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物理九年级全册第2节 电生磁同步练习题
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这是一份物理九年级全册第2节 电生磁同步练习题，共17页。试卷主要包含了2 电生磁，通过实验了解电流周围存在磁场，控制变量法等内容，欢迎下载使用。
专题20.2 电生磁
学新课标对课节知识点要求
【课程标准】探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。
【学习目标】
1.通过实验了解电流周围存在磁场。
2.探究通电螺线管外部磁场方向，了解通电螺线管外部磁场方向与条形磁体的相似。
3.知道安培定则内容，能灵活运用来判断电螺线管的电流放方向和两端的极性。
【重点】重点有电流的磁效应和通电螺线管的磁场方向。
【难点】难点是能灵活运用安培定则来判断电螺线管的电流放方向和两端的极性。
学课节知识点
知识点1. 电流的磁效应
奥斯特实验证明：通电导线的周围存在着磁场，磁场的方向跟电流的方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。这一现象是由丹麦物理学家奥斯特在1820年发现的。
知识点2. 通电螺线管的磁场
1.把导线绕在圆筒上，做成螺线管，也叫线圈，在通电情况下会产生磁场。通电螺线管的磁场相当于条形磁体的磁场，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极，通电螺线管外部的磁感线从N极出发，回到S极，内部的磁感线从S极出发，回到N极。
2.通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。磁场的强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关。
注意：探究影响通电螺线管的磁性实验解读
1.原理：电流的磁效应
2.滑动变阻器的作用：保护电路；改变电路中的电流。
3.转换法：通过比较螺线管吸引大头针的多少反映磁性的强弱。
4.控制变量法：
（1）探究磁性强弱与线圈匝数的关系：控制电流不变，改变匝数。
（2）探究磁性强弱与电流的关系：控制匝数不变，通过滑动变阻器改变电流。
（3）探究磁性强弱与有无铁芯的关系：控制电流和匝数不变，插入铁芯。观察线圈吸引大头针的多少。
5.将铁芯换成刚棒，开关断开后的现象。
答：因为刚棒是永磁铁，断开开关后大头针不会掉下来。
6.电磁铁吸引的大头针下端分散的原因：
答：同名磁极相互排斥。
知识点3. 安培定则
1. 判断通电螺线管的磁场方向可以使用安培（右手）定则：将右手的四指顺着电流方向抓住螺线管，大拇指的方向就是该螺线管的N极。
2.安培定则的作图题类型及其解题思路
（1）已知电源的正负极、线圈绕法判断小磁针的N、S极
①首先根据电源的正、负极画出通电螺线管的绕线中的电流方向；
②利用安培定则确定通电螺线管的N、S极并标注；
③最后根据磁极间的相互作用断定小磁针的N、S极。
（2）已知小磁针的N、S极、线圈绕法，判断电源的正、负极
①根据小磁针的N、S极，利用磁极间的相互作用先确定通电螺线管的N、S极；
②然后利用安培定则判定通电螺线管上的电流方向并用箭头标出；
③最后根据电源外部电流的流向确定电源的正、负极。
（3）已知小磁针的N、S极、电源正负极画螺线管的绕线
①首先根据小磁针的N、S极指向，利用磁体间的相互作用规律确定通电螺线管的N、S极并标注出；
②利用安培定则确定通电螺线管中的电流方向，并在螺线管上试着画出一条“S”型或反“S”型绕线；
③然后结合电源外部电流流向定位螺线管的绕线形状是“S”型还是反“S”型，并在螺线管上等距地画出美观的绕线。
讲课节知识点的例题解析
【例题1】（2022内蒙古包头）图甲是磁悬浮台灯，灯泡内部装有磁体和半导体芯片，灯座内有如图乙所示电磁铁。灯座通电后，灯泡会悬浮在灯座上方，半导体芯片发光。下列说法正确的是（ ）
A. 发光的半导体芯片电阻为零
B. 灯泡悬浮是利用同名磁极相互排斥的原理
C. 通电后电磁铁具有磁性说明磁能生电
D. 通电后电磁铁的下端为S极
【例题2】（2022江苏扬州）如图，请标出通电螺线管的N极和图中磁感线的方向。
【例题3】（2022吉林长春）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
（1）开关闭合前，小磁针均指南北，说明地球周围存在___________；
（2）开关闭合后，小磁针的指向如图所示，可知：通电螺线管的左端为______极，电源的左端为______极；
（3）将连接电源正、负极的导线对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与___________方向有关；
（4）为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是___________。（写出一条即可）
强化知识点的达标问题精练
1. （2022湖北孝感）对下列情境的判断正确的是（ ）
A. 图甲：改变提升物体受到的重力，动滑轮的机械效率不变
B. 图乙：人不接触高压电线就不会触电
C. 图丙：拇指所指那端就是通电螺线管的N极
D. 图丁：天宫课堂授课是通过超声波实现天地之间的互动
2. （2022广西北部湾）如图所示，通电螺线管周围存在磁场，M是某一磁感线上的一点，小磁针静止在磁场中，则M点的磁场方向及小磁针的左端极性分别是（ ）
A. 向左 N极B. 向右 N极
C. 向左 S极D. 向右 S极
3. 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。选项图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（ ）
A．B．C．D．
