20.2 电生磁 同步课时训练作业 初中物理人教版九年级全一册（2022年）（有解析）

20.2 电生磁
基础巩固
1．通电导体周围存在着　 　 ，磁场方向与　 　 方向有关，这种现象叫电流的　 　 ，是丹麦物理学家　 　 发现的。
【答案】磁场；电流；磁效应；奥斯特
【解析】通电导体周围存在着磁场，磁场方向与电流方向有关，这种现象叫电流的磁效应，是丹麦物理学家奥斯特发现的。
2．通电螺线管周围的磁场与 周围的磁场相似。法国科学家 总结出判断通电螺线管的磁极性跟电流方向的关系方法：用 手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那一端就是螺线管的 。
【答案】条形磁铁；安培；右；N（北）极
【解析】通电螺线管周围的磁场与条形磁铁的磁场相似，如图所示，用右手握住螺线管，让四指
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。这个方法也叫安培定则。
3．如图所示，在奥斯特实验中，导线通电时，导线附近的小磁针发生了　 　，证实了电流周围存在　 　。
【答案】偏转；磁场
【解析】导线通电时，导线附近的小磁针发生了偏转，丹麦的物理学家奥斯特做的著名的奥斯特实验证实了：电流周围存在磁场。
4．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，小磁针和螺线管放置于同一水平面内，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
【解析】小磁针的左端是N极，可以判断小磁针处磁感线方向指向左侧，根据磁体周围的磁感线从N极出发，回到S极，可以判断通电螺线管的左端是N极，右端是S极，根据安培定则判断电流从螺线管的右边进入，从左边流出，可以判断电源的B端是正极，A端是负极。
当开关S断开时，通电螺线管无磁性，小磁针受地磁场的作用，一端指南，一端指北，指南的是S极，指北的是N极。
5．根据通电螺线管旁的小磁针的N、S极指向，在图中标出通电螺线管的N、S极和电源的正、负极。
【答案】如图所示
【解析】由图知：小磁针的磁极为：左N、右S，那么螺线管的磁极为：左S、右N；
结合图示的线圈绕向，利用安培定则可以确定线圈中的电流方向是从螺线管的左端流入，右端流出，所以电源的左端为正极，右端为负极。
6．小张同学在一个通电螺线管的周围添画上一些小磁针以表示该处的磁感线方向，其中小磁针涂黑的是N极，指出画错的小磁针为（　　）
A．a B．b C．c D．d
【答案】C
【解析】根据安培定则可知，通电螺线管的左侧是N极，右侧是S极；因外部磁感线的方向，是从N极出发，回到S极的。并且小磁针北极的指向应与磁感线方向一致。由此判定各个小磁针的指向只有C画错了。
7．通电螺线管旁的小磁针静止如图所示，判断正确的是（　　）
A．螺线管a端为N极，电源C端为正极 B．螺线管a端为S极，电源C端为负极
C．螺线管a端为N极，电源C端为负极 D．螺线管a端为S极，电源C端为正极
【答案】C
【解析】小磁针静止时N极向左，S极靠近螺线管；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；故说明螺丝线管a端为N极，b端为S极；
则由右手螺旋定则可知电流由右边流入螺线管，故说明d端为电源正极、c端为负极；
8．如图所示，为四位同学判断通电螺线管极性时的做法，正确的是（　　）
A B C D
【答案】A
【解析】
A、让右手四指的方向和电流的方向相同，大拇指所指的一端即为通电螺线管的北极，故A正确；
B、图中用的不是右手，故B错误；
C、图中四指的方向和电流的方向相反，故C错误；
D、图中四指的方向和电流的方向相反，故D错误。
9．奥斯特实验证明了（　　）
A．通电导体周围存在着大量的电荷 B．通电导体周围存在着磁场
C．通电导体在磁场中要受到力的作用 D．通电导体内部存在磁场
【答案】B
【解析】丹麦物理学家奥斯特首先通过实验发现通电导线周围存在磁场。
10．小李同学将一个螺线管放到磁体附近，使螺线管可以自由移动，如图所示，当他将开关闭合时，下面的说法中正确的是（　　）
A．通电螺线管将向右运动 B．通电螺线管将向左运动
C．通电螺线管不会运动 D．通电螺线管将先向左运动，后向右运动
【答案】B
【解析】由安培定则知，开关闭合后，螺线管的左端是N极，右端是S极，由于异名磁极相互吸引，则通电螺线管将向左运动。B的说法正确。
11．如图所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通上如图所示的电流，请你想一想会发生的现象是（　　）
A．通电螺线管仍保持静止不动
B．通电螺线管能在任意位置静止
C．通电螺线管转动，直至A端指向南，B端指向北
D．通电螺线管转动，直至B端指向南，A端指向北
【答案】D
【解析】由右手螺旋定则可知，螺线管A端为N极；地球的南极为N极，北极为S极，螺线管东西悬挂，故在磁极的相互作用下，螺线管会转动，直至与N极向北，S极向南才能处于平衡状态。
12．当通以如图所示方向的电流时，小磁针的S极将向纸外偏转，若改变电流方向，图中的小磁针转向为（　　）
A．小磁针N极将向纸外偏转
B．小磁针S极将向纸外偏转
C．小磁针N极指向不变
D．小磁针N极可能向纸内偏转，也可能向纸外偏转
【答案】A
【解析】当电流方向向右时，小磁针的S极将向纸外偏转，若改变电流方向，则导线下方磁场方向将发生改变，故小磁针S极将向里偏转，N极将向外偏转。
能力提升
13．根据所给条件，利用图中各螺线管的电流方向，判断所接电源的正负极。
【答案】
【解析】甲图中，上端为N极、下端为S极，根据安培定则和电流绕法可知螺线管的电流从下端流入、上端流出，所以下边为电源正极、上边为负极，如图答案所示；
乙图中，由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的右端为N极、左端为S极，由安培定则和电流绕法可知螺线管的电流从右端流入、左端流出，所以右边为电源正极、左边为负极，如图答案所示；
丙图中，上端为S极、下端为N极，根据安培定则和电流绕法可知螺线管的电流从下边流入、上边流出，所以下边为电源正极、上边为负极，如图答案所示；
