【备考2022】2021中考物理真题分类汇编-电和磁-通电直导线、通电螺线管的磁场（含答案14题）

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1．（2021•宜宾）丹麦物理学家奥斯特经过长时间的实验研究，在世界上第一个发现了（ ）
A．电磁感应现象B．电流的热效应
C．电流的磁效应D．电流大小与电压的关系
2．（2021•鞍山）关于下列四幅图片，说法正确的是（ ）
A．图甲：说明通电导线周围存在磁场
B．图乙：导体AB沿竖直方向上下运动时，电流表指针偏转
C．图丙：闭合开关，蹄形磁体磁极上下对调后，导体AB的运动方向不发生改变
D．图丁：探究的是电磁铁A、B的磁性强弱与电流大小的关系
3．（2021•永州）下列有关电和磁的四幅图，其中描述正确的是（ ）
A．如图，奥斯特实验证实了磁能产生电
B．如图，由小磁针静止时N极的指向可以判断a端与电源正极连接
C．如图，扬声器与发电机工作原理相同
D．如图，话筒与电动机工作原理相同
4．（2021•绥化）下列关于电与磁现象的描述中，不正确的是（ ）
A．图甲所示条形磁体两端磁性最强
B．图乙所示电流周围存在磁场
C．图丙所示通电导线在磁场中受力
D．图丁所示导线沿任意方向运动都会产生感应电流
5．（2021•北京）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．
二．填空题（共1小题）
6．（2021•内江）如图所示，在奥斯特实验中，导线通电时，导线附近的小磁针发生了 ，证实了电流周围存在 。
三．作图题（共2小题）
7．（2021•威海）请在图中画出1条能够描述通电螺线管外部磁场的磁感线。
8．（2021•淮安）请在图中括号中标出小磁针左端的磁极名称。
四．实验探究题（共6小题）
9．（2021•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乙所示，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。
10．（2022•越秀区一模）小羽同学在进行“通电螺线管外部的磁场分布”的相关实验。
（1）正确连接电路，并在电路旁边放置了一个指南针，指南针的指针北极静止时如图1所示，在闭合开关前，放一个小磁针在甲点位置，该小磁针静止时N极指向正确的是 （选填以下对应的字母）。
（2）小羽同学通过实验，发现通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，部分磁感线分布如图2所示，与闭合开关前甲点位置小磁针静止时相比，开关闭合后，该小磁针N极将 （选填以下对应的字母）。
A.顺时针转90°
B.逆时针转90°
C.顺时针转180°
（3）若把电路做一些改动，如图3所示，放一个小磁针在乙点位置，闭合开关后，该小磁针静止时N极的方向是 （选填以下对应的字母）。
A.向上
B.向下
C.向左
D.向右
11．（2021•呼和浩特）1820年，奥斯特发现了电生磁。进而，人们把导线绕在圆筒上，做成螺线管。今天，我们一起探究“通电螺线管产生的磁场”，实验设计如下：
（1）在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀的撒满铁屑。通电后观察小磁针的指向，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）如果我们把地球磁场比作一个通电螺线管产生的磁场，赤道比作其中一条环绕导线，则导线中电流流向应该是 （选填“自西向东”或“自东向西”）；
（5）法国科学家安培认为，磁体是由许许多多小磁针定向排列构成，其宏观体现就是N极和S极。我们规定：磁场中小磁针静止时N极的指向为磁场方向。则乙图中，通电螺线管内部的磁场方向应该是 （选填“自左向右”或“自右向左”）。
12．（2021•宜昌）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，它的两极如图丁所示，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 。
13．（2021•长沙）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。
14．（2021•昆明）为了探究磁场，小华做了如下实验。
（1）探究磁体周围的磁场：
①在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，再将玻璃板放在条形磁体上方，然后 玻璃板，观察铁屑的分布情况。铁屑在磁场中被 成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来，如图甲所示；
②再在玻璃板上放一些小磁针，小磁针静止时的情况如图乙所示，黑色一端表示磁体的N极，某点小磁针 极所指的方向就是该点的 方向；
③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象、直观地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作 。
（2）探究通电螺线管周围的磁场：
①把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后发现小磁针的指向如图丙所示，说明通电螺线管周围的磁场跟 磁体的磁场相似，图中 （选填“左”或“右”）端是螺线管的N极；
②对调电源的正负极重复上述实验，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管的极性跟 有关，断开开关后，小磁针静止时 极指向南方。
参考答案与试题解析
一．选择题（共5小题）
1．【解答】解：奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，即电流的磁效应，是第一个发现电现象与磁现象之间有联系的人。
故选：C。
2．【解答】解：A、图甲是奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，故A正确；
B、由图乙知磁感线从N极出来，S极进去，当导体AB沿竖直方向上下运动时，导体AB运动方向与磁感线平行，没有切割磁感线，回路没有感应电流，电流表指针不发生偏转，故B错误；
C、通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向有关，蹄形磁体磁极上下对调后，导体运动方向发生改变，故C错误；
