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初中三年级物理

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首页 初中三年级物理知识 磁性、磁体、磁极 奥斯特的实验 电流的大小 试题正文
  • 问答题
    在学习了电和磁的知识后，小杰在家里饶有兴趣地做起了小实验。他找了一枚缝衣针，在“吸铁石”上擦了几下，然后用一根细软的棉线将缝衣针悬挂起来并保持水平，结果发现静止后针尖总是指向南方，这说明缝衣针已经磁化成一枚小磁针。
    为验证奥斯特实验，小杰把通电的台灯（60W）导线移到缝衣针的上方，并靠近缝衣针平行放置，结果发现缝衣针并未发生偏转。
    带着疑问，小杰在物理课上与大家展开讨论，形成两种不同的观点：
    观点A：台灯有两根导线，其中的电流方向相反，产生的磁场相抵消；
    观点B：台灯导线的电流小，产生的磁场太弱，不足以让小磁针偏转。
    这时，老师让小杰用两节干电池（3V）和一段电阻线L（12Ω）重新做这个实验，结果缝衣针发生了偏转。
    请你回答问题：
    （1）磁化后，这枚缝衣针的针尖是 _________ ( 选填“S”或“N”）极。
    （2）奥斯特实验表明：通电导线周围存在____________。
    （3）课堂讨论形成的两种观点，根据以上数据计算可知，通过台灯导线的电流I1≈ ______ A，通过电阻线L的电流I2= ______ A；从而可以否定的是观点 ______ （选填观点代号“A”或“B”）。
    本题信息：2010年江苏模拟题物理问答题难度极难 来源:牛青丹
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本试题 “在学习了电和磁的知识后，小杰在家里饶有兴趣地做起了小实验。他找了一枚缝衣针，在“吸铁石”上擦了几下，然后用一根细软的棉线将缝衣针悬挂起来并保持水平，...” 主要考查您对

磁性、磁体、磁极

奥斯特的实验

电流的大小

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 磁性、磁体、磁极
  • 奥斯特的实验
  • 电流的大小
概念：
磁性 磁铁能够吸引铁、钴、镍等物质，这种性质叫磁性
磁体 具有磁性的物体叫磁体
磁极  (1)磁体上磁性最强的部分叫做磁极。自由转动的磁体静止下来时，指南的一端叫磁体的南极，用符号S表示，指北的那一端叫磁体的北极，用符号N 表示
(2)磁极间的相互作用规律：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引

磁体性质：
     性质磁体具有两极性，磁性北极N，磁性南极S，斩断后仍是两极N、S极。单个磁极不能存在。同时，磁体具有指向性，如果把一个磁体悬挂起来，就会发现它的南极指向地理南极左右，北极指向地理北极左右。

判断物体是否有磁性的方法：
1．磁体磁性判断
     磁体有四种特性：一是吸铁性，二是指向性，三是磁极磁性最强，四是磁极问的相互作用。在判断一个物体是否有磁性时，可以利用上面的任何一个特性。但要判断一个磁体的N、S极时，只能利用“指向性”和 “磁极间的相互作用”。

2．钢棒磁性的判断

旋转方法 判断方法
如两次都不吸引，则A、B 都没有磁性
如两次都吸引，则A、B都有磁性
如只有1吸引，则B有磁性，A没有
如只有2吸引，则A有磁性．B没有
如始终没有相互作用，则 A、B都没有磁性
如吸引力保持不变，则A 没有磁性，B有磁性
如吸引力由强一弱一强，则，A有磁性，B没有磁性
如先吸引后排斥，或先排斥后吸引，则A、B都有磁性

电与磁，信息的传递知识梳理：

概述：
    显示通电导线周围存在着磁场的实验。如果在直导线附近（导线需要南北放置），放置一枚小磁针，则当导线中有电流通过时，磁针将发生偏转。这一现象由丹麦物理学家奥斯特于1820年7月通过试验首先发现。

     奥斯特实验表明通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场.奥斯特实验揭示了一个十分重要的本质——电流周围存在磁场，电流是电荷定向运动产生的，所以通电导线周围的磁场实质上是运动电荷产生的。

