武汉二中高二物理周练试卷
2021年高二(2部)上学期物理周练试题12 含答案

2021年高二(2部)上学期物理周练试题12 含答案1.空间虚线上方存在匀强磁场,磁感应强度为B.一群电子以不同速率v从边界上的P的电子从Q点射出,如图所示.已知电点以相同的方向射入磁场,其中某一速率v子入射方向与边界夹角为θ,则由以上条件可判断()A.该匀强磁场的方向是垂直纸面向外B.所有电子在磁场中的轨迹相同C.速度大的电子在磁场中运动对应的圆心角小D.所有电子的速度方向都改变了2θ2. 如图所示,空间存在足够大且相互垂直的匀强电磁场,电场强度为E、方向竖直向上:磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。
由某点P静止释放质量为m、带电量为+q的粒子(重力忽略不计),其运动轨迹如图所示。
对于带电粒子下落的最大高度H,下落给出的四个表达式,你认为正确的是( )A. B.C. D.3.两个电荷量、质量均相同的带电粒子甲、乙以不同速率从a点沿对角线方向射入正方形匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.甲粒子垂直bc离开磁场,乙粒子垂直ac从d点离开磁场,不计粒子重力,则()A.甲粒子带负电,乙粒子带正电B.甲粒子的运行动能是乙粒子运行动能的2倍C.甲粒子所受洛伦兹力是乙粒子所受洛伦兹力的2倍D.甲粒子在磁场中的运行时间与乙粒子相等a bcd 4. 在高能粒子研究中,往往要把一束含有大量质子和粒子的混合粒子分离开,如图初速度可忽略的质子和粒子,经电压为U 的电场加速后,进入分离区,如果在分离区使用匀强电场或匀强磁场把粒子进行分离,所加磁场方向垂直纸面向里,所加电场方向竖直向下,则下列可行的方法是( ) A .电场和磁场都不可以 B .电场和磁场都可以 C .只能用电场 D .只能用磁场5.如图所示是某离子速度选择器的原理示意图,在一半径为R 的圆柱形筒内有磁感应强度为B 的匀强磁场,方向平行于轴线.在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔a 、b 分别作为入射孔和出射孔.现有一束质量为m 、电荷量为q 的正离子,以角度α入射,不经碰撞而直接从小孔b 射出,这束离子的速度大小是( ) A. B. C. D.6. 如图所示,有一个半径为R =1.0 m 的圆形区域,区域外有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B =T ,一个比荷为q /m =4.0×107 C/kg 的带正电粒子从中空区域与磁场交界面的P 点以速度v 0=4×107m/s 沿圆的半径方向射入磁场(不计带电粒子的重力),该粒子从P 点进入磁场到第一次回到P 点所需要的时间是( )A .3.31×10-7s B .1.81×10-7s C .0.45×10-7s D .1.95×10-7s7.如图所示,矩形MNPQ 区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场,有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场,在纸面内做匀速圆周运动,运动轨迹为相应的圆弧。
湖北武汉市第二中学物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷

湖北武汉市第二中学物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷一、第十三章 电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优(难)1.如图所示,三根相互平行的固定长直导线1L 、2L 和3L 垂直纸面如图放置,与坐标原点分别位于边长为a 的正方形的四个点上, 1L 与2L 中的电流均为I ,方向均垂直于纸面向外, 3L 中的电流为2I ,方向垂直纸面向里(已知电流为I 的长直导线产生的磁场中,距导线r 处的磁感应强度kIB r(其中k 为常数).