4. （2021哈尔滨）如图，请根据通电螺线管附近静止小磁针的指向，用箭头在A点标出磁感线方向，在B点标出电流方向。
5. （2022广东）如图所示，画出通电螺线管中的电流方向和它外部磁感线a的方向。
6. （2022江苏泰州）如图，请根据磁感线的方向，标出静止小磁针的N极和电源的正极。
7. 如图，已知静止在通电螺线管右端小磁针N极的指向，请用箭头在磁感线上标出磁感线的方向并在括号内用“正”“负”标出电源的正负极。
8. 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
9．在探究通电螺线管的实验中，小明连接了如图所示的电路，通电螺线管M端放有一小磁针，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下面说法正确的是（ ）
A．通电螺线管M端为S极
B．小磁针N极指向水平向右
C．若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性增强
D．若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性减弱
10.一通电螺线管中的电流方向和其周围磁感线的分布如图所示，其中正确的是（ ）
11. （2021贵州黔东南州）如图所示，闭合开关后，静止的小磁针发生顺时针转动，请在括号内标出电源的“+”极和“—”极。
12. （2021江苏泰州）小明在探究“通电直导线周围的磁场”实验中，实验装置如图甲所示。
（1）其中小磁针的作用是___________；
（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。
（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）研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，则图甲实验中，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向________（选填“会”或“不会”）改变。
2023-2024学年度物理九年级全一册同步（拓展）学讲练测大讲义（人教版通用）
第二十章 电与磁
专题20.2 电生磁
学新课标对课节知识点要求
【课程标准】探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。
【学习目标】
1.通过实验了解电流周围存在磁场。
2.探究通电螺线管外部磁场方向，了解通电螺线管外部磁场方向与条形磁体的相似。
3.知道安培定则内容，能灵活运用来判断电螺线管的电流放方向和两端的极性。
【重点】重点有电流的磁效应和通电螺线管的磁场方向。
【难点】难点是能灵活运用安培定则来判断电螺线管的电流放方向和两端的极性。
学课节知识点
知识点1. 电流的磁效应
奥斯特实验证明：通电导线的周围存在着磁场，磁场的方向跟电流的方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。这一现象是由丹麦物理学家奥斯特在1820年发现的。
知识点2. 通电螺线管的磁场
1.把导线绕在圆筒上，做成螺线管，也叫线圈，在通电情况下会产生磁场。通电螺线管的磁场相当于条形磁体的磁场，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极，通电螺线管外部的磁感线从N极出发，回到S极，内部的磁感线从S极出发，回到N极。
2.通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。磁场的强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关。
注意：探究影响通电螺线管的磁性实验解读
1.原理：电流的磁效应
2.滑动变阻器的作用：保护电路；改变电路中的电流。
3.转换法：通过比较螺线管吸引大头针的多少反映磁性的强弱。
4.控制变量法：
（1）探究磁性强弱与线圈匝数的关系：控制电流不变，改变匝数。
（2）探究磁性强弱与电流的关系：控制匝数不变，通过滑动变阻器改变电流。
（3）探究磁性强弱与有无铁芯的关系：控制电流和匝数不变，插入铁芯。观察线圈吸引大头针的多少。
5.将铁芯换成刚棒，开关断开后的现象。
答：因为刚棒是永磁铁，断开开关后大头针不会掉下来。
6.电磁铁吸引的大头针下端分散的原因：
答：同名磁极相互排斥。
知识点3. 安培定则
1. 判断通电螺线管的磁场方向可以使用安培（右手）定则：将右手的四指顺着电流方向抓住螺线管，大拇指的方向就是该螺线管的N极。
2.安培定则的作图题类型及其解题思路
（1）已知电源的正负极、线圈绕法判断小磁针的N、S极
①首先根据电源的正、负极画出通电螺线管的绕线中的电流方向；
②利用安培定则确定通电螺线管的N、S极并标注；
③最后根据磁极间的相互作用断定小磁针的N、S极。
（2）已知小磁针的N、S极、线圈绕法，判断电源的正、负极
①根据小磁针的N、S极，利用磁极间的相互作用先确定通电螺线管的N、S极；
②然后利用安培定则判定通电螺线管上的电流方向并用箭头标出；
③最后根据电源外部电流的流向确定电源的正、负极。
（3）已知小磁针的N、S极、电源正负极画螺线管的绕线
①首先根据小磁针的N、S极指向，利用磁体间的相互作用规律确定通电螺线管的N、S极并标注出；
②利用安培定则确定通电螺线管中的电流方向，并在螺线管上试着画出一条“S”型或反“S”型绕线；
③然后结合电源外部电流流向定位螺线管的绕线形状是“S”型还是反“S”型，并在螺线管上等距地画出美观的绕线。
讲课节知识点的例题解析
【例题1】（2022内蒙古包头）图甲是磁悬浮台灯，灯泡内部装有磁体和半导体芯片，灯座内有如图乙所示电磁铁。灯座通电后，灯泡会悬浮在灯座上方，半导体芯片发光。下列说法正确的是（ ）
A. 发光的半导体芯片电阻为零
B. 灯泡悬浮是利用同名磁极相互排斥的原理
C. 通电后电磁铁具有磁性说明磁能生电
D. 通电后电磁铁的下端为S极
【答案】B
