20.2 电生磁 同步学案 初中物理人教版九年级全一册（2022年）（有答案）

20.2 电生磁
学习目标
一、知识与技能
1.通过实验了解电流周围存在磁场。
2.探究通电螺线管外部的磁场方向，了解通电螺线管外部磁场与条形磁体的性质相似。
3.会判断通电螺线管的电流方向和两端的极性。
二、过程与方法
1.通过观察直导线电流磁场和通电螺线管的磁场实验，进一步发展学生的空间想象力。
2.通过对实验的分析，提高学生比较、分析、归纳得出结论的能力。
三、情感、态度与价值观
通过认识电与磁之间的相互联系，使学生乐于探索自然界的奥妙，培养学生的学习热情，初步领会探索物理规律的方法和技巧。
学习过程
一）、知识点梳理
知识要点 一 电流的磁效应
演示：实验：将一枚转动灵活的小磁针置于桌面上，在小磁针跨放一条直导线，使导线与电池触接，看看电路连通瞬间小磁针有什么变化。
结论：（1）通电导线和磁体一样，周围存在磁场，即电流的磁场；
（2）当电路中的电流反向时，磁针的偏转方向 ，说明电流的磁场方向跟电流的 有关
2.概念引入。
通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫作 。
【答案】 1.相反 方向 2.磁效应
知识要点 二 通电螺线管的磁场
1. 典型探究——通电螺线管的磁场。
演示：
（把导线绕在圆筒上，做成 （也叫线圈），各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多。通电螺线管对铁屑排列的情况 影响
【答案】 1.螺线管 有
2. 典型探究——探究通电螺线管外部的磁场分布。
演示：
实验：（1）通电，标记磁场方向；
（2）改变线圈绕向，通电，标记磁场方向；
3）改变电流方向，标记磁场方向。
结论：
（1）通电螺线管外部的磁场和 形磁体的磁场相似；
（2）通电螺线管两端的极性跟螺线管中的电流的 有关。
通电螺线和的两端相当于条形磁体的两个极，它们的极性可以从实验中小磁针的指向来确定；改变电流方向，通电螺线管的N、S极正好对调。
【拓展】通电螺线管内部磁场的方向是S极指向N极，通电螺线管内部磁针静止时的指向如图所示。
【答案】 2 .条 方向
3.安培定则。
用 手握住螺线管，让 指向螺线管中电流的方向，则 所指的那端就是螺线管的N极（如图所示）
【答案】 3.右 四指 拇指
学习检测
例1．安培定则（右手定则）可以判断通电螺线管外部磁场的磁极，其实也可以用安培定则来判断通电直导线所产生的磁场方向，握住导线，让大拇指方向与电流方向相同，则四指方向为环形磁场方向，如图所示均为电流产生磁场的分布图，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】A．A图电流方向向上，由右手螺旋定则可得磁场为逆时针（从上向下看），故A错误；B．B图电流方向向下，由右手螺旋定则可得磁场为顺时针（从上向下看），故B错误；C．C图中电流为环形电流，由右手螺旋定则可知，内部磁场应向右，故C错误；
D．D图根据图示电流方向，由右手螺旋定则可知，内部磁感线方向向右，故D正确。
故选D。
练1.1．下面所做探究实验与得出结论相匹配的是（　　）
A．托里拆利实验可以得出液体内部存在压强
B．奥斯特实验可以得出通电导体周围存在磁场
C．用小磁针探究磁体周围磁场的实验可以得出磁感线是真实存在的
D．探究带电体间的相互作用的实验可以得出同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥
【答案】B
【解析】A．托里拆利最早精确地测出了大气压的值，不是液体的压强，故A不符合题意；
B．奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场，故B符合题意；
C．磁感线是理想化的物理模型，磁感线实际上并不存在，故C不符合题意；
D．根据带电体间的相互作用的实验可以得出同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故D不符合题意。故选B。
练1.2．下列四种电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A．电饭锅 B．电风扇
C．洗衣机 D．电视机
【答案】A
【解析】A．电饭锅是把电能转化为热能的，利用了电流的热效应，故A正确；
B．电风扇是利用电动机带动它转动，把电能转化为机械能，利用了电流的磁效应，故B错误；C．洗衣机是利用电动机来带动它工作，因此它是利用了电流的磁效应，故C错误；
D．电视机是利用了电流的磁效应，故D错误。故选A。
练1.3．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
【解析】A．磁体周围存在磁场，磁场是真实存在的，故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，故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，故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，故D正确，不符合题意。故选B。
练1.4．首先发现电流磁效应的科学家是（　　）
