福建省宁德市霞浦第一中学物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷专题练习
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福建省宁德市霞浦第一中学物理第十三章电磁感应与电磁波精选测试卷专题
练习
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.为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是()
A.B. C.
D.
【答案】B
【解析】
【分析】
要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况:地磁的南极在地理北极的附近,故右手的拇指必需指向南方,然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向.
【详解】
地磁的南极在地理北极的附近,故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方;而根据安培定则:拇指与四指垂直,而四指弯曲的方向就是电流流动的方向,故四指的方向应该向西.故B正确.
【点睛】
主要考查安培定则和地磁场分布,掌握安培定则和地磁场的分布情况是解决此题的关键所在.另外要掌握此类题目一定要乐于伸手判定.
2.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。
根据左手定则分析得到:I2受到的安培力F方向是沿半径背离圆心向外.所以D正确,ABC错误。
3.如图所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a,下列各种情况中铜环a中没有感应电流的是()
A.将电键突然断开的瞬间
B.线圈中通以恒定的电流
C.通电时,使滑动变阻器的滑片P做加速移动
D.通电时,使滑动变阻器的滑片P做匀速移动
【答案】B
【解析】
【详解】
A.将电键突然断开的瞬间,线圈产生的磁场从有到无消失,穿过铜环a的磁通量减小,产生感应电流,故A不符合题意;
B.线圈中通以恒定的电流时,线圈产生稳恒的磁场,穿过铜环a的磁通量不变,没有感应电流产生,故B符合题意;
C.通电时,使变阻器的滑片P作加速滑动时,变阻器接入电路的电阻变化,回路中电流变化,线圈产生的磁场变化,穿过铜环a磁通量变化,产生感应电流,故C不符合题意;
D.通电时,使变阻器的滑片P作匀速滑动时,变阻器接入电路的电阻减小,回路中电流增大,线圈产生的磁场增强,穿过铜环a磁通量增大,产生感应电流,故D不符合题意;
4.降噪耳机越来越受到年轻人的喜爱.某型号降噪耳机工作原理如图所示,降噪过程包括如下几个环节:首先,由安置于耳机内的微型麦克风采集耳朵能听到的环境中的中、低频噪声(比如 100Hz~1000Hz);接下来,将噪声信号传至降噪电路,降噪电路对环境噪声进行实时分析、运算等处理工作;在降噪电路处理完成后,通过扬声器向外发出与噪声相位相反、振幅相同的声波来抵消噪声;最后,我们的耳朵就会感觉到噪声减弱甚至消失了.对于该降噪耳机的下述说法中,正确的有
A .该耳机正常使用时,降噪电路发出的声波与周围环境的噪声能够完全抵消
B .该耳机正常使用时,该降噪耳机能够消除来自周围环境中所有频率的噪声
C .如果降噪电路能处理的噪声频谱宽度变小,则该耳机降噪效果一定会更好
D .如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢,则耳机使用者可能会听到更强的噪声
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AB .因周围环境产生的噪声频率在100Hz ~1000Hz 范围之内,而降噪电路只能发出某一种与噪声相位相反、振幅相同的声波来抵消噪声,所以降噪电路发出的声波与周围环境的噪声不能够完全抵消,即不能完全消除来自周围环境中所有频率的噪声,选项AB 错误; C .如果降噪电路能处理的噪声频谱宽度变大,则该耳机降噪效果一定会更好,选项C 错误;
D .如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢,则在降噪电路处理完成后,通过扬声器可能会向外发出与噪声相位相同、振幅相同的声波来加强噪声,则耳机使用者可能会听到更强的噪声,选项D 正确;
故选D.