【解析】A．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，具有一定的电阻值，因此半导体芯片的电阻不为0，故A错误；
B．同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，灯泡悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理，故B正确；
C．电磁铁是利用电流的磁效应工作的，当电流流过电磁铁线圈时，电磁铁就具有磁性，说明电能生磁，故C错误；
D．电流从电磁铁线圈的上端流入，由安培定则可判断电磁铁的下端为N极，故D错误。故选B。
【例题2】（2022江苏扬州）如图，请标出通电螺线管的N极和图中磁感线的方向。
【答案】如图所示
【解析】电路中的电流方向从电源正极流向电源负极，由图得，电流从螺线管的右端进入，左端流出，由安培定则：右手拇指指向螺线管N极，四指指向螺线管的电流方向得，螺线管的右端为N极，左端为S极，磁场外部磁感线方向从N极到S极，如图所示。
【例题3】（2022吉林长春）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
（1）开关闭合前，小磁针均指南北，说明地球周围存在___________；
（2）开关闭合后，小磁针的指向如图所示，可知：通电螺线管的左端为______极，电源的左端为______极；
（3）将连接电源正、负极的导线对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与___________方向有关；
（4）为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是___________。（写出一条即可）
【答案】（1）磁场 （2）北 负 （3）电流 （4） 增加线圈匝数
【解析】（1）地球是一个巨大的磁体，其周围存在磁场，所以指南针静止时可以指南北是受到了地磁场的作用。
（2）已知小磁针左端为N极，根据磁极间的相互作用可知，螺线管的左端为N极，伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即为通电螺线管的N极，因此电源的右端为正极，左端是负极。
（3）改变电源的正负极后，螺线管中的电流方向发生了改变，小磁针的N极指向与原来相反，说明磁场的方向相反，由此可以确定，通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
（4）想增强通电螺线管的磁场，可以增大螺线管中的电流、增加线圈匝数。
强化知识点的达标问题精练
1. （2022湖北孝感）对下列情境的判断正确的是（ ）
A. 图甲：改变提升物体受到的重力，动滑轮的机械效率不变
B. 图乙：人不接触高压电线就不会触电
C. 图丙：拇指所指那端就是通电螺线管的N极
D. 图丁：天宫课堂授课是通过超声波实现天地之间的互动
【答案】C
【解析】A．如图甲所示，动滑轮的机械效率为
改变提升物体受到的重力，动滑轮的机械效率也改变，故A错误；
B．高压触电分高压电弧触电和跨步电压触电，人不接触高压电线也会触电，故B错误；
C．如图丙所示，根据安培定则，四指指电流方向，拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，故C正确；
D．如图丁所示，声音无法在真空中传播，天宫课堂授课是通过电磁波实现天地之间的互动，故D错误。
故选C。
2. （2022广西北部湾）如图所示，通电螺线管周围存在磁场，M是某一磁感线上的一点，小磁针静止在磁场中，则M点的磁场方向及小磁针的左端极性分别是（ ）
A. 向左 N极B. 向右 N极
C. 向左 S极D. 向右 S极
【答案】B
【解析】由图可知，螺线管的左端为N极，由于磁体周围的磁感线是从N极出发，回到S极，所以M点的磁感线向右；螺线管的右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针的左端为N极，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
3. 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。选项图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】在磁体的外部，磁感线是从N极出来回到S极的，在磁体的内部，磁感线是从S极到N极；磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
【解答】根据异名磁极相互吸引可知，甲螺线管的左端为S极，右端为N极；通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似；在通电螺线管的外部，磁感线是从N极出来回到S极的，在螺线管的内部，磁感线是从S极到N极，磁感线是一条封闭的曲线，故C正确。
4. （2021哈尔滨）如图，请根据通电螺线管附近静止小磁针的指向，用箭头在A点标出磁感线方向，在B点标出电流方向。
【答案】如图所示。
【解析】小磁针的左端为N极，则是S极靠近螺线管左端，根据磁极间相互作用规律可知，螺线管的左端为N极。由于磁体外部磁感线是从N极出发回到S极，故A点的磁感线方向是从左向右；根据安培定则，用右手大拇指指向螺线管左端（N极），四指弯曲方向为电流方向，则螺线管中电流是从右端流入、左端流出，故B点电流方向是向下。
5. （2022广东）如图所示，画出通电螺线管中的电流方向和它外部磁感线a的方向。
【答案】如图所示。
【解析】由图可知，电流从正极出发，回到负极，根据安培定则可知，右手握住通电螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向，即通电螺线管的右端为N极，磁感线由N极出发，回到S极。
6. （2022江苏泰州）如图，请根据磁感线的方向，标出静止小磁针的N极和电源的正极。
