2015-2016学年高三物理上册知能演练31.doc

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物理·选修1－1(粤教版)
第五节　奥斯特实验的启示

►达标训练

1．如图所示，把一条导线平行地放在小磁针的上方附近，当电流通过导线时，磁针会发生偏转，首先观察到这个实验现象的物理学家是( )

A．库仑 B．楞次 C．法拉第 D．奥斯特
答案：D

2．电流的磁效应揭示了电与磁的关系．若直导线通有方向垂直纸面向外的恒定电流，则电流的磁感线分布正确的是(　　)

答案：D

3．如图所示，一通电直导线与匀强磁场方向垂直，导线所受安培力的方向是(　　)

A．向上 B．向下
C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外

解析：安培力的方向用左手定则来判断，伸开左手，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，把手放入磁场中，让磁场垂直穿过手心，四个指头所指的方向与电流方向相同，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受的安培力的方向．因此C选项正确．
答案：C

4．如下图所示，电流为I的一段通电直导线处于匀强磁场中，受到的安培力为F，图中正确标示I和F方向的是(　　)

解析：由左手定则可判断A对．
答案：A

5．(多选)电流为I的通电导线放置于磁感应强度为B的匀强磁场中，导线所受安培力为F，则下列说法正确的是(　　)
A．匀强磁场中通电导线所受安培力F、磁感应强度B及电流I，三者在方向上一定互相垂直
B．若I、B方向确定，则F方向唯一确定
C．若F与B方向确定，则I方向唯一确定
D．若F与B方向确定，则I方向不唯一确定，但I一定在与F垂直的平面内

答案：BD

6．有一通电金属导线在赤道上方，东西向水平放置，电流方向向东，它受到地磁场的作用力方向为(　　)
A．向东 B．向西
C．向上 D．向下

解析：在赤道上方地磁场的方向是由地理的南极指向北极，通电导线在磁场中受安培力由左手定则可判断，安培力的方向向上．
答案：C

7．(多选)如下图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以(　　)

A．将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极
B．将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极
C．将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极
D．将a、c端接在交流电源的一端，b、d端接在交流电源的另一端

解析：当a、c接电源正极，b、d接电源负极时，线圈磁场上端为N，导线电流方向向右，根据左手定则可得MN受安培力向外，若它们同时换正负极时，受力方向不变．
答案：AB

奥斯特与电流的磁效应
在今天看来，电生磁与磁生电是那么的理所当然，以至于根本不用一提了．可是在19世纪初，关于电与磁的本质、电与磁的联系却是一个空白，无怪乎当奥斯特于1820年宣布电流具有磁效应后是多么的激动人心了．
1777年8月14日，奥斯特出生于丹麦的一个小镇．父亲是镇上一个药店的老板，家里生活比较富裕．到12岁时，奥斯特已受到良好的教育，并在店里担任他父亲的助手．他一边帮父亲干活，一边如饥似渴地寻求科学知识．父亲见儿子如此热衷于科学，就决定把他送入著名的哥本哈根大学深造．奥斯特在大学不仅学习医学，还学习物理学与天文学.18世纪末到19世纪初，全欧洲处于骚动中，正是在这种情况下，奥斯特在哥本哈根开始了他药剂师的生涯．当时伏打已发明了“伏打电堆”，利用这种伏打电堆可以产生电流．奥斯特觉得从事电流方向的研究很适合他．于是他放弃了收入颇丰的药剂师行当，开始了科学研究的生涯．
1820年7月的一天，奥斯特在进行电流实验时，忘记拿走一个放在电路附近的小磁针．当他接通电路时，他忽然觉得小磁针发生了偏转．于是他不断重复这个过程，结果证明小磁针确实发生了偏转．奥斯特想，是什么使磁针发生偏转呢？通常只有磁石对磁针有这种作用，但附近并没有磁石，因此只能是电流具有磁石的作用效果！这一发现使奥斯特惊喜万分，因为他把电和磁终于联系起来了．奥斯特发现电流的磁效果以后，又把他7年前所得到的结果，即光和热都是电流的作用联系起来．他推测，在所有这些效果中存在一种环形作用(后来人们发展为分子环流理论)，由这种环流作用很自然解释了光的偏振现象．
虽然奥斯特的结果仅是定性的，但它打开了磁学研究的大门．为了纪念他对电磁学的贡献，人们把磁场的单位命名为奥斯特(Oe)．在电磁磁效应发现几个月后，另一位物理学家安培也从事这方面的测量，提出了一个完整的定量理论，从而奠定了电磁学的数学理论基础．
希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

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