8. (★★★)小硕将铜片、锌片插入橙子中,便制作成了水果电池,连接在螺线管上,小磁针静止时 N 极的指向如图 14.3 - 13 所示,请标出该水果电池右侧的“+”“-”极和通电螺线管左侧磁感线的方向。
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答案
答题:
1.根据小磁针$N$极指向右,根据磁极间相互作用规律,通电螺线管左端为$S$极,右端为$N$极,在磁体外部,磁感线方向从$N$极指向$S$极,所以通电螺线管左侧磁感线方向向左。
2.根据安培定则,用右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指所指方向为$N$极,可判断出电流从螺线管右端流入,左端流出,所以水果电池右侧为“$+$”极,左侧为“$-$”极。
综上,水果电池右侧标“$+$”,通电螺线管左侧磁感线方向向左。
1.根据小磁针$N$极指向右,根据磁极间相互作用规律,通电螺线管左端为$S$极,右端为$N$极,在磁体外部,磁感线方向从$N$极指向$S$极,所以通电螺线管左侧磁感线方向向左。
2.根据安培定则,用右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指所指方向为$N$极,可判断出电流从螺线管右端流入,左端流出,所以水果电池右侧为“$+$”极,左侧为“$-$”极。
综上,水果电池右侧标“$+$”,通电螺线管左侧磁感线方向向左。
9. (★★★)(双选)如图 14.3 - 14 所示,闭合开关 S,条形磁体静止在水平桌面上。下列判断正确的是【
A.条形磁体受到通电螺线管对其向左的作用力
B.条形磁体受到桌面对其向左的摩擦力
C.将滑动变阻器的滑动头向右移动,条形磁体受到的摩擦力不变
D.若只改变电源的正、负极,条形磁体受到的摩擦力大小不变
AD
】A.条形磁体受到通电螺线管对其向左的作用力
B.条形磁体受到桌面对其向左的摩擦力
C.将滑动变阻器的滑动头向右移动,条形磁体受到的摩擦力不变
D.若只改变电源的正、负极,条形磁体受到的摩擦力大小不变
答案
AD
解析
首先,根据安培定则判断通电螺线管的磁极。由图可知,螺线管中电流方向,用右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指所指方向即为螺线管$N$极,可判断出螺线管左端为$N$极,右端为$S$极。根据异名磁极相互吸引,可知条形磁体受到通电螺线管对其向左的吸引力,A 正确。
由于条形磁体有向左运动的趋势,所以受到桌面对其向右的摩擦力,B 错误。
将滑动变阻器的滑动头向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律$I = \frac{U}{R}$,电路中的电流变小,通电螺线管的磁性减弱,对条形磁体的吸引力减小,条形磁体在水平方向上受到的吸引力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,吸引力减小,摩擦力也减小,C 错误。
若只改变电源的正、负极,通电螺线管的磁极方向改变,但对条形磁体的吸引力大小不变,条形磁体仍处于静止状态,受到的摩擦力与吸引力仍是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力大小不变,D 正确。
由于条形磁体有向左运动的趋势,所以受到桌面对其向右的摩擦力,B 错误。
将滑动变阻器的滑动头向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律$I = \frac{U}{R}$,电路中的电流变小,通电螺线管的磁性减弱,对条形磁体的吸引力减小,条形磁体在水平方向上受到的吸引力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,吸引力减小,摩擦力也减小,C 错误。
若只改变电源的正、负极,通电螺线管的磁极方向改变,但对条形磁体的吸引力大小不变,条形磁体仍处于静止状态,受到的摩擦力与吸引力仍是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力大小不变,D 正确。
分子电流假说
通过这学期的学习,我们知道磁体和电流都能产生磁场,而且通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场十分相似,它们的磁场是否有什么联系呢?安培由此受到启发,提出了分子电流假说。安培认为:在物质内部存在着一种环形电流——分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体。当分子电流 I 的方向如图 14.3 - 15 甲所示,则可用右手螺旋定则判断出它的两侧相当于 N、S 两个磁极。用安培的分子电流假说能够解释一些磁现象,一根铁棒未被磁化的时候,内部分子电流的取向是杂乱无章的,它们的磁场互相抵消,对外不显磁性,如图 14.3 - 15 乙所示。当铁棒受到外界磁场的作用时,各分子电流的取向变得大致相同,铁棒被磁化,两端对外显示出较强的磁性,形成磁极,如图 14.3 - 15 丙所示。