某时刻有一质子(电量为e )正好沿与x 轴正方向成45°斜向上经过原点O ,速度大小为v ,则质子此时所受磁场力为( )A .方向垂直纸面向里,大小为23kIveB .方向垂直纸面向外,大小为322kIvea C .方向垂直纸面向里,大小为32kIveaD .方向垂直纸面向外,大小为23kIve【答案】B 【解析】 【详解】根据安培定则,作出三根导线分别在O 点的磁场方向,如图:由题意知,L 1在O 点产生的磁感应强度大小为B 1= kI a,L 2在O 点产生的磁感应强度大小为B2=2kIa,L3在O点产生的磁感应强度大小为B3=2kIa,先将B2正交分解,则沿x轴负方向的分量为B2x=2kIasin45°=2kIa,同理沿y轴负方向的分量为B2y=2kIasin45°=2kIa,故x轴方向的合磁感应强度为B x=B1+B2x=32kIa,y轴方向的合磁感应强度为B y=B3−B2y=32kIa,故最终的合磁感应强度的大小为22322x ykIB B Ba==,方向为tanα=yxBB=1,则α=45°,如图:故某时刻有一质子(电量为e)正好沿与x轴正方向成45°斜向上经过原点O,由左手定则可知,洛伦兹力的方向为垂直纸面向外,大小为f=eBv=322kIvea,故B正确; 故选B.【点睛】磁感应强度为矢量,合成时要用平行四边形定则,因此要正确根据安培定则判断导线周围磁场方向是解题的前提.2.取两个完全相同的长导线,用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管,当该螺线管中通以电流强度为I的电流时,测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B,若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管,并通以电流强度也为I的电流时,则在螺线管内中部的磁感应强度大小为()A.0 B.0.5B C.B D.2 B【答案】A【解析】试题分析:乙为双绕线圈,两股导线产生的磁场相互抵消,管内磁感应强度为零,故A正确.考点:磁场的叠加名师点睛:本题比较简单,考查了通电螺线管周围的磁场,弄清两图中电流以及导线的绕法的异同即可正确解答本题.3.如图为两组同心闭合线圈的俯视图,若内线圈通有图示的I1方向的电流,则当I1增大时外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向分别是( )A.I2顺时针方向,F沿半径指向圆心B.I2顺时针方向,F沿半径背离圆心向外C.I2逆时针方向,F沿半径指向圆心D.I2逆时针方向,F沿半径背离圆心向外【答案】D【解析】【详解】如图内线圈的电流方向为顺时针方向,由安培定则分析得知,外线圈中磁通量方向向里,当I1增大时,穿过外线圈的磁通量增大,根据楞次定律判断外线圈中的感应电流I2的方向为逆时针,外线圈所在处磁场方向向外。
2021年高二(2部)上学期物理周练试题14 含答案

2021年高二(2部)上学期物理周练试题14 含答案1.下面关于电磁感应现象的说法中,正确的是()A.只要穿过闭合电路中的磁通量不为零,闭合电路中就一定有感应电流产生B.穿过闭合电路中的磁通量减少,则闭合电路中感应电流减小C.穿过闭合电路中的磁通量越大,则闭合电路中的感应电动势越大D.穿过闭合电路中的磁通量变化越快,则闭合电路中感应电动势越大2. 如图所示,质量为m、长为L的直导线用两根轻质绝缘细线悬挂于同一水平线上O、O’两点,并处于匀强磁场中.当导线中通以沿x正方向的电流I,且导线保持静止时,细线与竖直方向的夹角为,则磁感应强度的最小值和方向是( )A.,z正向 B.,y正向C.,沿悬线斜向下 D.,沿悬线斜向上3.如图所示,PQ和MN为水平平行放置的金属导轨,相距L=1m.PM间接有一个电动势为E=6V,内阻r=1Ω的电源和一只滑动变阻器.导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2kg,棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3kg.棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,导轨与棒的电阻不计,g取10m/s2),匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体保持静止,滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是()A.6Ω B.5ΩC.4Ω D.2Ω4. 两根长直通电导线互相平行,电流方向相同,它们的截面处于等边△ABC的A和B处,如图所示.υABCDE两通电导线在C 处产生磁场的磁感应强度大小都是B 0,则下列说法正确的是( ) A.等边三角ABC 区域中(包括边界)没有磁感应强度为0的点 B.在C 处磁场的总磁感应强度方向垂直于AB 连线向下 C.在C 处磁场的总磁感应强度大小是B 0D.在C 处若有一电流大小为I ,长度为L 的的恒定电流,受到的安培力可能为B 0IL5. 如图所示,边长为L 的正方形区域ABCD 内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,E 点位于CD 边上,且ED =L ,三个完全相同的带电粒子1、2、3分别以大小不同的初速度、、从A 点沿AB 方向射入该磁场区域,经磁场偏转后粒子1、2、3分别从C 点、E 点、D 点射出.若t 1、t 2、t 3分别表示粒子1、2、3在磁场中的运动时间.则以下判断正确的是( ) A .∶∶=6∶2∶3B .∶∶=4∶3∶2C .t 1∶t 2∶t 3 =3∶4∶6D .t 1∶t 2∶t 3 =2∶3∶46.二十世纪初,卡文迪许实验室(Cavendish Laboratory)的英国物理学家阿斯顿首次制成了聚焦性能较高的质谱仪,并用此来对许多元素的同位素及其丰度进行测量,从而肯定了同位素的普遍存在。
高二物理周测试卷

高二物理周测试卷满分50分,时间30分钟班级姓名一。
选择题(每题6分)1.一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方,并与磁针指向平行,能使磁针的S极转向纸内,如图1所示,那么这束带电粒子可能是()A.向右飞行的正离子束B.向左飞行的正离子束C.向右飞行的负离子束D.问左飞行的负离子束2.磁场中某点的磁感应强度的方向()A.放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向B.放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向C.放在该点的小磁针静止时N极所指的方向D.通过该点磁场线的切线方向3.如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,其中央正上方固定一根直导线,导线与磁铁垂直,并通以垂直纸面向外的电流,()A.磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用B.磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用C.磁铁对桌面的压力增大,个受桌面摩擦力的作用D.磁铁对桌面的压力增大,受到桌面摩擦力的作用4.如图所示,将通电线圈悬挂在磁铁N极附近:磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内,且磁铁的轴线经过线圈圆心,线圈将()A.转动同时靠近磁铁B.转动同时离开磁铁C.不转动,只靠近磁铁D.不转动,只离开磁铁二、填空题(每空2分)5.匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线,它与磁场方向垂直,当通过3A的电流时,受到60×10-2N的磁场力,则磁场的磁感强度是______特;当导线长度缩短一半时,磁场的磁感强度是_____特;当通入的电流加倍时,磁场的磁感强度是______特.三、计算题6.如图6所示,ab,cd为两根相距2m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,通以5A的电流时,棒沿导轨作匀速运动;当棒中电流增加到8A时,棒能获得2m/s2的加速度,求匀强磁场的磁感强度的大小;7.如图7所示,通电导体棒AC静止于水平导轨上,棒的质量为m长为l,通过的电流强度为I,匀强磁场的磁感强度B的方向与导轨平面成θ角,求导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大?。
