《2018-2019高中物理 課時(shí)分層作業(yè)5 奧斯特實(shí)驗(yàn)的啟示 粵教版選修1-1》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《2018-2019高中物理 課時(shí)分層作業(yè)5 奧斯特實(shí)驗(yàn)的啟示 粵教版選修1-1(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、課時(shí)分層作業(yè)(五) 奧斯特實(shí)驗(yàn)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(yàn)時(shí),把小磁針?lè)旁谒降耐娭睂?dǎo)線(xiàn)的下方,當(dāng)通電后發(fā)現(xiàn)小磁針不動(dòng),稍微用手撥動(dòng)一下小磁針,小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)180°后靜止不動(dòng).由此可知,通電直導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)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(dòng),說(shuō)明通電直導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)還在南北方向,稍微用手撥動(dòng)一下小磁針,小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)180°后靜止不動(dòng),說(shuō)明通電直導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)與地磁場(chǎng)方向相反,故D正確. ]
2.在做“奧斯特實(shí)驗(yàn)”時(shí),
2、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(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)上
B.沿電流方向放置磁針,使磁針在導(dǎo)線(xiàn)的正下方
C.導(dǎo)線(xiàn)沿南北方向放置在磁針的正上方
D.導(dǎo)線(xiàn)沿東西方向放置在磁針的正上方
C [導(dǎo)線(xiàn)南北放置時(shí),其正下方的磁場(chǎng)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(xiàn)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1-5-13所示.則此時(shí)( )
圖1-5-13
A.導(dǎo)線(xiàn)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(chǎng)方向向右
D.漆包線(xiàn)內(nèi)電流由A流向B
C [小磁針靜止時(shí)N極指向?yàn)樵撎幋艌?chǎng)方向,根據(jù)通
3、電螺線(xiàn)管磁場(chǎng)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(xiàng)正確.]
4.(多選)如圖1-5-14所示,金屬棒MN放置在處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(shí),關(guān)于金屬棒受到安培力F的方向和大小,下列說(shuō)法中正確的有( )
【導(dǎo)學(xué)號(hào):71082027】
圖1-5-14
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1-5-15所示,通電直導(dǎo)線(xiàn)處在蹄形磁鐵兩極間
4、,受到力F的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn),以下說(shuō)法正確的是( )
圖1-5-15
A.這個(gè)力F是通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生的
B.這個(gè)力F沒(méi)有反作用力
C.這個(gè)力F的反作用力作用在通電導(dǎo)線(xiàn)上
D.這個(gè)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(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生的,所以A是對(duì)的;力的作用是相互的,任何一個(gè)力都有施力物體和受力物體,導(dǎo)線(xiàn)在蹄形磁鐵間受到的這個(gè)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(xiàn),所以這個(gè)力的反作用力作用于蹄形磁鐵上,B、C是錯(cuò)的,D是對(duì)的.]
6.在赤道上,地磁場(chǎng)可以看作是沿南北方向并且與地面平行的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度是5×10-5T.如果赤
5、道上有一條沿東西方向的直導(dǎo)線(xiàn),長(zhǎng)40 m,載有20 A的電流,地磁場(chǎng)對(duì)這根導(dǎo)線(xiàn)的作用力大小是( )
A.4×10-8N B.2.5×10-5N
C.9×10-4N D.4×10-2N
D [磁場(chǎng)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(lái)計(jì)算此安培力的大小,其大小為F=BIL=5×10-5×20×40 N=4×10-2N.]
二、非選擇題(8分)
7.如圖1-5-16所示,在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,放入矩形線(xiàn)框abcd,線(xiàn)框可繞其中心軸線(xiàn)自由轉(zhuǎn)動(dòng),若線(xiàn)框中通入圖中所示電流.試判斷此時(shí)線(xiàn)框的轉(zhuǎn)動(dòng)方向.(從上向下看)
圖1-5-16
[解析] 據(jù)左手
6、定則,讓磁感線(xiàn)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(xiàn)所受安培力方向.由此可判斷此時(shí):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(chǎng)方向,所以此時(shí)不受安培力作用,因此線(xiàn)框ab邊向里轉(zhuǎn),cd邊向外轉(zhuǎn),即從上向下看線(xiàn)框順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).
[答案] 從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
[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(xiàn)平行地放在磁針的上方(如圖1-5-17 所示),給導(dǎo)線(xiàn)通電時(shí),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(shuō)明不僅磁鐵能產(chǎn)生磁場(chǎng),電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng),這個(gè)
7、現(xiàn)象稱(chēng)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(yàn)?實(shí)際做一下進(jìn)行驗(yàn)證.( )
電流能使磁針偏轉(zhuǎn)
圖1-5-17
A.電流流向由南向北時(shí),其下方的小磁針N極偏向東邊
B.電流流向由東向西時(shí),其下方的小磁針N極偏向北邊
C.電流流向由南向北時(shí),其下方的小磁針N極偏向西邊
D.電流流向由西向東時(shí),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(yàn)時(shí)應(yīng)使電流流向沿南北方向,B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤.當(dāng)電流流向由南向北時(shí),由安培定則判斷其下方的磁場(chǎng)方向由東向西,故小磁針N極指向西邊,A選項(xiàng)錯(cuò)誤,C選項(xiàng)正確.]
