初中物理苏科版九年级全册电流的磁场课时训练
展开第十六章 电磁转换
课时16.2 电流的磁场
一、选择题
1、下面哪一位科学家的发现,首次揭示了电与磁之间的联系( )
A. 法拉第 B. 焦耳 C. 奥斯持 D. 安培
2、如图所示,将一枚转动灵活的小磁针置于桌面上,在小磁针旁放一条直导线,使导线与电池触接。看到电路连通后小磁针有偏转,且电流方向相反时,小磁针偏转方向也相反。下列说法错误的是( )
A. 小磁针偏转说明电流周围有磁场
B. 甲和丙说明电流的磁场方向与电流方向有关
C. 这个实验说明了电与磁之间有联系
D. 这个实验最早是安培做的
3、下列关于磁现象的说法中,正确的是( )
A. 磁场中某一点的磁场方向是由放在这一点的小磁针的N极决定的
B. 磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
C. 磁感线总是从磁体的N极出发,回到S极的
D. 奥斯特实验表明,通电导体周围存在磁场
4、一个通电螺线管中的电流方向和螺线管周围磁感线的分布如图所示,其中正确的是( )
A. B. C. D.
5、如图所示的螺线管通电后,小磁针静止时N极指向不正确的是( )
A. B.
C. D.
7.小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管,在板面上均匀撒满铁屑,通电后轻敲玻璃板,铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是( )
A. 图中P、Q两点相比,P点处的磁场较强
B. 若只改变螺线管中的电流方向,P、Q两点处的磁场会减弱
C. 若只改变螺线管中的电流方向,P、Q两点处的磁场方向会改变
D. 若只增大螺线管中的电流,P、Q两点处的磁场方向会改变
8.如图所示,甲、乙为条形磁体,中间是通电螺线管,虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线,则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是( )
A. N、N、S、S B. S、S、N、S
C. N、N、S、N D. S、S、N、N
9.某同学按照如图甲所示连接好电路。闭合开关前,小磁针的指向如图甲所示;闭合开关,小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示;只改变电源的正负极,再次进行实验,小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列说法中正确的是( )
A. 由甲、乙两图可得导体的周围一定存在着磁场
B. 由甲、乙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关
C. 由乙、丙两图可得电流的磁场强弱与电流大小有关
D. 由乙、丙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关
10.在如图所示的电路中,根据位于通电螺线管内部的小磁针静止时的指向可知( )
A. a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B. b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
C. a端是通电缧线管的N极,c端是电源负极
D. b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
9.如图甲所示是“磁浮地球仪”。在地球仪中装入条形磁铁,底座中的电磁铁就可将其“漂浮”在空中,其工作原理如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. 电磁铁的上端为N极
B. 电源的左端为负极
C. 其工作原理是同名磁极相互排斥
D. 滑片P向左移动可增加地球仪“漂浮”的高度
11.如图所示是某同学探究“通电直导线周围是否存在磁场”的实验装置,通电后小磁针发生了偏转。关于这个实验,下列说法正确的是( )
A. 首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是法拉第
B. 小磁针的作用是检验通电直导线周围是否存在磁场
C. 实验中直导线是沿东西方向放置的
D. 把小磁针放在直导线的上方,通电后小磁针不发生偏转
12.在螺线管附近放一小磁针,静止时小磁针位置如图所示。闭合开关S时,小磁针发生旋转,关于通电螺线管的N极及小磁针旋转方向描述正确的是( )
A. 通电螺线管的左侧是N极,小磁针顺时针旋转
B. 通电螺线管的左侧是N极,小磁针逆时针旋转
C. 通电螺线管的右侧是N极,小磁针顺时针旋转
D. 通电螺线管的右侧是N极,小磁针逆时针旋转