2024届湖北省武汉二中物理高二上期中学业质量监测试题含解析

2024届湖北省武汉二中物理高二上期中学业质量监测试题注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。
用2B铅笔将试卷类型(B)填涂在答题卡相应位置上。
将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。
答案不能答在试题卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。
不按以上要求作答无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。
考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、如图,为半偏法测电压表内阻的电路图,测量的过程包含以下几个主要的步骤:①调节R1滑片位置,让电压表满偏;②保持R1滑片位置不变,调节R2大小,让电压表半偏;③调节R1滑片到最左端,调节R2=0,闭合开关S④此时R2读数即为电压表内阻测量值;以上步骤,合理的顺序时()A.①②③④B.③①②④C.③②①④D.①③②④2、关于点电荷下列说法正确的是()A.点电荷是一种理想化模型,在实际中只要电荷很小,它就是一种点电荷;B.点电荷就是球形的带电体;C.点电荷就是“元电荷”;D.在带电体的大小、电荷分布对电荷间的作用可以忽略时可以看作点电荷。
3、设法维持一段矩形金属导体温度不变,随着加在导线两端的电压减小,则有A.金属导体电阻变小B.金属导体材质的电阻率变小C.导体电流不变D.导体内自由电子定向移动的速率减小4、下列物理量中与检验电荷有关的是A.电场强度EB.电势差UC.电势D.电场力F5、如图所示,水平放置的平行板电容器与一电池相连,在电容器的两板间有一带负电的质点处于静止平衡状态.现将电容器的下极板向上移动到图中虚线所示的位置,则()A.电容器的电容变大,质点向上运动B.电容器的电容变小,质点向上运动C.电容器的电容变大,质点向下运动D.电容器的电容变小,质点向下运动6、在如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,R1和R 3均为定值电阻,且R 3=r,R 2为滑动变阻器。
武汉二中高二物理期中复习综合训练题

武汉二中高二物理期中复习综合训练题(三)1、用细线悬挂一个质量为m ,带正电的小球,置于如图所示的匀强磁场中。
当小球偏离竖直方向在垂直于磁场方向摆动时,如果细线始终绷紧,不计空气阻力,则前后两次通过最低点时相比较,相同的物理量是:BD A.小球受到的洛伦兹力 B.小球的加速度 C.悬线的拉力 D.小球的动能2、在电场和重力场都存在的空间中,一带电质点从A 点运动到B 点,电场力做了10 J 的功,重力做了6 J 的功,克服阻力做了7 J 的功,则此过程中带电质点的:CDA.机械能增加了10 J ,动能减少了7 JB.机械能减少了7 J ,动能增加了10 JC.机械能增加了3 J ,动能增加了9 JD.电势能减少了10 J ,重力势能减少了6 J3、如图所示,边长为L 的正方形线圈abcd 其匝数为n 总电阻为r 外电路的电阻为R ,ab 的中点和cd 的中点的连线OO / 恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应强度为B ,若线圈从图示位置开始,以角速度ω绕OO /轴匀速转动,则以下判断中错误的是:AA.闭合电路中感应电动势的瞬时表达式t nBL e ωωsin 2= B.在t =2πω时刻,磁场穿过线圈的磁通量为零,但此时磁通量随时间变化最快C.从t =0 时刻到t =2πω时刻,电阻R 上产生的热量Q = 224216()n B L R R r πω+ D.从t =0 时刻到t =2πω时刻,通过R 的电荷量q =22()nBL R r +4、三个相同的不带电的绝缘金属球A 、B 、C 靠在一起,如图所示。
