16.2电流的磁场探究实验 2021-2022学年苏科版九年级物理（有答案）

2021-2022学年九年级物理能力训练1
电流的磁场探究实验
1、如图所示，将一根直导线放在能够自由转动的静止小磁针的正上方，并与小磁针平行．接通电路后，观察到小磁针偏转．
（1）实验探究的是通电直导线周围是否存在______．
（2）改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向发生改变，表明______．
（3）若断开电键，小磁针转动静止后，其指向为______方向（选填“南北”或“东西”）．
2、小菲同学学习了电和磁知识后，知道了奥斯特现象：通电直导线周围存在磁场（如图甲），且通电直导线周围的磁场分布符合右手定则，磁感线的分布是以导线为圆心的一组同心圆（如图乙）．
小菲同学在课后进行了以下探究：
提出问题：通电圆环（如图丙）内部的磁场如何分布呢？
猜想：可能也符合右手定则．
实验：她连接如图丁所示的电路（外部电路未画出）．
现象：位于圆环中心的小磁针N极垂直纸面向里转动．
根据小菲同学的探究过程，回答下列问题：
（1）通电圆环内部的磁场分布是否符合右手定则？______（选填“是”或“否”）．
（2）如图戊所示，如果把地球看成一个通电圆环，则赤道这一通电圆环的电流方向为______（选填“由西向东”或“由东向西”）
（3）小菲同学的探究实验中，体现了哪些学习科学的思想和方法？______
A．控制变量法 B．转换法
C．等效替代法 D．逆向思维法．
3、小明同学根据“小磁针在通电螺线管周围会受到磁力的作用，说明电流周围存在磁场”，从而猜想在地球周围也可能存在某种“重力场”.
(1)小明猜想的依据是 .
(2)同一物体在月球上受到的重力大约是地球的六分之一，推测月球上的“重力场”比地球的要 (填“强”或“弱”).
(3)根据通电螺线管的磁场分布，小明推测重力场的分布最可能是下列哪个图 .
4、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________。
5、下面是小天探究电流周围磁场的实验装置图：
（1）如图甲所示，小天在通电螺线管周围有机玻璃板上洒上铁屑，由铁屑的分布状态，可判断通电螺线管的外部磁场与_________的磁场相似
（2）为了探究“通电螺线管的磁极性质”，小天分别做了乙和丙两个实验，由此可知螺线管的磁极方向与_________有关
（3）小天设计了如图丁所示的电路来探究通电螺线管外部磁场的强弱与线圈匝数的关系，他将开关S与a接通，调节变阻器的滑片P，观察电流表示数及吸引大头针的数目，然后他将开关S从a换到b，重做上述实验，再次观察电流表示数及吸引大头针的数目.他调节滑动变阻器的目的是__________________.
6、1820年，奥斯特发现了电生磁.进而，人们把导线绕在圆筒上，做成螺线管。今天，我们一起探究“通电螺线管产生的磁场”，实验设计如下：
⑴在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀的撒满铁屑，通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，铁屑的排列情况如图甲所示；
⑵把小磁针放到螺线管四周不同位置，通电后小磁针静止时指向如图乙所示；
⑶通过实验，画出了通电螺线管的磁感线，根据通电螺线管的磁感线分布形状，我们发现，通电螺线管外部的磁场与 （选填“条形”或“蹄形”）磁体的磁场相似；
⑷如果我们把地球磁场比作一个通电螺线管产生的磁场，赤道比作其中一条环绕导线，则导线中电流流向应该是 （选填“自西向东”或“自东向西”）；
⑸法国科学家安培认为，磁体是由许许多多小磁针定向排列构成，其宏观体现就是N极和S极，我们规定：磁场中小磁针静止时N极的指向为磁场方向，则乙图中，通电螺线管内部的磁场方向应该是 （选填“自左向右”或“自右向左”）。
7、甲小组同学在探究“通电螺线管周围磁场强弱与哪些因素有关”的实验时，设计了如图（a）所示的实验装置，用一根铁钉绕上导线作为通电螺线管，通上电流时会产生磁场，通过观察通电螺线管吸引大头针的多少来判断周围磁场的强弱．改变螺线管中电流时情况如图（b）所示，接着改变铁钉上所绕导线的匝数，此时通上电流后的情况如图（c）所示．请仔细观察图中电流表的示数和吸引大头针的情况，然后归纳得出结论： 。
（1）分析比较图（a）与（b）两图可得： ；
（2）分析比较图（b）与（c）两图可得： ．
（3）乙小组同学想要探究“通电螺线管的磁场方向与电流方向的关系”，在上述器材的基础上，只要添加一器材即可，该器材是 ．实验时，当观察到 现象时，表明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关．
8、在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。
（1）通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与　 　的磁场相似。
（2）小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，南北极发生了对调，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中　 　方向有关。
（3）小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引大头针的数目；再将开关S从a换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了　 　，来探究　 　的关系。
如图所示,是小明探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图 它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制针式刻度板组 成.通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱.在指针下方固定一物体A,当用导线a与接线柱2相连,闭合开关后,指针B发生偏转.
(1)指针下方的物体A应由 质材料制成.
