物理人教版第2节 电生磁精品习题

人教版九年级物理 第二十章《电与磁》

第2节 电生磁

精选练习

一、夯实基础

1. 电和磁有很多的相似之处，很多人也致力于研究电和磁的联系，1820年丹麦的物理学家     发现：当电路     时，电线下方的小磁针转动了一下；     通电，小磁针又转回到原处。他深入研究，发表了《电的冲突对磁针作用的一些实验》，指出这一现象表明了         存在磁场，我们把这一现象叫         ，电流的       揭示了电和磁之间有联系。

【答案】奥斯特，通电，停止，电流的周围，电流的磁效应，磁效应。

【解析】电和磁有很多的相似之处，很多人也致力于研究电和磁的联系，1820年丹麦的物理学家      发现：当电路通电时，电线下方的小磁针转动了一下；停止通电，小磁针又转回到原处。他深入研究，发表了《电的冲突对磁针作用的一些实验》，指出这一现象表明了电流的周围存在磁场，我们把这一现象叫电流的磁效应，电流的磁效应揭示了电和磁之间有联系。

2. 如图1所示为模拟奥斯特实验，比较图甲和乙或甲和丙可知：                 。比较图乙和丙可知：                                        。

【答案】电流的周围存在磁场，电流周围的磁场方向与电流方向有关。

【解析】如图所示为模拟奥斯特实验，比较图甲和乙或甲和丙可知，电流的周围存在磁场。比较图乙和丙可知电流周围的磁场方向与电流方向有关。

3．在探究通电螺线管的磁场分布的实验中，如图2所示：

（1）在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲纸板，观察铁屑的排列情况，发现通电螺线管外都的磁场与______磁体的磁场相似；在通电螺线管的两端各放一个小磁针，根据小磁针静止时的指向，可以判定通电螺线管的______（选填“左”或“右”）端是它的N极；

（2）如果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，接下来的操作是______，并观察小磁针的指向。

【答案】条形，右，对调电源的正负极（或改变电流方向）。   

【解析】（1）由图可知，通电螺线管外部磁场与条形磁体相似。左边小磁针的右端是N极，由异名磁极相互吸引可知螺线管的左端是S极，右端是N极。

（2）探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，需要对调电源的正负极。

4. 如图3所示，通电螺线管上方有一静止的小磁针。根据图中通电螺线管的磁感线方向，判断小磁针的左侧为______极，A为电源的_____极。

【答案】N，正。

【解析】根据磁感线方向知道螺线管左端是S极，所以小磁针左端是N极。根据螺线管N、S极，和导线绕法，结合右手安培定则，电流从A端进入导线，所以A端是电源正极。

5. 在奥斯特发现电流的       之后，法国的物理学家      又进一步做实验研究磁场方向和      方向的关系，并总结出了          。如图4所示，假设用      手握住通电螺线管，         指向电流的方向，那么            就表示通电螺线管         方向。

【答案】磁场，安培，电流，安培定则，右手，大拇指，弯曲的四指，磁场，右手，弯曲的四指，大拇指，内部的磁场。

【解析】在奥斯特发现电流的磁场之后，法国的物理学家安培又进一步做实验研究磁场方向和电流方向的关系，并总结出了安培定则，也叫右手螺旋定则。假设用右手握住通电直导线，大拇指指向电流的方向，那么弯曲的四指就表示导线周围的磁场方向。如右图示。假设用右手握住通电螺线管，弯曲的四指指向电流的方向，那么大拇指就表示通电螺线管内部的磁场方向。

6．首次发现电流磁效应的物理学家是　   　，如图5所示通电螺线管，若将它水平悬挂起来使其能自由转动，静止时它的　   　端指向北（选填“A”或“B”），这是因为受到了　   　的作用。

【答案】奥斯特，A，地磁场。

【解析】奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电流磁效应的科学家；

根据图示的螺线管线圈的绕向和螺线管中电流的方向，利用安培定则可以确定螺线管的A端为N极，B端为S极；在地磁场的作用下，螺线管将会发生转动，螺线管的N极（A端）指向北，螺线管的S极（B）指向南。

7．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6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