D、由如丁可知，电磁铁A、B串联在回路中，具有相同的电流，但两线圈匝数不同，根据控制变量法，可以探究的电磁铁A、B的磁性强弱与线圈的匝数的关系，故D错误。
故选：A。
3．【解答】解：
A、实验是奥斯特实验证明通电导线周围有磁场，演示的是电流的磁效应，故A错误；
B、当小磁针自由静止时，根据磁极间的作用规律可以确定，相互靠近的一定是异名磁极；因此螺线管的左端为S极，右端为N极，
根据螺线管的N极，再结合螺线管的线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向是从螺线管的左端流入、右端流出，电流是从电源的正极流出回到负极，所以a端与电源正极连接，故B正确；
C、动圈式扬声器是将电信号转化成声信号，也是电能转化为机械能，其原理是电动机的原理相同，故C错误；
D、动圈式话筒是声信号转化为电信号的机器，机械能转化为电能，其工作原理与发电机的工作原理相同，故D错误。
故选：B。
4．【解答】解：
A、由图甲可知，条形磁体两端吸引的铁屑最多，说明这两端的磁性最强，故A正确；
B、乙图是奥斯特实验，表明电流周围存在磁场，故B正确；
C、丙图是电动机的原理图，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力而运动，故C正确；
D、丁图是探究电磁感应现象的实验装置，将闭合电路的一部分导体放在磁场中，只有导体做切割磁感线运动时，才会产生感应电流，不是沿任意方向运动都会产生感应电流，故D错误。
故选：D。
5．【解答】解：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。
故选：C。
二．填空题（共1小题）
6．【解答】解：导线通电时，导线附近的小磁针发生了偏转，
丹麦的物理学家奥斯特做的著名的奥斯特实验证实了：电流周围存在磁场。
故答案为：偏转；磁场。
三．作图题（共2小题）
7．【解答】解：电流由左侧流入，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向右方，即螺线管的右端为N极，左端为S极；
磁体外部，磁感线的方向总是从N极出发流向S极，如图所示：
8．【解答】解：由右手螺旋定则可得，通电螺线管右侧为N极，通电螺线管左侧为S极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针右侧为N极，小磁针的左侧为S极，如图所示：
。
故答案为：如上图。
四．实验探究题（共6小题）
9．【解答】解：（1）磁场对放入其中的磁体有力的作用，用小磁针可探测周围磁场；
（2）因为磁场对放入其中的磁体有力的作用，所以接通电路后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在磁场；物理学家奥斯特首先发现通电导线周围有磁场；
（3）电流方向改变，磁场的方向也跟着发生改变；
（4）由乙图可知通电导线周围的磁感线是围绕导线的圆，导线上下方的磁场方向相反，故将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向会改变。
故答案为：（1）探测周围磁场；
（2）磁场；奥斯特；
（3）电流方向；
（4）会。
10．【解答】解：（1）开关不闭合，电路中无电流，螺线管没有磁性；地球是个电磁铁，地磁的南极在地理的北极附近，地磁的南极在地理的北极附近，甲点的小磁针与指南针指示的方向相同，故A正确；
（2）由图2可知，磁感线是向右的，甲处的小磁针的N极的指向与磁感线的方向相同，所以小磁针顺时针旋转90°，故选A；
（3）电流从螺线管的左侧流入，根据安培定则可知，螺线管的右端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针小磁针的左端为S极，右端为N极，即N极指向右，故选D。
故答案为：（1）A；（2）A；（3）D。
11．【解答】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）因为地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近，根据右手定则可知，赤道这一环绕导线中的电流方向为由东向西；
（5）根据小磁针的指向可知，条形磁体的左端为N极、右端为S极，条形磁体外部的磁感线自左向右，内部的磁感线自右向左。
故答案为：（3）条形；（4）自东向西；（5）自右向左。
12．【解答】解：（1）铁屑在磁场容易被磁化，故可以用铁屑来反应通电螺线管周围的磁场分布，比较图乙和图丙分析可得：通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的相似；
（2）铁屑只能反应磁场强弱分布，无法反应磁场的方向，而小磁针在磁场中静止时N极的指向就是磁场的方向；
（3）螺线管的电流方向改变，螺线管的磁场极性就发生变化，小磁针的指向也发生变化。
故答案为：（1）磁化；条形；
（2）小磁针；
（3）改变电流方向；小磁针指向。
13．【解答】解：（1）比较甲、乙两图可知，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；
（2）比较乙、丙两图可知，电流方向改变，小磁针偏转方向发生改变，这说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
故答案为：（1）条形磁体；（2）电流。
14．【解答】解：（1）①轻敲玻璃板的目的是减小摩擦力对铁屑的影响；铁屑原来没有磁性，但在磁场的作用下能够获得磁性，说明铁屑被磁化了；
②在玻璃板上放一些小磁针，小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向；
③为了形象地描述磁场，人们用一些带箭头的曲线来表示磁场的存在以及磁场的强弱，这样的曲线叫做磁感线；
（2）
①由图可看出，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似；根据安培定则可知，螺线管的右端是N极；
②对调电源的正负极重复上述实验，电流的方向发生了变化，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管的极性跟电流方向有关；断开开关后，在地磁场的作用下，小磁针静止时S极指向南方。
故答案为：（1）①轻敲；磁化；②N；磁场；③磁感线；（2）①条形；右；②电流方向；S。