A.铜 B.铝 C.塑料 D.铁
(2)实验发现:①将滑动变阻器的滑片P向左移动过程中,指针B偏转的角度将会 。
②将导线a由与接线柱2相连改为与接线柱1相连,闭合开关后,调整滑动变阻器的滑片P的位置,使电路中的电流保持不变,可发现指针B偏转的角度将会 。
(3)经过对电磁铁的研究,可得出电磁铁的磁性强弱与 及 有关.
10、为研究“通电螺线管磁性强弱与有无铁芯的关系”，小科设计了如图1电路。
（1）强弱判断：通电螺线管吸引大头针数量越多，表示其磁性越__ __。
（2）具体操作：
①将无铁芯的螺线管接入电路，把变阻器滑片P移至最下端，闭合开关S，发现螺线管吸引大头针数量较少。
②断开开关S，在螺线管中插入铁芯，将变阻器滑片P稍向上移，闭合开关S，发现螺线管吸引大头针数量较多。
（3）评价交流
①上述实验，没有进行多次实验，且存在的错误是___ _。
②通电螺线管磁性强弱无法用肉眼直接观察，本实验用吸引大头针数量反映磁性强弱。图2所示实验采用的方法与之相同的有__ __。
11、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。
12、在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路．
(1)、当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数_____（选填“增加”或“减少”），说明电流越_____， 电磁铁磁性越强；
(2)、由图示可知，（选填“甲”或“乙”）_____的磁性强，说明电流一定时，_____ ， 电磁铁磁性越强；
(3)、电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 ；
(4)、本实验中用到了多种研究方法：
①如研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时，就应控制电流相等，下列实验的研究方法和这种方法不同的是__ ___。
A．研究电流大小和电压、电阻的关系
B．研究影响电阻大小的因素
C．用电流表测量串联电路中的电流
②本实验中还用到了其他研究方法，如电磁铁的磁性强弱用什么来显示，下列实验的研究方法和这种方法不同的是___ __。
A．在测量小灯泡的功率时，用电压和电流之积来表示电功率
B．研究电热和那些因素有关的实验中，用液柱的高度差来表示电热多少
C．研究动能大小和那些因素有关的实验中，用小木块被推开的远近，来表示动能的大小
(5)、本实验进行了多次实验，多次实验的目的和下列实验多次实验的目的相同的是（ ）
A.伏安法测量定值电阻的阻值
B.探究并联电路电流规律
C.测量小石块的密度
13、陈明和张华同学合作，探究“影响通电螺线管磁性强弱的因素”。选用的实验器材有：干电池（电压一定）、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉及长导线。
（1）陈明将导线绕在铁钉上制成简易螺线管，利用　 　 来显示通电螺线管磁性强弱；这种实验探究方法是 法。
（2）张华连接好电路，图A所示，滑动变阻器连入电路的阻值较大，闭合开关，铁钉吸引一定数量的大头针；此现象说明电流具有 ；移动变阻器滑片，使其连入电路的阻值变小，图B所示，铁钉吸引大头针的数量增大。比较图A和B可知　 　图中的电流较小。可得出结论，通过通电螺线管的电流越　 　（选填“大”或“小”），通电螺线管磁性越强。
（3）在（2）中比较图A和B，探究影响通电螺线管磁性强弱的过程中采用的探究方法是 ；初中还学过哪些实验采用此探究方法，请举一个例子 。
（4）实验中滑动变阻器的作用是 和 。
（5）图C所示，陈明和张华将导线绕在两枚铁钉上构成两个简易通电螺线管串联的电路。实验状态由图显示的现象说明：在　 　相同的情况下，通电螺线管线圈的 　越 　（选填“多”或“少”），通电螺线管磁性越强。
（6）陈明在实验过程中发现，被吸引的大头针之间上部一端靠近紧密，下端则是分散开来，原因是： 。
（7）通过上述实验可知：通电螺线管磁性的强弱与 、 有关；除此之外可能还与 有关。为了探究该猜想可以采用以下哪种材料做成的选 。
A、铜 B、铁 C、铝
答案
磁场；
磁场方向与电流方向有关；
南北
是；
由东向西；
B D
地球附近物体受到重力，
猜想在地球周围也可能存在某种重力场。
弱 甲
4、（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
5、（1）条形磁铁；
电流方向；
（3）电路中的电流不变
条形；
自东向西；
自右向左
7、（1）当通电螺线管上所绕导线的匝数相同时，通过的电流越大，通电螺线管周围的磁场越强．
（2）当通电螺线管中的电流相同时，所绕导线的匝数越多，通电螺线管周围的磁场越强．
（3）小磁针；当电流反向时，小磁针磁极的指向发生改变．
8、（1）条形；
（2）电流；
（3）控制两次实验的电流大小不变；
通电螺线管磁场强弱与线圈匝数。
(1)D；
变大；变大；
(3)电流大小；线圈的匝数.
（1）强；
①没有控制电流大小相同；
②AB
（1）轻敲；磁化；
N；磁场；磁感线
条形；右；
电流方向；S
（1）、增加；大；
（2）、甲；线圈匝数越多；
（3）、同名磁极相互排斥；
（4）、①C； ②A；
（5）、B。
13、（1）吸引大头针的多少；转换法；
（2）磁效应；A；大；
（3）控制变量法；探究影响电阻大小因素的实验
（4）保护电路；改变电流大小；
（5）电流大小；匝数；多；
（6）大头针被磁化后，下端是同名磁极相互排斥；
（7） 电流大小、线圈匝数；是否插入铁芯；B；