初中物理第2节 电生磁精品同步达标检测题

课时20.2 电生磁（帮课堂）（原卷版）

【学习目标】

1.知道电流周围存在着磁场；

2. 认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间的联系；

3.知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似；

4. 会用安培定则判定磁极和通电螺线管的电流方向。

【知识导图】

【基础知识】

知识点一、电流的磁效应

1.奥斯特实验

2.电流的磁效应

通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。电流磁效应是丹麦物理学家奥斯特通过实验首先发现的。奥斯特实验第一次揭示了电与磁之间的联系，即电可以产生磁。

【典例1】（2021·青海中考真题）许多物理学家为人类的进步做出了巨大的贡献，下列叙述中对应关系正确的是（  ）。

A．牛顿发现了杠杆平衡条件；

B．伽利略最早测出了大气压强的值；

C．奥斯特发现了电流的磁效应；

D．阿基米德最早揭开了光的颜色之谜

知识点二、通电螺线管的磁场

1.螺线管

（1）把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫通电螺线管。

（2）给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。

2.探究通电螺线管外部的磁场分布

3.探究通电螺线管极性与环绕螺线管的电流方向的关系

【典例2】通电螺线管外部的磁场是怎样分布的，我们通过以下实验来进行探究：

（1）在硬纸板上放置一个螺线管，周围均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，铁屑被_____。轻敲纸板，观察铁屑的排列情况如图甲所示，图乙和图丙分别是蹄形磁体和条形磁体的磁场分布情况，对比分析可知通电螺线管外部的磁场分布与______磁体的相似；

（2）我们要判断通电螺线管外部的磁场方向，需要借助______；

（3）根据前面的实验结果，把通电螺线管看成一个磁体，它的两极如图于所示，为了进一步探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系我们下一步要做的是______，观察______。

知识点三、安培定则

安培定则又叫右手螺旋定则，用来描述通电螺线管的极性与电流方向关系。

1.内容

用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极（N极）。

2.安培定则的应用

（1）已知通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性。

具体方法：

①标出通电螺线管中电流的方向；

②用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流方向；

③大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图所示。

（2）已知通电螺线管两端磁极，判断通电螺线管中电流的方向。

具体方法：

①先用右手握住通电螺线管，大拇指指向N极；

②弯曲的四指所指的方向就是螺线管中电流的方向；

③按照四指弯曲的方向在螺线管中标出电流方向。

【典例3】（2021·北京中考真题）在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示，其中小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示。铁屑静止时的分布情况如图乙所示。图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（  ）。

B．C．D．

【方法帮】

题型一：奥斯特实验

在比较实验条件和实验现象归纳结论时，注意要找出实验操作的不同之处和实验现象的变化，即比较实验中改变了什么因素从而导致了什么现象的发生，最终得出结论。

【典例1】（2021·湖南长沙市）在我们熟悉的各种磁体的磁场中，通电螺线管外部的磁场可能与哪种磁体的相似？小伟用小磁针、条形磁体、通电螺线管来进行探究，实验操作及现象如图所示。

（1）比较甲、乙两图可知，通电螺线管的外部磁场与______周围的磁场相似；

（2）比较乙、丙两图可知，通电螺线管的外部磁场方向与通过它的______方向有关。

题型二：通电螺线管

【角度1】通电螺线管的磁场

转换法的应用

磁场实际上时看不到的，所以我们在研究磁场的时候，主要通过研究磁场对小磁针的的作用来间接研究磁场，即通过小磁针是否受力偏转说明是否存在磁场，并通过不同位置小磁针的指向研究磁场的方向。

【典例2】（2021·湖北宜昌市）通电螺线管外部的磁场是怎样分布的，我们通过以下实验来进行探究：

（1）在硬纸板上放置一个螺线管，周围均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，铁屑被_____。轻敲纸板，观察铁屑的排列情况如图甲所示，图乙和图丙分别是蹄形磁体和条形磁体的磁场分布情况，对比分析可知通电螺线管外部的磁场分布与______磁体的相似；

（2）我们要判断通电螺线管外部的磁场方向，需要借助______；

（3）根据前面的实验结果，把通电螺线管看成一个磁体，它的两极如图于所示，为了进一步探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系我们下一步要做的是______，观察______。

【角度2】电源正负极或电流方向的判断

“三步法”判断电源正负极

先指：让拇指指向螺线管中的N极；

再标：根据四指指向标出螺线管中电流的方向；

后确定：根据电流方向确定电源正负极。

【典例3】（2021·四川攀枝花市）攀枝花市某学校研学小组在探究通电螺线管磁场的实验中，小磁针和螺线箮放置于同水平面内，螺线管为东西朝向，小磁针可在水平面内自由转动。开关S闭合后，小磁针的指向如图所示，则电源A端为______（选填“正”或“负”）极。当开关S断开时，小磁针N极将______（选填“不”、“向北”或“向南”）偏转。

【角度3】螺线管上导线的绕法

解题通法

【典例4】如图所示，根据电源的正负极和小磁针的指向，在图中画出螺线管的绕线。

题型三：通电螺线管综合应用

“等效法”分析线圈间的作用力

如图所示，将通电螺线管的每一圈都等效一个小的条形磁体，则这些条形磁体N、S极相互连接，所以只要一通电各个线圈就会相互吸引而使弹簧收缩。

【典例5】如图，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭会后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（　　）。

