人教版物理九年级第二十章 第二节电生磁

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人教版物理九年级第二十章 第二节电生磁
一、单选题
1.（2021·承德模拟）下列科学家中，第一个发现电流磁效应的是（ ）
A. 牛顿 B. 欧姆 C. 伽利略 D. 奥斯特
【答案】 D
【考点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】电流磁效应即电流产生磁场的现象，是1820年丹麦的物理学家奥斯特发现的。
故答案为：D。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，通电螺线管周围的磁场可以利用右手螺旋定则判断N极和S极。
2.（2021·南县）下列四个图中，磁感线方向标注错误的是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】 A
【考点】磁感线及其特点
【解析】【解答】A．用右手握住螺线管，让四指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极（在螺线管的外部，磁感线从N极发出回到S极）。本选项中，四指向螺线管中电流的反方向，A错误，符合题意；
B．磁感线都是从N极发出回到S极，B正确，不符合题意；
C．磁感线都是从N极发出，C正确，不符合题意；
D．地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，磁感线从地磁北极发出回到地磁南极，D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】任何磁铁都具有两个磁极，即N极和S极，磁感线从N极指向S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，同时磁铁对铁钴镍具有吸引力。
3.（2021·常德）如图所示，甲、乙为条形磁体，中间是电磁体，虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线，则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是（ ）
A. N、N、S、S B. S、S、N、S C. N、N、S、N D. S、S、N、N
【答案】 B
【考点】安培定则
【解析】【解答】A C．根据右手螺旋定则， 四指的方向为电流的方向，大拇指的指向为磁极的方向，则C端为N极，B端为S极，A不符合题意；C不符合题意；
B D．电磁铁的B端为S极，C端为N极，根据磁感线的分布可知，磁感线方向从N极出发，回到S极，A端也是回到磁极，A为S极，而CD之间的磁极是从C出发到D，即从N极出发，直接指向S极，B符合题意；D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
4.（2021·济宁）下列选项错误的是（ ）
A. 甲图：汽油机的此冲程内能转化为机械能
B. 乙图：该器材可验证压强与受力面积的关系
C. 丙图：该实验可验证电流周围存在磁场
D. 丁图：利用该实验装置探究电热与电阻的关系
【答案】 D
【考点】探究影响物体势能大小的因素，内燃机的四个冲程，焦耳定律，通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A．甲图中，进气门和排气门都关闭，活塞下行，内能转化为机械能，A正确，不符合题意；
B．乙图中，分别把砖块平放和竖放（或侧放），在压力不变的条件下，可改变受力面积的大小，根据细沙的凹陷程度，可验证压强与受力面积的关系，B正确，不符合题意；
C．丙图为奥斯特实验，通过后小磁针发生偏转，该实验可验证电流周围存在磁场，C正确，不符合题意；
D．电热与电流、电阻和通电时间有关，由控制变量法，探究电热与电阻的关系时，要控制电流和通电时间相同，只改变电阻丝的阻值大小。丁图中，电阻丝阻值一定，无法改变电阻丝阻值的大小，故利用该实验装置不能探究电热与电阻的关系，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】要探究电阻大小对导体产热的影响，需要控制电流和通电时间相同。
5.（2021·百色）下列关于磁现象描述中错误的是（ ）
A. 磁体周围的磁场是真实存在的
B. 地面上的指南针N极总是指向地理的南极
C. 通电导体周围存在磁场
D. 磁感线是为了描述磁场而引入的假想曲线
【答案】 B
【考点】磁场，磁感线及其特点，地磁场，通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A．磁体周围存在磁场，磁场是真实存在的，A正确，不符合题意；
B．地球是一个大磁体，地磁的南北极与地理的南北极相反，所以指南针静止时，指南针的N极指向地磁的南极即地理的北极，B错误，符合题意；
C．根据奥斯特实验即电流的磁效应可知，通电导体周围存在着磁场，C正确，不符合题意；
