初中物理通电直导线周围的磁场实验题

（2012·济南）在复习“电流的磁场”和“磁场对电流的作用”时，小刚想：“既然通电导体周围存在磁场，磁场又会对通电导体产生力的作用，那么相互靠近的两个通电导体间是否会产生力的作用呢？”
（1）于是，他和小强商议通过实验来研究这一问题．他们找到了两根柔软的导线，相距较近地并排固定在接线板上，实验电路如图甲所示．通过实验观察到的现象如图乙所示．
该试验表明：两个通电导体之间  ．
（2）小强认为，如果改变其中一个通电导体的电流方向，则它们之间作用力的方向也会发生改变．
小强这样想的理由是：电流产生的磁场方向是由  的方向决定的，当一个通电导体中电流的方向改变时，它产生的磁场方向也会发生改变；而磁场对通电导体的作用力的方向与 流 的方向和  的方向有关，另一个通电导体中电流的方向不变，但磁场的方向变化了，它受到的磁场力的方向就会改变．
（3）如果开始实验时，小刚和小强没有找到柔软的导线，而是用较硬的普通铝芯电线进行实验，你认为会出现怎样的情况？通过这个问题，你得到了怎样的启示？  ．

如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行．接通电路后，观察到小磁针偏转．
（1）该实验探究的是通电直导线周围是否存在________．
（2）改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，表明________________________________．
（3）实验中小磁针的作用是________________________．
（4）实验中用到的一种重要科学研究方法是________．

A．类比法

B．转换法

C．控制变量法

D．等效替代法

按要求填空。

（1）图所示，体温计的示数为　　。

（2）图所示，缓慢改变　　，通过观察细线的方向来判断重力方向。（答案合理即可得分）

（3）图所示，奥斯特实验揭示了　　。（答案合理即可得分）

（4）图所示，比较（a）、（b）实验可知：液体内部的压强大小与　　有关。

如图是课堂上老师的演示实验。在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关，原来静止的小磁针转动了。某同学看了实验后想到：小磁针转动肯定是因为受到力的作用。这个力是谁施加给它的呢？他认为有这几种可能：可能是风吹；可能是小磁针旁磁铁的吸引；可能是铁质物体接近小磁针；还可能是直导线中有电流通过时产生了磁场。

(1)该同学得出“小磁针转动肯定是因为受到力的作用”的结论，其依据是________________________________。
(2)铁质物体接近小磁针，小磁针会转动，这是因为________________________________________。
(3)为了验证是“直导线中通过的电流产生的磁场使小磁针转动”这一事实，最简单的实验操作是________________________________________。
(4)老师在其他实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，小磁针将________________________________________。

（1）如图1所示，接通电路时导线下方的小磁针发生偏转，改变电流方向时小磁针的偏转方向   ．由此说明，通电导体周围存在   ，且其方向与   有关．

（2）用如图2所示的装置进行如下实验：闭合开关，让导体AB作左右运动，电流表的指针   ；闭合开关，让导体AB作上下运动，电流表的指针   ；断开开关，再让导体AB作左右运动，电流表指针   ．根据这些现象，可以得到的结论是                              ．

探究电生磁

装置
结论 作图	①根据图1可知：电流的磁场方向与　　方向有关 ②据图2可知：通电螺线管外部的磁场与　　磁体的磁场相似。 ③根据图2中小磁针的指向，标出电源的正、负极 ④根据图3可知：电磁铁磁性的强弱跟　　有关。 ⑤要使图3中乙电磁铁的磁性增强，可以　　。

（2014·泰州）（1）如图1所示，接通电路时导线下方的小磁针发生偏转，改变电流方向时小磁针的偏转方向   ．由此说明，通电导体周围存在   ，且其方向与   有关．

（2）用如图2所示的装置进行如下实验：闭合开关，让导体AB作左右运动，电流表的指针   ；闭合开关，让导体AB作上下运动，电流表的指针   ；断开开关，再让导体AB作左右运动，电流表指针     ．根据这些现象，可以得到的结论是                                                          ．

在历史的长河中，有相当长的一段时间里，人们认为电现象和磁现象是互不相关的。直到1820年，丹麦物理学家　        　（选填“安培”、“奥斯特”或“法拉第”）发现，电流周围存在磁场，成为世界上第一个发现电与磁联系的科学家。如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”的实验装置。闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表（实验中电流由左进入电流计，指针向左偏，电流由右进入电流计，指针向右偏）。

实验序号	磁场方向	导体棒 $\mathit{ab}$运动方向	灵敏电流计指针偏转情况
1	向下	向上	不偏转
2		向下	不偏转
3		向左	向右偏
4		向右	向左偏
5	向上	向上	不偏转
6		向下	不偏转
7		向左	向左偏
8		向右	向右偏