【解答】在磁体的周围，磁感线从磁体的N极发出，回到S极，所以利用磁感线的方向，可以确定螺线管的左端为N极，右端为S极。故A错误。

小磁针在磁场的作用下，根据异名磁极相互吸引的理论可以确定小磁针的N极向左偏转，即顺时针转动，故C、D错误。

根据螺线管的左端为N极结合图示的线圈绕向，利用安培定则可以确定电流从螺线管的右端流入左端流出。所以电源的右端为正极。故B正确。

所以选B。

8．如图7所示，闭合开关后，位于通电螺线管左右两侧的小磁针静止时其指向正确的是（　　）

A                   B                     C                  D

【答案】A

【解析】A．根据安培定则可知螺线管的右端为N极，左端为S极；异名磁极相互吸引，则左边小磁针的右端为N极，右边小磁针的左端为S极，故A正确；

B．根据安培定则可知螺线管的右端为N极，左端为S极；异名磁极相互吸引，则左边小磁针的右端为N极，右边小磁针的左端为S极，故B错误；

C．根据安培定则可知螺线管的右端为S极，左端为N极；异名磁极相互吸引，则左边小磁针的右端为S极，右边小磁针的左端为N极，故C错误；

D．根据安培定则可知螺线管的右端为S极，左端为N极；异名磁极相互吸引，则左边小磁针的右端为S极，右边小磁针的左端为N极，故D错误。

故选A。

9． 在图8中，静止小磁针N极指向正确的是（　　）

A．a B．b C．c D．d

【答案】B

【解析】根据安培定则可知，螺线管右端为N极，左端为S极；根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，b是正确的。

故选B。

10. 图9中，静止在通电螺线管周围的小磁针，其中指向错误的是______（填标号）｡

【答案】①。

【解析】由图示知，电流从通电螺线管的右边流入，据安培定则知，通电螺线管的N极在左端，而同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以①号小磁针的N极应指向左边。

11．研究发现，人体内部存在磁场，人体内部的磁场与人体健康密切相关。

①人体内部的磁场与地磁场相比很弱，若用磁感线描述人体内部的磁场和地磁场，则下列判断中合理的是________ （选填“a”、“b”或“c”）。

1. 人体内部磁场的磁感线分布较疏；
2. 人体内部磁场的磁感线分布较密；
3. 两者磁场的磁感线疏密大致相同；

②对人体内部磁场存在的原因提出猜想，请写出一种猜想及其依据。                      

【答案】①a ；②猜想：人体内部存在弱电流产生人体的磁场；依据：电流周围存在磁场。

【解析】 ①磁场的强弱与磁感线的疏密程度有关，磁感线越稀疏的地方磁场越弱，磁感线越密集的地方磁场越强，由于人体内部的磁场与地磁场相比很弱，所以人体内部磁场的磁感线分布较疏，所以选a；

②关于人体磁场存在原因的猜想，由于我们在学习磁这部分知识时，由奥斯特发现的电流的磁效应开始的，电与磁之间存在密切的关系，所以猜想人体内存在磁场是由于人体内有电流，主要依据是电流周围存在磁场。（合理即可）

12. 根据材料信息及所学知识回答问题。

一般来说，地磁要素的变化是很小的，但是当太阳黑子活动剧烈的时候，会放出相当于几十万颗氢弹爆炸威力的能量，同时喷射出大量带电粒子，这些带电粒子运动速度极快，射到地球上形成的强大磁场会透加到地磁场上，使正常情况下的地磁要素发生急剧变化，引起“磁暴”。发生“磁暴”时，地球上会出现许多意外现象……

①太阳喷射出的大量带电粒子为什么会形成强大的磁场？请你用学过的知识进行合理猜想。   

②当“磁暴”发生时，地球上可能会出现的现象有：         。

A. 引发大面积停电事故    B. 无线电广播突然中断    C. 河水无法向低处流动

【答案】①恒；②带电粒子定向移动形成电流，电流周围存在磁场。③A、 B。

【解析】①因为带电粒子定向移动形成电流，电流周围存在磁场。所以太阳喷射出的大量带电粒子会形成强大的磁场。且磁场的强弱和电流的大小有关，电流越大，其周围的磁场越强。

②由文中信息可知，“磁暴”发生时会对地球上的电磁现象产生干扰，故“大面积的停电事故”以及“无线电广播突然中断”这些现象都有可能发生；“磁暴”对重力场没有影响，在重力作用下，河水依然从高处向低处流动。

所以选A与B。

13．作图题，根据题目中的要求，完成下列各题。

①根据图10中通电螺线管的N极，标出磁感线方向、小磁针的N极，并在括号内标出电源的正、负极。

【答案】见右图。

【解答】①由图可知，通电螺线管的左端为N极，根据异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，则小磁针的右端为S极，左端为N极；

②因为在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，所以磁感线的方向是指向右的；

③根据安培定则，伸出右手使大拇指指示螺线管的左端N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流从螺线管的右端流入，则电源的右端为正极，左端为负极。

②根据图11中通电螺线管的S极，标出磁感线方向、小磁针的N极，并在括号内标出电源的正、负极。

【答案】见右图。

【解析】（1）螺线管的右端为S极，则其左端为N极，在磁体周围磁感线从N极出发回到S极，由此可以确定磁感线的方向是向右的。

（2）根据磁极间的作用规律可知，小磁针靠近螺线管的S极的一端是小磁针的N极。

（3）螺线管的左端为N极，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右端流入，左端流出；在电源的外部，电流从电源的正极流出，回到电源负极，所以电源的右端为正极，左端为负极。