5.在直角三角形PQS 中,∠S=30°,O 为PS 的中点,四根长度均为L 的直导线均垂直于纸面并分别固定于P 、Q 、S 、O 点。
若四根导线均通有大小为I 的电流,方向如图所示。
已知通电直导线Q 在P 处产生的磁感应强度大小为0B ,则通电直导线O 受到的安培力大小为( )
A 03
B IL
B 05B IL
C 07B IL
D .03B IL
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】 由于OQ =PQ =OP =OS ,通电直导线Q 在P 处产生的磁感应强度大小为0B ,所以通电直导线
P 、Q 、S 分别在O 处产生的磁感应强度大小都为0B ,方向如图所示
根据余弦定理,合磁感应强度
()2
200000222cos 603B B B B B B =+-⋅=︒
由F=BIL 得通电直导线O 受到的安培力大小为 03F B IL =
故选A 。
6.如图所示,把两个完全一样的环形线圈互相垂直地放置,它们的圆心位于一个共同点O 上,当通以相同大小的电流时,O 点处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度大小之比是( )
A .1∶1
B 2∶1
C .12
D .2∶1
【答案】B
【解析】
【详解】 根据安培定则可知,竖直方向的通电圆环在圆心O 处产生的磁感应强度方向垂直纸面向里,大小为B ,水平方向的通电圆环在圆心O 处产生的磁感应强度方向竖直向上,大小为B ,两者相互垂直,圆心O 处的磁感强度的大小是2O B B =,一个线圈单独产生的磁感应强度大小为B ,则O 点处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度大小之比2,故B 正确,A 、C 、D 错误;
故选B .
【点睛】
该题是关于磁场的叠加问题,首先运用安培定则每个圆环在圆心O 处产生的磁感应强度的方向,利用平行四边形定则进行矢量合成,即求出O 处的磁感应强度大小.
7.2019年被称为5G 元年,这一年全球很多国家开通了5G 网络。
5G 网络使用的无线电波通信频率是在3.0GHz 以上的超高频段和极高频段,比目前4G 通信频率在0.3GHz~3.0GHz
间的特高频段网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。
下列说法正确的是()
A.4G信号是横波,5G信号是纵波
B.4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象
C.5G信号比4G信号波长更长,相同时间传递的信息量更大
D.5G信号比4G信号更不容易绕过障碍物,所以5G通信需要搭建更密集的基站
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.4G和5G信号均为电磁波,电磁波传播过程中,电场强度和磁感应强度的方向始终与传播方向垂直,故电磁波为横波,故A错误;
B.4G和5G信号的频率不同,不能发生稳定的干涉现象,故B错误;
C.5G信号比4G信号波长小,频率高,光子的能量大,故相同时间传递的信息量更大,故C错误;
D.因5G信号的频率高,则波长小,4G信号的频率低,则波长长,则5G信号比4G信号更不容易绕过障碍物,所以5G通信需要搭建更密集的基站,故D正确。
故选D。
8.三根通电长直导线平行放置,其截面构成等边三角形,O点为三角形的中心,通过三根直导线的电流大小分别用小I1,I2、I3表示,电流方向如图所示.当I1=I2=I3=I时,O点的磁感应强度大小为B,通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小跟电流成正比,则下列说法正确的是()
A.当I1=3I,I2=I3=I时,O点的磁感应强度大小为2B
B.当I1=3I,I2=I3=I时,O点的磁感应强度大小为3B
C.当I2=3I,I1=I3=I时,O点的磁感应强度大小为
3 2
B
D.当I3=3I,I1=I2=I时,O点的磁感应强度大小为3
【答案】A
【解析】
【详解】
AB.根据安培定则画出I1、I2、I3在O点的磁感应强度示意图,当I1=I2=I3时,令B1=B2=B3=B0,示意图如图甲所示
根据磁场叠加原理,可知此时O 点的磁感应强度大小B 与B 0满足关系012
B B =
; 当I 1=3I 2,I 2=I 3=I 时,B 1=3B 0,B 2=B 3=B 0,示意图如图乙所示
