20.2电生磁同步练习题2021-2022学年人教版物理（含解析）

20.2电生磁同步练习题2021-2022学年人教版
一、单选题
如图所示，是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分，置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线。关于这个实验下列说法正确的是
A. 首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是法拉第
B. 当直导线通电时，小磁针会离开支架悬浮起来
C. 小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
D. 改变直导线中电流方向，小磁针极的指向不变
如图是奥斯特实验的示意图，有关分析正确的是
A. 通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B. 发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C. 移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
D. 通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
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.
绵阳市某初中学校的小明同学，在学校实验室模拟安培年在科学院的例会上做的小实验：把螺线管水平悬挂起来，闭合开关，发现螺线管缓慢转动后停了下来，改变螺线管端的初始指向，重复操作，停止时端的指向都相同。模拟实验装置如图所示，闭合开关，螺线管停下来后端指向
A. 东方 B. 南方 C. 西方 D. 北方
小磁针静止时的指向如图所示，由此可知
A. 端是通电螺线管的极，端是电源正极
B. 端是通电螺线管的极，端是电源负极
C. 端是通电螺线管的极，端是电源正极
D. 端是通电螺线管的极，端是电源负极
小磁针静止时的指向如图所示，由此可知
A. 端是通电螺线管的极，端是电源负极
B. 端是通电螺线管的极，端是电源正极
C. 端是通电螺线管的极，端是电源负极
D. 端是通电螺线管的极，端是电源正极
在如图所示中，有条形磁铁和电磁铁，虚线表示磁感线，磁极甲、乙、丙、丁的极性依次是
A. 、、、 B. 、、、
C. 、、、 D. 、、、
最早发现通电导体周围存在磁场的物理学家是
A. 焦耳 B. 欧姆 C. 安培 D. 奥斯特
某同学研究电流产生的磁场，闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是
A. 由甲、乙两图可得电流可以产生磁场
B. 由甲、乙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关
C. 由甲、乙两图可得电流产生的磁场强弱与电流大小有关
D. 由甲、丙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关
小明把带铁芯的螺线管、电源、导线和开关组成电路，固定在泡沫板上，让它漂浮在水面，制作指南针。如图所示，该指南针的南极应标在泡沫板的
A. 处 B. 处 C. 处 D. 处
二、填空题
人工心脏泵可短时间代替心脏工作，如图是该装置的示意图，磁体固定在左侧，线圈固定在用软铁制成的活塞柄上相当于一个电磁铁，活塞筒通过阀门与血管相通。阀门只能向外开启，只能向内开启。线圈中的电流从流向时，电磁铁左端是______ 极，血液会______ 选填“流入”或“流出”活塞筒，该装置工作时，线圈中的电流方向______ 选填“需要”或“不需要”改变。
如图所示，小磁针静止在通电螺线管左侧，请标出磁感线方向及小磁针的极。
酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩，为了方便操作，设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图所示。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是由______选填“法拉第”、“奥斯特”或“安培”发现的。装置通电后，电磁铁上端为______选填“”或“”极。若密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，左侧电磁吸力应______选填“大于”“等于”或“小于”密封罩的重力，若提不起，则应将滑动变阻器滑片向______选填“左”或“右”滑动。
三、实验探究题
小明在“探究通电螺线管外部磁场的分布情况及磁场方向”时，玻璃板上均匀地撒上细铁屑并摆放几个小磁针。