D．磁感线是为了形象描述磁场的分布引入的物理模型，是虚拟的封闭曲线，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】磁感线是假想的线，用来描述磁场的；磁场是真实存在的；通电导线周围存在磁场；指南针的南极指南。
6.（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。图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】 C
【考点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】通电螺线管的外部磁场和条形磁体的磁场相似，由甲图中小磁针的分布情况可以判断该通电螺线管的左侧为S极，右侧为N极。我们规定小磁针静止时的N极指向为该点的磁场方向，所以在磁体外部，磁感线总是从N极出发回到S极。而在磁体内部，磁感线的分布和磁体的N、S极一致，由此判断，A、B、D不符合题意；C符合题意。
故答案为：C。
【分析】通电螺线管相当于条形磁铁，磁感线是密闭的曲线，从北极出发回到南极。
7.（2021·普陀模拟）如图所示，小磁针N极的指向和通电螺线管的磁感线方向标注均正确的是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】 C
【考点】安培定则
【解析】【解答】首先根据右手螺旋定则判断通电螺线管的NS极，然后可知磁感线方向，利用磁极间的相互作用规律判断小磁针N极的指向。
【解答】
AB．由图知，四幅图中电流方向和线圈的绕法都相同，且电流从左方流入、右方流出，根据安培定则，伸出右手，四指弯曲所指的方向为电流的方向，则大拇指指向通电螺线管的左端为S极，螺线管的右端为N极；在磁体外部，磁感线方向由N极指向S极，则磁感线方向向左，AB不符合题意；
CD．由磁极间的相互作用规律可知，小磁针左下端为S极，右上端为N极，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
8.（2021·阳信模拟）通电螺线管和磁体A磁极附近磁感线分布如图所示，小磁针处于静止，下列说法正确的是（ ）
A. 电源“+”极为c端 B. 磁体A的右端为N极
C. 小磁针的a端为S极 D. 小磁针所在位置没有磁场，所以小磁针处于静止
【答案】 A
【考点】安培定则
【解析】【解答】ABC．由于在磁体外部磁感线从磁体的北极出来，回到南极，所以左边磁体A为S极，右边通电螺线管的左端为S极，则右端N极；根据磁极之间的作用规律，小磁针的a端为N极、b端为S极；由安培定则可知，大拇指指向右端N极，四指环绕方向为电流方向，电流从螺线管的左边流入、右边流出，则c为正极、d为负极，A符合题意，B不符合题意，C不符合题意；
D．小磁针所在位置有磁场，所以小磁针受到磁场力的作用处于静止状态，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】结合通电螺线管的N极和S极，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的电流方向，判断电源的正负极。
9.（2020九上·丰台期末）如图所示是奥斯特实验的示意图，以下关于奥斯特实验的分析正确的是（ ）
A. 小磁针发生偏转说明通电导线周围存在磁场
B. 移去小磁针后，通电导线周围磁场消失
C. 通电导线周围的磁场与条形磁体周围磁场相似
D. 通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
【答案】 A
【考点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A．当将通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，说明了小磁针受到了力的作用，A符合题意；
B．由实验知道，该磁场与小磁针的有无无关，移去小磁针后，通电导线周围的磁场依然存在，B不符合题意；
C．通电螺线管周围的磁场与条形磁体周围磁场相似，C不符合题意；
D．当电流发生改变时，小磁针的偏转方向会发生改变，这说明通电导线周围的磁场方向与电流方向有关，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】奥斯特电流的磁效应实验是：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，产生的磁场方向与电流的方向有关。
二、填空题
10.（2021·兰州）图甲表示了汽油机的 冲程；将螺线管接入电路闭合开关S后，小磁针N极指向如图乙所示，则a点应该连接电源的 （选填“正极”或“负极”）；如图丙所示，将灯泡正确连接到家庭电路中，则连接火线的应该是 （选填“A”或“B”）点。
【答案】 做功；正极；B
【考点】内燃机的四个冲程，家庭电路的连接，安培定则
【解析】【解答】图甲中，两个汽门都关闭，活塞向下运动，所以是汽油机的做功冲程。