在安培所处的时代,人们不知道物质内部为什么会有分子电流,20 世纪后,人们认识到原子内部带电粒子在不停地运动,这种运动对应于安培所说的环形电流。“分子电流假说”提出以后,经历了“不太清楚”“遭到拒绝”到“逐渐明朗”几个阶段,这也告诉我们,科学的发现、科学理论的提出以及人们对科学成果的接受,不会都是一帆风顺的,但有益的学术争论可以促进科学的发展。
请根据上述材料,回答下列问题。
(1)安培认为,在物质内部存在着分子电流,使每个物质微粒都成为
(2)若物质内部某一个分子电流的方向如图 14.3 - 16 所示,将这个分子电流等效成一个微小条形磁体,则该微小条形磁体的上端是
(3)20 世纪后,人们认识到原子可分为原子核和电子,原子核集中了原子全部的正电荷和几乎全部质量,电子在核外微小空间运动,那么形成环形电流的是
(4)一根铁棒被磁化,两端会对外界显示出较强的磁性,但当它受到猛烈撞击后会失去磁性,请用安培分子电流假说解释其原因。
通过这学期的学习,我们知道磁体和电流都能产生磁场,而且通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场十分相似,它们的磁场是否有什么联系呢?安培由此受到启发,提出了分子电流假说。安培认为:在物质内部存在着一种环形电流——分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体。当分子电流 I 的方向如图 14.3 - 15 甲所示,则可用右手螺旋定则判断出它的两侧相当于 N、S 两个磁极。用安培的分子电流假说能够解释一些磁现象,一根铁棒未被磁化的时候,内部分子电流的取向是杂乱无章的,它们的磁场互相抵消,对外不显磁性,如图 14.3 - 15 乙所示。当铁棒受到外界磁场的作用时,各分子电流的取向变得大致相同,铁棒被磁化,两端对外显示出较强的磁性,形成磁极,如图 14.3 - 15 丙所示。
在安培所处的时代,人们不知道物质内部为什么会有分子电流,20 世纪后,人们认识到原子内部带电粒子在不停地运动,这种运动对应于安培所说的环形电流。“分子电流假说”提出以后,经历了“不太清楚”“遭到拒绝”到“逐渐明朗”几个阶段,这也告诉我们,科学的发现、科学理论的提出以及人们对科学成果的接受,不会都是一帆风顺的,但有益的学术争论可以促进科学的发展。
请根据上述材料,回答下列问题。
(1)安培认为,在物质内部存在着分子电流,使每个物质微粒都成为
微小的磁体
。(2)若物质内部某一个分子电流的方向如图 14.3 - 16 所示,将这个分子电流等效成一个微小条形磁体,则该微小条形磁体的上端是
S极
(填“N 极”或“S 极”)。(3)20 世纪后,人们认识到原子可分为原子核和电子,原子核集中了原子全部的正电荷和几乎全部质量,电子在核外微小空间运动,那么形成环形电流的是
电子
(填“原子核”或“电子”)。(4)一根铁棒被磁化,两端会对外界显示出较强的磁性,但当它受到猛烈撞击后会失去磁性,请用安培分子电流假说解释其原因。
猛烈撞击使铁棒内部分子电流的取向重新变得杂乱无章,它们的磁场互相抵消,对外不显磁性。
答案
(1)微小的磁体
(2)S极
(3)电子
(4)猛烈撞击使铁棒内部分子电流的取向重新变得杂乱无章,它们的磁场互相抵消,对外不显磁性。
(2)S极
(3)电子
(4)猛烈撞击使铁棒内部分子电流的取向重新变得杂乱无章,它们的磁场互相抵消,对外不显磁性。
解析
(1)由材料“分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体”可知答案。
(2)用右手握住环形电流,四指指向电流方向,大拇指所指的方向为N极。图中电流方向为顺时针(从上往下看),右手四指顺时针握住,大拇指向下,故上端为S极。
(3)原子中电子带负电,电子绕核运动形成环形电流,原子核带正电但质量大,通常不做环形运动形成分子电流。
(4)铁棒被磁化时分子电流取向大致相同,对外显磁性;猛烈撞击使分子电流取向重新变得杂乱无章,磁场互相抵消,失去磁性。
(2)用右手握住环形电流,四指指向电流方向,大拇指所指的方向为N极。图中电流方向为顺时针(从上往下看),右手四指顺时针握住,大拇指向下,故上端为S极。
(3)原子中电子带负电,电子绕核运动形成环形电流,原子核带正电但质量大,通常不做环形运动形成分子电流。
(4)铁棒被磁化时分子电流取向大致相同,对外显磁性;猛烈撞击使分子电流取向重新变得杂乱无章,磁场互相抵消,失去磁性。
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