A．电流表示数变大，弹簧长度变长     B．电流表示数变大，弹簧长度变短

C．电流表示数变小，弹簧长度变长     D．电流表示数变小，弹簧长度变短

【中考帮】

考点一：奥斯特实验

【典例】（2022·湖北宜昌） 关于如图所示的实验，下列说法中正确的是（   ）。

A这是模拟法拉第电磁感应实验的场景；

B移走小磁针，电流的磁场消失；

C根据这一现象的原理，制成了电磁铁；

D将导线断开，小磁针N极将指向地磁场的北极

考点二：安培定则

【典例】（2022·本溪铁岭辽阳）通电螺线管左侧放一条形磁体，闭合开关后，小磁针静止在如图所示的位置。请标出：（1）电源右侧的极性（用“+”或“-”表示）；（2）a点磁感线方向；（3）小磁针静止时右端的磁极（用“N”或“S”表示）。

该题要求同学们能理解并运用磁极间的相互作用规律和安培定则解答试题。这是物理核心素养的物理观念的体现。

【作业帮】

一、基础练（知识巩固）

1.如图所示，闭合开关S，滑片P向右移动，则螺线管（   ）。

A．左端为S极，磁性增强     B．左端为S极，磁性减弱

C．左端为N极，磁性增强     D．左端为N极，磁性减弱

2.如图所示是探究通电直导线周围磁场的实验装置。当开关闭合时，导线下方的小磁针会发生偏转，说明通电导线周围存在磁场。此时若移去小磁针，上述结论是否成立？______，实验中小磁针的作用是______。

3.根据图中通电螺线管的磁感线方向标出小磁针N极和电源的正、负极。

4.如图所示，根据小磁针静止时的指向标出通电螺线管的N极和电源的正、负极｡

5.奥斯特实验

（1）如图甲所示，将导线放在静止的小磁针上方且平行，触接电源负极后发现小磁针发生偏转，由此可得出结论，通电导体周围有___________。

（2）如图乙所示，将电源正负极对调，重复上述实验步骤，发现小磁针___________改变。由此可以得出结论 ；___________方向，与电流方向有关。

二、综合练（能力提升）

6.小磁针静止在通电螺线管内部，小磁针涂黑的一端为N极，如图所示。则（　　）。

A．电源的a端是正极，通电螺线管的右端是N极；

B．电源的a端是负极，通电螺线管的右端是S极；

C．电源的b端是正极，通电螺线管的左端是N极；

D．电源的b端是负极，通电螺线管的左端是S极

7．小明在课下通过查阅资料，知道通电线圈相当于一匝通电螺线管，其两侧的磁极与线圈中电流方向的关系也符合安培定则--用右手握住线圈，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。

（1）请你猜想，如图所示，把两个线圈A和B挂在水平光滑的固定细杆MN上，且平行靠近放置，当线圈通入如图所示的方向相同的电流，线圈A和B将互相______（选填：“靠近”“远离”）。

（2）你猜想的依据是______。

8.放有条形磁体的小车静止在水平地而上，闭合开关S，条形磁体因受磁力向左运动，请在图中括号里标明电源左端的极性和电磁铁右端的磁极。

9.如图示是探究通电直导线周围磁场的实验装置。

（1）小磁针放置在桌面上静止时，将直导线AB沿______（选填“东西”“南北”或“任意”）方向放置在小磁针正上方，实验时效果最明显；

（2）接通电路后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在______，此现象最早是由物理学家______发现的，此时若移去小磁针，上述结论是否成立？______（选填“是”或“否”）；

（3）改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明电流周围的磁场方向与______有关；

（4）实验中小磁针的作用是______。

三、培优练（挑战自我）

10.在如图所示的电路中，请用笔画线代替导线将电路补全。要求：将滑动变阻器和螺线管组成串联电路，闭合开关后，螺线管左端为N极，且滑动变阻器的滑片向左移动时，螺线管的磁性增强。

11.请用笔画线代替导线将图所示的实物图补充完整。要求：

(1)小磁针的指向满足如图所示方向；

(2)滑动变阻器的滑片向A端移动后，通电螺线管的磁性减弱；

(3)原有导线不得更改。

12.小明自制了一个带有电磁铁的木船模型，将它放入水中漂浮，闭合开关后，船头最终指向北方，如图所示。请在图上标出电磁铁的N、S极并画出螺线管绕线方法。

13.小华和小军在老师办公室看到一个如图甲所示的仪器，用一根铜线和一个有两排孔的平板玻璃制成，铜线依次穿过相邻的孔绕成一个线圈。老师告诉他这是螺线管。于是，在老师的指导下，他和同学们一起把螺线管接入电路，探究其特点。

（1）他们把一个小磁针放在桌面上，小磁针静止时指向南北方向。将螺线管通电后靠近该小磁针，发现小磁针发生_______，说明通电螺线管周围存在磁场。

（2）接着，小华将细铁屑均匀地洒在玻璃板上，轻轻敲击玻璃板后，细铁屑的排列情况如图乙所示。

①观察发现靠近螺线管两端的地方铁屑分布比较密集，说明螺线管两端磁场比较_______。

②小华继续仔细观察细铁屑的整体分布情况，发现通电螺线管外部的磁场分布与我们学过的_______磁体的磁场分布情况相似。

③随后小军在未通电的螺线管外部放置了八个小磁针，闭合开关磁针指向如图丙所示，放入小磁针是为了显示_______。

（3）法国科学家安培认为，通电螺线管的磁场可以看成多个圆形通电线圈的磁场组合而成。他研究提出了著名的分子电流假说：在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种_______电流——分子电流（由原子内部电子的绕核运动形成的），分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。