16.2　奥斯特的发现同步练习 2021——2022学年沪粤版物理九年级下册（有答案）

16.2　奥斯特的发现
选择题
1.如图所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”的实验装置的一部分,置于水平桌面上的小磁针上方有一根与之平行的直导线。关于这个实验,下列说法中正确的是
(　　)
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.改变直导线中电流的方向,小磁针N极的指向不变
2.[2020·益阳] 如图10所示,在通电螺线管周围a、b、c、d四个位置画出的小磁针指向正确的是(　　)
A.a、b B.b、c C.c、d D.a、d
3.[2020·常州] 如图11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 (　　)
图11
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
4.有一小磁针静止在通电螺线管上方,如图12所示,则关于通电螺线管和电源正、负极的说法正确的是(　　)
图12
A.左侧为N极,a端为正极 B.左侧为S极,a端为正极
C.左侧为N极,b端为正极 D.左侧为S极,b端为正极
5.[2020·绵阳改编] 某初中学校的小明同学,在学校实验室模拟安培1820年在科学院的例会上做的小实验:如图13所示,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B端的初始指向,重复操作,停止时B端的指向都相同。则闭合开关,螺线管停下来后B端指向(　　)
图13
A.东方 B.南方 C.西方 D.北方
6.[2021·眉山] 如图14所示,将发光二极管的两极接入电路的a、b两点,闭合开关后,通电螺线管旁边小磁针的S极向右偏转。下列判断正确的是 (　　)
图14
A.通电螺线管右端为N极
B.电源左端为正极,右端为负极
C.发光二极管c端接b点,d端接a点
D.图中P处磁感线的方向从螺线管右端到左端
7.[2020·自贡] 弹簧测力计悬挂一条形磁铁置于螺线管的正上方,如图15所示。闭合开关S,弹簧测力计的示数将 (　　)
　图15
A.变小 　　 　B.不变 C.变大 　　　 D.无法确定
二、填空题
8.如图16所示是奥斯特实验电路,实验结论:通电导线周围存在　　　　。如果移走小磁针,该结论　　　　(选填“仍成立”或“不成立”),此实验中小磁针的作用是　。
图16
9.如图17所示,小磁针静止在螺线管附近,闭合开关后,通电螺线管的左端为　　　　极,通电螺线管外A点磁场的方向向　　　　,小磁针静止时N极指向　　　　。
图17
三、作图题
10.[2020·鞍山] 请根据图18中磁感线的方向标出永磁体的N极,并在括号内标出电源右侧的极性(用“+”或“-”表示)。
图18
11.[2021·铁岭] 如图19所示,开关断开时,小磁针静止,a端指向北方,开关闭合时,小磁针顺时针旋转90°后静止。要求:(1)标出图中磁感线的方向;(2)在括号内标出电源的“+”“-”极;(3)标出电磁铁右端的极性。
图19
四、实验探究题
12.(1)如图20甲所示是奥斯特实验装置,接通电路后,观察到小磁针偏转,此现象说明了　　　　　　　　　　　;断开开关,小磁针在　　　　的作用下又恢复到原来的位置,
改变直导线中的电流方向,小磁针的偏转方向发生了改变,说明　 。
图20
(2)探究通电螺线管外部磁场分布的实验中,在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒些细铁屑,通电后　　　　(填写操作方法)玻璃板,细铁屑的排列如图乙所示,由此可以判断,通电螺线管外部的磁场分布与　　　　　　周围的磁场分布是相似的,将小磁针放在通电螺线管外部,小磁针静止时　　　　(选填“N”或“S”)极的指向就是该点磁场的方向。
13.通电螺线管的外部磁场与条形磁铁周围的磁场相似,其磁极可以用右手螺旋定则判定。
图21
(1)图21甲中螺线管的A端是　　　　极。
(2)螺线管实际上是由多个单匝圆形线圈组成的,通电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场组合而成,因此应用右手螺旋定则也可以判断单匝圆形通电线圈的磁极。现一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图乙所示,则其B端是　　　　极。