③在图12中标出电流的方向、通电螺线管的磁感线方向以及小磁针的N极。

【答案】见右图。

【解析】图中电流从螺线管的左前方流入，右后方流出，由安培定则可知通电螺线管的左端为N极，右端为S极；由磁极间的相互作用规律可知小磁针的左端为N极，右端为S极；在磁体外部的磁感线从N极出来，回到S极，如图所示。

④如图所示，箭头表示通电螺线管周围磁感线的方向，请在图中标出通电螺线管中的电流方向和小磁针静止时的N极。

【答案】见右图。

【解析】磁体的外部，磁感线从N极出发回到S极，由图可知，螺线管的左端是N极，由安培定则可知电流从螺线管的左端流入，右端流出，由异名磁极相互吸引可知小磁针的右端是S极，左端是N极，如图所示。

二、巩固提高

14．关于下面四幅图的说法错误的是（　　）

       A                  B                C                D

A．拇指所指的那端就是通电螺线管的N极

B．地磁场的两极与地理的两极不重合

C．奥斯特实验证实电流的周围存在着磁场

D．司南之杓，投之于地，其柢指北

【答案】D

【解析】A．由图可知，电流从螺线管的左端流入，由安培定则可知螺线管的右端是N极，故A正确，不符合题意；

B．地磁场的南北极与地理南北极相反，并不重合，故B正确，不符合题意；

C．奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场，故C正确，不符合题意；

D．司南之杓，投之于地，其柢指南，司南的长柄指南，故D错误，符合题意。

15．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。

16．如图所示，通电螺线管N极、磁感线方向、小磁针N极和电源正、负极标注正确的是（　　）

A． B． 

C． D．

【答案】D

【解析】①选项A、C：图中电源右端为正极，则电流从螺旋管的右侧流入；根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指指向螺线管的左端即为N极，其右端为S极；在磁体外部，磁感线方向由N极指向S极；根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针的左上端应为N极，故A、C错误；

②选项B、D：图中电源左端为正极，则电流从螺旋管的左侧流入；根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管右端即为N极；在磁体外部，磁感线方向由N极指向S极；根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针的左上端应为S极，右下端为N极，故B错误，D正确；

故选D。

17．在图17中，静止小磁针N极指向正确的是（   ）

【答案】D

【解析】先标出螺线管上电流的流向；根据安培定则，确定螺线管的N、S极；再根据同名磁极排斥，异名磁极吸引即可判断只有图D正确。

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】两个通电螺线管正面的电流都是向下，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。故选C。

19．如图所示，在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中：

（1）为什么用小磁针？　   　                                     。

（2）在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，而B处小磁针不偏转，试说明B处小磁针不偏转的可能原因：　   　                。

（3）将电池的正负极对调，重复上述实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与　  方向的关系。

（4）观察实验现象后，应立即断开开关，是为了　                          　。

【答案】（1）检验磁场的存在；（2）小磁针N极的指向与磁场方向相同；（3）电流；（4）保护电路，防止螺线管温度过高。

【解析】（1）通电时螺线管周围存在磁场，小磁针在磁场中受到力的作用会发生偏转，所以小磁针能显示磁场的存在；当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变，所以小磁针的偏转方向也改变，因此利用小磁针还可以判断磁场的方向；

（2）在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，A处的小磁针会指示磁场的方向；B处小磁针不偏转，可能原因是小磁针N极的指向与磁场方向相同；

（3）将电池的正负极对调，此时螺线管中电流的方向发生变化，磁场的方向发生变化，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系；

（4）螺线管是由导线绕成的，其电阻较小，根据欧姆定律可知，通过螺线管的电流较大，产生的热量较多，为了保护电路，观察实验现象后，应立即断开开关。

20. 小红用图4（a）、（b）、（c）所示装置研究磁与电的关系。

①由图4（a）、（b）、（c）可知：电流周围存在磁场，且     。

②小红推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，如图4（d）所示，小磁针也会发生偏转。其依据是：       。

③图4（d）中小磁针N极偏转方向和图4     中小磁针的偏转方向相同，依据是：       。

【答案】①磁场方向与电流方向有关；②电荷（电子）的定向移动形成电流；③C；（自由）电子（定向）移动的方向与电流的方向相反。

【解析】①由图4（a）、（b）、（c）可知：电流周围存在磁场，且磁场方向与电流方向有关；

②因为电荷（电子）的定向移动形成电流，电流的周围存在磁场，所以若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，小磁针也会发生偏转。

③因为（自由）电子带负电，（定向）移动的方向与电流的方向相反，所以电流的方向是水平向左， 可以判断图4（d）中小磁针N极偏转方向和图4（c）中小磁针的偏转方向相同。

