類型一 電流的磁效應(yīng)
1.(2022陜西韓城期末)如圖所示,下列說法中錯(cuò)誤的是( )
A.這是著名的奧斯特實(shí)驗(yàn)
B.圖示實(shí)驗(yàn)說明了通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)
C.將圖中導(dǎo)線斷開,小磁針N極將指向地磁場(chǎng)的北極
D.改變圖中電流的方向,小磁針偏轉(zhuǎn)方向改變
答案 C 據(jù)圖可知,該實(shí)驗(yàn)是奧斯特實(shí)驗(yàn),故A正確;該實(shí)驗(yàn)說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng),故B正確;將圖中導(dǎo)線斷開,由于地磁場(chǎng)的影響,小磁針的N極將指向地理的北極,而不是地磁的北極,故C錯(cuò)誤;由于磁場(chǎng)的方向與電流的方向有關(guān),所以改變圖中電流的方向,小磁針偏轉(zhuǎn)方向改變,故D正確。
類型二 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用
2.(2021福建廈門思明校級(jí)一模)如圖所示,閉合開關(guān),銅棒向右運(yùn)動(dòng),為使開關(guān)閉合后銅棒向左運(yùn)動(dòng),下列操作可行的是( )
A.換用更細(xì)的銅棒
B.將磁體的N、S極對(duì)調(diào)
C.向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片
D.將電源正、負(fù)極和磁體N、S極同時(shí)對(duì)調(diào)
答案 B 換用更細(xì)的銅棒,會(huì)使電路中電阻變大,電流變小,但不能改變受力的方向,故A錯(cuò)誤;將磁體的N、S極對(duì)調(diào),磁場(chǎng)方向改變,則通電導(dǎo)體的受力方向改變,銅棒向左運(yùn)動(dòng),故B正確;向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,只能改變電路中電流的大小,不能改變電流的方向,故C錯(cuò)誤;將電源正、負(fù)極對(duì)調(diào),同時(shí)將磁體磁極對(duì)調(diào),則通電導(dǎo)體的受力方向不變,銅棒仍然向右運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。
3.(2021云南元陽模擬)老師帶領(lǐng)同學(xué)們探究“磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用”活動(dòng)中,按照?qǐng)D組裝好了實(shí)驗(yàn)器材。
(1)連接好電路,開關(guān)未閉合時(shí)無論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,導(dǎo)體棒ab不動(dòng);閉合開關(guān)并將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到適當(dāng)位置,看到導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動(dòng)。為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯,有同學(xué)把導(dǎo)體棒換成輕質(zhì)塑料棒,實(shí)驗(yàn) (填“能”或“不能”)成功,塑料棒是 (選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”),上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明磁場(chǎng)對(duì) 有力的作用, (填“發(fā)電機(jī)”“電動(dòng)機(jī)”或“電磁鐵”)就是根據(jù)該原理制成的。
(2)將滑動(dòng)變阻器的滑片向右端移動(dòng)一定距離,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象緩慢而不明顯,這說明此現(xiàn)象中產(chǎn)生力的大小與 有關(guān)。
(3)若要使導(dǎo)體棒ab向左運(yùn)動(dòng),可采取的方法(寫出1種): 。
(4)若想用上述器材研究發(fā)電機(jī)的工作原理,閉合開關(guān)前,應(yīng)將電路中的電源換成 (填“小燈泡”“電壓表”或“靈敏電流計(jì)”),再閉合開關(guān),讓導(dǎo)體棒ab做切割磁感線運(yùn)動(dòng),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
答案 (1)不能 絕緣體 通電導(dǎo)體 電動(dòng)機(jī)
(2)電流大小 (3)改變磁場(chǎng)方向(或改變導(dǎo)體中電流方向) (4)靈敏電流計(jì)
解析 (1)為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯,有同學(xué)把導(dǎo)體棒換成輕質(zhì)塑料棒,塑料棒是絕緣體,不容易導(dǎo)電,所以實(shí)驗(yàn)不能成功;該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用,據(jù)此制成了電動(dòng)機(jī);
(2)將滑動(dòng)變阻器的滑片向右端移動(dòng)一定距離,滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流減小,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象緩慢而不明顯,這說明此現(xiàn)象中產(chǎn)生力的大小與電流大小有關(guān);
(3)要使導(dǎo)體棒ab向左運(yùn)動(dòng),可以改變磁場(chǎng)方向,也可以改變導(dǎo)體中電流方向;
(4)研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí),利用靈敏電流計(jì)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(jì)。
4.(2021河南鄭州中原校級(jí)月考)在研究“磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用”的實(shí)驗(yàn)中:
甲
乙
(1)如圖甲所示,把金屬桿ab放在磁場(chǎng)里,閉合開關(guān),觀察到金屬桿ab向右運(yùn)動(dòng),利用此現(xiàn)象原理人們制成了 (選填“電動(dòng)機(jī)”或“發(fā)電機(jī)”)。
(2)改變磁場(chǎng)方向或電流方向,將觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄在表格中。分析第 (填實(shí)驗(yàn)序號(hào))次數(shù)據(jù)可知,通電金屬桿在磁場(chǎng)中受力方向與磁場(chǎng)方向有關(guān);分析第1與3或2與4次數(shù)據(jù)可知
