NCERT 10年级科学第13章解决方案：电流的磁效应

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NCERT 10年级科学第13章课本内问题解决方案

页码：224

问题 1

为什么指南针的指针靠近条形磁铁时会偏转？

答案

磁铁的磁场会拉动指南针的两个磁极。两个磁极受到相等且相反的力。这两个力的组合会使指南针偏转。

为了理解磁力是如何分布在自然界中的磁性物体周围和内部的，我们利用了磁场的概念。磁体周围的区域，在其中磁性可以施加其影响，称为磁场。

当条形磁铁的磁场与指南针的磁场相交时，指南针会偏转，因为它会遇到一个不同的磁场，这会导致指针朝两个方向之一移动——吸引或排斥。

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问题 1

画出条形磁铁周围的磁场线。

答案

条形磁铁和磁场线

1.) 磁场线 - 磁场线是磁场中的线，其密度决定了场的强度，并且在任何给定位置，其密度都显示了场的方向。

2.) 条形磁铁 - 条形磁铁是由钢、铁或任何其他铁磁材料或铁磁复合材料制成的矩形块，具有持久的磁性。

条形磁铁周围的磁场线

1. 磁场是磁性物质或运动电荷会受到磁力作用的区域。
2. 条形磁铁有两个磁极，一个北极和一个南极，当它自由悬挂时，它会与地磁北极对齐。
3. 磁场的线不会相交。
4. 磁场线在磁体中形成连续的闭合回路。
5. 穿过给定区域的磁场线的数量直接与磁场强度 B 相关。
6. 条形磁铁的磁场线从北极指向南极。
7. 场线上的切线代表了在任何给定位置的净磁场 B 的方向。

问题2

列出磁力线的性质。

答案

磁力线的性质

磁静学

1. 铁屑和其他一些材料可以被自然界中存在的磁铁吸引。
2. 这些磁铁自由悬挂时会沿南北方向排列。
3. 人们对磁性了解甚少。然而，在1820年，奥斯特发现电流会产生磁场。
4. 迄今为止，尚未成功地通过理论或实验证明磁单极子的存在。
5. 电流和所有磁现象都相关联。
6. 可以通过原子核周围电子旋转形成的微小电流环产生的合场来解释条形磁铁产生的磁场。

磁场线

1. 磁场线是穿过或围绕磁体的假想闭合回路。
2. 在磁体外部，磁场线始终从北极指向南极。
3. 在磁体内部，磁场线从南极到北极形成闭合回路。
4. 在任何位置，磁场方向都由这些磁场线的切线指示。
5. 同一位置不可能有两个磁场方向。因此，磁场线从不相交。
6. 特定位置的磁场线数量会影响磁场的强度。
7. 铁屑在磁场中会沿着存在的磁场线排列。

问题3

为什么两条磁力线不会相交？

答案

因为在任何给定位置，作用在北极上的力只能沿一个方向，所以两条磁力线不会相交。如果两条磁场线相交，则在交点的北极上的合力将沿两个方向，这是不切实际的。

弯曲线的切向分量，称为磁力线，用于表征磁场的方向。描述磁场模式的线是假想的；它们并不真正存在。

从南极到北极分别是磁体内部和外部的假想磁场线的方向。

因为如果两条磁场线相交，指南针就不可能指向两个不同的方向，所以它们不会相交。因此，磁力线不会相互交叉。

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问题 1

考虑一个放在桌子平面上的圆形导线环。设电流顺时针通过该环。应用右手定则确定环内和环外的磁场方向。

答案

如上图所示，每段导线都会产生独特的力线圆形排列。根据右手拇指定则，我们发现所有部分在环内所有位置产生的磁场方向均向下，在环外所有位置产生的磁场方向均向上。因此，磁场在环外表现正常，作用在纸面外，在环内表现正常，作用在纸面内。