由图乙知，小磁针的N极指向左端，则通电螺线管的S极在左端，据安培定则知，电流由螺线管的左端流入，右端流出，所以a点接的是电源的正极。
在家庭电路中，控制灯泡的开关应连接在火线与灯泡之间，所以连接火线的应该是B点。
【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能；结合通电螺线管的N极和S极，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的电流方向，判断电源的正负极；家庭电路中，开关要连在火线上，保险丝和空气开关要连在火线上，三孔插座遵循遵循左零右火上接地的连线，用电器的金属外壳要接地线，可以防止表面带电而引发触电事故。
11.（2021·成都）探究小组为了模拟电磁起重机的工作原理，用表面涂有绝缘漆的导线绕在大铁钉上制成电磁铁，接入电路，如图所示。闭合开关S，电磁铁有了磁性，A端是 极。将滑动变阻器的滑片向右移动一段距离后，硬币才被吸起，这说明电流越大，电磁铁的磁性 。
【答案】 N（北）；越强
【考点】安培定则
【解析】【解答】图示电路是串联连接，闭合开关S，电流由B端流入电路，由A端流出，据安培定则知，A端为N极。
滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路的阻值变小，电路中的电流变大，硬币被吸起，说明此过程电磁铁的磁性增强，即通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。
【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
12.（2021·威海）如图所示，物理学家罗兰曾经做过一个实验，在圆形橡胶盘上注入某种电荷，当橡胶盘沿中心轴高速旋转时，圆盘上方原来静止的小磁针转动了。这个实验现象说明 ；请你推断橡胶盘高速旋转时电荷有没有受到小磁针的力： （选填“有”或“没有”）。
【答案】 电荷定向移动形成电流、电流的周围存在磁场、电生磁、小磁针受磁场的作用、小磁针受到磁力的作用、电与磁之间有联系等；有
【考点】电流的形成，通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】高速旋转时，橡胶盘中的电荷形成了定向移动，即在橡胶盘中形成了电流，而电流周围存在磁场，于是小磁针转动起来。
小磁针受到电荷形成电流的周围磁场的力的作用开始旋转，因为力的作用是相互的，所以，小磁针对电荷也有力的作用。
【分析】 电荷定向移动形成电流，电流的周围存在磁场 。
13.（2021·临沂）如图所示，由通电螺线管的磁感线方向可知，电流表的上端为 接线柱；静止的小磁针的左端为 极。
【答案】 正；N
【考点】通电螺线管的磁场，安培定则
【解析】【解答】由图磁感线可知，螺线管左端为N极，右端S极，因为异名磁极相互吸引，小磁针左端N极，根据安培定则，电流左进右出，所以电流表的上端为正接线柱。
【分析】根据磁感线方向判断螺线管的磁极位置；结合磁极位置判断螺线管中电流方向；电流表中电流正极流入电流表，从负极流出。
14.（2021·攀枝花）攀枝花市某学校研学小组在探究通电螺线管磁场的实验中，小磁针和螺线箮放置于同水平面内，螺线管为东西朝向，小磁针可在水平面内自由转动。开关S闭合后，小磁针的指向如图所示，则电源A端为 （选填“正”或“负”）极。当开关S断开时，小磁针N极将 （选填“不”、“向北”或“向南”）偏转。
【答案】 负；向北
【考点】安培定则
【解析】【解答】由小磁针静止时，其左端为N极，右端为S极，根据磁体间的相互作用规律可知，螺线管左端为N极，右端为S极；根据螺线管的线圈绕向，利用右手螺旋定则可以确定电流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的负极，所以可以确定电源的A端为负极。
由于未断开开关时，小磁针是东西走向，断开开关时，小磁针由于受到地磁场的影响，N指向地磁南极，即地理北极，小磁针N极将向北偏转。
【分析】结合通电螺线管的N极和S极，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的电流方向，判断电源的正负极。任何磁铁都具有两个磁极，即N极和S极，磁感线从N极指向S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
15.（2021·云南）如图甲所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球时，金属箔片张开，则金属箔片和橡胶棒带 （选填“同种”或“异种”）电荷。如图乙所示，根据图中的电流方向，可以判断通电螺线管左端的磁极是 极。
【答案】 同种；S
【考点】验电器的原理及使用，安培定则
【解析】【解答】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，接触验电器的金属球，两片金属箔片由于都得到电子，带上同种电荷而张开，所以金属箔片和橡胶棒带有同种电荷。