13.如图所示,当螺线管中有电流通过,小磁针静止时指向图中所示位置,由此可以判断( )
A. a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B. a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极
C. b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
D. b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
14.如图所示,在探究通电螺线管外部的磁场分布的实验中,开关闭合后,下列说法正确的是( )
A. 小磁针甲静止时N极指向右端,小磁针乙静止时N极指向左端
B. 小磁针甲静止时N极指向左端,小磁针乙静止时N极指向右端
C. 小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向右端
D. 小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向左端
15.如图所示,把螺线管沿东西方向水平悬挂起来,然后给螺线管通电,看到的现象是:通电螺线管( )
A. 转动后停在任意位置 B. 转动后停在南北方向上
C. 不停地转动下去 D. 仍保持在原来的位置上
16.如图所示,螺线管内放一枚小磁针,当开关S闭合后,小磁针的北极指向将( )
A. 不动 B. 向外转90° C. 向里转90° D. 旋转180°
17.小磁针静止在螺线管的附近,闭合开关S时,通电螺线管磁感线方向如图所示,则下列判断正确的是( )
A. 通电螺线管的右端为N极 B. 电源的右端为正极
C. 小磁针一直保持静止 D. 小磁针N极逆时针转动
18.如图所示,闭合开关S1、S2,两个通电螺线管的相互作用情况以及A、B端的极性分别是 ( )
A. 相斥,A端为N极,B端为N极 B. 相斥,A端为S极,B端为S极
C. 相吸,A端为S极,B端为N极 D. 相吸,A端为N极,B端为S极
19.如图所示,M、N两个线圈套在一根光滑绝缘杆ab上,它们受力时都能自由移动。当闭合电键K后,M、N两线圈将( )
A. 互相靠拢 B. 互相离开 C. 静止不动 D. 先靠拢后分开
20.在探究“通电螺线管外部磁场分布”的实验中,开关断开时小磁针甲、乙的指向如图所示,当开关闭合时,通电螺线管有磁性,则下列说法正确的是( )
A. 小磁针甲偏转,小磁针乙不偏转
B. 小磁针乙偏转,小磁针甲不偏转
C. 小磁针甲、乙均偏转
D. 滑动变阻器滑片P从右向左滑动时,通电螺线管的磁性逐渐增强
二、 填空题
21.如图所示,由甲、乙两图可以得出的结论:通电导线的周围存在_________;由乙、丙两图可以得出的结论:____________________________________________________________.
22.将小磁针放置在通电螺线管右侧,小磁针静止时,其N极的指向如图所示。由此可知电流是从______(选填“A”或“B”)端流入螺线管的。
23.《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南。”如图甲所示,“柢”即握柄,是磁体的S极,静止时指向地理的______(选填“南”或“北”)方;通电螺线管相当于一个磁体,图乙中,静止在通电螺线管周围的三个小磁针,其中右端是N极的是______(填序号)。
24.通电线圈相当于一匝的通电螺线管,其两侧的磁极与线圈中电流方向的关系也符合右手定则,如图是把两个通电线圈A和B挂在水平光滑的固定绝缘细杆MN上,通电线圈A和B将______(填“靠近”“距离不变”或“远离”)。
25.如图1所示螺线管,闭合开关后,其A端的极性为______极,外部磁感线方向为______(选填“从A到B”或“从B到A”);小珠利用绣花针自制指南针,静止时针尖指北,如图2所示,针尖为______极。
26.如图所示,用细线悬挂的磁体AB,磁极未知,当闭合电路开关S后,磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥,则B端是磁体的 极,断开开关S,磁体静止时,B端会指向地理的 (选填“北方”或“南方”)。
27.如图所示,在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁,开关闭合后,当滑片P从a端向b端滑动过程中,电流表示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”),弹簧长度变______(选填“长”、“短”)。
28.电螺线管上方的小磁针静止时的指向如图所示.a端是电源的 极,c端为通电螺线管的 极.