21. 某小组同学通过实验研究通电螺线管的磁极极性与哪些因素有关。实验中他们变换螺线管上线圈的绕法，调换电源的正负极，利用小磁针判断出通电螺线管的磁极极性，实验现象如图5（a）（b）（c）（d）所示。

① 小华比较图5（a）和（b），认为通电螺线管的磁极极性与电源正负极的位置有关，N极在靠近电源负极的一端。小明比较图5_____认为小华的结论是_____的（选填“正确”或“错误”）。

② 小明进一步比较图5（a）和（d）或（b）和（c），认为螺线管上线圈绕法相反、电源的正负极位置也相反，然而磁极极性相同，说明通电螺线管的磁极极性与_______有关。

【答案】①（c）和（d）；错误。②通过螺线管中的电流方向。

【解析】①小华比较图（a）和（b），认为通电螺线管的磁极极性与电源正负极的位置有关，N极在靠近电源负极的一端。小明比较图（c）和（d）发现，N极在靠近电源正极的一端。所以小华的结论是错误的。

②进一步比较图（a）和（d）或（b）和（c），螺线管上线圈绕法相反、电源的正负极位置也相反，但是螺线管的极性却相同，说明通电螺线管的磁极极性与通过螺线管中的电流方向有关。

22．如图所示，将两枚相同的磁铁分别放在粗糙程度相同的斜置木板和铜板顶端，释放后同时下滑，发现铜板上的磁铁总是后滑至底端。某小组对此现象的原因进行了探讨。

①有同学首先猜想：因为磁铁有磁性，它和铜板之间有吸引作用。该猜想　   　（选填“正确“或“错误”），依据是　   　     。

②有同学百度后获知：金属内的自由电荷与磁极之间发生相对运动时，金属内部会产生涡电流，并继而产生阻碍相对运动的力，这种现象叫电磁阻尼现象。

由上述信息可知：产生涡电流的条件是自由电荷处在变化的　            　中。电磁阻尼现象，实质是　   　之间相互作用的外部宏观表现。

【答案】①错误；铜既不能被磁化，也不能被磁铁吸引；②磁场；磁场和电流。

【解析】①磁铁可以吸引铁、钴、镍等物质，铜既不能被磁化，也不能被磁铁吸引，故该同学的猜想错误；

②由题知，金属内的自由电荷与磁极之间发生相对运动时，金属内部会产生涡电流，并继而产生阻碍相对运动的力，这种现象叫电磁阻尼现象；

磁铁沿铜板向下运动时，磁铁周围的磁场是变化的，且铜板中有大量的自由电荷（或自由电子），所以产生涡电流的条件是自由电荷处在变化的磁场中；

金属内部会产生涡电流，磁铁周围存在磁场，因磁场对电流有力的作用，所以会产生阻碍磁铁运动的力；由此可知，电磁阻尼现象，实质是磁场和电流之间相互作用的外部宏观表现。

23．为了研究通电螺线管周围不同位置的磁场强弱，某小组同学将通电螺线管放置在水平玻璃板正下方，在玻璃板上均匀撒上铁屑，轻敲玻璃板后发现在不同位置处铁屑的分布不同，铁屑的疏密表示了磁场的强弱。他们选取通电螺线管两端对称的A、B、C、D、E和F六个区域，如图5（a）所示，为便于观察，图5（b）所示为放大的这六个区域的铁屑分布情况。

① 分析比较图5（b）__________可知：在通电螺线管周围，距离螺线管两端越远磁场越弱。

② 分析比较图5（b）A、F或B、E或C、D可知：___________。

③ 为了形象直观地描述磁场，人们按照铁屑的排列在磁场中画出一条条带箭头的假象曲线，这样的曲线叫做磁感线。请根据所给磁感线的概念和上述实验现象得出螺线管周围磁场强弱和磁感线分布之间的关系：__________。

【答案】①C、B、A或D、E、F；②在通电螺线管周围，与螺线管两端距离相同的区域磁场强弱相同；③磁感线分布密的地方磁场强。

【解析】①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C点铁屑的分布比B点密集，B点铁屑的分布比A点密集，由此可以确定C点的磁场比B、A点强；

D点铁屑的分布比E点密集，E点铁屑的分布比F点密集，由此可以确定D点的磁场比E、F点强；由此可知：在通电螺线管周围，距离螺线管两端越远磁场越弱

②分析比较图（b）A、F或B、E或C、D可知：在通电螺线管周围，与螺线管两端距离相同的区域磁场强弱相同；

③磁感线是一种假想曲线，实际并不存在。铁屑在磁铁周围排列出的曲线模拟磁感线，磁感线的疏密表示磁场强弱，磁感线分布密的地方磁场强，磁感线分布疏的地方磁场弱。