在玻璃板上均匀撒上细铁屑，是为了：______；
闭合开关。轻敲玻璃板，铁屑的分布情况及小磁针、极的方向如图所示。把电源正负极的接线对调，再闭合开关，轻敲玻璃板，此时铁屑分布情况______；小磁针、极的方向______。均选填“改变”或“不变”
由以上实验现象可以初步说明：
通电螺线管外部磁场的分布情况与______的磁场分布非常相似；通电螺线管外部磁场的方向与______方向有关。
小明突然想起：“通电螺线管外部磁场的强弱与电流大小是否有关呢？”请你帮小明想出一个办法，帮他完成探究：______。
探究通电螺线管磁场的分布
如图甲所示，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，发现通电螺线管外部的磁场与______磁体的磁场相似。
实验中，小磁针的作用是为了研究通电螺线管周围的______选填“磁场强弱”或“磁场方向”。
该同学只改变了通电螺线管中电流的方向进行了图甲和图乙两次实验。对比两次的实验现象可得，通电螺线管两端的磁极性质与电流方向______选填“有关”或“无关”。
实验中______选填“能”或“不能”用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：
A、首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是奥斯特，故A错误；
B、当直导线通电时，导线的周围存在磁场，小磁针会发生偏转，不会悬浮起来，故B错误；
C、小磁针偏转，能说明通电导线周围存在磁场，故小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场，故C正确；
D、磁场方向与电流方向有关，改变直导线中电流方向，小磁针极的指向改变，故D错误。
故选：。
奥斯特实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场；磁场的方向与电流的方向有关。
本题考查了磁场的性质是对放在磁场中的磁体有力的作用，更加深入的研究了电流的磁效应，在物理学习中不能只注重了结论的学习，还要注意方法的学习。
2.【答案】
【解析】解：、通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的，故AD错误；
B、当将通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，说明了小磁针受到了力的作用，力的作用是相互的，故小磁针对通电导线有力的作用，故B正确；
C、该磁场与小磁针的有无无关，故移走小磁针后，该结论仍成立，故C错误；
故选：。
奥斯特电流的磁效应实验时，将通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，该实验证明了通电导体周围存在磁场。
本题考查奥斯特的电流磁效应实验的现象及结论，要求学生熟练掌握。
3.【答案】
【解析】解：根据异名磁极相互吸引可知，甲螺线管的左端为极，右端为极；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，磁感线是从极出来回到极的，在螺线管的内部，磁感线是从极到极，磁感线是一条封闭的曲线，故C正确。
故选：。
在磁体的外部，磁感线是从极出来回到极的，在磁体的内部，磁感线是从极到极；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。
本题考查了磁感线的方向，属于基础题。
4.【答案】
【解析】解：电流从通电螺线管的左端进入，从右端流出，根据安培定则可以判断，通电螺线管的端是极，端是极，通电螺线管在地磁场作用下，极指向地磁南极，即地理北方。
故选：。
根据安培定则判断通电螺线管的磁极，然后根据通电螺线管在地磁场的作用下磁极指向。
首先根据电流方向判断通电螺线管的磁极，然后根据地磁场作用判断通电螺线管的磁极指向，再判断地理方向。
5.【答案】
【解析】解：据题目可知，小磁针左端是极，右端是极，所以电磁铁的左端，即端为即，右端为极，据安培定则可知，电流从端流出后进入电磁铁，故端是电源的正极，端是负极，故B正确。
故选：。
据小磁针的极，据磁极间的作用规律可以判断出电磁铁的极，而后据安培定则判断出电流的方向，进而得出正确的选项即可。
该题考查了安培定则的应用、磁极间的作用规律的应用等知识点，是一道综合题。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查磁极间的作用规律和电螺线管极性的理解，知道安培定则的内容是解题关键。
利用小磁针静止时的、极的方向确定了螺线管的、极，然后利用螺线管的绕向和磁极，根据安培定则再确定螺线管中电流方向，进一步确定电源的正负极。