29.在螺线管的左端、内部、右端和下方各放置着一个可以自由转动的小磁针A、B、C和D,当开关闭合后,小磁针静止后的指向如图所示,其中有一只小磁针的指向与其他三只不同,则指向不同的小磁针是______。(选填“A”、“B”、“C或“D”)
30.如图甲所示,通电螺线管的极性跟电流的方向有关系,可以用右手螺旋定则来判断;环形电流可以看作是一匝线圈,如图乙所示;在丙图中,当电流从A端流入B端流出时,原来静止在环形导线内部的可自由转动的小磁针N极将会______ (“偏向纸内”、“偏向纸外”)。
三、 作图题
31.如图,请根据小磁针静止时N极的指向标出A处的磁感线方向和电源正、负极。
32.请根据图中通电螺线管中的电流方向判定螺线管的极性。
33.如图所示,按小磁针的指向判定螺线管的极性、电流的方向和电源的正、负极。(电源的正、负极标在导线末端)注意:标三项。
四、实验探究题
34.小明做实验探究“通电螺线管外部磁场分布”。他在螺线管的两端放上小磁针,在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后轻敲纸板,小磁针的指向和铁屑的排列情况如图所示。请回答下列问题:
(1)实验中小磁针的作用是用来判断通电螺线管的______。
(2)实验中轻敲纸板的目的是减小铁屑与纸板的摩擦,使铁屑受______的作用力而有规则地排列。通过铁屑的排列情况可知:通电螺线管外部的磁场和______的磁场相似。
(3)接下来,他改变螺线管中的电流方向,发现小磁针转动且南北极所指方向发生了改变,小明所探究的问题是______人们很形象地用蚂蚁爬”或“猴子抱”来描述通电螺线管的电流方向与N极位置关系,物理学上通常用______来判断通电螺线管的极性。
(4)下列操作中能增强通电螺线管磁性的是______。
A.增大通电螺线管中的电流B. B改变螺线管中的电流方向
C.在通电螺线管内插入铜棒D. D减少通电螺线管的匝数
35.在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中,实验设计如下:
(1)在螺线管的两端各放一个小磁针,在硬纸板上均匀的撒满铁屑,通电观察小磁针的指向,轻敲纸板,铁屑的排列情况如图甲所示。
(2)把小磁针放到螺线管四周不同位置,通电后小磁针静止时的指向如图乙所示。
(3)通过实验,画出了通电螺线管的磁感线,根据通电螺线管的磁感线分布形状,我们发现,通电螺线管外部的磁场与______(选填“条形”或“蹄形”)磁体的磁场相似。
(4)根据安培定则可以判断出图乙所示的通电螺线管的______(选填“左”或右”)端为N极。通过进一步的实验,同学们发现,通电螺线管的极性与环绕螺线管导线中的______方向有关。
(5)地球周围存在磁场,有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的,结合图甲、乙分析推断;图丙中地球的圆形电流方向与地球自转方向______(选填“相同”或“相反”)。
答案与解析
一、选择题
1、 下面哪一位科学家的发现,首次揭示了电与磁之间的联系( )
A. 法拉第 B. 焦耳 C. 奥斯持 D. 安培
【答案】C
【解析】1820年奥斯特发现电流周围存在磁场后,首次揭开了电与磁的联系,证明了“电生磁”,故C正确。故选:C。
2、如图所示,将一枚转动灵活的小磁针置于桌面上,在小磁针旁放一条直导线,使导线与电池触接。看到电路连通后小磁针有偏转,且电流方向相反时,小磁针偏转方向也相反。下列说法错误的是( )
A. 小磁针偏转说明电流周围有磁场
B. 甲和丙说明电流的磁场方向与电流方向有关
C. 这个实验说明了电与磁之间有联系
D. 这个实验最早是安培做的
【答案】D
【解析】解:
ACD、图中装置是奥斯特实验,在直导线下方平行地放置着小磁针,当导线中有电流通过时,小磁针发生偏转,说明小磁针受到磁力的作用,即电流的周围存在磁场,说明了电与磁之间有联系,故AC正确,D错误;
B、甲丙中,改变电流的方向,小磁针的偏转方向发生了改变,说明磁场的方向与电流的方向有关,故B正确;本题选错误的;故选:D。
6、下列关于磁现象的说法中,正确的是( )
A. 磁场中某一点的磁场方向是由放在这一点的小磁针的N极决定的
B. 磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
C. 磁感线总是从磁体的N极出发,回到S极的
D. 奥斯特实验表明,通电导体周围存在磁场
【答案】D
【解析】A、把能够自由转动的小磁针放在磁场中某一点,静止时,小磁针的N极指向为该点的磁场方向,但不是由放在这一点的小磁针的N极决定的,故A错误;
B、磁感线是不存在的,是为了研究方便假想的一些有方向的曲线,故B错误;
C、对于磁体的外部,磁感线是从N极指向S极,对于磁体内部,磁感线是从S极指向N极,故C错误;
D、奥斯特实验表明通电导体周围存在磁场,故D正确。
故选:D。
7、一个通电螺线管中的电流方向和螺线管周围磁感线的分布如图所示,其中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A、据安培定则判断,该螺线管的右端是N极,左端是S极,故磁感线的方向错误,故A错误;