【答案】如图所示
【解析】磁场外部磁感线方向从N极到S极，由图得，螺线管的左端时N极，由同名磁极相排斥，异名磁极相吸引得，小磁针的左端是N极；由右手定则 拇指表示螺线管N极方向，四指表示电流方向得，电流从螺线管的右端进入，左端流出，电路中电流从电源正极流向电源负极，则电源的右端是电源正极，左端是电源负极，如图所示。
7. 如图，已知静止在通电螺线管右端小磁针N极的指向，请用箭头在磁感线上标出磁感线的方向并在括号内用“正”“负”标出电源的正负极。
【答案】如图所示：
【解析】已知小磁针N极的指向，根据磁极间的相互作用，可以确定通电螺线管的磁极；在磁体周围的磁感线都是由磁体的N极出来，回到S极；根据安培定则判定电源正负极。
由于异名磁极相互吸引，所以当小磁针自由静止时，与小磁针S极靠近的螺线管右端一定是N极，其左端为S极；
在磁体的外部，磁感线方向从N极指向S极，方向向左；根据图示的线圈绕向和螺线管的N极，利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从螺线管的左端流入，右端流出，因此电源的左端为正极，右端为负极。
【点评】安培定则共涉及三个方向：电流方向、磁场方向、线圈绕向，告诉其中的两个可以确定第三个。在此题的第二问中就是间接告诉了磁场方向和线圈绕向来确定电流方向。
8. 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】由右手螺旋定则可得出螺线管的磁极，则由磁极间的相互作用可得出小磁针的NS极指示方向。 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。
9．在探究通电螺线管的实验中，小明连接了如图所示的电路，通电螺线管M端放有一小磁针，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下面说法正确的是（ ）
A．通电螺线管M端为S极
B．小磁针N极指向水平向右
C．若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性增强
D．若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性减弱
【答案】D
【解析】开关闭合后，根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极，则由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向；由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化，则可得出螺线管中磁场的变化。
A.电流从螺线管左端流入，右端流出，据安培定则知，此时电磁铁的M端是N极，N端是S极，故A错误；
B.据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极，即小磁针N极指向水平向左。故B错误；
C、D.滑动变阻器的滑动片P向b端移动，电阻变大，电流变小，故电磁铁的磁性变弱。故C错误、D正确。
10.一通电螺线管中的电流方向和其周围磁感线的分布如图所示，其中正确的是（ ）
【答案】B．
【解析】安培定则的内容：用右手握住螺线管，四指弯向螺线管中电流的方向，大拇指所指的就是螺线管的N极．在磁体的外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极；
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，故错误；
B．据安培定则判断，该螺线管的左端是N极，右端是S极，且磁感线的方向正确，故正确；
C．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，故错误；
D．据安培定则判断，该螺线管的左端是N极，右端是S极，故磁感线的方向错误，故错误。
11. （2021贵州黔东南州）如图所示，闭合开关后，静止的小磁针发生顺时针转动，请在括号内标出电源的“+”极和“—”极。
【答案】如图所示。
【解析】从图中可以看到，静止的小磁针发生顺时针转动，最终小磁针左端是S极，右端是N极，根据磁极间的相互作用规律，可知同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以通电螺线管左端是S极，右端是N极，根据安培定则可知，电源的左端是正极，右端是负极。
12. （2021江苏泰州）小明在探究“通电直导线周围的磁场”实验中，实验装置如图甲所示。
（1）其中小磁针的作用是___________；
（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。
（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）研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，则图甲实验中，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向________（选填“会”或“不会”）改变。
【答案】（1）检测磁场的存在 （2）磁场 奥斯特 （3）电流方向 （4）不会
【解析】（1）磁场直接看不到，可以用小磁针检测磁场的存在
（2）实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，这是著名的奥斯特实验，此现象最早是由物理学家奥斯特发现的。
（3）改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了产生的磁场方向改变，即表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。