【解答】
由于小磁针静止时，其左端为极，右端为极，根据磁极间的作用规律可知，螺线管的端为极，端为极；
根据螺线管的、极和螺线管的线圈绕向，利用安培定则可以确定电流是从螺线管的端流入端流出，由于电流是从电源的正极流出，经过外电路回到电源负极，所以可以确定电源的端为正极，端为负极。故ACD错误，B正确。
故选B。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了通电螺线管外部的磁场、磁感线和右手螺旋定则，是一道基础题；利用安培定则来确定电磁铁的、极是解决此题的突破口。
根据安培定则可以确定电磁铁的、极，然后利用磁感线的特点即可确定条形磁铁甲和丁的、极。
【解答】
图中电流方向从左端流入、右端流出，根据图示的线圈绕向和结合安培定则，从而可以确定电磁铁的左端为极、右端为极，即乙为、丙为；
在磁体的周围，磁感线从磁体的极发出，回到极，所以条形磁铁甲的右端为极；
根据磁感线的形状可知，两者相斥，是同名磁极，所以条形磁铁丁的左端为极；
如图所示：
综上分析，不正确，A正确。
故选A。
8.【答案】
【解析】解：由物理学史可知，焦耳发现了焦耳定律，欧姆发现了欧姆定律，安培发现了安培定则等，奥斯特在年一次实验中发现了通电导体周围存在磁场，故D符合题意。
故选：。
本题考查物理学史，需知道最早发现通电导体周围存在磁场的是奥斯特。
9.【答案】
【解析】解：
A、当小磁针受到地磁场的作用时，一端指南一端指北如图甲，当导线中电流向左时，小磁针的极向纸外偏转如图乙，所以，甲乙两图可说明电流周围存在磁场，故A正确。
、甲乙只能说明通电导体周围存在磁场，没有改变导体中的电流方向，不能说明电流产生的磁场跟电流方向和电流大小有关。故BC错误。
D、甲丙两图只能说明通电导体周围存在磁场，没有改变导体中的电流方向，不能说明电流产生的磁场跟电流方向，故D错误。
故选：。
要掌握电流的磁效应，知道电流周围存在磁场，磁场方向与电流方向有关。
此题主要考查了奥斯特实验的现象及结论，一定要掌握电流的磁效应。同时考查了学生利用所学知识解决问题的能力。
10.【答案】
【解析】解：由右手螺旋定则可知螺线管端为极，端为极；
因地磁场沿南北方向，地球南极处为地磁场的极，地球北极处为地磁场的极，
而同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故指南针的南极应标在泡沫板的处。
故选：。
地球是个大磁场，地磁南极在地理北极的附近，地磁北极在地理南极附近，所以小磁针在地磁场的作用下静止时总是一端指南一端指北。
由右手螺旋定则可判断通电螺线管的磁极，螺线管处在地球的磁场中，因磁极间的相互作用可知指南针的南极应标在泡沫板的哪处。
通过本题应掌握：知道地球是个巨大的磁体，地磁南极在地理北极的附近，地磁北极在地理南极附近；
右手螺旋定则内容为：右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指向的方向为磁感线极方向。
11.【答案】 流入 需要
【解析】解：
线圈中的电流从流向时，由安培定则可知，电磁铁的右端为极，其左端为极，电磁铁和左侧磁体的异名磁极相对，因异名磁极相互吸引，故活塞左移，活塞筒的气压减小，而血管内气压较大、外界大气压较大，使得阀门关闭，打开，则血液经过流入活塞筒；
由题知，阀门只能向外开启，只能向内开启，说明活塞筒的气压应增大，则活塞应右移，所以电磁铁应受到左侧磁体的排斥力即需要改变电磁铁的磁极，故该装置工作时，线圈中的电流方向需要改变。
故答案为：；流入；需要。
根据安培定则可知通电磁铁的极性，由磁极间的相互作用规律可知活塞的移动方向；改变线圈中的电流方向可以改变电磁铁的极性，结合“阀门只能向外开启，只能向内开启”利用气压知识进行解答。
本题考查了主要安培定则的应用、磁极间的相互作用规律，难点是分析两个开关的闭合和打开情况。
12.【答案】解：已知电源正负极，根据安培定则可知，螺线管的右端为极，左端为极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可判定小磁针的左端为极、右端为极。
根据磁感线都是从磁体外部的极出发，回到极，可以标出磁感线的方向向左，如图所示。
【解析】根据安培定则可确定螺线管的极性，根据磁极间的相互作用，可以判断小磁针的磁极。
磁体周围的磁感线都是从极出来，回到极，进行判断。
知道螺线管的电流方向、磁极、小磁针的磁极、磁感线中的任意一者，都可以根据磁极间的作用和安培定则判断另外几者。
13.【答案】奥斯特 大于 左
【解析】解：在通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，即发明电流周围存在磁场。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是奥斯特发现的；