B、据安培定则判断,该螺线管的右端是N极,左端是S极,故磁感线的方向正确,故B正确;
C、据安培定则判断,该螺线管的右端是S极,左端是N极,故磁感线的方向错误,故C错误;
D、据安培定则判断,该螺线管的右端是N极,左端是S极,故磁感线的方向错误,故D错误。
故选:B。
8、如图所示的螺线管通电后,小磁针静止时N极指向不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A、由安培定则可知,螺线管的左端为S极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的右端为N极,故A正确;
B、由安培定则可知,螺线管的上端为N极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的下端为S极,上端为N极,故B正确;
C、由安培定则可知,螺线管的左端为N极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的右端为N极,故C正确;
D、由安培定则可知,螺线管的左端为S极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的右端为N极,故D错误。
故选:D。
6、小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管,在板面上均匀撒满铁屑,通电后轻敲玻璃板,铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是( )
A. 图中P、Q两点相比,P点处的磁场较强
B. 若只改变螺线管中的电流方向,P、Q两点处的磁场会减弱
C. 若只改变螺线管中的电流方向,P、Q两点处的磁场方向会改变
D. 若只增大螺线管中的电流,P、Q两点处的磁场方向会改变
【答案】C
【解析】A、由图可以看出通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场一样,并且可以看到Q点铁屑的分布比P点密集,由此可以确定Q点的磁场比P点强,故A错误;
BC、只改变电流方向,则磁场方向发生改变,但通电螺线管的磁场强弱不变,故B错误,C正确;
D、只增大螺线管中的电流,则磁场的强弱发生改变,但磁场方向不变,故D错误。
故选:C
7、 如图所示,甲、乙为条形磁体,中间是通电螺线管,虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线,则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是( )
A. N、N、S、S B. S、S、N、S
C. N、N、S、N D. S、S、N、N
【答案】B
8、某同学按照如图甲所示连接好电路。闭合开关前,小磁针的指向如图甲所示;闭合开关,小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示;只改变电源的正负极,再次进行实验,小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列说法中正确的是( )
A. 由甲、乙两图可得导体的周围一定存在着磁场
B. 由甲、乙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关
C. 由乙、丙两图可得电流的磁场强弱与电流大小有关
D. 由乙、丙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关
【答案】D
【解析】AB、甲中开关是断开的,电路中无电流,乙中开关是闭合的,电路中有电流;前后两种情况下,小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在磁场;又没有改变导体中的电流方向,不能说明电流产生的磁场跟电流方向有关,故AB错误;
CD、乙、丙只是改变了电流方向,没有改变电流大小,不能说明磁场强弱跟电流大小有关;电流方向改变,小磁针的偏转方向发生了变化,这说明电流的磁场方向与电流方向有关,故C错误,D正确。
9.在如图所示的电路中,根据位于通电螺线管内部的小磁针静止时的指向可知( )
A. a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B. b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
C. a端是通电缧线管的N极,c端是电源负极
D. b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
【答案】A
10.如图甲所示是“磁浮地球仪”。在地球仪中装入条形磁铁,底座中的电磁铁就可将其“漂浮”在空中,其工作原理如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. 电磁铁的上端为N极
B. 电源的左端为负极