（4）由图，通电直导线周围的磁场成同心圆，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，磁场方向仍然是顺时针，所以小磁针偏转的方向不变。
专题20.2 电生磁
学新课标对课节知识点要求
【课程标准】探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。
【学习目标】
1.通过实验了解电流周围存在磁场。
2.探究通电螺线管外部磁场方向，了解通电螺线管外部磁场方向与条形磁体的相似。
3.知道安培定则内容，能灵活运用来判断电螺线管的电流放方向和两端的极性。
【重点】重点有电流的磁效应和通电螺线管的磁场方向。
【难点】难点是能灵活运用安培定则来判断电螺线管的电流放方向和两端的极性。
学课节知识点
知识点1. 电流的磁效应
奥斯特实验证明：通电导线的周围存在着磁场，磁场的方向跟电流的方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。这一现象是由丹麦物理学家奥斯特在1820年发现的。
知识点2. 通电螺线管的磁场
1.把导线绕在圆筒上，做成螺线管，也叫线圈，在通电情况下会产生磁场。通电螺线管的磁场相当于条形磁体的磁场，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极，通电螺线管外部的磁感线从N极出发，回到S极，内部的磁感线从S极出发，回到N极。
2.通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。磁场的强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关。
注意：探究影响通电螺线管的磁性实验解读
1.原理：电流的磁效应
2.滑动变阻器的作用：保护电路；改变电路中的电流。
3.转换法：通过比较螺线管吸引大头针的多少反映磁性的强弱。
4.控制变量法：
（1）探究磁性强弱与线圈匝数的关系：控制电流不变，改变匝数。
（2）探究磁性强弱与电流的关系：控制匝数不变，通过滑动变阻器改变电流。
（3）探究磁性强弱与有无铁芯的关系：控制电流和匝数不变，插入铁芯。观察线圈吸引大头针的多少。
5.将铁芯换成刚棒，开关断开后的现象。
答：因为刚棒是永磁铁，断开开关后大头针不会掉下来。
6.电磁铁吸引的大头针下端分散的原因：
答：同名磁极相互排斥。
知识点3. 安培定则
1. 判断通电螺线管的磁场方向可以使用安培（右手）定则：将右手的四指顺着电流方向抓住螺线管，大拇指的方向就是该螺线管的N极。
2.安培定则的作图题类型及其解题思路
（1）已知电源的正负极、线圈绕法判断小磁针的N、S极
①首先根据电源的正、负极画出通电螺线管的绕线中的电流方向；
②利用安培定则确定通电螺线管的N、S极并标注；
③最后根据磁极间的相互作用断定小磁针的N、S极。
（2）已知小磁针的N、S极、线圈绕法，判断电源的正、负极
①根据小磁针的N、S极，利用磁极间的相互作用先确定通电螺线管的N、S极；
②然后利用安培定则判定通电螺线管上的电流方向并用箭头标出；
③最后根据电源外部电流的流向确定电源的正、负极。
（3）已知小磁针的N、S极、电源正负极画螺线管的绕线
①首先根据小磁针的N、S极指向，利用磁体间的相互作用规律确定通电螺线管的N、S极并标注出；
②利用安培定则确定通电螺线管中的电流方向，并在螺线管上试着画出一条“S”型或反“S”型绕线；
③然后结合电源外部电流流向定位螺线管的绕线形状是“S”型还是反“S”型，并在螺线管上等距地画出美观的绕线。
讲课节知识点的例题解析
【例题1】（2022内蒙古包头）图甲是磁悬浮台灯，灯泡内部装有磁体和半导体芯片，灯座内有如图乙所示电磁铁。灯座通电后，灯泡会悬浮在灯座上方，半导体芯片发光。下列说法正确的是（ ）
A. 发光的半导体芯片电阻为零
B. 灯泡悬浮是利用同名磁极相互排斥的原理
C. 通电后电磁铁具有磁性说明磁能生电
D. 通电后电磁铁的下端为S极
【例题2】（2022江苏扬州）如图，请标出通电螺线管的N极和图中磁感线的方向。
【例题3】（2022吉林长春）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
（1）开关闭合前，小磁针均指南北，说明地球周围存在___________；
（2）开关闭合后，小磁针的指向如图所示，可知：通电螺线管的左端为______极，电源的左端为______极；
（3）将连接电源正、负极的导线对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与___________方向有关；
（4）为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是___________。（写出一条即可）
强化知识点的达标问题精练
1. （2022湖北孝感）对下列情境的判断正确的是（ ）
A. 图甲：改变提升物体受到的重力，动滑轮的机械效率不变
B. 图乙：人不接触高压电线就不会触电
C. 图丙：拇指所指那端就是通电螺线管的N极
D. 图丁：天宫课堂授课是通过超声波实现天地之间的互动
2. （2022广西北部湾）如图所示，通电螺线管周围存在磁场，M是某一磁感线上的一点，小磁针静止在磁场中，则M点的磁场方向及小磁针的左端极性分别是（ ）
A. 向左 N极B. 向右 N极
C. 向左 S极D. 向右 S极
3. 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。选项图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（ ）
A．B．C．D．
4. （2021哈尔滨）如图，请根据通电螺线管附近静止小磁针的指向，用箭头在A点标出磁感线方向，在B点标出电流方向。
5. （2022广东）如图所示，画出通电螺线管中的电流方向和它外部磁感线a的方向。
6. （2022江苏泰州）如图，请根据磁感线的方向，标出静止小磁针的N极和电源的正极。