问题2

给定区域中的磁场是均匀的。画一个图来表示它。

答案

为了表示一个区域中的均匀磁场，平行直线必须指向同一个方向。

例如，平行直线从载流螺线管的S极指向其N极可以表示螺线管的均匀磁场（如图所示）。

问题3

选择正确选项。

载流长直螺线管内的磁场

1. 为零
2. 朝末端移动时减小
3. 朝末端移动时增大
4. 在所有点都相同

答案

iv.) 在所有点都相同。

正确选项的解释

1. 螺线管是由几个紧密缠绕的绝缘铜线圆环组成的线圈，形状像圆柱体。
2. 螺线管基本功能，一端充当磁北极，另一端充当磁南极。
3. 已知螺线管内的场线是平行且直的。
4. 在磁场中，载流长直螺线管内的磁场通常在任何地方都相同。
5. 螺线管内场的公式为

其中，

B 是磁场。

N 是螺线管中的匝数。

I 是线圈中的电流。

L 是线圈的长度。

1. 根据上述公式，螺线管的长度、磁场和 N（螺线管匝数）是影响螺线管的因素。
2. 长直螺线管的磁场可以表示为

错误选项的解释

选项 (i)

人们普遍认为磁场在整个磁场中是恒定的，而不是载流长直螺线管内部为零。因此，所提出的概念是错误的。

选项 (ii)

当我们接近长直螺线管的末端时，其磁场既不增加也不减小。相反，它被声称在磁场中是恒定的。因此，建议的解决方案与正确的想法不符。

选项 (iii)

当我们接近长直螺线管的末端时，其磁场既不增长也不减小。相反，它被声称在磁场中是恒定的。

因此，建议的解决方案不能代表正确的想法。

因此，选择 (iv) 是正确的答案。

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问题 1

以下哪个质子的性质可能在它在磁场中自由移动时发生变化？（可能有一个以上的正确答案。）

1. 质量
2. 速度
3. 速度
4. 动量

答案

正确选项是 (iii) 速度，(iv) 动量。

说明

1. 作用在质子上的力会影响其动量和速度。
2. 如果带电粒子以恒定速度运动，并且其路径与磁场完全平行，则磁场不会影响该粒子，并且速度也保持不变。
3. 当作用力垂直于运动电荷方向时，不做功。
4. 这意味着动能不变。
5. 力可以改变质子的方向（速度），但不能改变其速度（大小）。动量和速度因此而改变。

因此，选项 (iii) 和 (iv) 是正确的。

问题2

在活动 13.7 中，如果我们认为 AB 杆的位移会受到什么影响，如果

1. AB 杆中的电流增加
2. 使用了更强的马蹄形磁铁；并且
3. AB 杆的长度增加？

答案

载流导线在磁场中会受到力。这个力与导线的长度、磁场的强度和流过它的电流成正比。

因此，当使用更强的马蹄形磁铁时，磁场强度很高，导致它受到更大的力，结果位移更大。

以下因素将影响 AB 杆的移动距离

1. 如果杆中的电流增加，杆中的力也会增加。由于力增加引起的位移增加，杆将以更大的力偏转。
2. 因为使用更强的马蹄形磁铁时磁场更强，所以杆也会受到更强的偏转。
3. 随着 AB 杆长度的增加，施加到载流导体上的力也会增加。

问题3

向西投影的带正电粒子（α 粒子）被磁场向北偏转。

磁场方向为

1. 向南
2. 向东
3. 向下
4. 向上

答案

正确选项是选项 (iv) 向上

说明

根据弗莱明左手定则——根据弗莱明左手定则，如果我们伸展左手的拇指、食指和中指，使它们相互垂直，使得食指指向磁场方向，中指指向电流方向，则拇指将代表力的方向。

正确选项 (iv) 的解释

1. 如前所述，磁场导致 α 粒子在向西投影时向北偏转。
2. 根据弗莱明左手定则，如果中指指向正电荷运动方向（西），拇指指向力（北），则食指应指向磁场（向上）。
3. 在此配置中，磁场向上（在包含南北的平面外）。

因此，选项 (iv) 是正确答案。

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问题 1

陈述弗莱明左手定则。

答案

弗莱明左手定则：伸展食指、中指和拇指，使它们相互垂直，以便食指代表磁场方向，中指代表导体中的电流方向，则拇指将代表导体运动的方向。电流、磁场和力方向类似于三个相互垂直的轴，即 x、y 和 z 轴。