C. 其工作原理是同名磁极相互排斥
D. 滑片P向左移动可增加地球仪“漂浮”的高度
【答案】C
【解析】解:AB、根据同名磁极相互排斥可知,图中电磁铁的上端应为S极,则由安培定则可知,电流从电磁铁的上端流入,下端流出,电路中的电源的左端为正极,故AB错误;
C、磁浮地球仪稳定地“漂浮”起来,其利用的工作原理是同名磁极互相排斥,故C正确;
D、滑片P向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电流变小,电磁铁磁性减弱,可降低地球仪“漂浮”的高度,故D错误。
故选:C。
11.如图所示是某同学探究“通电直导线周围是否存在磁场”的实验装置,通电后小磁针发生了偏转。关于这个实验,下列说法正确的是( )
A. 首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是法拉第
B. 小磁针的作用是检验通电直导线周围是否存在磁场
C. 实验中直导线是沿东西方向放置的
D. 把小磁针放在直导线的上方,通电后小磁针不发生偏转
【答案】B
【解析】A.首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是奥斯特,故A错误;
B.小磁针偏转,能说明通电导线周围存在磁场,故小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场,故B正确;
CD.奥斯特发现电流周围存在磁场,对小磁针有力作用,但地磁场也对小磁针有力作用(指向南北),因此将导线南北放置,若偏转说明是通电导线的磁场引起的,且放置在导线的下方或上方都会因受力而发生偏转,故CD错误;
故选B。
12.在螺线管附近放一小磁针,静止时小磁针位置如图所示。闭合开关S时,小磁针发生旋转,关于通电螺线管的N极及小磁针旋转方向描述正确的是( )
A. 通电螺线管的左侧是N极,小磁针顺时针旋转
B. 通电螺线管的左侧是N极,小磁针逆时针旋转
C. 通电螺线管的右侧是N极,小磁针顺时针旋转
D. 通电螺线管的右侧是N极,小磁针逆时针旋转
【答案】D
【解析】解:闭合开关后,电流由螺线管的左侧流入、右侧流出,根据安培定则,用右手握住螺线管,四指指向电流的方向,则大拇指指向右端,即通电螺线管的右端为N极、左端为S极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的S极向左旋转,N极应向右旋转,即小磁针逆时针旋转,故D正确。
故选:D。
此题考查了通电螺线管的极性判断、磁极间的作用规律等知识点,要求能熟练应用右手螺旋定则由电流方向判断磁极方向,或由磁极方向判断电流方向。
13.如图所示,当螺线管中有电流通过,小磁针静止时指向图中所示位置,由此可以判断( )
A. a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B. a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极
C. b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
D. b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
【答案】D
【解析】图中小磁针N极向左,据磁体间的相互作用规律可知,通电螺线管的b端是N极,a端是S极;由安培定则可知电流由电磁铁的右侧流入,即电源右侧c为正极,d端是负极,故D正确,ABC错误。
故选:D。
由磁极间的相互作用规律得出通电螺线管的极性,再由安培定则判断电源的正、负极。
本题考查了磁极间的相互作用规律和右手螺旋定则的使用。利用右手螺旋定则既可由电流的方向判定磁极磁性,也能由磁极极性判断电流的方向和线圈的绕法。
14.如图所示,在探究通电螺线管外部的磁场分布的实验中,开关闭合后,下列说法正确的是( )
A. 小磁针甲静止时N极指向右端,小磁针乙静止时N极指向左端
B. 小磁针甲静止时N极指向左端,小磁针乙静止时N极指向右端
C. 小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向右端
D. 小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向左端
【答案】B
【解析】由电源的正负极可知,电流从螺线管的左后方流入,右前方流出,由右手螺旋定则可知,螺线管右端应为N极,左端为S极;因同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引,所以小磁针甲静止时N极指向左端,S极指向右,小磁针乙静止时N极指向右端,S极指向左,故B正确,ACD错误。
故选B。
15.如图所示,把螺线管沿东西方向水平悬挂起来,然后给螺线管通电,看到的现象是:通电螺线管( )
A. 转动后停在任意位置 B. 转动后停在南北方向上
C. 不停地转动下去 D. 仍保持在原来的位置上
【答案】B
【解析】根据安培定则可判断出A端为螺线管的S极,B端为N极。螺线管由于受到地磁场的作用,其静止后会停在南北方向,具体情况是:B端指向北方,A端指向南方;故ACD错误,B正确。