电流从螺线管的左端流入，右端流出，根据螺线管的线圈绕向，再利用安培定则即可确定螺线管的左端为S极，右端为N极。
【分析】验电器的两个金属薄片带同种电荷，同种电荷相互排斥为验电器的工作原理，电荷量越多，张角越大；结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
三、实验探究题
16.（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，它的两极如图于所示，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________。
【答案】 （1）磁化；条形
（2）小磁针
（3）改变电流方向（调换电源正负极）；小磁针的指向
【考点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】（1）通电螺线管周围存在磁场，铁钴镍等物质是能够被磁化的，所以把铁屑撒在通电螺线管周围，铁屑会被磁化。

对比甲、乙、丙三图可知，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的相似。
（2）我们规定小磁针静止时N极所指方向为该点的磁场方向，要判断通电螺线管外部的磁场方向，需要借助小磁针。
（3）要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，就要改变导线中电流的方向，所以接下来我们需要对调电源的正负极，通过观察小磁针的指向来判断通电螺线管的N、S极。
【分析】（1）通电螺线管周围的磁场与条形磁铁相似，条形磁铁，两极的磁性最强，对铁的吸引力最强，中间的磁性最弱，对铁的吸引力最弱；
（2）物理学中引入磁感线描述磁场，磁感线的疏密表示磁场强度，某一点小磁针N极所指的方向表示磁场方向；
（3）奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，通电螺线管周围的磁场可以利用右手螺旋定则判断N极和S极。
17.（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。
【答案】 （1）检测磁场的存在
（2）磁场；奥斯特
（3）电流方向
（4）不会
【考点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】（1）磁场直接看不到，可以用小磁针检测磁场的存在

（2）实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，这是著名的奥斯特实验，此现象最早是由物理学家奥斯特发现的。
（3）改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了产生的磁场方向改变，即表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。
（4）由图，通电直导线周围的磁场成同心圆，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，磁场方向仍然是顺时针，所以小磁针偏转的方向不变。
【分析】（1）物理学中引入磁感线描述磁场，磁感线的疏密表示磁场强度，某一点小磁针N极所指的方向表示磁场方向；
（2）奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，该磁场即为电荷定向移动造成的；
（3）电流方向不同，磁场方向不同；
（4）电流方向不变，磁场分布不变。
18.（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”成“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。
【答案】 （1）轻敲；磁化；N；磁场；磁感线
（2）条形；右；电流方向；S
【考点】磁场，磁感线及其特点，通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】（1）轻敲玻璃板的目的是减小摩擦力对铁屑的影响。

铁屑在磁场中会被磁体磁化，成为一个个小磁针，具有了磁性，从而在磁场中有序地排列起来。
物理学规定，磁场中某点小磁针N极方向即为该点的磁场方向。
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，磁感线不是实际存在的。
（2）由图丙从铁屑的排列情况可以看出，通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，都是具有两个磁性较强的磁极；电流左进右出，根据安培定则，右边为N极。
对调电源的正负极重复上述实验，电流方向相反，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；小磁针相当于指南针，静止时S极指地理南方。