A．奥斯特 B．伏特 C．安培 D．欧姆
【答案】A
【解析】
奥斯特首先发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电现象和磁现象之间有联系的人。
故选A。
练1.5．下列说法正确的是（　　）
A．图甲，活塞式抽水机是利用了空气流速大的地方压强小的原理制作而成
B．图乙，第一位用望远镜观察太空的科学家是伽利略，望远镜中看到的是天体的虚像
C．图丙，人站在地上接触到火线，空气开关会切断电流，起保护人的作用
D．图丁，此原理是通电导体在磁场中受力运动，可以用于制作电磁继电器
【答案】B
【解析】A．活塞式抽水机是利用大气压将水从低处抽到高处，故A错误；
B．伽利略是第一位使用望远镜观察太空的科学家，望远镜由物件和目镜两组透镜组成，物镜成的是倒立、缩小的实像，目镜成的是正立放大的虚像，最终望远镜形成的是虚像，故B正确；
C．人站在地上接触到火线，漏电保护器会检测到漏电从而切断电路，起到保护人的作用，故C错误；
D．图丁中实验的原理是电流的磁效应，可以用于制作电磁继电器，故D错误。
故选B。
练1.6．对下列各图形情景，解释错误的是（　　）
A．图甲，通电后小磁针转动，说明通电导线周围存在磁场
B．图乙，两个压力锅很难被拉开，因为锅外部气压远小于内部气压
C．图丙，机壳没有接地，容易引起触电事故
D．图丁，小孩儿下滑过程中臀部发热，是通过做功改变内能的
【答案】B
【解析】A．如图所示是奥斯特实验，小磁针转动，说明通电导体周围存在磁场，故A正确，不符合题意；
B．图乙所示，两个压力锅很难被拉开，是因为锅内气压比锅外的小，故B错误，符合题意；
C．图丙中，机壳没有接地，则机壳上的电不能及时导走，人接触到外壳时可能会被电到，故C正确，不符合题意；
D．小孩儿下滑过程，克服摩擦做功，臀部内能增大，故D正确，不符合题意。故选B。
练1.7．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
【解析】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，故A正确，A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，故B正确，B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，故C正确，C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，故D错误，D符合题意。
故选D。
例2．关于电和磁说法正确的是（　　）
A．磁体只对放入其中的磁体有力的作用
B．只有地球和磁体周围存在磁场
C．磁感线总是从磁体的N极出发回到S极
D．小磁针自由静止时的N极总是指向地理方位的北方附近
【答案】D
【解析】A．磁体不仅会对放入其中的磁体有力的作用，对铁钴镍等物质也会有力的作用，故A错误；
B．地球和磁体周围存在磁场，通电导线周围也存在磁场，故B错误；
C．磁感线在磁体周围总是从磁体的N极出发回到S极，而内部则是由S极出发回到N极，故C错误；
D．地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，所以小磁针自由静止时的N极总是指向地理方位的北方附近，故D正确。故选D。
练2.1．如图，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．通电导线周图磁场的方向由小磁针的指向决定
B．通电导线受到小磁针施加的磁力
C．若闭合开关，小磁针无偏转，则说明通电导线一定没有产生磁场
D．通电导线周的磁场方向与电流方向无关
【答案】B
【解析】A．通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的，而不是小磁针的指向决定的，故A错误；
B．由于物体间力的作用是相互的，所以小磁针受到通电导线产生的磁场力的作用，同时通电导线受到小磁针施加的磁力，故B正确；
C．通电导线一定能够产生磁场，闭合开关，小磁针无偏转，可能是通电导线产生的磁场太弱，无法使小磁针转动，故C错误；
D．通电导线周围的磁场方向与电流方向有关，故D错误。
故选B。
练2.2．下列说法中正确的是（　　）
A．电流是由电荷定向运动形成的
B．电荷运动的方向就是电流的方向
C．导体中的电流越大则导体的电阻也越大
D．利用撒在电流周围的铁粉可以判断出电流的方向
【答案】A
【解析】A．电荷的定向移动形成电流，故A正确；
B．电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反。故B错误；
C．电阻是导体本身的性质，与电流无关，电阻不随着电流的改变而改变，故C错误；
D．撒在电流周围的铁粉可以观察磁场分布情况，但无法判断电流方向，故D错误。
故选A。
练2.3．通过直接感知的现象，推测无法直接感知的事实，是物理研究中常用的方法。下列根据现象所作的推测不符合事实的是（　　）
A．风吹树动力是改变物体运动的原因
B．街边的路灯同时亮、灭路灯是串联的
C．电路中的灯泡发光电路中有电流
D．小磁针放在磁体旁受力偏转磁体周围有磁场
【答案】B
【解析】A．树在风的作用下运动了，是因为风改变了树的运动状态，所以推测力是改变物体运动的原因符合事实，故A不符合题意；