再将一个带正电的物体D 从左边靠近A 球并固定,再依次拿走C 球、B 球、A 球,则关于A 、B 、C 三个金属球的带电性和带电量说法正确的是:ACA .C 球带正电,B 球带正电,A 球带负电 B .C 球带正电,B 球不带电,A 球带负电C .A 球比C 球带电量大,C 球比B 球带电量大 D.A 球带电量和C 球带电量一样大,B 球不带电5、如图所示,真空中存在范围足够大的匀强电场,A 、B 为该匀强电场的两个等势面。
2020-2021学年湖北省武汉市第二中学高二物理联考试卷含解析

2020-2021学年湖北省武汉市第二中学高二物理联考试卷含解析一、选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意1. (单选题)下列各图中标出了匀强磁场中通电直导线受安培力的方向,正确的是 ( )参考答案:C2.参考答案:A3. 关于力,下列说法中错误的是A.力是物体与物体之间的相互作用B.力可以用带箭头的线段表示C.力是矢量,它既有大小又有方向D.力可以只有施力物体而没有受力物体参考答案:D4. 一列向x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图11所示,A、B、C分别是x=0、x =1m和x=2m处的三个质点.已知该波的周期为4s,则()A.对质点A来说,在第1s内回复力对它做正功B.对质点A来说,在第1s内回复力对它做负功C.对质点B和C来说,在第1s内回复力对它们做功相同D.对质点B和C来说,在第1s内回复力对它们做功不相同参考答案:BD5. 如图所示,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中,导体处于静电平衡时,下叙说法正确的是A.A、B两点场强相等,且都为零B.A、B两点的场强不相等D.当电键K闭合时,电子从大地沿导线向导体移动参考答案:AD二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6. 如图所示,L是直流电阻很小的线圈,G1和G2为内阻不计、零点在表盘中央的电流计。
当开关S 处于闭合状态时,两表的指针皆偏向右方。
当开关S断开时,____表的指针缓慢地回到零点,_____表的指针立即偏向左方,然后缓慢地回到零点。
(填“G1或G2”)参考答案:_ G2 __ ___ G1___7. 带电量分别为+Q和-Q的点电荷A和B相距为4L,长为2L的导体棒与AB连线重合,并且导体棒的中点O与A、B连线中点重合。
如图所示,导体棒处于静电平衡状态,其左右端点分别为C、D。
则C、D两点电势φC φD,(填大于、小于或等于)。
静电力常量为k,导体棒上的感应电荷在o点产生的场强大小为。
2021年高二下学期物理(理科)第8周周练 含答案

2021年高二下学期物理(理科)第8周周练 含答案班级 学号 姓名 评价一、单选题1.相互作用的物体组成的系统在某一相互作用过程中,以下判断正确的是 ( )A.系统的动量守恒是指只有初、末两状态的动量相等B. 系统的动量守恒是指系统中任一物体的动量不变C. 系统的动量守恒是指任意两个状态的动量相等D.只有系统不受外力作用时,系统动量才守恒。