【分析】（1）①从减小摩擦力进行分析；没有磁性的物体在磁体或电流的作用下有磁性的过程叫磁化；
②小磁针在磁场中静止时北极所指的方向为磁场在该点的方向；
③为了形象直观的描述磁场周围磁感线的分布情况，引人的带有箭头的曲线叫磁感线；
（2）①通电螺线管周围的磁场分布和条形磁体的磁场分布相似，运用右手螺旋定则可以判断通电螺线管的南北极；
②通电螺线管的南北极与电流方向有关；小磁针静止时，南极指向地球的北方，北极指向地球的南方。
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人教版物理九年级第二十章 第二节电生磁
一、单选题
1.（2021·承德模拟）下列科学家中，第一个发现电流磁效应的是（ ）
A. 牛顿 B. 欧姆 C. 伽利略 D. 奥斯特
2.（2021·南县）下列四个图中，磁感线方向标注错误的是（　　）
A. B.
C. D.
3.（2021·常德）如图所示，甲、乙为条形磁体，中间是电磁体，虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线，则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是（ ）
A. N、N、S、S B. S、S、N、S C. N、N、S、N D. S、S、N、N
4.（2021·济宁）下列选项错误的是（ ）
A. 甲图：汽油机的此冲程内能转化为机械能
B. 乙图：该器材可验证压强与受力面积的关系
C. 丙图：该实验可验证电流周围存在磁场
D. 丁图：利用该实验装置探究电热与电阻的关系
5.（2021·百色）下列关于磁现象描述中错误的是（ ）
A. 磁体周围的磁场是真实存在的
B. 地面上的指南针N极总是指向地理的南极
C. 通电导体周围存在磁场
D. 磁感线是为了描述磁场而引入的假想曲线
6.（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。图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（ ）
A. B.
C. D.
7.（2021·普陀模拟）如图所示，小磁针N极的指向和通电螺线管的磁感线方向标注均正确的是（　　）
A. B.
C. D.
8.（2021·阳信模拟）通电螺线管和磁体A磁极附近磁感线分布如图所示，小磁针处于静止，下列说法正确的是（ ）
A. 电源“+”极为c端 B. 磁体A的右端为N极
C. 小磁针的a端为S极 D. 小磁针所在位置没有磁场，所以小磁针处于静止
9.（2020九上·丰台期末）如图所示是奥斯特实验的示意图，以下关于奥斯特实验的分析正确的是（ ）
A. 小磁针发生偏转说明通电导线周围存在磁场
B. 移去小磁针后，通电导线周围磁场消失
C. 通电导线周围的磁场与条形磁体周围磁场相似
D. 通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
二、填空题
10.（2021·兰州）图甲表示了汽油机的 冲程；将螺线管接入电路闭合开关S后，小磁针N极指向如图乙所示，则a点应该连接电源的 （选填“正极”或“负极”）；如图丙所示，将灯泡正确连接到家庭电路中，则连接火线的应该是 （选填“A”或“B”）点。
11.（2021·成都）探究小组为了模拟电磁起重机的工作原理，用表面涂有绝缘漆的导线绕在大铁钉上制成电磁铁，接入电路，如图所示。闭合开关S，电磁铁有了磁性，A端是 极。将滑动变阻器的滑片向右移动一段距离后，硬币才被吸起，这说明电流越大，电磁铁的磁性 。
12.（2021·威海）如图所示，物理学家罗兰曾经做过一个实验，在圆形橡胶盘上注入某种电荷，当橡胶盘沿中心轴高速旋转时，圆盘上方原来静止的小磁针转动了。这个实验现象说明 ；请你推断橡胶盘高速旋转时电荷有没有受到小磁针的力： （选填“有”或“没有”）。
13.（2021·临沂）如图所示，由通电螺线管的磁感线方向可知，电流表的上端为 接线柱；静止的小磁针的左端为 极。
14.（2021·攀枝花）攀枝花市某学校研学小组在探究通电螺线管磁场的实验中，小磁针和螺线箮放置于同水平面内，螺线管为东西朝向，小磁针可在水平面内自由转动。开关S闭合后，小磁针的指向如图所示，则电源A端为 （选填“正”或“负”）极。当开关S断开时，小磁针N极将 （选填“不”、“向北”或“向南”）偏转。
15.（2021·云南）如图甲所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球时，金属箔片张开，则金属箔片和橡胶棒带 （选填“同种”或“异种”）电荷。如图乙所示，根据图中的电流方向，可以判断通电螺线管左端的磁极是 极。
三、实验探究题
16.（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，它的两极如图于所示，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________。
17.（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。
