1. “大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。甲、乙两同学做了如图所示的实验:在静止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。对于小磁针转动的原因,两同学有着不同的假设:

甲:是因为导线通电发热,造成导线周围空气温度升高,空气的对流运动使磁针偏转

乙:是因为电流周围产生磁场,磁场对磁针产生了力的作用

(1) 两同学讨论后,设计了以下实验来验证哪一个观点是正确的:他们调换电池的正负极,改变电流的方向,闭合开关,如果甲同学的假设是正确的,预计应该看到的现象是
(2) 老师在其它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,小磁针的转动方向将 (选填“不改变”或“改变”)。
(3) 得出实验结论后,他将四条彼此绝缘的通电直导线在同一平面内,四根导线中的电流大小相等,要使四根导线所围矩形中心处O点的磁场增强,电流被切断的应是
【考点】
通电直导线周围的磁场;
【答案】

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3. 1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,揭开了电与磁之间的相互联系。校科学兴趣小组小灵同学对“奥斯特实验”进行了如下探究:

【重温教材】

(1)如图甲所示,小灵将小磁针南北方向放置,在小磁针的正上方拉一根与小磁针平行的直导线。闭合开关一瞬间,电路短路通过直导线电流较大,小磁针的N极偏转(选填:“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”);

【改进实验】

直接短路干电池与我们所学的电学知识相矛盾。为此,小灵在甲实验的基础上进行如图乙所示改进,并进一步探究不同直流电流下小磁针的偏转情况,记录数据如表所示。

表1:不同直流电流下,小磁针的偏转情况

直流电流

小磁针偏转情况

0.1A

小磁针不偏转

0.2A

小磁针不偏转

0.4A

小磁针最大偏转角度约为10°

0.8A

小磁针最大偏转角度约为 25°

1.6A

小磁针最大偏转角度约为50°

2.0A

小磁针最大偏转角度约为70°

(2)请你利用所学知识说说:为什么小磁针不是一通电就发生偏转,而是电流达到一定值时,小磁针才发生偏转;

(3)请结合表中数据分析,你能得出的结论是:

【拓展延伸】

小灵同学将接在直流电源上的用电器(36V,1.1A)的两根导线移到小磁针的正上方如图丙所示,闭合开关后,用电器正常工作,但发现小磁针并未发生偏转。

(4)请你利用所学知识解释丙图实验中小磁针未发生偏转的原因。

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