B．并联电路中，若总开关在干路上，断开开关也能使路灯同时亮、灭，所以推测路灯是串联的不符合事实，故B符合题意；
C．电路中的灯泡发光说明电路是通路，有电流通过灯泡，所以推测电路中有电流符合事实，故C不符合题意；
D．小磁针放在磁体旁受力偏转，说明小磁针受到了磁力的作用，所以推测磁体周围有磁场符合事实，故D不符合题意。
故选B。
练2.4．如图所示，下列关于磁现象的分析中，说法正确的是（　　）
　　 　　 　　
A．甲图中，在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板，所观察到的是条形磁铁的磁感线
B．乙图中，U形磁铁靠近磁极处的磁感线分布比较密，说明靠近磁极处的磁场比较弱
C．丙图中，地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理南极附近
D．丁图中，导体通电后小磁针发生了偏转，说明通电导体周围存在着磁场
【答案】D
【解析】A．在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板，所观察到的是铁屑的排列方向，故A错误；
B．U形磁铁靠近磁极处的磁感线分布比较密，磁感线分布的越密集则磁场越强，所以靠近磁极处的磁场更强，故B错误；
C．地理北极是地磁场的南极，所以地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理北极，故C错误；
D．通电导体周围存在磁场，可以使小磁针发生偏转，故D正确。故选D。
练2.5．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．通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B．小磁针的指针发生偏转说明通电导线产生的磁场对小磁针有力的作用
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
【答案】B
【解析】A．通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的，而不是小磁针的指向决定的，故A错误；
B．将通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，说明通电导线产生的磁场对小磁针有力的作用，故B正确；
C．移去小磁针后，通电导线周围的磁场依然存在，故C错误；
D．通电导线周围的磁场方向与电流方向有关，故D错误。
故选B。
练2.6．通过直接感知的现象，推测无法直接感知的事实，这是物理学中常用的方法。小华针对下面观察到的现象做了以下推测，其中不符合事实的是（　　）
A．现象：酒精和水混合后总体积变小。推测：分子之间有空隙
B．现象：红墨水在热水中变色比冷水中快。推测：温度越高，分子热运动越剧烈
C．现象：将小磁针靠近一导体时，小磁针发生偏转。推测：该导体中一定有电流经过
D．现象：击鼓时用力越大，鼓面的纸屑跳得越高，响度越大。推测：响度和振幅有关
【答案】C
【解析】A．酒精和水混合后总体积变小。推测：分子之间有空隙，此项正确，但不符合题意。
B．现象：红墨水在热水中变色比冷水中快。推测：温度越高，分子热运动越剧烈，此项正确，但不符合题意。
C．现象：将小磁针靠近一导体时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围有磁场。故推测：该导体中一定有电流经过，此项错误，但符合题意。
D．现象：击鼓时用力越大，鼓面的纸屑跳得越高，响度越大。推测：响度和振幅有关，此项正确，但不符合题意。
故选C。
练2.7．关于图所示的四个实验装置的说法正确的是（　　）
A．甲图中使用测电笔时一定不能触碰笔尖金属体
B．乙装置闭合电路后磁针会偏转说明磁场能产生电流
C．丙装置中两个轻小物体一定带异种电荷
D．丁图中家庭电路符合安全用电要求
【答案】A
【解析】A．用测电笔辨别火线、零线时，手指一定要接触测电笔上端的金属帽，不能触碰金属笔尖，故A正确；
B．此图是奥斯特实验，将通电导线放在小磁针上方时，小磁针发生了偏转，说明通电导线周围存在磁场，故B错误；
C．两个相互吸引的物体有可能带异种电荷，也有可能一个物体带电，一个不带电，带电体具有吸引轻小物体的性质而相互吸引，故C错误；
D．灯泡的接法：火线先进入开关，开关与灯泡串联，灯泡的另一端接在零线上，这样在断开开关时能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故，既能控制灯泡，又能更安全，故D错误。
故选A。
例3．如图所示，两只气球自由的悬挂在空中，下列做法能使两个气球间距离明显变大的是（ ）
A．用粗吸管对准B点沿垂直于纸面方向用力吹气
B．将直导线竖直放置在A点后通电
C．用条形磁体的N极从C点靠近气球
D．用丝绸摩擦过的玻璃棒从A点靠近气球
【答案】D
【解析】A．用粗吸管对准B点沿垂直于纸面方向用力吹气，两球之间空气流速增大，压强减小，外侧的气压不变，外侧压强大于内侧压强，所以气球向中间靠拢，故A不符合题意；
B．将直导线竖直放置在A点后通电，导线周围存在磁场，气球是橡胶制成的，不会受到磁力的作用，两个气球之间的距离不变，故B不符合题意；