(3)地球周围存在磁场,即地磁场,有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的,地球自转的方向自西向东,则形成圆形电流的方向与地球自转方向　　　　　(选填“相同”或“相反”)。物理学上规定正电荷定向移动的方向为电流方向,那么地球带　　　　(选填“正”或“负”)电。
答案
1.C　[解析] 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;当直导线通电时,直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;小磁针偏转,能说明通电直导线周围存在磁场,所以小磁针可用于检验通电直导线周围是否存在磁场,故C正确;磁场方向与电流方向有关,改变直导线中电流的方向,小磁针N极的指向改变,故D错误。
2.A　[解析] 由图可知,螺线管中电流的方向是向上的,由右手螺旋定则可知,通电螺线管的左端为N极,右端为S极,由同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,只有小磁针a、b的指向正确。
3.C　[解析] 两个通电螺线管中的电流都是向下,根据右手螺旋定则可知,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,相互吸引,故C正确。
4.C　[解析] 本题考查磁场和右手螺旋定则的应用。由于小磁针静止时,其左端为S极,右端为N极,根据磁极间的作用规律可知,螺线管的右端为S极,左端为N极。根据螺线管的N、S极和螺线管的线圈绕向,利用右手螺旋定则可以确定电流是从螺线管的右端流入左端流出。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b端为正极,a端为负极。
5.D　[解析] 电流从通电螺线管的左端进入,从右端流出,根据右手螺旋定则可以判断,通电螺线管的B端是N极,A端是S极,通电螺线管在地磁场作用下,N极指向地磁南极,即地理北极附近。
6.C　[解析] 根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的S极靠近螺线管的左端,则通电螺线管的左端为N极,故A错误;由右手螺旋定则可知,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向左端,电流从右端流入,左端流出,则电源右端为正极,故B错误;发光二极管c端接b点,d端接a点,电路中有电流,故C正确;在磁体的外部,磁感线从N极指向S极,所以通电螺线管外P点的磁场方向从螺线管左端到右端,故D错误。
7.A　[解析] 闭合开关,电流从螺线管的上端流入,根据右手螺旋定则可知,螺线管的上端是N极,条形磁铁的下端是N极,因为同名磁极相互排斥,所以当闭合开关,弹簧测力计的示数将变小。
8.磁场　仍成立　检测磁场的存在并显示磁场的方向
[解析] 当将通电导线放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转,说明了通电导线周围存在磁场,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;此实验中小磁针的作用是检测磁场的存在并显示磁场的方向。
9.S　左　右　[解析] 闭合开关,根据右手螺旋定则可知,通电螺线管右端为磁场的N极;在通电螺线管外,磁感线从N极出发,回到S极,故A点磁场的方向向左;同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故小磁针N极指向右。
10.如图所示
[解析] 图中磁感线从左向右,可以判断永磁体的右端为N极,螺线管的左端为S极,右端是N极。根据右手螺旋定则,用右手握住螺线管,大拇指指向螺线管的N极,则四指所指的方向为电流的方向,则电流从螺线管的右端流入,从左端流出,所以电源的右端为正极。
11.如图所示
12.(1)通电导线周围存在磁场　地磁场　
电流的磁场方向与电流的方向有关
(2)轻敲　条形磁铁　N
13.(1)N　(2)N　
(3)相反　负
[解析] (1)根据右手螺旋定则,用右手握住螺线管,四指弯向电流的方向,拇指指向螺线管的A端,所以A端为N极。
(2)根据右手螺旋定则,用右手握住单匝线圈,四指弯向电流的方向,拇指指向单匝线圈的B端,所以B端为N极。
(3)由于地磁北极在地理南极附近,根据右手螺旋定则,拇指指向N极,四指的方向为电流的方向,所以电流自东向西,与地球自转的方向相反;物理学上规定正电荷定向移动的方向为电流方向,所以地球带负电。