由图乙解得O 点的磁感应强度大小为4B 0=2B ,故A 正确,B 错误;
CD .当I 2=3I ,I 1=I 3=I 时,B 1=B 3=B 0,B 2=3B 0,示意图如图丙所示
由图丙解得O 点的磁感应强度大小为0233B B =,同理可得,当I 3=3I ,I 1=I 2=I 时,O 点3B ,故CD 错误。
故选A 。
9.N95口罩中起阻隔作用的关键层是熔喷布,熔喷布的纤维里加入了驻极体材料,它能依靠静电感应吸附比熔喷布网状纤维孔洞小很多的0.1μm 量级或更小的微粒,从而有了更好的过滤效果。
制备驻极体的一种方法是对某些电介质材料进行加热熔化,然后在强电场中进行极化冷却。
电介质中每个分子都呈电中性,但分子内正、负电荷分布并不完全重合,每个分子可以看成是等量异号的电荷对。
如图所示,某种电介质未加电场时,分子取向随机排布,熔化时施加水平向左的匀强电场,正、负电荷受电场力的作用,分子取向会发生
一致性的变化。
冷却后撤掉电场,形成驻极体,分子取向能够较长时间维持基本不变。
这个过程就像铁在强磁场中被磁化成磁铁的过程。
根据以上信息可知,下列说法中正确的是()
A.驻极体能够吸引带电的微粒,但不能吸引电中性的微粒
B.驻极体吸附小微粒利用了静电感应,所以驻极体所带的总电荷量一定不为零
C.不带电的微粒也能被驻极体吸引,但并不会中和驻极体表面的电荷
D.加有驻极体的口罩会因存放时间过长其中的电场衰减而过期,这是驻极体向外放电使电荷减少的结果
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.极体不仅能够吸引带电的微粒,还能依靠静电效应吸引微小的电中性颗粒,故A错误;
B.极体吸附小微粒利用了静电感应,但驻极体内部的总电荷量为零,只是分子取向一致,对外显示静电效应而已,故B错误;
C.带电的微粒由于静电效应能被驻极体吸引,但驻极体内部正负电荷代数和为零,不存在中和现象,故C正确;
D.有驻极体的口罩会因存放时间过长其中的电场衰减而过期,这是因为驻极体内部的分子取向再次变得杂乱无章的缘故,故D错误。
故选C。
10.如图所示,在等腰直角三角形ABC的A点和B点分别固定一垂直纸面向外和向里的无限长通电直导线,其电流强度分别为I A和I B,∠A=45°,通电直导线形成的磁场在空间某点
处的磁感应强度大小
I
B k
r
,k为比例系数,r为该点到导线的距离,I为导线中的电流
强度。
当一小磁针在C点N极所受磁场力方向沿BC方向时,两直导线的电流强度I B与I A 之比为()
A.1
2
B
2
C
2
D.
1
4
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
由题意可知C
点处磁场的磁感应强度B合的方向平行BC向右,设A点处导线和B点处导线在C点处形成的磁场的磁感应强度大小分別为A B和B B,方向分别与AC和BC垂直,如图所示
由图可知
2
sin45
2
B
A
B
B
=︒=
又由于
B
BC
B
A
A
AC
kI
l
B
kI
B
l
=
计算可得
1
2
B
A
I
I
=
故A正确,B、C、D错误;
故选A。
11.如图所示,三根通电长直导线A、B、C互相平行,其横截面位于等腰直角三角形的三个顶点上,三根导线中通入的电流大小相等,且A、C中电流方向垂直于纸面向外,B中电流方向垂直于纸面向内;已知通电导线在其周围某处产生的磁场的磁感应强度
kI
B
r
=,其中I为通电导线中的电流强度,r为某处到通电直导线的距离,k为常量.下列说法正确的是( )
A.A所受磁场作用力的方向与B、C所在平面垂直
B.B所受磁场作用力的方向与A、C所在平面垂直
C .A 、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶2
D .A 、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶2 【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
A .利用右手定则可知:A 处的合磁场方向沿AC 方向,所以A 所受磁场作用力的方向与
A 、C 所在平面垂直,A 错;
B .利用右手定则可知:B 处的合磁场方向沿A
C 方向,所以B 所受磁场作用力的方向与
A 、C 所在平面垂直,
B 对;
CD .知通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度kI B r =
,根据磁场的叠加知:A 处的磁场大小为22kI r