C．用条形磁体的N极从C点靠近气球，气球是橡胶制成的，不会受到磁力的作用，两个气球之间的距离不变，故C不符合题意；
D．用丝绸摩擦过的玻璃棒带有正电，带电体具有吸引轻小物体的性质，用丝绸摩擦过的玻璃棒从A点靠近气球，玻璃棒吸引气球，两个气球间距离明显变大，故D符合题意。
故选D。
练3.1．下列说法中不正确的是
A．发电机工作时将机械能转化为电能
B．电动机是利用电磁感应现象制成的
C．导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场
D．司南能够指南北是利用了磁体受地磁场的作用
【答案】B
【解析】A．发电机是利用电磁感应效应工作的，将机械能转化为电能，故A项正确，不符合题意；
B．电动机不是利用电磁感应现象制成的，电动机是利用通电导线在磁场中受力转动来工作的，故B项错误，符合题意；
C．电荷的定向移动形成电流，电流周围存在磁场，故C项正确，不符合题意；
D．地球本身是一个巨大的磁体，所以司南能够在地磁场的作用下指南北，故D项正确，不符合题意。
练3.2．下列哪组物体周围一定能产生磁场 （ ）
A．条形磁铁，导线 B．带电的梳子，铁条
C．发光的灯泡，地球 D．电磁铁，干电池
【答案】C
【解析】A．导线在不通电时周围没有磁场，A不符合题意；
B．铁条周围没有磁场，B不符合题意；
C．发光的灯泡的灯丝是通电导体，周围有磁场，地球周围有磁场，C符合题意；
D．电磁铁工作时周围有磁场，不通电时没有磁场，干电池周围没有磁场，D不符合题意。
练3.3．课堂上教师做了如图所示的演示实验，同学们根据实验现象得到如下结论，其中不正确的是（ ）
A．甲、乙两次实验表明通电导线周围存在磁场
B．甲、丙两次实验表明电流有热效应
C．甲、丙两次实验表明通电导线周围的磁场方向与电流方向有关
D．甲、乙、丙三次实验现象共同表明电能生磁，且其磁场方向与电流方向有关
【答案】B
【解析】A．甲中通电时小磁针发生了转动，而乙中断开后小磁针没有转动，说明只有导线通电才能产生磁场，故A不符合题意；
B．甲、丙两实验说明电流反向时对小磁针的作用方向不同，与电流的热效应无关，故B符合题意；
C．甲和丙两次实验能证明通电导线周围的磁场方向与电流方向有关，故C不符合题意；
D.通过三次实验比较，可以得出通电导线能产生磁场（即电能生磁），并且磁场方向与电流方向有关，故D不符合题意．
练3.4．如图所示的通电螺线管右侧放了一个可自由转动的小磁针，下列说法正确的是(　　)
A．小磁针左端为N极
B．通电螺线管的左端为N极
C．将电源正负极对调后螺线管南北极也对调
D．在螺线管所在电路中串联一个电阻后螺线管的磁性增强
【答案】C
【解析】AB．图中电流从螺线管的左侧流入、右侧流出，由安培定则可知，通电螺线管的右端是N极，因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，则小磁针静止时其左端为S极，故A、B错误；
C．将电源正负极对调后，螺线管中的电流方向改变，螺线管的磁极发生改变，所以螺线管南北极也对调，故C正确；
D．在螺线管所在电路中串联一个电阻，总电阻增大，电路的电流变小，则通电螺线管的磁性减弱，故D错误。
故选C。
练3.5．如图所示，通电螺线管附近放一小磁针，黑色一端表示小磁针N极。静止后小磁针指向正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】根据右手螺旋定则，右手握住螺线管，四指弯曲且与螺线管中电流方向一致，则大拇指指向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：
A．图中小磁针静止时，右端应该为S极，左端为N极，故A错误；
B．图中小磁针静止时，左端应该为N极，右端为S极，故B错误；
C．图中小磁针静止时，左端应该为S极，右端为N极，故C正确；
D．图中小磁针静止时，左端应该为S极，右端为N极，故D错误。
故选C。
练3.6．如图所示，当闭合开关 S1、S2时，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（　　）
A．相吸，A 端为 N 极，B 端为 S 极 B．相吸，A 端为 S 极，B 端为 N 极
C．相斥，A 端为 N 极，B 端为 N 极 D．相斥，A 端为 S 极，B 端为 S 极
【答案】B
【解析】由安培定则可知，左边通电螺线管的A端为S极，右端为N极，右边通电螺线管的B端为N极，左端为S极，故由异名磁极相互吸引可知，两个通电螺线管相吸，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
练3.7．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，左端的S极正对着在同一水平线上的电磁铁。当电磁铁通电时，条形磁铁静止且受到向左的吸引力，则下列说法正确的是（　　）
A．条形磁铁受到向左的摩擦力
B．电磁铁中的电流方向是从a流向b
C．电磁铁对条形磁铁的吸引力和条形磁铁受到的摩擦力是一对平衡力
D．电磁铁受到的吸引力和条形磁铁受到的摩擦力是一对相互作用力
【答案】C
【解析】A．条形磁铁受到向左的吸引力，且处于受力平衡状态，故由二力平衡可知，条形磁铁在水平方向上受到水平向右的桌面摩擦力，故A错误；