18.（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”成“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。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 D
【考点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】电流磁效应即电流产生磁场的现象，是1820年丹麦的物理学家奥斯特发现的。
故答案为：D。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，通电螺线管周围的磁场可以利用右手螺旋定则判断N极和S极。
2.【答案】 A
【考点】磁感线及其特点
【解析】【解答】A．用右手握住螺线管，让四指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极（在螺线管的外部，磁感线从N极发出回到S极）。本选项中，四指向螺线管中电流的反方向，A错误，符合题意；
B．磁感线都是从N极发出回到S极，B正确，不符合题意；
C．磁感线都是从N极发出，C正确，不符合题意；
D．地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，磁感线从地磁北极发出回到地磁南极，D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】任何磁铁都具有两个磁极，即N极和S极，磁感线从N极指向S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，同时磁铁对铁钴镍具有吸引力。
3.【答案】 B
【考点】安培定则
【解析】【解答】A C．根据右手螺旋定则， 四指的方向为电流的方向，大拇指的指向为磁极的方向，则C端为N极，B端为S极，A不符合题意；C不符合题意；
B D．电磁铁的B端为S极，C端为N极，根据磁感线的分布可知，磁感线方向从N极出发，回到S极，A端也是回到磁极，A为S极，而CD之间的磁极是从C出发到D，即从N极出发，直接指向S极，B符合题意；D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
4.【答案】 D
【考点】探究影响物体势能大小的因素，内燃机的四个冲程，焦耳定律，通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A．甲图中，进气门和排气门都关闭，活塞下行，内能转化为机械能，A正确，不符合题意；
B．乙图中，分别把砖块平放和竖放（或侧放），在压力不变的条件下，可改变受力面积的大小，根据细沙的凹陷程度，可验证压强与受力面积的关系，B正确，不符合题意；
C．丙图为奥斯特实验，通过后小磁针发生偏转，该实验可验证电流周围存在磁场，C正确，不符合题意；
D．电热与电流、电阻和通电时间有关，由控制变量法，探究电热与电阻的关系时，要控制电流和通电时间相同，只改变电阻丝的阻值大小。丁图中，电阻丝阻值一定，无法改变电阻丝阻值的大小，故利用该实验装置不能探究电热与电阻的关系，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】要探究电阻大小对导体产热的影响，需要控制电流和通电时间相同。
5.【答案】 B
【考点】磁场，磁感线及其特点，地磁场，通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A．磁体周围存在磁场，磁场是真实存在的，A正确，不符合题意；
B．地球是一个大磁体，地磁的南北极与地理的南北极相反，所以指南针静止时，指南针的N极指向地磁的南极即地理的北极，B错误，符合题意；
C．根据奥斯特实验即电流的磁效应可知，通电导体周围存在着磁场，C正确，不符合题意；
D．磁感线是为了形象描述磁场的分布引入的物理模型，是虚拟的封闭曲线，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】磁感线是假想的线，用来描述磁场的；磁场是真实存在的；通电导线周围存在磁场；指南针的南极指南。
6.【答案】 C
【考点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】通电螺线管的外部磁场和条形磁体的磁场相似，由甲图中小磁针的分布情况可以判断该通电螺线管的左侧为S极，右侧为N极。我们规定小磁针静止时的N极指向为该点的磁场方向，所以在磁体外部，磁感线总是从N极出发回到S极。而在磁体内部，磁感线的分布和磁体的N、S极一致，由此判断，A、B、D不符合题意；C符合题意。
故答案为：C。
【分析】通电螺线管相当于条形磁铁，磁感线是密闭的曲线，从北极出发回到南极。
7.【答案】 C
【考点】安培定则
【解析】【解答】首先根据右手螺旋定则判断通电螺线管的NS极，然后可知磁感线方向，利用磁极间的相互作用规律判断小磁针N极的指向。
【解答】
AB．由图知，四幅图中电流方向和线圈的绕法都相同，且电流从左方流入、右方流出，根据安培定则，伸出右手，四指弯曲所指的方向为电流的方向，则大拇指指向通电螺线管的左端为S极，螺线管的右端为N极；在磁体外部，磁感线方向由N极指向S极，则磁感线方向向左，AB不符合题意；
CD．由磁极间的相互作用规律可知，小磁针左下端为S极，右上端为N极，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