2.两辆质量相同的小车,置于光滑的水平面上,有一人静止在小车A 上,两车静止,如图所示.当这个人从A 车跳到B 车上,接着又从B 车跳回A 车,并与A 车保持相对静止,则A 车的速率A.等于零B.小于B 车的速率C.大于B 车的速率D.等于B 车的速率3.如右图所示,在光滑水平面上质量分别为m A =2kg 、m B =4kg ,速率分别为v A =5m/s 、v B =2m/s 的A 、B 两小球沿同一直线相向运动 ( )A .它们碰撞前的总动量是18kg·m/s ,方向水平向右B .它们碰撞后的总动量是18kg·m/s ,方向水平向左C .它们碰撞前的总动量是2kg·m/s ,方向水平向右D .它们碰撞后的总动量是2kg·m/s ,方向水平向左4.质量为2kg 的小车以2m/s 的速度沿光滑的水平面向右运动,若将质量为2kg 的砂袋以3m/s 的速度迎面扔上小车,则砂袋与小车一起运动的速度的大小和方向是( )A .0.5m/s ,向左B .2.6m/s ,向左C .2.6m/s ,向右D .0.8m/s ,向右5.如图所示,在光滑水平面上有直径相同的a 、b 两球,在同一直线上运动.选定向右为正方向,两球的动量分别为p a =6 kg ·m/s 、p b =-4 kg ·m/s.当两球相碰之后,两球的动量可能是A.p a =-6 kg ·m/s 、p b =4 kg ·m/sB.p a =-6 kg ·m/s 、p b =8 kg ·m/sC.p a =-4 kg ·m/s 、p b =6 kg ·m/sD.p a =2 kg ·m/s 、p b =06.如图所示的装置中,木块B 与水平桌面间的接触是光滑的,子弹A 沿水平方向射入木块后A B 左v B 右 v A留在木块内,将弹簧压缩到最短.现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统),则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中A .动量守恒、机械能守恒B .动量不守恒、机械能不守恒C .动量守恒、机械能不守恒D .动量不守恒、机械能守恒7.如图所示,质量相等的五个物块在光滑水平面上间隔一定距离排成一直线。
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“感受地磁场〞之一-----跳绳发电组员:李理、张泽宇〔9班〕、杨明、邵璐、周全、陈中乐〔10班〕一、实验目的:通过跳绳活动来感受我们周围的地磁场二、实验原理:利用电磁感应原理让导线切割地磁场产生感应电流。
三、实验器材:①小磁针②多股铜导线③灵敏电流计〔300μA预知内阻r =100Ω〕④卷尺⑤秒表⑥量角器⑦多用表四、实验过程先用小磁针确定并标记实验地点地磁场的方向。
将导线和连接成一个闭合回路1.用一根导线〔L=4.2m〕:发现电流表偏转只有1格〔10uA〕,为了获得更大的电流,于是杨明同学提出电线多几股就行了。
G2.两根导线绕法带来的困惑〔1〕发现指针不偏转:此时我们遇到了困难。
通过排除装置的因素,是什么原因导致电流不偏转呢?分析原因:两跟导线切割产生的电动势大小相等、方向相反,故回路无电流,指针不偏转。
G讨论并改良了实验方案:3.导线用串联好还是并联好?开始同学们一致认为都一样,无区别。
〔1〕导线并联出现困惑:实验后发现:并联后不管导线怎么增多〔2根、5根、10根、30根导线并联〕,电流表的指针偏转与一根导线切割时指针偏转几乎一样,无增大。
这是为什么呢?分析原因:30根导线并联,每根产生的电动势为E,并联总电动势还是E,= r G〔电线的电阻小于1Ω〕,电路的总主要原因是电路的总电阻几乎不变,R总电流几乎不变。
〔开始分析时,同学们没有把电表的电阻记入在内〕五.实验结果记录:我们如右图均匀摇动导线〔像跳绳一样〕,邵璐记录50周期所用的时间t,同时由两名同学测量电线摇动的幅度D,并在停止摇动时测量两摇动导线同学手间的距离以与两手连与地磁场方向的夹角θ。
其他同学观察灵敏电流计指针并记录指针摆动的幅值A。
我们小组成员记录、论实验现象,填写实验记录表1.绳子数不同,电流表的幅值A:实验结论:导线股数越多,如此导线切割产生的电流越大2.旋转速度不同慢到大,发现指针偏转有小到大后摆了快后指针幅度又变小了。
结论:变大原因:切割速度越大,根据E=BLv知,电路中产生的电流越大变小的原因:电流方向变化的频率大了后,由于指针的惯性,指针来不与回摆。
