Question

1．在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根轻质的铝棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示．
（1）小明闭合开关，看到铝棒稳定时如图乙所示．电动机（选填“发电机”或“电动机”）就是利用这一原理制成的．
（2）在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时，小明先对调磁极位置，闭合开关，观察到铝棒ab稳定时如图丙所示，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关．然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将铝棒ab两端对调后接入电路，发现铝棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关．你认为小明的做法错在哪里？相对于磁场而言，电流方向没有改变．
（3）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢？为此小明决定在图丙所示的实验基础上，在电路中串入电流表，并通过将铝棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更大的铁棒和电阻更小的铜棒来改变电路中的电流，进行对比实验过程中，小明应根据导线摆动角度（选填“电流表的示数”或“导线摆动角度”）来推断通电导线在磁场中的受力大小．

Answer 1

分析 通电导线在磁场中受力的作用，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关；所受力的大小与电流的大小和磁场的强弱有关．

解答 解：（1）据图可知，当金属棒中通电后，金属棒会受力运动，即说明通电导线在磁场中受力的作用，电动机就是利用该原理制成的；
（2）在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时，小明先对调磁极位置，闭合开关，观察到铝棒ab稳定时如图丙所示，即此时的磁场方向改变，电流方向没有变，所以由此可知通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关．然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将铝棒ab两端对调后接入电路，发现铝棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关．你认为小明的做法是错误的，因为在该过程中，相对于磁场而言，电流方向没有改变．
（3）为了探究磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关，即改变电流的大小，观察金属棒受力的大小即可，故通过观察金属棒摆动的幅度即可．
故答案为：（1）电动机；（2）磁场；相对于磁场而言，电流方向没有改变；（3）导线摆动角度．

点评 此题主要考查的是学生对通电导体在磁场中受力、受力方向的理解和掌握，基础性题目．