B．因条形磁铁受到向左的吸引力，故由异名磁极相互吸引可知，电磁铁的右侧为N极，故由安培定则可知，电磁铁中的电流方向是从b流向a，故B错误；
C．条形磁铁在水平方向上受到水平向左的电磁铁的吸引力和水平向右的桌面的摩擦力，在这两个力的作用下条形磁铁在水平方向上受力平衡，故这两个力是一对平衡力，故C正确；
D．电磁铁受到的吸引力和条形磁铁受到的摩擦力方向相同，均水平向右，故不是一对相互作用力，故D错误。
故选C。
例4．如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（　　）
A．电流表示数变大，弹簧长度变长
B．电流表示数变大，弹簧长度变短
C．电流表示数变小，弹簧长度变短
D．电流表示数变小，弹簧长度变长
【答案】B
【解析】由图可知，当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电路中电阻变小，由欧姆定律可知，电路中电流变大，即电流表示数变大，电磁铁的磁性变强，由安培定则可知，电磁铁上端为N极，与条形磁铁之间相互排斥，由于电磁铁磁性变强，所以与条形磁铁之间斥力变大，弹簧长度变短。
故选B。
练4.1．作图是一种常见的建立模型的方法，如图所示有关作图不符合科学原理的是（ ）
A．平面镜成像
B．小球弹起时受到的力
C．通电螺线管的磁极、磁场
D．家庭电路
【答案】A
【解析】A．平面镜所成的像是虚像，所以在画平面镜所成像的时候应该用虚线，故A不符合科学原理，符合题意；
B．小球弹起时受到竖直向下的重力和沿着绳向上的拉力，故B符合科学原理，不符合题意；
C．由图可知，通电螺线管正面电流方向向下，根据安培定则通电螺线管的右端为N极，左端为S极，根据磁极间的相互作用规律，小磁针右端为N极，左端为S极，在磁体的外部磁感性从N极到S极，故C符合科学原理，不符合题意；
D．家庭电路中，螺口灯的连接螺口接零线，中央弹簧片经过开关接火线，故D符合科学原理，不符合题意。
故选A。
练4.2．下列四个图中，磁感线方向标注错误的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】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，故A错误，A符合题意；
B．磁感线都是从N极发出回到S极，故B正确，B不符合题意；
C．磁感线都是从N极发出，故C正确，C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，故D正确，D不符合题意。
故选A。
练4.3．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
【解析】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。
故选C。
练4.4．如图甲所示，通电螺线管的极性跟电流的方向有关系，可以用右手螺旋定则来判断；环形电流可以们作是一匝线圈，如图乙所示：在丙图中，把两个线圈A和B挂在水平光滑的固定绝缘细杆MN上，平行靠近放置且保持静止状态，当两线圈通入如图丙所示方向相反的电流时，则两个线圈A和B将（　　）
　　 　　 　　
A．彼此远离 B．彼此靠近
C．距离保持不变 D．无法判断
【答案】A
【解析】根据安培定则，A线圈左端为N极、右端为S极，B线圈左端为S极、右端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知，线圈A和B会相互排斥，彼此远离，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
练4.5．如图所示为通电螺线管磁场强弱演示仪的示意图（导线电阻不计），由图可知以下说法中正确的是（　　）
A．当开关S接a点时，仪表指针向右偏转
B．若将电源正负极对调，仪表指针偏转方向不变
C．保持滑片P的位置不变，开关S由a点换到b点，仪表示数变小
D．当开关S接a点，滑片P向上移动时，仪表示数变小
【答案】D
【解析】A．由安培定制可知，通电螺线管的右端为N极，小磁片的左端为N极，根据同名磁极相互排斥可知，仪表指针向左偏转，故A错误；
B．若将电源正负极对调，电流方向改变，磁场方向改变，仪表指针偏转方向也会改变，故B错误；
C．保持滑片P的位置不变，开关S由a点换到b点，电源电压不变，电阻不变，因此电路中电流不变，线圈匝数增加，则磁性增强，排斥力变大，仪表指针偏转角度变大，仪表示数变大，故C错误；
D．当开关S接a点，滑片P向上移动时，电源电压不变，电阻增大，电流减小，则磁性减弱，排斥力变小，仪表指针偏转角度变小，仪表示数变小，故D正确。
故选D。
练4.6．如图所示，能正确表示小磁针指向的是（　　）
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】A．电流从左端流入，右端流出，根据安培定则可知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极，根据异名磁极相互吸引，可知小磁针N极指向错误，故A不符合题意；