3.多股导线根数串联N= 17电流表内阻:R G=100.0 Ω摇动50个周期的时间:t = 46.1 s 改变夹角,重复上述试验,记录数据并填表。
结论:当导线方向与地磁场空间垂直时,切割产生的电流最大。
4.地磁场的强度应当如何计算?周全同学提出能否从上面数据中求出学校所在区域的地磁场的大小,学生提出了一些近似算法。
〔1〕如果把导线的摇动看作匀速圆周运动,那么导线切割磁感线的平均速度应当怎样计算?我们一边分析,同时请教了教师。
如图,如果把导线的摇动看作匀速圆周运动,那么导线切割磁感线可以近似为长为L 的直导线做半径为D/4的圆运动。
〔建立模型如右图〕记录n 周期所用的时间t ,可知周期Tnt T =t Dn T r V 22ππ==∴ 当感应电流出现最大值时,导线运动方向与地磁的磁感线方向垂直NBLV E =〔导线串联〕NLVEB =∴ G GIR E R E I =∴=〔导线电阻不计〕由观察灵敏电流计记录指针摆动的幅值A 可得LV IR B G ==πNLDn tIR G 2=4.2×10-5T〔2〕张泽宇同学又提出另一种计算方案ϖNBS E =nt T =tn T ππω22== 把绳子甩过的面积看作椭圆,如此: s=πab22πnNab tIR B G =B =1.3×10-5T5.实验过程中曾遇到的困难〔1〕导线切割磁线可以看作电源,多股导线就相当于多个电源,那么这些电源是怎样连接的?怎样连接最好?〔2〕感应电流出现最大值时,导线运动方向和地磁场方向有什么样的关系? 〔3〕如果把导线的摇动看作匀速圆周运动,那么导线切割磁感线的平均速度应当怎样分析?〔4〕地磁场的强度应当如何计算? 6.“感受地磁场〞之二----开门生电!实验组员:吕成捷、范沙、徐立强、许越程、陆晓鹏、徐健 一、实验目的:通过开门发电感受我们周围的地磁场二、实验原理:利用电磁感应原理使转动的门产生感应电流。
三、实验器材:①漆包线②小磁针③灵敏电流表〔300μA 预知内阻r =100Ω〕、④卷尺⑤秒表⑥透明胶⑦多用表四、实验过程1、用漆包线绕一个100匝的金属圈、一个200匝的金属线圈2、先将100匝的线圈固定在门上,测出线圈的长为a,宽b与电阻为R3、接上灵敏电流表4、推门10次,记下时间t与电流表最大示数A5、将100匝线圈换成200匝线圈,并重复上述操作五、纪录数据:匝数长a/cm 宽b/cm电流〔uA〕电阻〔Ω〕时间t/s转动角度100匝86.0 65.8 20 13 1.09s/次90200匝86.0 65.8 40 26 1.11s/次90六、我们的惊奇发现〔1〕开门、关门在开门的过程中发现电流最大的时刻是门从正南北方向开始关到东西方向时;而从东西方向开始关到南北方向时刻,电流最小;〔2〕关门和开门一周,灵敏电流表的指针来回摆动一周;〔3〕线圈匝数越多,电流表指针偏转越明显。
原因分析:门在南北方向时,穿过线圈的磁通量为零,启动时磁通量的变化率△φ/△t 最大,线圈中产生的电流最大。
来回摆时,穿过线圈的磁通量方向发生的改变。
匝数越多,总电阻变化不大〔注意:总电阻取决于电流表的电阻rG〕,根据E=NBLv 知,线圈中产生的电流越多。
我们还做了如如下图线圈转动实验:七.我们的感受实验中,我们一度无法准确测量电流,再使用放大器,也出现了电表偏转的问题。
最后我们经过实验的改良,更换了灵敏电流表,顺利解决了问题。
开门、关门的过程,通过看到电流表指针偏转,感受到了地磁场的存在,进一步理解了电磁感应的原理。
通过这次实验,我们认识到科学研究的艰辛,都是在一次次的失败和否认中,最后才得出准确的结果。
八.我们的联想1〕在活动的过程中,我们联想到了防盗系统,利用这个原理,有人开门,我们在家中就可以得到警报。
但由于产生的电流太小,无法使警报器正常工作。
2〕能不能做成发电机呢?经过同学们的论证,利用价值不高。
“感受地磁场〞之三------利用线框探究地磁场的方向实验组员:徐立强、许越程、陆晓鹏、徐健一、实验目的:定性探究地磁场磁感线与地面的空间关系二、实验原理:利用电磁感应原理使转动的门产生感应电流。
三、实验器材:①线框②漆包线③灵敏电流表④小磁针四、实验过程1.把漆包线绕制在框架上,接上灵敏电流表2.让线框朝不同方向以一定速度平动,发现电流表的指针发生偏转。