7. 如图，已知静止在通电螺线管右端小磁针N极的指向，请用箭头在磁感线上标出磁感线的方向并在括号内用“正”“负”标出电源的正负极。
8. 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
9．在探究通电螺线管的实验中，小明连接了如图所示的电路，通电螺线管M端放有一小磁针，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下面说法正确的是（ ）
A．通电螺线管M端为S极
B．小磁针N极指向水平向右
C．若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性增强
D．若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性减弱
10.一通电螺线管中的电流方向和其周围磁感线的分布如图所示，其中正确的是（ ）
11. （2021贵州黔东南州）如图所示，闭合开关后，静止的小磁针发生顺时针转动，请在括号内标出电源的“+”极和“—”极。
12. （2021江苏泰州）小明在探究“通电直导线周围的磁场”实验中，实验装置如图甲所示。
（1）其中小磁针的作用是___________；
（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。
（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）研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，则图甲实验中，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向________（选填“会”或“不会”）改变。
2023-2024学年度物理九年级全一册同步（拓展）学讲练测大讲义（人教版通用）
第二十章 电与磁
专题20.2 电生磁
学新课标对课节知识点要求
【课程标准】探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。
【学习目标】
1.通过实验了解电流周围存在磁场。
2.探究通电螺线管外部磁场方向，了解通电螺线管外部磁场方向与条形磁体的相似。
3.知道安培定则内容，能灵活运用来判断电螺线管的电流放方向和两端的极性。
【重点】重点有电流的磁效应和通电螺线管的磁场方向。
【难点】难点是能灵活运用安培定则来判断电螺线管的电流放方向和两端的极性。
学课节知识点
知识点1. 电流的磁效应
奥斯特实验证明：通电导线的周围存在着磁场，磁场的方向跟电流的方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。这一现象是由丹麦物理学家奥斯特在1820年发现的。
知识点2. 通电螺线管的磁场
1.把导线绕在圆筒上，做成螺线管，也叫线圈，在通电情况下会产生磁场。通电螺线管的磁场相当于条形磁体的磁场，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极，通电螺线管外部的磁感线从N极出发，回到S极，内部的磁感线从S极出发，回到N极。
2.通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。磁场的强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关。
注意：探究影响通电螺线管的磁性实验解读
1.原理：电流的磁效应
2.滑动变阻器的作用：保护电路；改变电路中的电流。
3.转换法：通过比较螺线管吸引大头针的多少反映磁性的强弱。
4.控制变量法：
（1）探究磁性强弱与线圈匝数的关系：控制电流不变，改变匝数。
（2）探究磁性强弱与电流的关系：控制匝数不变，通过滑动变阻器改变电流。
（3）探究磁性强弱与有无铁芯的关系：控制电流和匝数不变，插入铁芯。观察线圈吸引大头针的多少。
5.将铁芯换成刚棒，开关断开后的现象。
答：因为刚棒是永磁铁，断开开关后大头针不会掉下来。
6.电磁铁吸引的大头针下端分散的原因：
答：同名磁极相互排斥。
知识点3. 安培定则
1. 判断通电螺线管的磁场方向可以使用安培（右手）定则：将右手的四指顺着电流方向抓住螺线管，大拇指的方向就是该螺线管的N极。
2.安培定则的作图题类型及其解题思路
（1）已知电源的正负极、线圈绕法判断小磁针的N、S极
①首先根据电源的正、负极画出通电螺线管的绕线中的电流方向；
②利用安培定则确定通电螺线管的N、S极并标注；
③最后根据磁极间的相互作用断定小磁针的N、S极。
（2）已知小磁针的N、S极、线圈绕法，判断电源的正、负极
①根据小磁针的N、S极，利用磁极间的相互作用先确定通电螺线管的N、S极；
②然后利用安培定则判定通电螺线管上的电流方向并用箭头标出；
③最后根据电源外部电流的流向确定电源的正、负极。
（3）已知小磁针的N、S极、电源正负极画螺线管的绕线
①首先根据小磁针的N、S极指向，利用磁体间的相互作用规律确定通电螺线管的N、S极并标注出；
②利用安培定则确定通电螺线管中的电流方向，并在螺线管上试着画出一条“S”型或反“S”型绕线；
③然后结合电源外部电流流向定位螺线管的绕线形状是“S”型还是反“S”型，并在螺线管上等距地画出美观的绕线。
讲课节知识点的例题解析
【例题1】（2022内蒙古包头）图甲是磁悬浮台灯，灯泡内部装有磁体和半导体芯片，灯座内有如图乙所示电磁铁。灯座通电后，灯泡会悬浮在灯座上方，半导体芯片发光。下列说法正确的是（ ）
A. 发光的半导体芯片电阻为零
B. 灯泡悬浮是利用同名磁极相互排斥的原理
C. 通电后电磁铁具有磁性说明磁能生电
D. 通电后电磁铁的下端为S极
【答案】B
【解析】A．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，具有一定的电阻值，因此半导体芯片的电阻不为0，故A错误；
