例题:
题目:在磁场中放置一根导线,它受到磁场力的作用。请解释为什么导线会受到磁场力的作用?
解答:
在磁场中放置一根导线,它就会受到磁场力的作用,因为磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质,它可以通过磁体间的相互作用来传递。当导线在磁场中运动时,就会受到磁场力的作用,这是因为磁场对导线中的电流产生了安培力。
例如,在通电螺线管内部放置一根导线,当通电螺线管中的电流方向改变时,导线就会受到磁场力的作用,这是因为通电螺线管产生的磁场会对导线中的电流产生安培力。
题目分析:
这道题目考察了学生对磁场和磁场力的理解。首先,学生需要理解磁场是一种特殊物质,可以通过磁体间的相互作用来传递。其次,学生需要知道磁场对通电导线中的电流会产生安培力,这是磁场对导线的作用力。通过这个例题,学生可以更好地理解磁场和磁场力的基本概念。
相关练习:
(1)在通电直导线的周围存在磁场,请解释为什么通电直导线会受到磁场力的作用?
(2)在通电螺线管内部放置一根导线,当电流方向改变时,导线所受的磁场力方向如何变化?请解释原因。
(3)请举出一个应用磁场力的实际应用例子,并解释其工作原理。
例题:
小明在学习磁场时,对磁场对放入其中的小磁针的作用力产生了兴趣。他找来一根条形磁铁,一根小磁针和一些细线,开始实验。
1. 小明将小磁针放在水平桌面上,让小磁针自由转动,发现小磁针静止时一端指南,一端指北。小明认为这是因为小磁针受到了地磁场的作用力。
2. 小明将条形磁铁水平放置在桌面上,让小磁针静止在条形磁铁上方,并慢慢移动条形磁铁的位置,发现小磁针的指向发生了变化。小明认为这是因为磁场对小磁针有作用力。
3. 小明将条形磁铁悬挂起来,并慢慢移动条形磁铁的位置,发现小磁针指向也发生了变化。小明认为这是因为磁场是客观存在的,磁场对放入其中的磁体有作用力。
请回答以下问题:
(1)小明在实验中使用了哪些科学探究的方法?
(2)小明认为小磁针受到地磁场的作用力而发生偏转,你认为对吗?请说明理由。
答案:(1)小明在实验中使用了控制变量法、转换法、实验推理法等科学探究方法。
(2)不对。因为地球是一个巨大的磁体,地球周围存在地磁场,地磁场的南北极与地理南北极并不完全重合,所以小磁针受到地磁场的作用力而发生偏转。而小明实验中的条形磁铁周围也存在磁场,所以小磁针也会受到磁场的作用力而发生偏转。
例题:
题目:一个质量为5kg的物体在水平地面上受到一个大小为20N的水平外力,物体从静止开始运动,已知物体在运动过程中所受滑动摩擦力的大小为10N,求物体所受合外力的大小和方向。
分析:
首先,我们需要知道物体在磁场中受力的情况。根据初中物理知识,物体在磁场中受力的大小取决于磁场强度、磁感应强度、物体与磁场之间的距离以及物体的运动方向等因素。
物体在水平地面上受到的外力为20N,方向向前。物体在运动过程中受到的滑动摩擦力为10N,方向与物体运动方向相反。因此,物体所受合外力的大小为:
合外力 = 外力 - 摩擦力 = 20N - 10N = 10N
合外力的方向与外力的方向相同,即向前。
解答:
物体所受合外力的大小为10N,方向向前。
常见问题:
1. 在磁场中,物体受力的大小和哪些因素有关?
答:磁场强度、磁感应强度、物体与磁场之间的距离以及物体的运动方向等因素都会影响物体在磁场中受力的大小。
2. 如何根据物体的受力情况判断物体的运动状态?
答:根据物体所受合外力的方向可以判断物体的运动状态。如果合外力方向与物体运动方向相同,则物体做加速运动;如果合外力方向与物体运动方向相反,则物体做减速运动;如果合外力为零,则物体保持静止或匀速直线运动。
3. 在磁场中受力运动的物体,如何求出其运动轨迹?
答:在磁场中受力运动的物体,其运动轨迹可以用数学中的曲线方程来表示。可以根据物体的受力情况,结合牛顿第二定律和运动学公式来求出曲线方程。