8.【答案】 A
【考点】安培定则
【解析】【解答】ABC．由于在磁体外部磁感线从磁体的北极出来，回到南极，所以左边磁体A为S极，右边通电螺线管的左端为S极，则右端N极；根据磁极之间的作用规律，小磁针的a端为N极、b端为S极；由安培定则可知，大拇指指向右端N极，四指环绕方向为电流方向，电流从螺线管的左边流入、右边流出，则c为正极、d为负极，A符合题意，B不符合题意，C不符合题意；
D．小磁针所在位置有磁场，所以小磁针受到磁场力的作用处于静止状态，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】结合通电螺线管的N极和S极，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的电流方向，判断电源的正负极。
9.【答案】 A
【考点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A．当将通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，说明了小磁针受到了力的作用，A符合题意；
B．由实验知道，该磁场与小磁针的有无无关，移去小磁针后，通电导线周围的磁场依然存在，B不符合题意；
C．通电螺线管周围的磁场与条形磁体周围磁场相似，C不符合题意；
D．当电流发生改变时，小磁针的偏转方向会发生改变，这说明通电导线周围的磁场方向与电流方向有关，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】奥斯特电流的磁效应实验是：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，产生的磁场方向与电流的方向有关。
二、填空题
10.【答案】 做功；正极；B
【考点】内燃机的四个冲程，家庭电路的连接，安培定则
【解析】【解答】图甲中，两个汽门都关闭，活塞向下运动，所以是汽油机的做功冲程。
由图乙知，小磁针的N极指向左端，则通电螺线管的S极在左端，据安培定则知，电流由螺线管的左端流入，右端流出，所以a点接的是电源的正极。
在家庭电路中，控制灯泡的开关应连接在火线与灯泡之间，所以连接火线的应该是B点。
【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能；结合通电螺线管的N极和S极，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的电流方向，判断电源的正负极；家庭电路中，开关要连在火线上，保险丝和空气开关要连在火线上，三孔插座遵循遵循左零右火上接地的连线，用电器的金属外壳要接地线，可以防止表面带电而引发触电事故。
11.【答案】 N（北）；越强
【考点】安培定则
【解析】【解答】图示电路是串联连接，闭合开关S，电流由B端流入电路，由A端流出，据安培定则知，A端为N极。
滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路的阻值变小，电路中的电流变大，硬币被吸起，说明此过程电磁铁的磁性增强，即通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。
【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
12.【答案】 电荷定向移动形成电流、电流的周围存在磁场、电生磁、小磁针受磁场的作用、小磁针受到磁力的作用、电与磁之间有联系等；有
【考点】电流的形成，通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】高速旋转时，橡胶盘中的电荷形成了定向移动，即在橡胶盘中形成了电流，而电流周围存在磁场，于是小磁针转动起来。
小磁针受到电荷形成电流的周围磁场的力的作用开始旋转，因为力的作用是相互的，所以，小磁针对电荷也有力的作用。
【分析】 电荷定向移动形成电流，电流的周围存在磁场 。
13.【答案】 正；N
【考点】通电螺线管的磁场，安培定则
【解析】【解答】由图磁感线可知，螺线管左端为N极，右端S极，因为异名磁极相互吸引，小磁针左端N极，根据安培定则，电流左进右出，所以电流表的上端为正接线柱。
【分析】根据磁感线方向判断螺线管的磁极位置；结合磁极位置判断螺线管中电流方向；电流表中电流正极流入电流表，从负极流出。
14.【答案】 负；向北
【考点】安培定则
【解析】【解答】由小磁针静止时，其左端为N极，右端为S极，根据磁体间的相互作用规律可知，螺线管左端为N极，右端为S极；根据螺线管的线圈绕向，利用右手螺旋定则可以确定电流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的负极，所以可以确定电源的A端为负极。
由于未断开开关时，小磁针是东西走向，断开开关时，小磁针由于受到地磁场的影响，N指向地磁南极，即地理北极，小磁针N极将向北偏转。
【分析】结合通电螺线管的N极和S极，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的电流方向，判断电源的正负极。任何磁铁都具有两个磁极，即N极和S极，磁感线从N极指向S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