B．同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，灯泡悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理，故B正确；
C．电磁铁是利用电流的磁效应工作的，当电流流过电磁铁线圈时，电磁铁就具有磁性，说明电能生磁，故C错误；
D．电流从电磁铁线圈的上端流入，由安培定则可判断电磁铁的下端为N极，故D错误。故选B。
【例题2】（2022江苏扬州）如图，请标出通电螺线管的N极和图中磁感线的方向。
【答案】如图所示
【解析】电路中的电流方向从电源正极流向电源负极，由图得，电流从螺线管的右端进入，左端流出，由安培定则：右手拇指指向螺线管N极，四指指向螺线管的电流方向得，螺线管的右端为N极，左端为S极，磁场外部磁感线方向从N极到S极，如图所示。
【例题3】（2022吉林长春）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
（1）开关闭合前，小磁针均指南北，说明地球周围存在___________；
（2）开关闭合后，小磁针的指向如图所示，可知：通电螺线管的左端为______极，电源的左端为______极；
（3）将连接电源正、负极的导线对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与___________方向有关；
（4）为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是___________。（写出一条即可）
【答案】（1）磁场 （2）北 负 （3）电流 （4） 增加线圈匝数
【解析】（1）地球是一个巨大的磁体，其周围存在磁场，所以指南针静止时可以指南北是受到了地磁场的作用。
（2）已知小磁针左端为N极，根据磁极间的相互作用可知，螺线管的左端为N极，伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即为通电螺线管的N极，因此电源的右端为正极，左端是负极。
（3）改变电源的正负极后，螺线管中的电流方向发生了改变，小磁针的N极指向与原来相反，说明磁场的方向相反，由此可以确定，通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
（4）想增强通电螺线管的磁场，可以增大螺线管中的电流、增加线圈匝数。
强化知识点的达标问题精练
1. （2022湖北孝感）对下列情境的判断正确的是（ ）
A. 图甲：改变提升物体受到的重力，动滑轮的机械效率不变
B. 图乙：人不接触高压电线就不会触电
C. 图丙：拇指所指那端就是通电螺线管的N极
D. 图丁：天宫课堂授课是通过超声波实现天地之间的互动
【答案】C
【解析】A．如图甲所示，动滑轮的机械效率为
改变提升物体受到的重力，动滑轮的机械效率也改变，故A错误；
B．高压触电分高压电弧触电和跨步电压触电，人不接触高压电线也会触电，故B错误；
C．如图丙所示，根据安培定则，四指指电流方向，拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，故C正确；
D．如图丁所示，声音无法在真空中传播，天宫课堂授课是通过电磁波实现天地之间的互动，故D错误。
故选C。
2. （2022广西北部湾）如图所示，通电螺线管周围存在磁场，M是某一磁感线上的一点，小磁针静止在磁场中，则M点的磁场方向及小磁针的左端极性分别是（ ）
A. 向左 N极B. 向右 N极
C. 向左 S极D. 向右 S极
【答案】B
【解析】由图可知，螺线管的左端为N极，由于磁体周围的磁感线是从N极出发，回到S极，所以M点的磁感线向右；螺线管的右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针的左端为N极，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
3. 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。选项图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】在磁体的外部，磁感线是从N极出来回到S极的，在磁体的内部，磁感线是从S极到N极；磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
【解答】根据异名磁极相互吸引可知，甲螺线管的左端为S极，右端为N极；通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似；在通电螺线管的外部，磁感线是从N极出来回到S极的，在螺线管的内部，磁感线是从S极到N极，磁感线是一条封闭的曲线，故C正确。
4. （2021哈尔滨）如图，请根据通电螺线管附近静止小磁针的指向，用箭头在A点标出磁感线方向，在B点标出电流方向。
【答案】如图所示。
【解析】小磁针的左端为N极，则是S极靠近螺线管左端，根据磁极间相互作用规律可知，螺线管的左端为N极。由于磁体外部磁感线是从N极出发回到S极，故A点的磁感线方向是从左向右；根据安培定则，用右手大拇指指向螺线管左端（N极），四指弯曲方向为电流方向，则螺线管中电流是从右端流入、左端流出，故B点电流方向是向下。
5. （2022广东）如图所示，画出通电螺线管中的电流方向和它外部磁感线a的方向。
【答案】如图所示。
【解析】由图可知，电流从正极出发，回到负极，根据安培定则可知，右手握住通电螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向，即通电螺线管的右端为N极，磁感线由N极出发，回到S极。
6. （2022江苏泰州）如图，请根据磁感线的方向，标出静止小磁针的N极和电源的正极。
【答案】如图所示
【解析】磁场外部磁感线方向从N极到S极，由图得，螺线管的左端时N极，由同名磁极相排斥，异名磁极相吸引得，小磁针的左端是N极；由右手定则 拇指表示螺线管N极方向，四指表示电流方向得，电流从螺线管的右端进入，左端流出，电路中电流从电源正极流向电源负极，则电源的右端是电源正极，左端是电源负极，如图所示。