由图看出，电流从电磁铁上端流入，依据安培定则，四指顺着电流方向，大拇指应向上握住电磁铁，所以上端为极。
若密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，由图可知，衔铁这段电磁吸力的力臂小于密封罩的重力的力臂，根据杠杆的平衡条件，左侧电磁吸力应大于密封罩的重力；
提不起，则应将滑动变阻器滑片向左移动，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，衔铁这段电磁吸力就会变大。
故答案为：奥斯特；；大于；左。
奥斯特发现了电流的磁效应，即通电导线周围都存在磁场；由小磁针的极方向可得电磁铁的磁极，由安培定则可得电流流向及电源的正负极。
根据电流方向和电磁铁的绕线情况，根据安培定则判断出电磁铁的极性；
根据杠杆的平衡条件判断，不计衔铁、杠杆的质量，左侧电磁吸力应大于密封罩的重力，
本题考查安培定则、滑动变阻器对电路中电流的影响、电流大小对电磁铁磁性强弱的影响，要求同学熟练掌握。
14.【答案】显示磁场的分布情况 不变 改变 条形磁体 电流 在电路中串联一个滑动变阻器
【解析】解：在玻璃板上均匀地撒上铁屑，铁屑受到螺线管周围磁场的作用，通过铁屑分布多少说明磁场强弱，即通过铁屑显示磁场的分布情况；
若把连接电源正负极的接线对调，就是改变螺线管中电流的方向，磁场的方向改变，所以小磁针、极的指向改变，但磁场的形状不变，所以铁屑的排列情况没发生改变。
由以上实验探究的结果是：通电螺线管外部磁场与条形磁体相似；
改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动，南北所指方向发生了改变，可知通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。
要探究螺线管的磁场强弱与电流大小的关系，就要改变螺线管中的电流大小，而在原电路中，电流的大小是无法改变的，因此要在电路中再串联入一个滑动变阻器即可，因为滑动变阻器可以通过改变其接入电路的电阻的大小来改变电路中的电流大小。
故答案为：显示磁场的分布情况；不变；改变；条形磁体；电流；在电路中串联一个滑动变阻器。
放入磁场中的铁屑会被磁化，成为一个小磁体；
通电螺线管外部的磁场和条形磁体磁场相似在磁体外部，磁感线是由北极出发回到南极；在磁场中，小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁场方向；磁场的方向和电流的方向有关；
改变电流方向，则磁场方向发生改变，但通电螺线管的磁场形式不变；
通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似；根据改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动，南北所指方向发生了改变可得出结论；
螺线管的磁性强弱与螺线管中的电流大小、线圈匝数、螺线管中是否插入铁芯有关。要探究螺线管的磁场强弱与电流大小的关系，就要控制线圈匝数和螺线管中是否插入铁芯的情况相同，改变螺线管中电流的大小，结合滑动变阻器的作用，可以得到此题的答案。
此题为一道电磁综合题，既考查了磁场方向的认识，又考查了转换法在实验中的应用，对学生的能力要求较高，属于中档题。
15.【答案】条形 磁场方向 有关 不能
【解析】解：由实验探究的结果可知：通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似，都有两个磁极。
小磁针静止时极的指向与该点磁场的方向相同，所以小磁针的作用是研究通电螺线管周围磁场方向。
为了探究通电螺线管两端的磁极性质与电流方向是否有关，只改变了通电螺线管中电流的方向，发现小磁针极指向与原来的方向相反，说明通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。
磁体具有磁性，磁性是指物体吸引铁、钴、镍等物质的性质，所以不能用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
故答案为：条形；磁场方向；有关；不能。
通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似；
由小磁针的指向，根据磁极间的相互作用可知螺线管的磁极；
螺线管的极性可通过电磁针的指向来进行判断，通电螺线管的磁极极性与电流方向和绕线方向有关；
磁体具有吸铁性，所以不能用铜屑代替铁屑。
此题为一道电磁综合题，既考查了磁场方向的认识，又考查了转换法在实验中的应用，还考查了学生对实验现象的分析处理能力和总结归纳能力，对学生的能力要求较高。
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