。
(3)如圖乙所示,閉合開關(guān),讓金屬桿cd做切割磁感線運(yùn)動(dòng),此時(shí)金屬桿ab (選填“會(huì)”或“不會(huì)”)受到力的作用。
答案 (1)電動(dòng)機(jī) (2)1與2(或3與4) 通電金屬桿在磁場(chǎng)中受力方向與電流方向有關(guān) (3)會(huì)
解析 (1)觀察到金屬桿ab向右運(yùn)動(dòng),表明通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用,人們根據(jù)這個(gè)原理制成了電動(dòng)機(jī);
(2)探究通電金屬桿在磁場(chǎng)中受力方向與磁場(chǎng)方向的關(guān)系時(shí),需要控制電流方向相同,磁場(chǎng)方向不同,故需要對(duì)比第1與2或3與4次數(shù)據(jù);分析第1與3或2與4次數(shù)據(jù)可知,磁場(chǎng)方向相同,電流方向不同,ab運(yùn)動(dòng)方向不同,則表明通電金屬桿在磁場(chǎng)中受力方向與電流方向有關(guān);
(3)如圖乙所示,閉合開關(guān),讓金屬桿cd做切割磁感線運(yùn)動(dòng),則cd中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,ab相當(dāng)于通電導(dǎo)體,在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用。
類型三 電磁感應(yīng)現(xiàn)象
5.(2021北京期末)如圖所示的電路。閉合開關(guān)后,使導(dǎo)體AB在磁場(chǎng)中向左運(yùn)動(dòng),發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn),要使靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn),請(qǐng)寫出兩種操作方法:① ,② ,此過程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是 。
答案 ①對(duì)調(diào)磁體的N、S極 ②使導(dǎo)體AB在磁場(chǎng)中向右運(yùn)動(dòng) 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
解析 感應(yīng)電流方向與磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)。
6.(2022河北月考)小組同學(xué)用如圖所示的裝置來探究“導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”。
(1)實(shí)驗(yàn)中是通過觀察 來判斷電路中是否有感應(yīng)電流的。
(2)保持磁鐵不動(dòng),閉合開關(guān)后,進(jìn)行了如下操作:
步驟一:導(dǎo)體水平向右運(yùn)動(dòng),電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn);
步驟二:導(dǎo)體水平向左運(yùn)動(dòng),電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn);
步驟三:導(dǎo)體豎直上下運(yùn)動(dòng),電流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
綜合上述現(xiàn)象,可得出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是:閉合電路中 。
(3)在進(jìn)行交流評(píng)價(jià)時(shí),某些同學(xué)提出實(shí)驗(yàn)操作過程中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不是很明顯,請(qǐng)你提出一條改進(jìn)的措施 。(從實(shí)驗(yàn)裝置或操作過程方面說出一條即可)
(4)若將實(shí)驗(yàn)裝置中的電流計(jì)換成電源,還可以進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是 。
答案 (1)靈敏電流計(jì)的指針是否偏轉(zhuǎn) (2)部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng) (3)換用磁性更強(qiáng)的磁鐵 (4)探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用
解析 (1)感應(yīng)電流的有無是通過靈敏電流計(jì)的指針是否偏轉(zhuǎn)來體現(xiàn)的,若靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),就說明產(chǎn)生了感應(yīng)電流;
(2)步驟一和步驟二中,開關(guān)閉合,導(dǎo)體左右運(yùn)動(dòng)時(shí),做切割磁感線運(yùn)動(dòng),電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),這說明電路中有電流產(chǎn)生;步驟三中,導(dǎo)體豎直上下運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體沒有做切割磁感線運(yùn)動(dòng),電流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),電路中無電流;由此可得出,感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng);
(3)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)不明顯,是感應(yīng)電流太弱,從裝置上的改進(jìn)方法:可以換用磁性更強(qiáng)的磁鐵、換用量程更小的電流表;從操作角度改進(jìn):可以增大導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的速度;
(4)當(dāng)電流計(jì)換成電源時(shí),導(dǎo)體ab就成了通電導(dǎo)體,故可以探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用。實(shí)驗(yàn)序號(hào)
1
2
3
4
磁場(chǎng)方向
向下
向上
向下
向上
電流方向
b→a
b→a
a→b
a→b
ab運(yùn)動(dòng)方向
右
左
左
右

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