丁图中，由磁感线的方向可知右端为N极、左端为S极，根据安培定则和电流绕法可知螺线管的电流从左边流入、右边流出，所以左边为电源正极、右边为负极，如图答案所示。
14．根据要求，绕制图中的螺线管。
【答案】
【解析】甲图，电流从正极出，从螺线管右端流入，而通电螺线管左端为N极，根据安培定则得出螺线管的绕法，如图答案所示；
乙图，电流从正极出，从左边螺线管左端流入，而通电螺线管左端为N极；从右边螺线管左端流入，而通电螺线管左端为N极；根据安培定则得出螺线管的绕法，如图答案所示；
丙图，电流从左边螺线管上端流入，而左边通电螺线管下端为N极；从右边螺线管下端流入，而右边通电螺线管上端为N极；根据安培定则得出螺线管的绕法，如图答案所示；
丁图，电流从正极出，电流从上边螺线管右端流入，而上边通电螺线管右端为N极；从下边螺线管左端流入，而下边通电螺线管左端为N极；根据安培定则得出螺线管的绕法，如图答案所示。
15．如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。
（1）接通电路后，观察到小磁针偏转，说明　　 。若接通电路后移去小磁针，上述结论是否成立？　　 （成立/不成立）。
（2）改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，这表明　　 。
（3）实验中小磁针的作用是　　 。
（4）该实验中用到的一种重要科学研究方法是　　 。
A．类比法 B．转换法 C．控制变量法 D．等效替代法
【答案】（1）电流周围存在磁场；成立（2）电流的磁场方向与电流方向有关（3）验证电流周围是否存在磁场（4）B。
【解析】（1）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；若接通电路后移去小磁针，上述结论仍然成立；
（2）改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关；
（3）小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转，故小磁针可以检测磁场的存在；
（4）小磁针可以检测磁场的存在，用到了转换法。
16．1820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：
（1）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；
（2）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；
（3）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；
（4）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”）；
（5）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”）。
【答案】（3）条形；（4）自东向西；（5）自右向左
【解析】（3）通过实验，画出通电螺线管的磁感线，根据通电螺线管的磁感线分布形状可知，通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极；
（4）因为地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近，根据右手定则可知，赤道这一环绕导线中的电流方向为由东向西；
（5）根据小磁针的指向可知，条形磁体的左端为N极、右端为S极，条形磁体外部的磁感线自左向右，内部的磁感线自右向左。
17．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。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
【答案】C
【解析】根据异名磁极相互吸引可知，甲螺线管的左端为S极，右端为N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N极出来回到S极的，在螺线管的内部，磁感线是从S极到N极，磁感线是一条封闭的曲线，故C正确。
18．根据通电螺线管周围存在磁场（如图）的实验事实，某同学对地磁场产生的原因提出了一个假说：地磁场是由绕地球的环形电流引起的。下列图中符合他假说的模型是（　　）
A．电流沿纬线由东向西 B．电流沿纬线由西向东
C．电流沿经线由北向南 D．电流沿经线由南向北
【答案】A
【解析】根据安培定则，用右手握住磁体，使拇指指向磁体N极的方向，其余四指环绕的方向就是电流的流向，因此，只有A符合这一假说。
19．小宇同学在学习了电磁铁的磁场性质及其影响因素后，他想，电磁铁的极性与线圈中的电流方向有关，而在电流方向相同的情况下，它的绕线有两种方法，如图所示。导线的绕线方向不同，它的极性是否也不同呢？请你帮他设计实验验证这一问题。
（1）实验器材：
（2）实验电路图：
（3）实验结论：
【答案】见解析
【解析】
（1）实验器材：一个电池组、导线若干、开关一个、小磁针一个。
（2）实验电路图如图所示：
（3）实验过程：如图甲，闭合开关，电流从螺线管右端流入、左端流出，通电螺线管有磁性，使小磁针的N极指向通电螺线管的左端；
如图乙，闭合开关，电流从螺线管左端流入、右端流出，让电流方向不变，通电螺线管有磁性，发现还是小磁针的N极指向通电螺线管的左端；
可见，在电流方向相同的情况下，导线的绕线方向不同，电磁铁的极性相同。
（4）实验结论：在电流方向相同的情况下，导线的绕线方向不同，电磁铁的极性相同。
20．小泽同学经过学习与探究后，知道了通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似，他认为在通电螺线管内部也存在磁场，那么这个磁场方向是怎样的？请你帮他设计一个实验验证方案。
【答案】（1）在螺线管内部放置可自由转动的小磁针，通电后观察小磁针静止时，N极的指向；
（2）改变电流的方向，再观察小磁针的N极方向，从而得出结论。
【解析】见答案。
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