奥斯特实验：
1．实验过程：如下图所示，将一根导线平行地拿到静止小磁针上方，观察导线通电时小磁针是否偏转，改变电流方向，再观察一次。

2．实验现象：导线通电时小磁针发生偏转，切断电流时小磁针又回到原来位置，当电流方向改变时，磁针的偏转方向也相反。

3．结论：
(1)比较甲、乙两图说明通电导体周围存在着磁场。
(2)比较甲、丙两图说明磁场方向与电流方向有关。


用控制变量法研究奥斯特实验中的磁场强弱：
      解答奥斯特实验之类的问题要注意：(1)通电导体周围存在磁场；(2)磁场的方向与电流方向有关。电流方向改变时，磁场方向也随之改变。
      若研究通电导体周围磁场强弱，则需要控制变量。

例某同学受奥斯特实验的启发，产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣。探究过程如下：
A．让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意做直线，在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针，发现小磁针静止时N 极指向都与直线垂直；
B．直线上任意关于导线对称两点处的小磁针N极指向相反；
C．改变电流大小时，小磁针指向不变；
D．通过查阅资料得知，通电长直导线外某点的磁场强弱与电流大小成正比，与这一点到直导线的距离成反比。
(1)做实验时，纸板的俯视图如下，其中“⊙”表示电流方向垂直纸面向外，小磁针涂黑部分为N极。请在右边探究过程纸板的俯视图上作出通电长直导线周围的磁感线分布图。(分布图要能够反映不同位置处磁场的强弱和方向)

(2)若要验证某点磁场强弱与其到通电长直导线距离成反比的结论，应控制_____不变。
(3)同一通电长直导线周围，离通电导线距离为r 和2r的两点，磁场强弱的比值为_____。

解析：(1)小磁针静止时N极指向为磁场方向，可以导线为中心多作几条直线，根据题中小磁针N极指向与直线垂直，且都指向逆时针方向，可作出如答案图所示磁感线。
(2)用控制变量法，因磁场强弱与电流大小和到通电长直导线的距离都有关系，要探究与距离的关系，应保持电流大小不变。
(3)因磁场强弱与距通电长直导线的距离成反比，距离之比为1：2，则磁场强弱之比为2：1。

答案：(1)如图所示

(2)电流大小
(3)2:1


定义：
物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷量来表示电流。每秒内通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大(强)。
公式：
电流用符号“I”表示，若“Q”表示电荷量，  “t”表示时间，则，公式中三个量的单位分别为安(A)、库(C)、秒(s)。
方向：
电路中的电流总是沿着电源正极→用电器→电源负极→电源正极的方向流动。
常见用电器的电流大小:
计算器中电源的电流 约100μA
半导体收音机中电源的电流 约50mA
手电筒中的电流 约200mA
房间灯泡中的电流 约0.2A
家用电冰箱的电流 约1A
家用空调器的电流 约5A
雷电电流 可达2×105A

电流的三大效应：
1．电流的热效应：电流通过导体时，电能转化成内能，这种现象叫电流的热效应。例如：电流通过灯泡内的钨丝，钨丝会发热，温度高达2500℃，呈白炽状态而发光。

2．电流的磁效应：电流通过导体时，在导体周围产生磁场。例如：电流通过螺线管时周围出现的磁场与条形磁铁周围的磁场分布相似。

3．电流的化学效应：电流通过酸、碱、盐的水溶液时会发生化学反应。例如：电解、电镀就是利用了电流的化学效应。通过导体的电流越大，各种效应就越明显，因此我们可以利用各种电流效应的程度来判断电流的大小。

电流对人体的作用特征：

电流I/mA 作用特征
50—60Hz交变电流 恒定电流
0．6～1．5 开始有感觉——手轻微颤抖 无感觉
2～3 手指强烈颤抖 无感觉
5～7 手部痉挛 感觉痒和热
8～10 手已难于摆脱电极，但还能摆脱，手指尖到手腕剧痛 热感觉增强
20～25 手迅速麻痹，不能摆脱电极，剧痛，呼吸困难 热感觉大大增强，手部肌肉不强烈收缩
50～80 呼吸麻痹，心房开始震颤 强烈的热感觉，手部肌肉收缩、痉挛，呼吸困难
90～100 呼吸麻痹，延续3s就会造成心脏麻痹 呼吸麻痹
300以上 作用0．1s以上时，呼吸和心脏麻痹，机体组织遭到电流的热破坏

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