问题2

电动机的原理是什么？

答案

电动机基于电流的磁效应原理运行。当向矩形线圈供电并在磁场中时，会有一个力作用在它上面，使其持续旋转。

与线圈相连的轴也会旋转。这个过程将输入到电动机的电能转化为旋转所需的机械能。

电动机：将电能转化为机械能的装置是电动机。

直流电动机的运行原理是电流通过通常位于磁场中的导体。导体受到力的作用，导致导体开始移动并产生机械能。

问题3

电动机中换向器的作用是什么？

答案

每次半圈旋转后，分体环充当换向器，反转电枢线圈中的电流方向。每半圈后，反向电流会改变作用在两个电枢臂上的力的方向。因此，电枢线圈可以继续沿同一方向旋转。

1.) 分体环：即使它由一个简单的圆形和圆柱形外壳组成，这些外壳通过轴向分离，各部分相互隔离，电动机中的分体环被归类为换向器。

2.) 分体环在电动机中的作用：通过使用分体环来反转线圈中的电流轨迹。为了使线圈无限期地沿几乎相同或相同的方向旋转，线圈中的电流必须始终反转。因此，每半圈后，这种使线圈转动的偶力的方向将保持一致，并且线圈将继续以相同的方式移动。

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问题 1

解释在闭合线圈中感应电流的各种方法。

答案

在闭合线圈中产生电流的各种方法

1. 通过在 U 形磁铁的两个磁极之间转动一个闭合线圈，可以在其中产生电流。
2. 通过将磁铁移入静止的闭合线圈中，可以在其中产生电流。
3. 通过定期改变附近另一个闭合线圈中的电流，可以在其中产生电流。

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问题 1

陈述发电机原理。

答案

发电机基于在磁场中移动的直导体中会感应出电流的原理运行。

在发电机中，一个矩形线圈被迫在马蹄形磁铁两极之间产生的磁场中快速旋转。当线圈旋转时，由于切割磁力线，会产生电流。

1.) 发电机

发电机：将机械能转化为电能的装置是发电机。

2.) 电磁感应

电磁感应：这是一个过程，其中一个导体被放置在一个特定位置，而它周围的磁场会发生变化。

3.) 发电机原理

它根据电磁感应原理工作，该原理指出，当直导体在磁场中移动时，导体确实包含电流。

在下图所示的装置中，利用马蹄形磁铁的磁极产生磁场，使矩形线圈快速旋转。当线圈旋转时，磁力线被切割，导致线圈产生电。

问题2

列举一些直流电的来源。

答案

直流电

1. 当电流始终沿一个方向流动时，它就是直流电。
2. 因此，这是方向随时间不变的电流。
3. 任何使用电池作为电源的电器都使用直流电。
4. 直流电也用于为电池充电。
5. 我们电脑和手机等可充电设备都配备了 AC（交流电）适配器，用于将交流电转换为直流电。

直流电的来源

1. 电池、直流发电机、太阳能电池等是直流电的来源。
2. 只有直流电才能为干电池、干电池组、汽车电池、直流发电机、收音机和电视供电。
3. 它们包含一个将提供的交流电转换为直流电的机制。

因此，电池是典型的直流电 (DC) 来源。

问题3

哪些来源产生交流电？

答案

交流电

1. 与直流电（DC）不同，交流电是一种经常改变方向的电流，而直流电只沿一个方向流动。
2. 这种典型的交流波形，正弦波形，在大多数电力电路中都可以看到。一个正半周期对应于正指示方向，并且可能更好。

交流电的来源

交流发电机

1. 将机械能转化为电能的装置。交流发电机由内燃机、柴油机和涡轮发电机提供的机械能驱动。
2. 输出是电压和电流交替变化的电能。

发电厂

1. 发电厂是一种利用一次能源生产电力的工业基础设施。
2. 大多数发电厂使用一个或多个发电机将机械能转化为电能，以满足社会对电力的需求。然后有太阳能发电场，通常使用光伏电池产生能量。