故选:B。
16.如图所示,螺线管内放一枚小磁针,当开关S闭合后,小磁针的北极指向将( )
A. 不动 B. 向外转90° C. 向里转90° D. 旋转180°
【答案】A
【解析】解:当开关S闭合后,由右手螺旋定则可知,螺线管右端为N极,左端为S极,
由题意可知原来图中小磁针的N是指向右端的。小磁针北极的指向和该点磁场的方向是相同的,在螺线管的外面,磁感线的方向是从N极出发指向S极的,而在螺线管的内部是由S极指向N极的,故当开关S闭合后,小磁针的北极指向不动。
故选:A。
根据右手螺旋定则可确定通电螺线管的NS极,然后可知其磁场分布,并由小磁针的静止时,根据在螺线管的内部是S极指向N极的,确定小磁针的北极指向
17.小磁针静止在螺线管的附近,闭合开关S时,通电螺线管磁感线方向如图所示,则下列判断正确的是( )
A. 通电螺线管的右端为N极 B. 电源的右端为正极
C. 小磁针一直保持静止 D. 小磁针N极逆时针转动
【答案】B
18.如图所示,闭合开关S1、S2,两个通电螺线管的相互作用情况以及A、B端的极性分别是 ( )
A. 相斥,A端为N极,B端为N极 B. 相斥,A端为S极,B端为S极
C. 相吸,A端为S极,B端为N极 D. 相吸,A端为N极,B端为S极
【答案】C
【解析】解:两个通电螺线管中的电流都是向下,根据安培定则可知,A端为S极,B端为N极,因此它们相互靠近的两端是异名磁极相,相互吸引,故C项正确。
故选:C。
根据线圈的绕向和电流方向,确定螺线管的N、S极,然后利用磁极间的作用规律确定两者的相互作用情况。
该题考查了安培定则的应用、磁极间的作用规律的应用等知识点,是一道综合题。
19.如图所示,M、N两个线圈套在一根光滑绝缘杆ab上,它们受力时都能自由移动。当闭合电键K后,M、N两线圈将( )
A. 互相靠拢 B. 互相离开 C. 静止不动 D. 先靠拢后分开
【答案】A
【解析】解:假设电源左侧为正极,右侧为负极,则由右手螺旋定则可知,M线圈的右侧为S极,左侧为N极;N线圈左侧为N极,右侧为S极;
假设电源左侧为负极,右侧为正极,则由右手螺旋定则可知,M线圈的右侧为N极,左侧为S极;N线圈左侧为S极,右侧为N极;
不管电流的方向如何,两个线圈相邻的磁极为异名磁极,因异名磁极相互吸引,两线圈应相互靠拢。
故选:A。
20.在探究“通电螺线管外部磁场分布”的实验中,开关断开时小磁针甲、乙的指向如图所示,当开关闭合时,通电螺线管有磁性,则下列说法正确的是( )
A. 小磁针甲偏转,小磁针乙不偏转
B. 小磁针乙偏转,小磁针甲不偏转
C. 小磁针甲、乙均偏转
D. 滑动变阻器滑片P从右向左滑动时,通电螺线管的磁性逐渐增强
【答案】B
【解析】(1)由图可知电流从左端流向右端,则螺线管中电流应该是从左前方流入,右后方流出,故由右手螺旋定则可知,螺线管右端应为N极;
因同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,则甲小磁针S将向螺线管靠近,N极远离螺线管,故甲小磁针不转动;小磁针乙沿顺时针方向偏转,故AC错误、B正确。
(2)滑动变阻器滑片P从右向左滑动时,滑动变阻器接入电阻增大,则由欧姆定律可得电路中电流减小,则通电螺线管的磁性将减弱。故D错误。
故选B。
四、 填空题
21.如图所示,由甲、乙两图可以得出的结论:通电导线的周围存在_________;由乙、丙两图可以得出的结论:____________________________________________________________.
【答案】磁场;电流方向改变磁场方向也改变(或磁场方向与电流方向有关)
【解析】在甲图中,电路中没有电流,小磁针指向南北方向;
在乙图中,电路中有了电流通过,小磁针的指向发生了偏转,说明小磁针受到了磁力的作用,由此说明电流的周围存在磁场;
乙图和丙图进行比较,电流方向不同,小磁针的偏转方向也不相同,由此说明磁场的方向与电流的方向有关。
22.将小磁针放置在通电螺线管右侧,小磁针静止时,其N极的指向如图所示。由此可知电流是从______(选填“A”或“B”)端流入螺线管的。
【答案】B
【解析】由图可知,小磁针的磁极为:左侧为N极,右侧为S极,根据异名磁极相互吸引,则可知螺线管的磁极为:左侧为N极,右侧为S极,则根据安培定则可知,电流是从B端流入螺线管的。
故答案为:B。
23.《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南。”如图甲所示,“柢”即握柄,是磁体的S极,静止时指向地理的______(选填“南”或“北”)方;通电螺线管相当于一个磁体,图乙中,静止在通电螺线管周围的三个小磁针,其中右端是N极的是______(填序号)。
【答案】南 ②
【解析】(1)地磁场的北极在地理南极附近,地磁场南极在地理北极附近,“柢”是磁体的S极,静止时指向地磁场的北极,即指向地理的南极;
(2)根据安培定则可知,螺线管的左端为N极,右端为S极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针②的右端是N极;如下图:
24.通电线圈相当于一匝的通电螺线管,其两侧的磁极与线圈中电流方向的关系也符合右手定则,如图是把两个通电线圈A和B挂在水平光滑的固定绝缘细杆MN上,通电线圈A和B将______(填“靠近”“距离不变”或“远离”)。
【答案】远离
【解析】由图知,线圈A电流方向向上,B中的电流方向向下,用右手握住线圈A、B,让四指指向线圈中电流的方向,则大拇指所指的那端就是线圈的N极,所以线圈A的左端为N极、右端为S极,线圈B的左端为S极、右端为N极,根据磁极间的相互作用规律可知,线圈A和B会相互排斥,则它们将互相远离。
25.如图1所示螺线管,闭合开关后,其A端的极性为______极,外部磁感线方向为______(选填“从A到B”或“从B到A”);小珠利用绣花针自制指南针,静止时针尖指北,如图2所示,针尖为______极。
【答案】S 从B到A N
【解析】(1)闭合开关后,电流从螺线管的下端流入、上端流出,根据安培定则可知,通电螺线管的B端是N极、A端为S极;磁体外部的磁感线是从N极出来,回到S极的,所以通电螺线管外部磁感线方向是从B到A;
(2)地球的地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近,静止时针尖指北,说明指向地磁南极附近,则针尖是N极。
26.如图所示,用细线悬挂的磁体AB,磁极未知,当闭合电路开关S后,磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥,则B端是磁体的 极,断开开关S,磁体静止时,B端会指向地理的 (选填“北方”或“南方”)。
【答案】N 北方
【解析】 当闭合电路开关S后,电流从螺线管右端流入,左端流出,根据安培定则可知,螺线管左端为N极,右端为S极,由于磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥,根据同名磁极相互排斥可知,B端是磁体的N极;地磁的N极在地理的南极附近,地磁的S极在地理的北极附近,由于受地磁场的影响,磁体静止时,B端(N极)会指向地理的北方。
27.如图所示,在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁,开关闭合后,当滑片P从a端向b端滑动过程中,电流表示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”),弹簧长度变______(选填“长”、“短”)。
【答案】变大 短
【解析】解:电流由下方流入,则由右手螺旋定则可知,螺线管上端为N极;
因同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,两磁铁同名相对,故相互排斥;
当滑片P从a端向b端滑动过程中,滑动变阻器接入电阻减小,由欧姆定律可得,电路中电流变大,条形磁铁受向上的力增强;
条形磁铁受重力、拉力及向上的磁场力,向下的重力与向上的弹簧的弹力及磁场力之和相等,因重力不变,磁场力增强,故弹簧的弹力减小,故弹簧长度变短。
28.电螺线管上方的小磁针静止时的指向如图所示.a端是电源的 极,c端为通电螺线管的 极.
【答案】正 N
29.在螺线管的左端、内部、右端和下方各放置着一个可以自由转动的小磁针A、B、C和D,当开关闭合后,小磁针静止后的指向如图所示,其中有一只小磁针的指向与其他三只不同,则指向不同的小磁针是______。(选填“A”、“B”、“C或“D”)
【答案】D
【解析】由图可知,电流从螺线管的左端流入、右端流出,根据安培定则可知,螺线管的左端为S极、右端为N极,磁体外部的磁场方向是从N极到S极,内部的磁场方向是从S极到N极,小磁针N极指向与磁场方向相同,所以A右端为N极、B右端为N极、C右端为N极、D右端为S极,不同的是D。
故答案为:D。
30.如图甲所示,通电螺线管的极性跟电流的方向有关系,可以用右手螺旋定则来判断;环形电流可以看作是一匝线圈,如图乙所示;在丙图中,当电流从A端流入B端流出时,原来静止在环形导线内部的可自由转动的小磁针N极将会______ (“偏向纸内”、“偏向纸外”)。
【答案】偏向纸内
【解析】环形导线中通有顺时针方向的电流,根据安培定则可知环形导线产生的磁场的N极指向里面,S极指向外面;小磁针在磁体的内部,内部的磁感线是从S极到N极,则小磁针的N极向里偏转。
故答案为:偏向纸内。
环形导线中通有顺时针方向的电流,根据安培定则判断磁场方向。根据小磁针N极受力方向与磁场方向相同判断N极偏转方向。
五、 作图题
31.如图,请根据小磁针静止时N极的指向标出A处的磁感线方向和电源正、负极。
【答案】
解:小磁针在磁场中受到磁力作用,小磁针静止时N极指向和磁感线方向相同,所以可以判断磁感线方向如图中箭头方向,根据磁体周围的磁感线都是从N极出发回到S极,可以判断通电螺线管的左端是N极,右端是S极,根据安培定则可以判断电流从通电螺线管的右端进入、从左端流出,可以判断电源的右端是正极、左端是负极,如图。
32.请根据图中通电螺线管中的电流方向判定螺线管的极性。
