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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 磁感线及其特点 奥斯特的实验 试题正文
  • 多选题
    下列说法中正确的是
    [     ]

    A.闭合电路的一部分导体在磁场中运动，一定产生感应电流
    B.首先发现通电导体周围存在着磁场的科学家是奥斯特
    C.磁感线是磁场中存在的一种曲线
    D.在磁场中，磁感线越密集的地方，磁性越强
    本题信息：2010年北京模拟题物理多选题难度一般 来源:牛青丹
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本试题 “下列说法中正确的是[ ]A.闭合电路的一部分导体在磁场中运动，一定产生感应电流B.首先发现通电导体周围存在着磁场的科学家是奥斯特C.磁感线是磁场中存在的一种...” 主要考查您对

磁感线及其特点

奥斯特的实验

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。
  • 磁感线及其特点
  • 奥斯特的实验
定义：
在磁场中画一些曲线，用（虚线或实线表示）使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同（且磁感线互不交叉），这些曲线叫磁感线。
特点：
1. 磁力线是人为假象的曲线
2. 磁力线有无数条
3. 磁力线是立体的
4. 所有的磁力线都不交叉
5. 磁力线的相对疏密表示磁性的相对强弱，即磁力线疏的地方磁性较弱，磁力线密的地方磁性较强
6. 磁力线总是从N极出发，进入与其最邻近的S极并形成。

常见的磁场：
1. 条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线：
相对来讲比较简单，在磁铁外部，磁感线从N极出来，进入S极；反之，在内部由S极到N极。

2. 直线电流周围的磁感线：
是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。直线电流的方向和磁感线方向之间的关系可用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向.

3. 环形电流的磁场
    环形电流磁场的磁感线：是一些围绕环形导线的闭合曲线，在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线的平面垂直
    环形电流的方向跟中心轴线上的磁感线方向之间的关系也可以用安培定则来判定：让右手弯曲的四指和和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。

4. 通电螺线管的磁场 
     通电螺线管磁场的磁感线：和条形磁铁外部的磁感线相似，一端相当于南极，一端相当于北极；内部的磁感线和螺线管的轴线平行，方向由南极指向北极，并和外部的磁感线连接，形成一些环绕电流的闭合曲线
     通电螺线管的电流方向和它的磁感线方向之间的关系，也可用安培定则来判定：用右手握住螺线管，让弯曲四指所指的方向和电流的方向一致，则大拇指所指的方向就是螺线管的北极（螺线管内部磁感线的方向）.


理想模型法在描述磁感线时的运用：
   磁感线并不存在，是为了描述磁场而假想引入的。磁感线是假想的物理模型，用磁感线描述磁场的这种方法叫“理想模型法”。磁感线上某一点的切线方向代表该点的磁场方向，磁感线密的地方表示磁场强，磁感线疏的地方表示磁场弱。利用这种方法的还有光线的引入。

例人类在探索自然规律的过程中，总结出了许多科学研究方法，如：“控制变量法”、“等效替代法”、 “类比法”、“理想模型法”等。下面是初中物理中的几个研究实例： ①研究电流时，把电流比作水流； ②研究磁场时，引入“磁感线”； ③研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变； ④研究光的传播时，引入“光线”。其中，采用了相同研究方法的是(     )
A．①和②
B．②和④
C．②和④
D．③和④

解析①采用了类比法，②采用了理想模型法， ③采用了控制变量法，④采用了理想模型法。冈此，采用了相同研究方法的是②和④。

答案C


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


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