2.摩擦產(chǎn)生靜電,會(huì)給人們生活帶來(lái)許多麻煩,甚至對(duì)人的
8、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(guò)避雷針的上方時(shí),避雷針開(kāi)始放電,則地磁場(chǎng)對(duì)避雷針的作用力方向?yàn)? )
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(guò)避雷針的上方時(shí),在避雷針上端產(chǎn)生的感應(yīng)電荷是負(fù)電荷,它會(huì)通過(guò)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(xiàn)由南向北,據(jù)左手定則可判斷地磁場(chǎng)對(duì)避雷針的作用力方向指向正東.]
3.為了判斷一個(gè)未知正負(fù)極的蓄電池極性,某同學(xué)將該蓄電池通過(guò)電阻跟螺線(xiàn)管連接起來(lái),發(fā)現(xiàn)小磁針的N極立即向螺線(xiàn)管偏轉(zhuǎn),如
9、圖1-5-18所示.用M、N和P、Q分別表示蓄電池和螺線(xiàn)管兩極,下列判斷正確的是( )
【導(dǎo)學(xué)號(hào):71082028】
圖1-5-18
A.電源M端為正極
B.電源N端為正極
C.螺線(xiàn)管P端為S極
D.螺線(xiàn)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(xiàn)管偏轉(zhuǎn)說(shuō)明小磁針?biāo)谖恢么艌?chǎng)方向向左,即螺線(xiàn)管P端為N極,Q端為S極,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在螺線(xiàn)管的內(nèi)部磁場(chǎng)方向由S極指向N極,所以螺線(xiàn)管內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度方向由Q指向P,選項(xiàng)D錯(cuò)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(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確.]
4.如圖1-5-19所示,兩個(gè)同樣的導(dǎo)線(xiàn)環(huán)同軸平行懸掛,相隔
10、一小段距離,當(dāng)同時(shí)給兩導(dǎo)線(xiàn)環(huán)通以同向電流時(shí),兩導(dǎo)線(xiàn)環(huán)將( )
圖1-5-19
A.相吸引 B.相排斥
C.保持靜止 D.邊吸引邊轉(zhuǎn)動(dòng)
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(duì)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(yàn)小組為探究電與磁的關(guān)系進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)探究,他們選用的器材有干電池組、導(dǎo)線(xiàn)、小燈泡、電流表、開(kāi)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(xiàn)豎直放置,在豎直導(dǎo)線(xiàn)四周的水平平臺(tái)上放置了許多很小的小磁針.然后閉合開(kāi)關(guān),觀(guān)察到小燈泡發(fā)光,小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn).
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
11、(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(xiàn)周?chē)男〈裴槶h(huán)繞導(dǎo)線(xiàn)形成一個(gè)______________________
________________.
(3)改變導(dǎo)線(xiàn)的電流方向,則小磁針的偏轉(zhuǎn)方向____________________.
小磁針環(huán)繞導(dǎo)線(xiàn)形成的圖形仍是一個(gè)________.
(4)通電豎直導(dǎo)線(xiàn)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(xiàn)中的電流方向由下向上時(shí),它周?chē)男〈裴槺睒O的環(huán)繞方向是逆時(shí)針?lè)较颍敲矗?/p>
12、豎直導(dǎo)線(xiàn)中的電流方向由上向下時(shí),導(dǎo)線(xiàn)周?chē)男〈裴槺睒O的環(huán)繞方向是________.
(6)該實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)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(yàn)過(guò)程.
[解析] (1)因?qū)Ь€(xiàn)、電流表電阻太小,應(yīng)在電路中串聯(lián)一個(gè)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(xiàn)周?chē)拇鸥芯€(xiàn)是以導(dǎo)線(xiàn)上各點(diǎn)為圓心的同心圓,所以小磁針環(huán)繞導(dǎo)線(xiàn)形成一個(gè)圓圈.
(3)改變導(dǎo)線(xiàn)中的電流方向,則小磁針周?chē)膱A形磁感線(xiàn)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(gè)圓圈.
(4)通電導(dǎo)線(xiàn)附近的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說(shuō)明電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng).
(5)通電直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng)的磁感線(xiàn)的方
13、向與電流方向有關(guān),電流方向改變時(shí)其磁感線(xiàn)方向也改變.電流方向由上向下時(shí),導(dǎo)線(xiàn)周?chē)男〈裴槺睒O的環(huán)繞方向變?yōu)轫槙r(shí)針?lè)较颍?
(6)該實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)實(shí)際上是奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)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(chǎng) (5)順時(shí)針?lè)较?
(6)奧斯特
6.(12分)如圖1-5-20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(zhǎng).已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,導(dǎo)體棒的電阻為R,其余電阻不計(jì).磁場(chǎng)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(duì)導(dǎo)體棒的支持力和摩擦力的大小.
圖1-5-20
【導(dǎo)學(xué)號(hào):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-
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