,而B 处的磁场强度为2kI r ,所以A 、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为1:2,C 对,D 错;
故选:BC
12.如图所示,在平面直角坐标系xOy 中,Oy 竖直向下,Ox 水平。
在第一象限(空间足够大)存在垂直平面向外的磁场区域,磁感应强度沿y 轴正方向不变,沿x 轴正方向按照B kx =(0k >且为已知常数)规律变化。
一个质量为m 、边长为L 的正方形导线框,电阻为R ,初始时一边与x 轴重合,一边与y 轴重合。
将导线框以速度0v 沿x 轴正方向抛出,整个运动过程中导线框的两邻边分别平行两个坐标轴。
从导线框开始运动到速度恰好竖直向下的过程中,导线框下落高度为h ,重力加速度为g ,则在此过程中,下列说法正确的是( )
A .导线框受到的安培力总是与运动方向相反
B .导线框下落高度为h 2gh
C .整个过程中导线框中产生的热量为2012
mgh mv + D .导线框速度恰好竖直向下时左边框的横坐标为024mRv x k L =
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
A .根据右手定则可知,线框将产生顺时针方向的电流,根据左手定则可知左边框产生方向向右的安培力,右边框产生方向向左的安培力,上边框产生方向向下的安培力,下边框产生方向向上的安培力,再根据磁场的分布规律可知左边框产生的安培力小于右边框产生的安培力,上、下边框产生的安培力大小相等,可知导线框受到向左的安培力的作用,即沿x 轴负方向的安培力作用,而不是与运动方向相反,故A 错误;
B .导线框在竖直方向所受安培力的合力为零,可知导线框在竖直方向做自由落体运动,下落高度为h 时的速度满足运动学关系
2
2v h g
= 可得
v
故B 正确;
C .当导线框速度恰好竖直向下时,说明导线框在水平方向速度减小为零,又导线框在竖直方向所受合力与重力大小相等,即导线框在竖直方向满足机械能守恒,所以下落过程中导线框中产生的热量大小等于水平方向动能的损失,大小为2012
mv ,故C 错误; D .设导线框在时间t 时的水平分速度大小为v ,水平位移为x ,则在此时刻导线框产生感应电动势大小为
2()e B Lv B Lv k x L Lv kxLv kL v =-=+-=右左
导线框内的感应电流大小为
2e kL v i R R
== 所以导线框受到安培力的大小为
24k L v B iL kL iL F B iL R
=-⋅==右左 又根据
00Ft mv ∑-=-
可得
24240k L v k L x t mv R R ==∑
导线框速度恰好竖直向下时左边框的横坐标为
024
mRv x k L =
故D 正确。
13.下列说法正确的是( )
A.雷达是利用超声波工作的
B.红外线比紫外线更容易发生衍射现象
C.真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的
D.在同一个周期里,波上的质点沿波传播的方向移动的距离为一个波长
E.做简谐运动的物体每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同
【答案】BCE
【解析】
【详解】
A.雷达是利用无线电波工作的,A错误;
B.红外线比紫外线波长长,更容易发生衍射现象,B正确;
C.在惯性参考下中,真空中的光速,故真空中的光速在不同的惯性参考系中相同,真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的,C正确;
D.波上的质点不沿波传播的方向移动,D错误;
E.做简谐运动的物体每次通过同一位置时,到平衡位置的距离相等,故回复力不变,那么加速度相同;但是,前后两次经过同一位置时,根据振动方向可以知道:速度大小相同,方向相反,故E正确.
14.下列说法中正确的有()
A.满足F=﹣kx的振动是简谐运动
B.波可以发生干涉、衍射等现象
C.由波速公式v=λf可知,空气中声波的波速由f、λ共同决定
D.发生多普勒效应时波的频率发生了变化
E.周期性的振荡电场和振荡磁场彼此交互激发并向远处传播形成电磁波
【答案】ABE
【解析】
【分析】
【详解】
A、在简谐运动的回复力表达式F=-kx中,对于弹簧振子,F为振动物体在振动方向受到的合外力,k为弹簧的劲度系数;对于单摆回复力为重力沿圆周的切向分力,故A正确.
B、一切波都可以发生干涉和衍射现象,是波特有现象,故B正确.
C、声波是机械波,机械波的波速由介质决定,故C错误.