问题4

选择正确选项

将矩形铜线圈在磁场中旋转。感应电流的方向在每个以下周期改变一次

1. 两次旋转
2. 一次旋转
3. 半次旋转
4. 四分之一旋转

答案

iii.) 半次旋转

说明

选项 (iii) 半次旋转是正确的答案。

1. 当矩形铜线圈在磁场中旋转时，感应电流的方向每半圈改变一次。
2. 因此，线圈中的电流持续向同一方向流动。
3. 为了在磁场中旋转，其中磁场感应电流的铜线制成的矩形线圈被转动。
4. 由于感应电流是矢量，因此在每个转弯处，它每半圈改变一次方向。
5. 感应电流的方向每半转改变一次，因为磁场与线圈的相对运动方向每半周期改变一次。

因此，选项 (iv) 是正确的。

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问题 1

列举两种在电路和电器中常用的安全措施。

答案

在电路和电器中常用的两种安全措施是

1.) 电熔断器

与电路串联连接有电熔断器。它可以防止过载并阻止电路短路。

1. 电熔断器的主要功能是阻止电路中的电流过大。
2. 当通过导线的电流超过熔断器的最大限制时，熔断器会熔化以停止通过电路的电流，从而保护连接到电路的电器。

2.) 正确接地

正确接地的电路通过将电器中的任何漏电转移到大地来防止触电。

1. 如果您想避免触电，则必须进行接地。
2. 使用电器的人不会因漏电而触电，因为漏电被转移到大地。

因此，电器和电路中常用的两种安全措施是电熔断器和正确接地。

问题2

额定功率为 2 kW 的电烤箱在国内电路 (220 V) 中运行，该电路的电流额定值为 5 A。您预期会发生什么结果？请解释。

答案

电烤箱消耗的电流为：

因此，电烤箱消耗的电流远超 5 A 的额定电流。结果，电路过载。由于电流过大，熔断器导线会熔断，电路会短路。

问题3

为避免家用电路过载应采取哪些预防措施？

答案

为防止家用电路过载应采取以下措施

1. 电路的导线必须覆盖高质量的绝缘材料，例如 PVC。
2. 电路需要分成几部分，每个部分都需要安装安全熔断器。
3. 不建议同时使用空调、冰箱、热水器等大功率设备。

NCERT 10年级科学第13章课本练习题解决方案

问题 1

以下哪项正确描述了长直导线附近的磁场？

1. 场由垂直于导线的直线组成
2. 场由平行于导线的直线组成
3. 场由从导线发出的径向线组成
4. 场由以导线为中心的同心圆组成

答案

iv.) 场由以导线为中心的同心圆组成

说明

磁场

1. 磁场是一种看不见的场，它会对磁性物质施加磁力。
2. 没有磁场线会相互交叉。
3. 磁场线始终形成闭合回路。
4. 磁场线总是从北极开始，到南极结束。
5. 磁场线的密度显示了场的强度。

长直导线的磁场线

1. 长直导线的磁场线是由以其为中心的同心圆组成的。
2. 右手拇指定则指示了磁场线的方向。

因此，根据上面关于长直导线磁场线的提供的信息，选项 (iv) 是正确的。

问题2

电磁感应现象是

1. 给物体充电的过程
2. 通过线圈的电流产生磁场的过程
3. 由于磁铁和线圈之间的相对运动而在线圈中产生感应电流
4. 电动机线圈旋转的过程

答案

iii.) 由于磁铁和线圈之间的相对运动而在线圈中产生感应电流

说明

电磁感应

1. 穿过线圈回路的变化磁场会引起感应电磁场 (emf)，这种现象称为电磁感应。
2. 磁通量发生变化，并且当磁铁和线圈移动时，线圈中会产生电动势。
3. 这个电动势会产生感应电流。

1. 在上述使用磁铁和线圈进行的电磁感应实验中，检流计与线圈并联。由于实验开始时磁铁是静止的，检流计的指针在中心位置，即零，没有偏转。
2. 当磁铁向线圈移动时，检流计的指针会向该方向偏转。
3. 当磁铁在该位置静止不动时，检流计指针回到零。
4. 当磁铁从线圈移开时，检流计指针会向相反方向偏转，当磁铁相对于线圈静止时，它会回到零。

