题目内容
【题目】创造与探究
科学家安培发现,两根平行导线通电后有如图1所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况).
(1)可见,平行通电导线之间有力的作用.而且,当通入的电流方向相反时,导线相互_____;
(2)安培发现平行通电导线之间相互作用力F的大小与两根导线中的电流,I1、I2,导线的长度l,导线之间的距离r有关,有关实验数据如下:
实验次数 | l/m | I1/A | I2/A | r/m | F/N |
1 | 1 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 1.0×10﹣7 |
2 | 1 | 0.5 | 0.2 | 0.1 | 2.5×10﹣7 |
3 | 1.5 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 1.5×10﹣7 |
4 | 1.5 | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 0.5×10﹣7 |
5 | 1.5 | 0.4 | 0.1 | 0.2 |
①请将表格填写完整
②两平行导线间的相互作用力F的表达式为F=k_____(其中k为常数),k=_____(填数值和单位).
③对于长度一定的两根平行导线,如果保持通入电流,I1、I2大小不变,导体所受到的力F与导线间距离r之间的关系可以用图2所示图象中的图线_____来表示.
④如果导线的长度为0.8m,导线之间的距离0.4m,一根导线电流为0.5A,导线所受到的力为5×10﹣7N,则另一根导线电流为_____A.
【答案】 排斥 0.75×10﹣7 2.5×10﹣7N/A2 b 2
【解析】(1)通过现象可知,平行通电导线之间有力的作用.由图1左图可知,当通入的电流方向相同时,导线A与导线B相互吸引,由图1右图可知,当通入的电流方向相反时,导线A与导线B相互排斥.
(2)②表格中数据1和2,导线长度、I2、导线之间的距离r相同,I1不同,且I1越大,F越大,此时F与I1成正比;
实验数据3和5,导线的长度l、I1、导线的距离r相同,I2不同,且I2越大,F越大,此时F与I2成正比;
实验数据1和3,I1、I2、r相同,导线长度l不同,且长度越大,F越大,此时F与长度l成正比;
实验数据1和4,导线长度l、I1、I2相同,导线间距离不同,且距离越大,F越小,此时F与距离r成反比;
由上分析可知,F与l成正比,与I1成正比、与I2成正比,与r成反比,若比例系数为k,则关系式应为: ;由上述关系式可知, ,将其中一组代入,由第一组数据知: ;
③由,对于长度一定的两根平行导线,如果保持通入电流,I1、I2大小不变,导体所受到的力F与导线间距离r成反比,故导体所受到的力F与导线间距离r之间的关系可以用图b表示;
④如果导线的长度为0.8m,导线之间的距离为0.4m,一根导线电流为0.5A,导线所受到的力为5×10﹣7N,则另一根导线电流为:根据
得
故答案为: (1). 排斥 (2). 0.75×10﹣7 (3). (4). 2.5×10﹣7N/A2 (5). b (6). 2