510-5N C.910-4N D.410-2N D [磁場方向是南北方向,電流方向是東西方向,它們相互垂直,可以利用公式F=BIL來計算此安培力的大小,其大小為F=BIL=510-52040 N=410-2N.] 二、非選擇題(8分) 7.如圖1516所示,在水平向右的勻強(qiáng)磁場中,放入矩形線框abcd,線框可繞其中心軸線自由轉(zhuǎn)動,若線框中通入圖中所示電流.試判斷此時線框的轉(zhuǎn)動方向.(從上向下看) 圖1516 [解析] 據(jù)左手定則,讓磁感線穿入手心,四指指向電流方向,則大拇指所指的方向即通電導(dǎo)線所受安培力方向.由此可判斷此時:ab邊受安培力方向垂直紙面向里,dc邊受安培力方向垂直紙面向外,而ad邊和bc邊平行磁場方向,所以此時不受安培力作用,因此線框ab邊向里轉(zhuǎn),cd邊向外轉(zhuǎn),即從上向下看線框順時針轉(zhuǎn)動. [答案] 從上向下看順時針轉(zhuǎn)動 [能力提升練] (25分鐘 50分) 一、選擇題(本題共4小題,每小題7分) 1.1820年,奧斯特發(fā)現(xiàn),把一根導(dǎo)線平行地放在磁針的上方(如圖1517 所示),給導(dǎo)線通電時,磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),就好像磁針受到磁鐵的作用一樣.這說明不僅磁鐵能產(chǎn)生磁場,電流也能產(chǎn)生磁場,這個現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng).以下哪種情況比較正確地反映了奧斯特實(shí)驗?實(shí)際做一下進(jìn)行驗證.( ) 電流能使磁針偏轉(zhuǎn) 圖1517 A.電流流向由南向北時,其下方的小磁針N極偏向東邊 B.電流流向由東向西時,其下方的小磁針N極偏向北邊 C.電流流向由南向北時,其下方的小磁針N極偏向西邊 D.電流流向由西向東時,其下方的小磁針N極偏向北邊 C [為使小磁針能產(chǎn)生明顯的偏轉(zhuǎn),實(shí)驗時應(yīng)使電流流向沿南北方向,B、D選項錯誤.當(dāng)電流流向由南向北時,由安培定則判斷其下方的磁場方向由東向西,故小磁針N極指向西邊,A選項錯誤,C選項正確.] 2.摩擦產(chǎn)生靜電,會給人們生活帶來許多麻煩,甚至對人的生命構(gòu)成危害.一些高大的建筑物都裝有避雷針就是為了防止雷電的危害.假設(shè)在赤道上某處有一豎直的避雷針,當(dāng)帶有正電的烏云經(jīng)過避雷針的上方時,避雷針開始放電,則地磁場對避雷針的作用力方向為( ) A.正南 B.正東 C.正西 D.正北 B [當(dāng)帶有正電的烏云經(jīng)過避雷針的上方時,在避雷針上端產(chǎn)生的感應(yīng)電荷是負(fù)電荷,它會通過針尖逐漸放出,比較緩慢地中和云層所帶的正電荷,即避雷針中電流向下.赤道上空的磁感線由南向北,據(jù)左手定則可判斷地磁場對避雷針的作用力方向指向正東.] 3.為了判斷一個未知正負(fù)極的蓄電池極性,某同學(xué)將該蓄電池通過電阻跟螺線管連接起來,發(fā)現(xiàn)小磁針的N極立即向螺線管偏轉(zhuǎn),如圖1518所示.用M、N和P、Q分別表示蓄電池和螺線管兩極,下列判斷正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號:71082028】 圖1518 A.電源M端為正極 B.電源N端為正極 C.螺線管P端為S極 D.螺線管內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度方向由P指向Q B [小磁針的N極向螺線管偏轉(zhuǎn)說明小磁針?biāo)谖恢么艌龇较蛳蜃?,即螺線管P端為N極,Q端為S極,選項C錯誤;在螺線管的內(nèi)部磁場方向由S極指向N極,所以螺線管內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度方向由Q指向P,選項D錯誤;根據(jù)安培定則可知,在電源外部電流從N流向M,電源N端為正極,選項A錯誤,B正確.] 4.如圖1519所示,兩個同樣的導(dǎo)線環(huán)同軸平行懸掛,相隔一小段距離,當(dāng)同時給兩導(dǎo)線環(huán)通以同向電流時,兩導(dǎo)線環(huán)將( ) 圖1519 A.相吸引 B.相排斥 C.保持靜止 D.邊吸引邊轉(zhuǎn)動 A [把環(huán)形電流等效成小磁針,由安培定則知左側(cè)小磁針S極對著右側(cè)小磁針N極,相互吸引,A正確.] 