因此，选项 (iii) 是正确的。

问题3

产生电流的装置称为

1. generator (生成器)
2. 检流计
3. 安培计
4. 电动机

答案

i.) 发电机

说明

电动机利用电流来做机械功，而发电机是用于产生电流的装置。

检流计可以检测电路中的电流，安培计可以量化该电流。

问题4

交流发电机和直流发电机之间的主要区别是

1. 交流发电机有电磁铁，而直流发电机有永磁体
2. 直流发电机将产生更高的电压
3. 交流发电机将产生更高的电压
4. 交流发电机有滑环，而直流发电机有换向器

答案

iv.) 交流发电机有滑环，而直流发电机有换向器

说明

正确答案选项 (iv) 的理由。

1. 直流发电机有换向器，而交流发电机有滑环。
2. 交流发电机有两个称为滑环的环。这些整个环有助于改变电流方向，从而产生交流电。
3. 在直流发电机中，换向器由两个半环组成。这些半环有助于保持稳定的电流方向，从而产生直流电。

因此，选项 (iv) 是正确的。

错误答案的理由

选项 (i)

直流发电机有永磁体，而交流发电机有电磁铁。

1.) 在交流发电机和直流发电机中，线圈都放置在两个极性相反的永磁体之间。

因此，选项 (i) 是不正确的。

选项 (ii)

直流发电机将产生更高的电压。

1.) 直流发电机产生低电压。

因此，选项 (ii) 是不正确的。

选项 (iii)

交流发电机将提供更高的电压。

1.) 交流发电机确实会产生高电压。然而，这并不能区分交流发电机和直流发电机。

因此，选项 (iii) 是不正确的。

因此，选项 (iv) 是正确答案。

问题5

短路时，电路中的电流

1. 大大减小
2. 不变
3. 急剧增加
4. 连续变化

答案

iii.) 急剧增加。

说明

1. 电气短路是两个零线相互直接接触，绝缘层磨损造成的。
2. 由于形成的电路电阻非常低，通过导线的电流会急剧增加。
3. 当电气连接从电源吸取过多电流，并且电路中的电流迅速增加时，就会发生短路。
4. 根据欧姆定律，V=IR，由于 V 保持不变，R 大大减小，电流突然增加。
5. 此时电流的大小非常大。当零线和火线接触时会发生这种情况。
6. 火线将高压电流输送到电器。
7. 零线用于完成电路并将电流导离电器。
8. 电路中的电阻大小决定了电流流动的难易程度。
9. 当火线因接线故障、磨损或损坏而接触零线时，会发生短路，导致电阻为零，并产生很大的电流。
10. 当电器发生故障或电路导线的绝缘层破损时，火线和零线会直接接触，导致电流增加并发生短路。
11. 在这种情况下，断路器或线路熔断器应跳闸或起到保护作用。
12. 短路表示两个点之间没有电压差的电路。
13. 其特点是电阻无限小。
14. 根据欧姆定律，强大的电流流过它。
15. 因此，短路时电路中的电流会急剧增加。

因此，选项 (iii) 是正确选项。

问题6

判断以下陈述是真还是假。

1. 电动机将机械能转化为电能。
2. 发电机基于电磁感应原理工作。
3. 长圆线圈中心载流场的将是平行直线。
4. 绝缘为绿色的导线通常是电源的火线。

答案

1. 假 - 电动机将电能转化为机械能。
2. true
3. true
4. 假 - 在家用电路中，地线是绿色绝缘层，而火线是红色绝缘层。

问题7

列出三种磁场的来源。

答案

磁场的三个来源是

永磁体

1. 为了使永磁体坚固并能承受因粗暴处理或温度波动引起的磁损失，用于生产的材料应具有高电阻率和高矫顽力。
2. 永磁体从不经历磁化循环。因此，在此情况下，磁滞损耗无关紧要。
3. 这些因素表明，钢比软铁更适合制造永磁体。
4. 一些合金，如 Alni (Fe, Al, Ni) 和 Alnico (Fe, Al, Ni, Co)，更适合制造永磁体。
5. 因此，产生最强磁场的最普遍的磁铁类型是永磁体。