B．电流从左端流入，右端流出，根据安培定则可知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极，根据异名磁极相互吸引，可知小磁针N极指向错误，故B不符合题意；
C．电流从右端流入，左端流出，根据安培定则可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，根据异名磁极相互吸引，可知小磁针N极指向正确，故C符合题意；
D．电流从右端流入，左端流出，根据安培定则可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，小磁针在螺线管的内部，则小磁针的N极指向左端，故D不符合题意。
故选C。
练4.7．如图所示，闭合电磁铁开关S，条形磁铁静止在水平桌面上。下列判断正确的是（　　）
A．条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力
B．条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，条形磁铁受到的摩擦力不变
D．若只改变电源的正负极，条形磁铁受到的摩擦力变大
【答案】A
【解析】A．由安培定则得，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁右端为N极，左侧为S极，同名磁极相互排斥，所以条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力，故A正确；
B．条形磁铁处于静止状态，水平方向上受到平衡力的作用，水平向左的排斥力和桌面对条形磁铁的水平向右的摩擦力为一对平衡力，故B错误；
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，排斥力变小，摩擦力和排斥力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力变小，故C错误；
D．若只改变电源的正负极，电流的方向改变，大小不变，则电磁铁的磁性不变，条形磁体受到电磁铁的吸引力大小等于原来的排斥力大小，此时吸引力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则摩擦力不变，故D错误。
故选A。
练4.8．如图所示，将某发光二极管的两极接入电路的a、b两点，闭合开关时，通电螺线管旁边小磁针S极向右偏转。下列判断正确的是（　　）
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．发光二极管极接点，极接点
D．图中P处磁感线的方向从螺线管右端到左端
【答案】C
【解析】A．根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，故A错误；
B．根据安培定则可知，当通电螺线管的左端为N极时，螺线管上的电流方向向上，因为电流是从电源正极流出的，所以电源右端为正极，左端为负极，故B错误；
C．发光二极管具有单向导电性，只有电流从长针进短针出时，二极管才发光，所以发光二极管极接点，极接点，故C正确；
D．磁感线的方向是从N极到S极，所以图中P处磁感线的方向从螺线管左端到右端，故D错误。
故选C。
练4.9．当开关 S 闭合，电路中滑动变阻器的滑片 P 逐渐向下移动时，条形磁铁始终保持静止，下列说法正确的是（　　）
A．此过程中，螺线管的右端为 S 极
B．条形磁铁受到桌面的摩擦力方向向右，且大小始终不变
C．若将条形磁体从中间截断，剩余部分对桌面的压强变大
D．该实验装置不能探究电磁铁磁性与电流大小的关系
【答案】D
【解析】A．用右手握住螺线管，四只环绕的方向是电流方向，那么大拇指所指的方向就是螺线管的N极，即螺线管右端为N极，故A错误 ；
B．螺线管的N极与条形磁铁的S极异名磁极相互吸引，则条形磁铁受到电磁铁向左的引力，因条形磁铁始终保持静止，所以它受到的引力和桌面给它的摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，所以条形磁铁受到的摩擦力的方向是向右的；当滑片逐渐向下移动时，连入电路的电阻逐渐增大，由欧姆定律可得线圈中电流逐渐变小，则磁场逐渐变弱，条形磁铁受到电磁铁的引力逐渐变小，因条形磁铁受的是平衡力，故摩擦力也会逐渐变小，故B错误；
C．若将条形磁体从中间截断，剩余部分的质量减小，受力面积减小，条形磁体对桌面的压强不变，故C错误；
D．当开关 S 闭合，电路中滑动变阻器的滑片 P 逐渐向下移动时，条形磁铁始终保持静止，摩擦始终为静摩擦，我们无法知道摩擦力的大小，也就无法知道螺线管磁性的强弱，则不能探究电磁铁磁性与电流大小的关系，故D正确。
故选D。
例5．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
【解析】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，故A正确，B错误，C错误；
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，故D错误；
故选A。
练5.1．如图所示的描述错误的是（　　）
A．条形磁铁周围磁感线的分布.
B．奥斯特实验：通电直导线周围存在磁场
C．通电磁线管的磁场分布.