二、非選擇題(本題共2小題,共22分) 5.(10分)某班的一物理實(shí)驗小組為探究電與磁的關(guān)系進(jìn)行了一次實(shí)驗探究,他們選用的器材有干電池組、導(dǎo)線、小燈泡、電流表、開關(guān)等,他們將上述器材串聯(lián),并利用支架把電路中的一根導(dǎo)線豎直放置,在豎直導(dǎo)線四周的水平平臺上放置了許多很小的小磁針.然后閉合開關(guān),觀察到小燈泡發(fā)光,小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn). 請回答下列問題: (1)在電路中連接小燈泡的主要目的是________________________________ (選填“知道電路是否接通”或“避免電路發(fā)生短路”). (2)通電豎直導(dǎo)線周圍的小磁針環(huán)繞導(dǎo)線形成一個______________________ ________________. (3)改變導(dǎo)線的電流方向,則小磁針的偏轉(zhuǎn)方向____________________. 小磁針環(huán)繞導(dǎo)線形成的圖形仍是一個________. (4)通電豎直導(dǎo)線的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),表明電流能夠產(chǎn)生________. (5)如果豎直導(dǎo)線中的電流方向由下向上時,它周圍的小磁針北極的環(huán)繞方向是逆時針方向.那么,豎直導(dǎo)線中的電流方向由上向下時,導(dǎo)線周圍的小磁針北極的環(huán)繞方向是________. (6)該實(shí)驗探究設(shè)計實(shí)際上是丹麥科學(xué)家________發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的實(shí)驗過程. [解析] (1)因?qū)Ь€、電流表電阻太小,應(yīng)在電路中串聯(lián)一個限流電阻,避免電路發(fā)生短路.本電路中小燈泡就是替代限流電阻的. (2)通電導(dǎo)線周圍的磁感線是以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓,所以小磁針環(huán)繞導(dǎo)線形成一個圓圈. (3)改變導(dǎo)線中的電流方向,則小磁針周圍的圓形磁感線的方向隨之改變,因此小磁針偏轉(zhuǎn)方向改變,但仍然是一個圓圈. (4)通電導(dǎo)線附近的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明電流能夠產(chǎn)生磁場. (5)通電直導(dǎo)線周圍的磁場的磁感線的方向與電流方向有關(guān),電流方向改變時其磁感線方向也改變.電流方向由上向下時,導(dǎo)線周圍的小磁針北極的環(huán)繞方向變?yōu)轫槙r針方向. (6)該實(shí)驗探究設(shè)計實(shí)際上是奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的實(shí)驗過程. [答案] (1)避免電路發(fā)生短路 (2)圓圈 (3)發(fā)生改變 圓圈 (4)磁場 (5)順時針方向 (6)奧斯特 6.(12分)如圖1520所示,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab靜止在水平導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌寬度為L.已知電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,導(dǎo)體棒的電阻為R,其余電阻不計.磁場方向垂直導(dǎo)體棒斜向上,與水平面間的夾角為θ,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.求軌道對導(dǎo)體棒的支持力和摩擦力的大小. 圖1520 【導(dǎo)學(xué)號:71082029】 [解析] 棒的受力分析圖如圖所示. 由閉合電路歐姆定律有:I= 由安培力公式有:F=BIL 由共點(diǎn)力平衡條件有: Fsin θ=f FN+Fcos θ=mg 聯(lián)立以上各式可解得:f= FN=mg-. [答案] mg-- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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