电磁体

1. 用于制造电磁体的材料应具有高初始磁导率、低磁滞损耗和低磁化损耗。
2. 所有这些特性都使软铁成为制造电磁体的首选材料。
3. 此外，还使用各种合金来制造电磁体，例如坡莫合金（Fe、Ni、Mn）、穆金属（Fe、Ni、Cr、Cu）等。
4. 这个软铁芯被载流线圈包围，产生磁场。

载流导体

1. 导电流导体产生磁场。
2. 根据毕奥-萨伐尔定律，电流元会产生磁场。
3. 包围导线的圆形场线模式可用于表示此磁场。

问题8

螺线管如何表现得像磁铁？你能用条形磁铁来确定载流螺线管的南北极吗？请解释。

答案

螺线管是由几个紧密缠绕的绝缘铜线圆环组成的线圈，形状像圆柱体。

螺线管以以下方式表现得像磁铁：-

1. 螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似。
2. 螺线管有两个端，一个端像磁铁的北极，另一个端像南极。

通过将磁铁的北极靠近螺线管的任一端，我们可以确定该装置的南北极。如果磁铁被吸引，则与南极相反；如果被排斥，则与北极相同。

问题9

当放置在磁场中的载流导体所受的力最大时？

答案

载流导体

这些因素决定了这种力的使用

1. 导体的电流方向。
2. 外部磁场的强度。
3. 导线的长度。

当电流方向与外部磁场方向相互垂直时，作用在导体上的力最大。

问题10

想象你坐在一个房间里，背对着一堵墙。一道电子束水平地从后墙向前的墙移动，被一个强大的磁场偏转到你右侧。磁场的方向是什么？

答案

在本例中，电子束从我们的后墙向前方墙壁移动，因此电流将沿相反方向流动，从前墙流向后墙或向我们流动。力来自我们的右侧，沿偏转方向。

现在我们清楚了两件事

1. 流的方向是向前并朝向我们，以及
2. 力的方向在我们右侧。

现在让我们将左手的食指、中指和拇指相互成 90 度角。现在，我们将手放在拇指朝向右侧，中指指向流的方向（沿力的方向）。如果我们看它，我们的指尖将指向垂直向下。磁场是垂直向下的，因为手指的方向表示磁场方向。

问题11

画一个标记好的电动机图。解释其原理和工作原理。电动机中换向器的作用是什么？

答案

电动机

电动机是将电能转化为机械能的工具。它用于风扇等机械设备。

原则

电动机的原理基于载流导体在磁场中遇到的力。两个相反的力相等且互补。它们引起旋转运动，因为它们沿着不同的线运行。

电动机的工作原理

当电流开始流动时，线圈 ABCD 处于水平位置。电枢线圈的电流沿两个方向流动：在臂 AB 中从 A 流向 B，在臂 CD 中从 C 流向 D。弗莱明左手定则可以确定作用在线圈上的力的方向。

这个定律揭示了施加在 AB 部件上的力将线圈向下推。而作用在 CD 部件上的力则将 CD 部件向上推。这样，这两个相等且方向相反的力结合在一起，使线圈逆时针旋转。

当线圈处于垂直位置时，电流会停止，因为电刷 X 和 Y 会接触到换向器的中心。即使电流被切断，惯性也会使线圈回到其水平位置。

换向器的极性在半圈后也会改变，因为 Q 现在接触电刷 X，P 接触电刷 Y。因此，力现在作用在 AB 臂上向下，作用在 CD 臂上向上，再次产生一个力偶，使线圈顺时针旋转。这个过程反复进行，直到有电流流过它，线圈就会旋转。

分体环的功能

电动机的分体环充当换向器，这意味着反转电路中的电流流向也会改变作用在各臂上的力的方向。

问题12

列举一些使用电动机的设备。

答案

电动机是一种将电能转化为机械能的装置。水泵、风扇、搅拌机和洗衣机都使用电动机。

问题13

将一圈绝缘铜线连接到检流计。如果一个条形磁铁（i）被推入线圈，（ii）从线圈内部抽出，（iii）保持在线圈内部静止不动，会发生什么？

答案

首先让我们理解检流计。

1. 检流计是一种检测或量化微弱电流的仪器。载流线圈在外磁场中会受到磁力矩。电流的大小决定了它由于磁力矩效应而偏转的角度。
2. 由于电磁感应，当条形磁铁被推入线圈时，线圈中会感应出电流。
3. 由于电磁感应，当条形磁铁从内部移出时，铜线中会再次感应出电流。但是这次，检流计中的电流方向会相反。
4. 当条形磁铁在被保持在线圈内部静止不动时，不会感应出电流。