（1）实验表明，闭合电路中的部分导体在磁场中做下列哪种运动时，电路中产生感应电流　        　。

$A$．平行磁感线运动

$B$．切割磁感线运动

（2）导体中产生的电流方向，与导体的运动方向，以及磁感线的方向都有关系，根据题给信息，分析判断下列方向关系正确的是　          　。

小明和小华用相同的实验器材，验证电与磁的关系，实验过程分别如下图所示。
①小明:

根据小明的实验现象，可验证：     周围存在磁场，且           。
②小华:

指出小华的实验验证过程中的不足之处（写出两条）：Ⅰ    。Ⅱ    。
小华的实验过程中，小磁针静止时N极所指方向未发生改变的原因可能是      。

如图所示的奥斯特实验中，闭合开关，原来静止的小磁针发生了偏转．造成小磁针偏转的原因是什么呢？

猜想一：可能是通电后导线产生的热量使空气对流引起．
猜想二：可能是通电后导线周围产生了磁场引起．
（1）小柯看到小磁针偏转，认为它一定受到力的作用，他判断的理由是______________．
（2）为了验证猜想一，下列方案可行的是______________（可能不止一个正确选项）
①将整个装置放在玻璃箱中进行实验；
②将小磁针罩在烧杯中，导线置于烧杯上方并平行于小磁针进行实验；
③改变导线中的电流方向．
（3）如果实验中小磁针偏转不明显，请提供一条改进的建议_____________________________

通电螺线管外部的磁场是怎样分布的，我们通过以下实验来进行探究：

（1）在硬纸板上放置一个螺线管，周围均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，铁屑被 　    　。轻敲纸板，观察铁屑的排列情况如图甲所示，图乙和图丙分别是蹄形磁体和条形磁体的磁场分布情况，对比分析可知通电螺线管外部的磁场分布与 　    　磁体的相似；

（2）我们要判断通电螺线管外部的磁场方向，需要借助 　    　；

（3）根据前面的实验结果，把通电螺线管看成一个磁体，它的两极如图丁所示，为了进一步探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系，我们下一步要做的是 　    　，观察 　    　。

（1）如图1所示，接通电路时导线下方的小磁针发生偏转，改变电流方向时小磁针的偏转方向  ．由此说明，通电导体周围存在  ，且其方向与  有关．

（2）用如图2所示的装置进行如下实验：闭合开关，让导体AB作左右运动，电流表的指针  ；闭合开关，让导体AB作上下运动，电流表的指针  ；断开开关，再让导体AB作左右运动，电流表指针    ．根据这些现象，可以得到的结论是                                                         ．

结合图提供的信息，回答下列问题。

（1）图甲：水不容易被压缩，说明分子间存在　　。

（2）图乙：水蒸气把软木塞向上冲起的过程中，相当于汽油机的　　冲程。

（3）图丙是探究　　的实验装置。

（4）图丁中的实验能得出的结论是：　　。

小明在探究通电直导线周围的磁场方向与电流方向的关系后，想进一步探究影响通电直导线周围磁场强弱的因素。经老师指导及查阅资料知，磁场的强弱可以用物理量“B”来表示(单位为“T”)，其大小与直导线中的电流I、测试点到直导线的距离r有关。小明通过实验所测得的两组实验数据如下。
表一：当测试点到直导线的距离r＝0.02m时，磁场的强弱B与电流I的实验数据。

I／A	2.5	5	10	20
B／T	2.5×10^－5	5×10^－5	10×10^－5	20×10^－5

(1)分析表一中的实验数据，你能得到什么结论？
答：________________________________________________________________________。
表二：当直导线中的电流I＝5A时，磁场的强弱B与距离r的实验数据。

r／m	0.02	0.04	0.06	0.08
B／T	5×10^－5	2.5×10^－5	1.67×10^－5	1.25×10^－5

(2)分析表二中的实验数据，你能得到什么结论？
答：________________________________________________________________________。

材料一：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
材料二：1825年，瑞士物理学家科拉顿做了如下实验：他将一个能反映微小变化的电流表，通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路，并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间，如图。他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内，同时跑到另一个房间里，观察电流表的指针是否偏转。进行多次实验，他都没有发现电流表指针发生偏转。
材料三：1831年，英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体，在磁场里切割磁感线的时候，发现导体中产生电流，从而实现了利用磁场获得电流的愿望。

（1）进行奥斯特实验时，在静止的小磁针上方，分别用图甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时，小磁针发生明显偏转的是     （选填“甲”或“乙”）。
（2）科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究，是基于     的科学猜想。
（3）科拉顿的实验中，     （选填“已经”或“没有”）满足产生感应电流的条件。要使他能观察到电流表指针偏转，你提出的一种改进方法是     。