【答案】左图中,电流从螺线管的左端流入右端流出,结合线圈的绕向,利用安培定则可以确定螺线管的右端为N极,左端为S极,如下图;
右图中,电流从下端流入,上端流出,据安培定则可知,此时该螺线管的上端是N极,下端是S极,如下图:
33.如图所示,按小磁针的指向判定螺线管的极性、电流的方向和电源的正、负极。(电源的正、负极标在导线末端)注意:标三项。
【答案】
【解析】本题的基本思路是:由小磁针的指向可知螺线管的极性,根据极性由安培定则可得出电流方向。
安培定则内容:用右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指所指的方向为电磁铁N极的方向。
四、实验探究题
34.小明做实验探究“通电螺线管外部磁场分布”。他在螺线管的两端放上小磁针,在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后轻敲纸板,小磁针的指向和铁屑的排列情况如图所示。请回答下列问题:
(1)实验中小磁针的作用是用来判断通电螺线管的______。
(2)实验中轻敲纸板的目的是减小铁屑与纸板的摩擦,使铁屑受______的作用力而有规则地排列。通过铁屑的排列情况可知:通电螺线管外部的磁场和______的磁场相似。
(3)接下来,他改变螺线管中的电流方向,发现小磁针转动且南北极所指方向发生了改变,小明所探究的问题是______人们很形象地用蚂蚁爬”或“猴子抱”来描述通电螺线管的电流方向与N极位置关系,物理学上通常用______来判断通电螺线管的极性。
(4)下列操作中能增强通电螺线管磁性的是______。
A.增大通电螺线管中的电流B. B改变螺线管中的电流方向
C.在通电螺线管内插入铜棒D. D减少通电螺线管的匝数
【答案】磁极 磁场 条形磁铁 磁场的方向和电流方向是否有关 安培定则 A
【解析】(1)小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转,故小磁针可以判断通电螺线管两端的极性,还可以判断该点的磁场方向;
(2)由于周围铁屑会被磁化,但铁屑与纸板的摩擦力太大,它不能自己转动,因此实验中轻敲纸板的目的是减小铁屑与纸板的摩擦,使铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列;
通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似,都有两个磁极。
(3)改变螺线管中的电流方向,观察小磁针南北所指方向是否发生了改变,这样操作目的是为了研究磁场的方向和电流方向是否有关;如果小磁针南北所指方向发生了改变,说明磁场的方向和电流方向有关,否则,磁场的方向和电流方向无关。
“蚂蚁爬”或“猴子抱”,相当于右手握住导线,让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致,则大拇指所指的方向就是通电螺线管的N极,这是安培定则的内容。
(4)A、在相同条件下,增大线圈中的电流,通电螺线管的磁性增强,故A正确;
B、改变螺线管中的电流方向,不能改变通电螺线管的磁性,故B错误;
C、铜不能被磁化,因此通电螺线管内插入铜棒,其磁性不变,故C错误;
D、在相同条件下,减少通电螺线管的匝数,通电螺线管的磁性会减弱,故D错误。
35.在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中,实验设计如下:
(1)在螺线管的两端各放一个小磁针,在硬纸板上均匀的撒满铁屑,通电观察小磁针的指向,轻敲纸板,铁屑的排列情况如图甲所示。
(2)把小磁针放到螺线管四周不同位置,通电后小磁针静止时的指向如图乙所示。
(3)通过实验,画出了通电螺线管的磁感线,根据通电螺线管的磁感线分布形状,我们发现,通电螺线管外部的磁场与______(选填“条形”或“蹄形”)磁体的磁场相似。
(4)根据安培定则可以判断出图乙所示的通电螺线管的______(选填“左”或右”)端为N极。通过进一步的实验,同学们发现,通电螺线管的极性与环绕螺线管导线中的______方向有关。
(5)地球周围存在磁场,有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的,结合图甲、乙分析推断;图丙中地球的圆形电流方向与地球自转方向______(选填“相同”或“相反”)。
【答案】条形 左 电流 相反
【解析】解:(3)通过实验,画出通电螺线管的磁感线,根据通电螺线管的磁感线分布形状可知,通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样,通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极;
(4)根据小磁针的指向可知,图乙所示的通电螺线管的的左端为N极、右端为S极,通电螺线管的极性与通电螺线管中电流的方向有关;
(5)由于地磁北极在地理南极附近,根据安培定则,拇指指向N极,四指的方向为电流的方向,所以电流自东向西,与地球自转的方向相反。
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