D．地磁场N极与地理北极基本一致
【答案】D
【解析】A．条形磁铁的外部磁感线从N极出来，回到S极，且两端磁性强，磁感线密，故A正确，不符合题意；
B．由图通电直导线中电流由右向左，根据安培定则可知，通电直导线下方磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针N极向外旋转，S极转向纸内，故B正确，不符合题意；
C．由图电源左端为正极右端为负极，根据安培定则可知，通电螺线管左端为S极，右端为N极，外部磁感线从N极出来，回到S极，故C正确，不符合题意；
D．地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，故D错误，符合题意。
故选D。
练5.2．小岩同学学习了通电螺线管的知识后，想到弹簧的形状和螺线管上导线的形状很类似，就将一个弹簧的两端接入电路，如图所示。闭合开关后，下列选项中正确的是（　　）
A．通电后，弹簧的长度可能不变
B．通电后，弹簧的长度一定变长
C．如果在图中所示位置放置小磁针，通电后小磁针的N极朝右
D．如果在图中所示位置放置小磁针，通电后小磁针的N极垂直于纸面向外
【答案】C
【解析】AB．通电后，螺线管的每一圈导线相当于一个小磁体，这些小磁体的和极靠在一起，相互吸引，弹簧的长度会缩短，故AB错误；
CD．螺线管中电流从右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管的左端为极，右端为极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的极朝右，故C正确，D错误。
故选C。
练5.3．直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示。将一枚转动灵活的小磁针放在水平放置的直导线正下方，直导线通电的瞬间（　　）
A．若电流方向从东向西，则小磁针不发生偏转
B．若电流方向从北向南，则小磁针逆时针偏转
C．若电流方向从南向北，则小磁针顺时针偏转
D．若电流方向从西向东，则小磁针不发生偏转
【答案】D
【解析】当电流方向从西向东时，根据如图的判断方法可知，在直导线正下方，磁场方向向北；当导线不通电时，小磁针N极指向北方，所以通电后小磁针不发生偏转，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
练5.4．如图中通电螺线管的极性标注正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】A．电流左端流入右端流出，由安培定则可知，螺线管的左端为N极，故A错误；
B．电流右端流入左端流出，由安培定则可知，螺线管的左端为S极，故B错误；
C．电流右端流入左端流出，由安培定则可知，螺线管的左端为N极，故C正确；
D．电流右端流入左端流出，由安培定则可知，螺线管的左端为N极，故D错误。
故选C。
练5.5．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
【解析】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。
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，故AB错误；
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，故C正确，D错误。故选C。
例6．医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图是该装置的示意图，线圈ab固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启。下列说法正确的是（　　）
A．要使血液流出“血泵”，电流需从a端流进线圈，从b端流出线圈
B．要使血液流入“血泵”，电流需从a端流进线圈，从b端流出线圈
C．若电流从a端流进线圈，从b端流出线圈，则电磁铁左侧为S极
D．若电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，则S1会开启，S2会关闭
【答案】C
【解析】A．若电流从a端流进线圈，从b端流出线圈，由安培定则可知，电磁铁左侧为N极，故A错误；
B．若电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，由安培定则可知，电磁铁右侧为N极，与左侧磁体相互吸引，故活塞向左运动，所以S1会关闭，S2会开启，故B错误；
C．要使血液流出该“血泵”，活塞要向右移动，故电磁铁和左侧磁体相互排斥，电磁铁左侧应该为N极，由安培定则可知，电流从a流进线圈，从b端流出线圈，故C正确；
D．要使血液流入该“血泵”活塞要向左移动，故电磁铁和左侧磁体相互吸引，电磁铁左侧应该为S极，由安培定则可知，电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，故D错误。
故选C。
练6.1．如图所示，当螺线管中有电流通过，小磁针静止时指向图中所示位置，由此可以判断（　　）
A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极 B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极
C．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极 D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极
【答案】D
【解析】由图可知，小磁针左端是N极，右端是S极，所以电磁铁的左端，即a端为S极，右端为N极，跟据安培定则可知，电流从c端流出后进入电磁铁，故c端是电源的正极，d端是负极，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
练6.2．如下图所示，弹簧下吊一块条形磁铁，磁铁的下端是N极，下面有一个螺线管，P是滑动变阻器的滑片，通电后如果将滑片P向右移动。此时弹簧将（　　）
A．伸长 B．缩短 C．不变 D．上下振动
【答案】A