D、多普勒效应说明观察者与波源有相对运动时,接收到的波频率会发生变化,但波源的频率不变,故D错误.
E、变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,交替产生电场和磁场形成由近向远传播的电磁波,故E正确.故选ABE.
【点睛】
衍射、干涉是波所特有的现象,机械波的波速由介质决定;根据多普勒效应可知,当波源和观察者间距变小,观察者接收到的频率一定比波源频率高.当波源和观察者距变大,观察者接收到的频率一定比波源频率低;根据麦克斯韦电磁场理论,变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,交替产生,由近向远传播,形成电磁波.
15.如图所示,用同种材料制成的四根相互平行的通电长直导线(每根导线电阻为r )a b c d 、、、分别置于正方形的四个顶点上,四根导线都垂直于正方形所在平面。
若每根通电直导线单独存在时,通电直导线上的电流I 与通电直导线上的电流在正方形中心O 处产生的感应磁场B 的大小关系为(0)I B k
k r
=>,则四根通电导线同时存在时,以下选项正确的是( )
A .a 和b 通电电流都为I ,c 和d 通电电流为都为2I 时,在O 点产生的磁感应强度大小
为32I k
r
,方向水平向左 B .a 通电电流为2I ,b c d 、、通电电流都为I 时,在O 点产生的磁感应强度大小为32I k r
,方向向左下方 C .a 和b c 、通电电流都为I ,d 通电电流为2I 时,在O 点产生的磁感应强度大小为
5I k
r
,方向向左下方 D .a 通电电流为I ,b c d 、、通电电流都为2I 时,在O 点产生的磁感应强度大小为5I k
r
,方向向左上方 【答案】AD
【解析】
【详解】 A.当四根导线同时存在时,根据安培定则可知,四根导线在O 点产生的磁感应方向分别为:a 导线产生的磁感应强度方向沿Oc 方向;b 导线产生的磁感应强度方向沿Oa ;c 导线产生的磁感应强度方向沿Oa ;d 导线产生的磁感应强度方向沿Oc ;根据平行四边形定则可知:a 和b 通电电流都为I ,c 和d 通电流都为2I 时,在O 点产生的磁感应强度大小为
°°2cos 452cos 45232I I I B k k k r r r
=⨯⨯+⨯⨯=, 方向水平向左,故A 正确;
B.a 通电电流为2I ,b c d 、、通电电流都为I 时,在O 点产生的磁感应强度大小为
222()()13I I I I I B k
k k k k r r r r r
=+++=, 方向向左下方,故B 错误; C.a 和b c 、通电电流都为I ,d 通电电流为2I 时,在O 点产生的磁感应强度大小为
222()()13I I I I I B k
k k k k r r r r r
=+++=, 方向向左下方,故C 错误; D.a 通电电流为I ,b c d 、、通电电流都为2I 时,在O 点产生的磁感应强度大小为
22222()()5I I I I I B k
k k k k r r r r r
=+++=, 方向向左上方,D 正确。
故选:AD 。
二、第十三章 电磁感应与电磁波初步实验题易错题培优(难)
16.某研究小组同学做下面两个实验:
(1)甲同学在“研究电磁感应现象”的实验中,首先要按图甲接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系;然后按图乙将电流表与线圈B 连成一个闭合回路,将线圈A 、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路,在图甲中,当闭合S 时,观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央.在图乙中:S 闭合后,将螺线管A 插入螺线管B 的过程中,电流表的指针________(选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”);线圈A 放在B 中不动时,指针将________(选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”);线圈A 放在B 中不动,突然断开开关S ,电流表指针将________(选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”).
(2)乙同学为了研究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电阻的大小关系,用图丙所示电路进行实验,得出两种U-I 图线如图丁所示.根据U-I 图线可知正常光照射时光敏电阻阻值为________Ω,强光源照射时电阻为________Ω;若实验中所用电压表的内阻约为5k Ω,毫安表的内阻约为100Ω;考虑到电表内阻对实验结果的影响,此实验中____(填“正常光照射时”或“强光照射时”)测得的电阻误差较大.若测量这种光照下的电阻,则需将实物图中毫安表的连接方式采用________(填“内接”或“外接”)法进行实验,实验结果较为准确.