15.【答案】 同种；S
【考点】验电器的原理及使用，安培定则
【解析】【解答】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，接触验电器的金属球，两片金属箔片由于都得到电子，带上同种电荷而张开，所以金属箔片和橡胶棒带有同种电荷。
电流从螺线管的左端流入，右端流出，根据螺线管的线圈绕向，再利用安培定则即可确定螺线管的左端为S极，右端为N极。
【分析】验电器的两个金属薄片带同种电荷，同种电荷相互排斥为验电器的工作原理，电荷量越多，张角越大；结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
三、实验探究题
16.【答案】 （1）磁化；条形
（2）小磁针
（3）改变电流方向（调换电源正负极）；小磁针的指向
【考点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】（1）通电螺线管周围存在磁场，铁钴镍等物质是能够被磁化的，所以把铁屑撒在通电螺线管周围，铁屑会被磁化。

对比甲、乙、丙三图可知，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的相似。
（2）我们规定小磁针静止时N极所指方向为该点的磁场方向，要判断通电螺线管外部的磁场方向，需要借助小磁针。
（3）要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，就要改变导线中电流的方向，所以接下来我们需要对调电源的正负极，通过观察小磁针的指向来判断通电螺线管的N、S极。
【分析】（1）通电螺线管周围的磁场与条形磁铁相似，条形磁铁，两极的磁性最强，对铁的吸引力最强，中间的磁性最弱，对铁的吸引力最弱；
（2）物理学中引入磁感线描述磁场，磁感线的疏密表示磁场强度，某一点小磁针N极所指的方向表示磁场方向；
（3）奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，通电螺线管周围的磁场可以利用右手螺旋定则判断N极和S极。
17.【答案】 （1）检测磁场的存在
（2）磁场；奥斯特
（3）电流方向
（4）不会
【考点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】（1）磁场直接看不到，可以用小磁针检测磁场的存在

（2）实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，这是著名的奥斯特实验，此现象最早是由物理学家奥斯特发现的。
（3）改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了产生的磁场方向改变，即表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。
（4）由图，通电直导线周围的磁场成同心圆，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，磁场方向仍然是顺时针，所以小磁针偏转的方向不变。
【分析】（1）物理学中引入磁感线描述磁场，磁感线的疏密表示磁场强度，某一点小磁针N极所指的方向表示磁场方向；
（2）奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，该磁场即为电荷定向移动造成的；
（3）电流方向不同，磁场方向不同；
（4）电流方向不变，磁场分布不变。
18.【答案】 （1）轻敲；磁化；N；磁场；磁感线
（2）条形；右；电流方向；S
【考点】磁场，磁感线及其特点，通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】（1）轻敲玻璃板的目的是减小摩擦力对铁屑的影响。

铁屑在磁场中会被磁体磁化，成为一个个小磁针，具有了磁性，从而在磁场中有序地排列起来。
物理学规定，磁场中某点小磁针N极方向即为该点的磁场方向。
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，磁感线不是实际存在的。
（2）由图丙从铁屑的排列情况可以看出，通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，都是具有两个磁性较强的磁极；电流左进右出，根据安培定则，右边为N极。
对调电源的正负极重复上述实验，电流方向相反，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；小磁针相当于指南针，静止时S极指地理南方。
【分析】（1）①从减小摩擦力进行分析；没有磁性的物体在磁体或电流的作用下有磁性的过程叫磁化；
②小磁针在磁场中静止时北极所指的方向为磁场在该点的方向；
③为了形象直观的描述磁场周围磁感线的分布情况，引人的带有箭头的曲线叫磁感线；
（2）①通电螺线管周围的磁场分布和条形磁体的磁场分布相似，运用右手螺旋定则可以判断通电螺线管的南北极；
②通电螺线管的南北极与电流方向有关；小磁针静止时，南极指向地球的北方，北极指向地球的南方。
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