但在南北方向平动,发现线框与水平面成450时,电流表指针不动。
原因分析:在南北方向平动,发现线框与水平面成450时,穿过线框的磁通量不变,说明磁感线与线框垂直。
进而说明了富中区域地磁场磁感线与地面方向成450。
3.我们在实验过程中出现的困惑〔1〕框架用什么材料呢?同学们开始做了铝合金框架〔取材比拟方便〕,用漆包线在框架上绕制了400匝,在做实验过程中发现电流表指针偏转不是很明显。
同学们想到:地磁场是不是被铝屏蔽了呢?于是同学们查找资料,分析原因。
〔2〕分析讨论:静电屏蔽:在电场中学过,在静电平衡状态下,不论是空心导体还是实心导体;不论导体本身带电多少,或者导体是否处于外电场中,必定为等势体,其内部场强为零,金属导体对电场起到了屏蔽的作用。
磁场屏蔽:将铁磁材料做成截面如右图的回路,如此在外磁场中,绝大部份磁场集中在铁磁回路中。
这可以把铁磁材料与空腔中的空气作为并联磁路来分析。
因为铁磁材料的磁导率比空气的磁导率要大几千倍,所以空腔的磁阻比铁磁材料的磁阻大得多,外磁场的磁感应线的绝大部份将沿着铁磁材料壁内通过,而进入空腔的磁通量极少。
这样,被铁磁材料屏蔽的空腔就根本上没有外磁场,从而达到静磁屏蔽的目的。
材料的磁导率愈高,壁愈厚,屏蔽效果就愈显著。
因常用磁导率高的铁磁材料如软铁、硅钢、坡莫合金做屏蔽层。
铝虽然是弱磁导率材料,但对磁场还是有一定的影响。
同学们提出了,用木制材料做线圈的框架。
试一试吧!4.我们的收获:通过我们该实验的制作,真正第一次形象的体会了磁场的具体方位;并且在研究的过程中扩大了我们原有的知识,到底什么材料可以屏蔽磁场,区别了静电屏蔽原理上的不同。
5.我们的遐想:能否制作孕妇防磁服装。
“感受地磁场〞之四:单摆发电实验组员:郁丹琦、朱哲明、裘道军一、实验目的:让单摆摆动时发电二、实验原理:利用电磁感应原理让导线切割地磁场产生感应电流。
三、工具与材料:①多股铜导线②灵敏电流计③重物④卷尺⑦多用表四、活动过程1.在长2m米的铜线上悬挂一重物成摆,铜线上下两端各用软导线引出与灵敏电流表相连2.使摆以1m的振幅在地磁场内摆动,观察电流表指针变化。
发现电流表指针发生偏转。
当摆的振动平面与磁子午面相垂直时(接近东西方向),电流表示数最大。
上述现象说明地磁场使摆动的铜丝产生了电流。
3.比照实验:我们在实验过程中又发现接上电流表比不接上电流表,摆动时间较短。
此时,我们把能量守恒的知识派上用途了。
说明接上电流表后,回路有了电流,导线还受到安培力的作用,单摆的机械能一局部转化电能了。
“感受地磁场〞之五-----探测地磁场的变化实验组员:倪丁凡、巴荣彬、章柯杰一、实验目的:通过小磁针观察地磁场是否恒定不变的。
二、实验原理:〔1〕利用卡文迪许扭秤的放大思想〔2〕磁场在变化,引起小磁针的指向的微小扰动三、实验器材:①小磁针②小镜面③激光笔④卷尺⑤秒表⑥量角器⑦多用表四、实验过程1.把磁化的针线用细线悬挂,在针线的上端固定一小平面镜,把激光笔固定在塑料罩的边缘;2.激光照在平面镜上,反射后照在坐标纸上形成一小亮斑;3.观察亮斑是否移动。
五.现象分析镜面磁化的小磁激光笔仔细观察,发现亮斑在移动。
说明磁场在变化。
通过仔细的观察,我们还发现:地磁场强度,每天都会出现有规律的变化,一般夜间较白天平稳;当太阳光较强时,亮斑的移动较大,有时也会有异常的变化。
六.原因分析我们请教了赵力红教师和浙江大学的物理教授,磁场的变化表现为日变化、年变化、多年(短周期或长周期)变化以与突发性变化主要由于来自地球外部的带电粒子的作用〔非偶极磁场,叠加在根本磁场上〕太阳是这些带电粒子流的主要来源,而当它的外表出现黑子、耀斑(活动特别强烈的区域)并正对着地球时,便会把大量带电的粒子抛向地球,使迭加在根本磁场上的变化磁场突然增强,使地磁场发生大混乱,出现磁暴。
七、传感器探究地磁场的变化〔2006年11月14号和18号的比照〕〔注:磁偏角D、磁场强度F、地磁场强度的水平分量H和垂直分量Z〕“感受地磁场〞之六-----不同纬度的地磁场的比照〔异地互动:黑龙江大庆一中实验〕1.大庆一中的实验结果在一样的实验情况下,发现大庆地区的地磁场比我们要小些,磁倾角要大一些。