初中物理常考习题考法与解法：专题九 通电螺线管问题的考法与解法

专题九  通电螺线管问题的考法与解法

一套中考试卷都会有一道涉及通电螺线管问题的试题，一方面这样的试题涉及的知识点是右手安培定则，还涉及作图技能。这样的试题美观，又能考查出学生的知识技能情感素养。涉及通电螺线管的问题有作图题、简答题、选择题、填空题。但通过全国中考试卷的研究分析，发现以作图题考查对右手安培定则这个知识点的最多。考查通电螺线管应用的试题也存在。本文对通电螺线管问题考法进行系统总结，并对解法给出解析技巧，目的是让老师们在带领毕业班学生复习时起到参考作用，最大限度的激发学生手脑并用。

一、用右手安培定则判断通电螺线管两端极性问题

【例题1】图中给出电源的“+”极，标出如图中小磁针的N极和通电螺线管的S极．

分析：给出电源的正极，就知道螺线管中电流方向。有右手安培定则可确定螺线管的N、S极。也就知道了螺线管外部任意位置磁场方向。进而就能判断出小磁针的N、S极。

解析：用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指指向电流方向，大拇指指向就是通电螺线管的N极，螺线管另一侧就是S极。小磁针静止，其右端极性和螺线管右端极性相反，所以小磁针的N极是在右侧。答案如图所示。

点评：本题是给出通电螺线管中电流方向，判断其N、S极。知道小磁针位置的磁感线方向就判断其N、S极。是一道考查知识技能的好题。

二、用右手安培定则判断通电螺线管绕线问题

【例题2】闭合开关，螺线管右侧的小磁针立即转动，最后静止时N极指向螺线管，如图所示，请画出螺线管上的导线环绕图示．

分析：根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，判断螺线管的磁极．根据安培定则绕出螺线管的绕法．

解析：（1）根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可以判断螺线管的右端是N极，左端是S极．

（2）用右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指就是电流方向，可以判断电流从螺线管的左端流入。答案如图所示。

点评：画螺线管绕线问题是难点。突破这个难点的根本方法就是要熟练灵活运用右手安培定则，做到手脑并用。

三、用右手安培定则判断与通电螺线管连接的电源的“+”极、“—”极问题

【例题3】小磁针静止时的指向如图所示，在图中标出通电螺线管的N极和电源正极．

分析：由小磁针静止时的指向和磁极间的相互作用可知螺线管的磁极，由右手螺旋定则可知电流的方向及电源的正负极．

解析：小磁针静止时N极向左，则由同名磁极间相互排斥、异名磁极间相互吸引可知螺线管左侧为S极，右侧为N极；答案如图所示。

点评：由右手螺旋定则可知电流由右侧流入螺线管，即电源右侧为正极，左侧就是负极。这个环节是解决本题先要考虑的。也就是解题的入口找准很关键。

四、螺线管与磁体作用的问题

【例题4】根据通电螺线管的N、S极和磁感线形状，在图中标出磁体A的N极，磁感线方向（任选一根标出即可）和电源“+”、“-”极。

分析：安培定则共涉及三个方向：电流方向、磁场方向、线圈绕向，告诉其中的两个方向可以确定其中的另一个方向．磁体相互作用的规律是同名磁极相互排斥，异名磁极互相吸引。

解析：通电螺线管的磁场与条形磁体磁场相似，磁体极性与导线的绕法和电流方向有关，磁体的极性和电流方向关系用安培定则记忆；磁体的磁感线都是从磁体的N极出发，回到磁体的S极；同名磁体磁极相互排出，异名磁体磁极相互吸引。答案如图所示。

点评：本题需要运用右手安培定则，结合磁体相互作用的规律来解决问题，是一道综合题。

五、对通电螺线管磁场强弱因素的理解问题

【例题5】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

分析：判断通电螺线管外部磁场的强弱，在通有电流时，可以通过观察它的外部鉄屑的多少，也就是密集程度确定。判断磁场方向，可以通过改变电流方向。

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点的磁场强，故A错误；

B、C．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．

故答案为C．

点评：研究同一点磁场强弱，改变电流大小，观察鉄屑密集程度。研究同一点磁场方向，改变电流方向。

此外通电螺线管在生产、生活以及科学技术中有许多应用。比如有一种安全门锁的工作原理．就是保安室里的工作人员通过开关即可控制安全门锁的开、闭．闭合开关后，电磁铁中有电流通过，电磁铁具有磁性，能吸引铁质插销使门锁打开，并且弹簧被拉长；断开开关后，电磁铁中无电流通过，电磁铁会失去磁性，铁质插销会在弹簧弹力的作用下插入插槽，门锁关闭．

六、螺线管问题综合训练题

1.如图所示，电磁铁左侧的甲为条形磁铁，右侧的乙为软铁棒，A端是电源的正极．下列判断中正确的是(    )

A．甲、乙都被吸引      B．甲被吸引，乙被排斥

C．甲、乙都被排斥      D．甲被排斥，乙被吸引

答案：D

2.开关S闭合后，小磁针静止时的指向如图所示，由此可知(    )

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：B

3.张扬同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中，使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如右图所示，下列说法正确的是(    )

A．滑片P向右滑动，电磁铁的磁性减弱

B．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强

C．电磁铁A、B的上端均为S极

D．该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系

答案：ABD

4.如图所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管。闭合开关，待弹簧测力计示数稳定后，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中,下列说法错误的是 (    )

A．电压表示数变小，电流表示数变大

B．电压表示数变小，电流表示数也变小

C．螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变小

D．螺线管上端是S极，弹簧测力计示数变大

答案：AD

5．如图 所示, 在电磁铁的正上方用弹簧挂一条形磁铁。当开关闭合后, 条形磁铁与电磁铁的相互作用为_____( 填“吸引”或“排斥”) 。当滑片P 从b 端到a 端的滑动过程中, 弹簧的长度会变 ____( 填“长” 或“短”)

答案：排斥。长。

6．在“探究通电螺线管周围的磁场方向”的实验中，在螺线管附近放置了一枚小磁针，通电后小磁针静止时的指向如图所示。图中螺线管的左端为________极，小磁针的A端为________极。

答案：北（N ）   南（S ）

7.闭合开关S后，小磁针静止时北极的指向如图所示，则螺线管右端是________极（选填“N”或“S”），电源右端是________极。（选填“正”或“负”）

答案：S   正