【解析】滑片P向右滑动，滑动变阻器接入的阻值减小，在电源电压一定的情况下，根据欧姆定律可知电路中的电流增大；根据电源的正负极，可以确定电流从螺线管的上端流入，下端流出，结合螺线管线圈的绕向，利用安培定则可以确定螺线管的上端为S极，下端为N极，所以其与条形磁体的下端相互吸引，由于电流的增大，导致了螺线管的磁性增强，使两者之间的吸引力增大，条形磁体对弹簧的拉力等于自身的重力加上螺线管与条形磁体的吸引力，重力不变，吸引力增大，从而导致了条形磁体对弹簧拉力的增大，所以弹簧伸长的长度将增大；故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
练6.3．如图所示，作图正确的是（　　）
A．图（1）是桌上物体所受重力的示意图
B．图（2）中，L为杠杆所受拉力F的力臂
C．图（3）中，OB为入射光线OA的反射光线
D．图（4）中，通电螺线管的上端为N极
【答案】C
【解析】A．图中重力的方向是竖直向上的，而重力的方向是竖直向下的，故A错误；
B．力臂是从支点O到力的作用线的距离，故B错误；
C．由图可知，入射光线AO的反射光线是OB，故C正确；
D．由安倍定则可知，通电螺线管的下端为N极，故D错误。
故选C。
练6.4．如图所示，A 是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B 是螺线管。闭合开关，待弹簧测力计示数稳定后，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动，在此过程中下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数变大，电流表示数也变大
B．电压表示数变小，电流表示数也变小
C．螺线管上端是 S 极，弹簧测力计示数变大
D．螺线管上端是 N 极，弹簧测力计示数变小
【答案】D
【解析】AB．由图示知，电路是串联电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。将滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，变阻器接入电路的阻值变小，据串联电路的分压特点知，变阻器两端分去的电压变小，即电压表的示数变小；电路中的总阻值变大，据欧姆定律知，电路的电流变大，即电流表的示数变大；故选AB错误；
CD．滑片向右移动的过程中，电路的电流变大，那么螺线管的磁性增强，而电源的负极在右端，则电流从螺线管的下端注入，上端流出，据安培定则知，螺线管的N极在上端，据同名磁极相互排斥知，条形磁铁被排斥，则弹簧测力计的示数变小，故C错误，D正确。
故选D。
练6.5．如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是（　　）
A．通电螺线管的右端为N B．通电螺线管外S点磁场的方向向左
C．小磁针顺时针旋转90° D．小磁针逆时针旋转90°
【答案】C
【解析】A．由图可知，开关闭合后，电流从螺线管右端流入，根据安培定则可知，螺线管的左端为N极、右端为S极，故A错误；
B．在磁体外部，磁感线是从N极出发回到S极的，则通电螺线管外S点的磁感线方向向右，即该点磁场方向向右，故B错误；
CD．因通电螺线管右端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针将顺时针转90°，故C正确，D错误。故选C。
练6.6．法国科学家阿尔贝 费尔和德国科学家彼得 格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007 年诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻。如果闭合S1、S2并使滑片P向左滑动，下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁右端为N极 B．滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱
C．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显增大 D．滑片P向左滑动过程中小灯泡亮度变亮
【答案】D
【解析】A．由图可知，电流从螺线管的右端流入，利用安培定则判断电磁铁的左端为N极、右端为S极。故A错误；
B．当滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强。故B错误；
CD．由选项B可知，滑片P向左滑动时，通电螺线管的磁性增强时，因巨磁电阻的阻值在磁场中急剧减小，所以，此时巨磁电阻的阻值会变小，由欧姆定律可知通过电路的电流变大，由P=I2R可知，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮，故D正确，C错误。故选D。
练6.7．如图所示，电磁铁的左端固定，条形磁铁固定于条形磁铁小车上，闭合开关，小车向右运动，下列分析正确的是（　　）
A．电磁铁左端是N极
B．条形磁铁左端是N极
C．小车向右运动是因为异名磁极相互排斥
D．对调电源正负极，再次闭合开关，小车运动方向不变
【答案】B
【解析】A．闭合开关，根据安培定则可以判断，电磁铁的右端为N极，故A错误；
BC．小车向右运动，根据同名磁极相互排斥，可知小车上的条形磁体的左端为N极，故B正确，C错误；
D．对调电源正负极，再次闭合开关，电磁铁的左端为N极，右端为S极，根据异名磁极相互吸引，小车会向左运动，故D错误。
故选B。
练6.8．下列作图中，错误的是（　　）
A． B．C． D．
【答案】D
【解析】A．同名磁极相互排斥，在磁体外部，磁感线从N极出发，回到S极，图中磁感线分布是正确的，故A正确，不符合题意；
B．在磁体外部，磁感线是N极发出，回到S极，而图中磁感线分布正确，故B正确，不符合题意；
C．异名磁极相互吸引，图中小磁针的S极和磁体的N极吸引，故C正确，不符合题意；
D．根据螺线管中的电流方向和线圈的绕向，利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极、右端为S极，故D错误，符合题意。故选D。
练6.9．如图所示，通电螺线管周围小磁针静止时，小磁针N极指向正确的是（　　）
A．a、b、c B．a、b C．a、c D．b、c
【答案】D
【解析】根据安培定则可以判断，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，画出通电螺线管周围的经过各小磁针的磁感线，则小磁针N极的指向与该点磁感线方向一致，从而判断出小磁针在b、c是正确的，故ABC错误，D正确。故选D。