7. 如图，已知静止在通电螺线管右端小磁针N极的指向，请用箭头在磁感线上标出磁感线的方向并在括号内用“正”“负”标出电源的正负极。
【答案】如图所示：
【解析】已知小磁针N极的指向，根据磁极间的相互作用，可以确定通电螺线管的磁极；在磁体周围的磁感线都是由磁体的N极出来，回到S极；根据安培定则判定电源正负极。
由于异名磁极相互吸引，所以当小磁针自由静止时，与小磁针S极靠近的螺线管右端一定是N极，其左端为S极；
在磁体的外部，磁感线方向从N极指向S极，方向向左；根据图示的线圈绕向和螺线管的N极，利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从螺线管的左端流入，右端流出，因此电源的左端为正极，右端为负极。
【点评】安培定则共涉及三个方向：电流方向、磁场方向、线圈绕向，告诉其中的两个可以确定第三个。在此题的第二问中就是间接告诉了磁场方向和线圈绕向来确定电流方向。
8. 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】由右手螺旋定则可得出螺线管的磁极，则由磁极间的相互作用可得出小磁针的NS极指示方向。 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。
9．在探究通电螺线管的实验中，小明连接了如图所示的电路，通电螺线管M端放有一小磁针，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下面说法正确的是（ ）
A．通电螺线管M端为S极
B．小磁针N极指向水平向右
C．若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性增强
D．若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性减弱
【答案】D
【解析】开关闭合后，根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极，则由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向；由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化，则可得出螺线管中磁场的变化。
A.电流从螺线管左端流入，右端流出，据安培定则知，此时电磁铁的M端是N极，N端是S极，故A错误；
B.据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极，即小磁针N极指向水平向左。故B错误；
C、D.滑动变阻器的滑动片P向b端移动，电阻变大，电流变小，故电磁铁的磁性变弱。故C错误、D正确。
10.一通电螺线管中的电流方向和其周围磁感线的分布如图所示，其中正确的是（ ）
【答案】B．
【解析】安培定则的内容：用右手握住螺线管，四指弯向螺线管中电流的方向，大拇指所指的就是螺线管的N极．在磁体的外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极；
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，故错误；
B．据安培定则判断，该螺线管的左端是N极，右端是S极，且磁感线的方向正确，故正确；
C．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，故错误；
D．据安培定则判断，该螺线管的左端是N极，右端是S极，故磁感线的方向错误，故错误。
11. （2021贵州黔东南州）如图所示，闭合开关后，静止的小磁针发生顺时针转动，请在括号内标出电源的“+”极和“—”极。
【答案】如图所示。
【解析】从图中可以看到，静止的小磁针发生顺时针转动，最终小磁针左端是S极，右端是N极，根据磁极间的相互作用规律，可知同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以通电螺线管左端是S极，右端是N极，根据安培定则可知，电源的左端是正极，右端是负极。
12. （2021江苏泰州）小明在探究“通电直导线周围的磁场”实验中，实验装置如图甲所示。
（1）其中小磁针的作用是___________；
（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。
（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）研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，则图甲实验中，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向________（选填“会”或“不会”）改变。
【答案】（1）检测磁场的存在 （2）磁场 奥斯特 （3）电流方向 （4）不会
【解析】（1）磁场直接看不到，可以用小磁针检测磁场的存在
（2）实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，这是著名的奥斯特实验，此现象最早是由物理学家奥斯特发现的。
（3）改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了产生的磁场方向改变，即表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。
（4）由图，通电直导线周围的磁场成同心圆，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，磁场方向仍然是顺时针，所以小磁针偏转的方向不变。
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