i.) 当条形磁铁被推入线圈时

当条形磁铁被推入线圈时，检流计会发生瞬时偏转，这表明线圈中产生了瞬时电流。

ii.) 当条形磁铁从线圈内部抽出时

当条形磁铁从线圈中抽出时，检流计会向相反方向偏转，这表明产生了相反的电流。

iii.) 当条形磁铁在线圈内部保持静止不动时

当条形磁铁在线圈内部保持静止不动时，检流计没有偏转，这表明没有产生电流。

问题14

两个圆形线圈 A 和 B 紧靠放置。如果线圈 A 中的电流发生变化，线圈 B 中是否会感应出电流？给出理由。

答案

是的！

两个圆形线圈 A 和 B，当它们靠近放置且线圈 A 中的电流发生变化时，会在线圈 B 中感应出电流。

由于线圈 A 产生的磁场，线圈 B 周围的磁场也发生变化。

由于线圈 B 周围磁场的变化，线圈 B 中会产生电流。电磁感应就是这个过程的名称。

问题15

陈述确定 (i) 载流直导线周围产生的磁场方向 (ii) 放置在垂直于它的磁场中的载流直导体所受的力方向，以及 (iii) 因线圈在磁场中旋转而在线圈中感应出的电流方向的规则。

答案

i.) 确定载流直导线周围产生的磁场方向的规则是右手拇指定则。

右手拇指定则：如果用右手握住载流导体，拇指指向电流方向，则手指的卷曲方向将显示磁场方向。

ii.) 确定放置在垂直于它的磁场中的载流直导体所受的力方向的规则是弗莱明左手定则。

弗莱明左手定则：伸展左手的拇指、中指和食指，使它们都相互垂直。如果食指指向磁场方向，中指指向电流方向，则拇指将指向导体中的力方向。

iii.) 确定因线圈在磁场中旋转而在线圈中感应出的电流方向的规则是弗莱明右手定则。

弗莱明右手定则：伸展右手的拇指、食指和中指，使它们相互垂直。如果食指指向磁场方向，拇指指向导体的运动方向，则中指指向导体中感应出的电流方向。

问题16

通过绘制标记图解释发电机的基本原理和工作原理。电刷的作用是什么？

答案

原则

电磁感应理论是发电机的原理。当线圈绕磁场旋转时，其磁场线的数量会发生变化。这会在线圈中产生电流，并且可以使用弗莱明右手定则确定其方向。

工作方式

随着电枢线圈 ABCD 在永磁体产生的磁场中旋转，磁力线被切割。电枢线圈的旋转会在相应的磁场中产生感应电磁力。根据弗莱明右手定则，可以确定这种产生的电动势或电流的方向。因此，产生的电流是交替的。在周期前半段，电刷 B1 将电流向一个方向输送，在后半段，电刷 B2 将电流向另一个方向输送。这个过程一直持续。

电刷的功能

电刷与环接触，为外部使用提供电流。

问题17

发生电气短路是什么时候？

答案

如果电路导线的绝缘层损坏或电器有缺陷，导致火线和零线直接接触，电路中的电流就会增加，然后发生短路。

问题18

地线的用途是什么？为什么有必要给金属电器接地？

答案

地线的用途是

1. 地线的目的是通过将大功率电器的金属外壳接地来保护人类免受电击。
2. 它还可以防止火线过载，并且不会允许任何电荷通过可能很容易导向大地的金属电器外壳泄漏。因此，有必要给金属电器接地。

它对金属电器接地的意义

1. 接地线为电力提供了一条返回源的替代路径，这样它就不会流过可能接触危险物体或电器箱的人。
2. 有些电器，如电钻和吸尘器，甚至没有地线。

地线是一种特殊的导线，具有低电阻和高熔点，可以防止火线过载和电流通过大地泄漏。