【答案】(1)向左偏 不偏转 向右偏 (2)3000 200 强光照射时 外接
【解析】
(1)由图甲知电流从左接线柱流入电流表时,其指针向左偏转.S 闭合后,将A 插入B 中,磁通量增大,由楞次定律和安培定则可判断B 中电流方向向下,从左接线柱流入,故电流表指针向左偏转;A 放在B 中不动,磁通量不变,不产生感应电流,指针不偏转;断开开关,穿过B 的磁通量减小,电流表指针向右偏转.
(2)根据R=U/I 且在U-I 图象中斜率等于电阻阻值可得,正常光照射时
R a =K a =32.4 30000.810U I -=Ω=Ω⨯;强光照射时R b =K b =30.8 200410U I -=Ω=Ω⨯;由实物图可知,本实验采用电流表内接法;由(1)中所求可知,强光照射时电阻较小,与电流表内接接近,因此强光照射时误差较大;强光照射时,光敏电阻阻值为200Ω,根据
5000 25200v R R ==;200 2100A R R ==可得: v A R R R R >,说明此时该电阻为小电阻,电流表的分压作用引起的误差大,应采用外接法;
点睛:本题考查电路接法以及误差分析的方法,要注意明确电流表内外接法的正确选择,按照大电阻应采用内接法,小电阻采用外接法的方式进行选择.
17.如图(a )所示为某同学“用DIS 研究通电螺线管的磁感应强度”的电路实物图,电流从接线柱A 流入螺线管,从接线柱B 流出螺线管.
(1)实验操作正确,得到螺线管中心轴线上的磁感应强度B 的分布如图(b )中的图线1,从图中可以看出,螺线管中部的磁感应强度特点是___________________________. (2)该同学发现螺线管是由很细的导线紧密绕制而成,其右侧还有一个接线柱C .为了探究螺线管导线的绕线方式及其如何与三个接线柱A 、B 、C 相连,他接着做了以下探究性实验:保持其它条件不变,仅使电流从接线柱A 流入,从接线柱C 流出螺线管,得到螺线管中心轴线上的磁感应强度分布如图(b )中的图线2,且发现图线2中间部分的磁感应强度比图线1中间部分的磁感强度的一半值略大些.保持其它条件不变,仅使电流从接线柱C 流入,从接线柱B 流出螺线管,得到螺线管中心轴线上的磁感应强度分布与图线2相似,请根据实验结果猜测螺线管绕线可能是图(c )中的_________(选填“甲”、“乙”或“丙”).
(3)该同学通过理论分析,认为第2次实验结果中通电螺线管中心处的磁感强度应该是第1次实验结果的一半,而实际测量结果却存在差异,最可能的原因是______________.【答案】匀强磁场丙螺线管导线存在电阻
【解析】
【详解】
(1)[1]从b中图线可知,在螺线管中部的磁场磁感应强度为定值,所以螺线管中部的磁感应强度特点为匀强磁场。
(2)[2]由图可知,甲图中A到C与B到C的绕法相同,属于同向双股线的绕法,此情况下,电流由A到B时,A到C的电流与C到B的电流产生的磁场相互抵消,总磁感应强度是0,甲错误;
乙图中,B到C一匝线圈也没有,显然不符合实验的结果,乙错误;
丙图中,A到C与B到C的绕法相反,而A到C与C到B的绕法是相同的,属于单股线的绕法,此情况下,电流由A到B时,A到C的电流与C到B的电流产生的磁场相互叠加,总磁感应强度是A到C的电流产生的磁场的2倍,丙是正确的。
故选丙。
(3)[3]因为电流越大,产生的磁场越强,若考虑到螺线管导线存在电阻,第2次实验与第1次相比,线圈匝数少了一半,线圈电阻减小,通过的电流变大,则会使实验中测量的结果产生差别。
所以最可能的原因是螺线管导线存在电阻。
18.(1)在“探究楞次定律”的实验中除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外,还要用到电表.请从下列电表中选择(______)
A.量程为0~3 V的电压表
B.量程为0~3 A的电流表。