北师大版九年级年级全一册14.3电流的磁场 同步练习（有解析）

14.3 电流的磁场
一、单选题
1．如题图所示为条形磁铁和电磁铁，虚线表示磁感线，则甲、乙、丙、丁的极性依次是（　　）
A．S、N、S、S B．N、N、S、N
C．S、S、N、N D．N、S、N、N
2．通电螺线管周围的磁感线如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．A端为电源的正极
B．通电螺线管左端为N极
C．小磁针左端为S极
D．改变电流的大小可以改变通电螺线管的磁场方向
3．如图所示，磁悬浮地球仪无任何支撑地悬浮在空中。它的底座里面有一个电磁铁，可使内部有磁体的地球仪悬浮在空中。要断开底座电磁铁的电源的时，需要先把地球仪拿下来放好，再把电源断开，这样才能避免地球仪由于断开电磁铁的电源而摔坏。关于地球仪悬浮在空中时的受力情况，下列说法中正确的是（　　）
A．地球仪内部的磁铁受到电磁铁引力的作用 B．地球仪内部的磁铁受到电磁铁斥力的作用
C．地球仪所受浮力与地球仪所受重力是一对平衡力 D．地球仪所受磁力大于地球仪所受重力
4．如图所示实验现象揭示物理原理或规律所对应的技术应用不正确的是（　　）
A．磁极相互作用→磁悬浮列车
B． 连通器→三峡船闸
C．水蒸气的内能转化为木塞的机械能→火箭发射
D． 电流的磁效应→动圈式话筒
5．如图所示，置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线，在导线中通有电流的瞬间，小磁针发生转动。下列说法中正确的是（　　）
A．该实验现象说明电流周围存在磁场
B．该实验中小磁针主要用于检验通电导线周围磁场的强弱
C．若改变导线中的电流方向，小磁针的转动方向不会改变
D．若改变导线中的电流大小，小磁针的转动方向将会改变
6．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
7．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
8．下列改变通电螺线管磁性强弱的方法中不正确的是（　　）
A．改变通过螺线管电流的强弱 B．改变螺线管的匝数
C．调换螺线管两端的极性 D．调节铁芯在通电螺线管中的深浅
9．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
10．如图所示，通电螺线管周围放着能够自由转动的小磁针a、b、c，这三根磁针静止时，图中所标的磁极正确的是（　　）
A．小磁针a B．小磁针b C．小磁针c D．小磁针b，c
11．首先发现电生磁的科学家是（　　）
A．欧姆 B．焦耳 C．奥斯特 D．法拉第
12．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
二、填空题
13．人工心脏泵可短时间代替心脏工作，如图是该装置的示意图，磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），活塞筒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。该装置工作时，利用了电流的______效应，线圈AB中的电流方向______ （选填“需要”或“不需要”）改变。线圈中的电流从A流向B时，血液会______ （选填“流入”或“流出”）活塞筒。
14．电会产生磁吗？首先揭开这个奥秘的是丹麦物理学家___________，他用实验证明了：通电导线周围存在 ___________
15．如图所示，在玻璃板上均匀地撒上铁屑，闭合开关后，轻敲玻璃板，铁屑在玻璃板上的分布与______周围的磁场分布相似，将小磁针放在通电螺线管的外部，小磁针静止时_________（选填“N”或“S”）极的指向就是该点处磁场的方向。
16．小慧在实验室验证奥斯特实验，当水平导线中通有如图所示的电流时，小磁针S极将偏向纸外，这是因为通电导体周围的磁场对小磁针产生力的作用；要使实验效果更加明显，应使通电导线沿______（填“东西”或“南北”）方向放置，这是由于考虑到地磁场的影响。
三、综合题
17．请阅读《分子电流假说》并回答问题。
分子电流假说
通过这学期的学习，我们知道磁体和电流都能产生磁场，而且通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场十分相似，它们的磁场是否有什么联系呢？安培由此受到启发，提出了分子电流假说。安培认为：在物质内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体。当分子电流I方向如图甲所示，则可用右手螺旋定则判断出它的两侧相当于N、S两个磁极。用安培的分子电流假说能够解释一些磁现象，一根铁棒未被磁化的时候，内部分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性，如图乙所示。当铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流的取向变得大致相同，铁棒被磁化，两端对外界显示出较强的磁性，形成磁极，如图丙所示。
在安培所处的时代，人们不知道物质内部为什么会有分子电流，20世纪后，人们认识到原子内部带电粒子在不停的运动，这种运动对应于安培所说的环形电流。“分子电流假说”提出以后，经历了“不太清楚”“遭到拒绝”到“逐渐明朗”几个阶段，这也告诉我们，科学的发现、科学理论的提出以及人们对科学成果的接受，不会都是一帆风顺的，但有益的学术论争可以促进科学的发展。
根据上述材料，回答下列问题。
(1)安培认为，在物质内部存在着的分子电流，使得每个物质微粒都成为了______；
(2)若物质内部某一个分子电流的方向如图所示，若将这个分子电流等效成一个微小条形磁铁，则该微小条形磁铁的上端是______（选填“N极”或“S极”）上；
(3)20世纪后，人们认识到原子可分为原子核和电子，原子核集中了原子全部正电荷和几乎全部质量，电子在核外微小空间运动，那么形成环形电流的是______；（选填“原子核”或“电子”）
(4)一根铁棒被磁化，两端会对外界显示出较强的磁性，但当它受到猛烈撞击后会失去磁性，请你用安培分子电流假说解释其原因。______
18．根据材料信息及所学知识回答问题。
一般来说，地磁要素的变化是很小的，但是当太阳黑子活动剧烈的时候，会放出相当于几十万颗氢弹爆炸威力的能量，同时喷射出大量带电粒子，这些带电粒子运动速度极快，射到地球上形成的强大磁场会透加到地磁场上，使正常情况下的地磁要素发生急剧变化，引起“磁暴”。发生“磁暴”时，地球上会出现许多意外现象……
(1) 太阳是一颗________星。（选填“恒”、“行”或“卫”）
(2) 太阳喷射出的大量带电粒子为什么会形成强大的磁场 请你用学过的知识进行合理猜想______。
(3)当“磁暴”发生时，地球上可能会出现的现象有：________。
A．引发大面积停电事故 B．无线电广播突然中断 C．河水无法向低处流动
19．读数与作图；
（1）如图所示温度计读数为_______℃。
（2）如图所示的物体A静止在斜面上，请画出物体A所受重力的示意图_______。
（3）如图中通电螺线管的磁感线方向标出小磁针的N极以及线圈中电流的方向_______；
某科技小组设计的电热水器具有加热和保温功能，其工作原理如图1所示。R为热敏电阻，其阻值R随温度变化的规律图像如图2所示，控制电路电源电压U为6V，保护电阻R0的阻值为300Ω，热敏电阻R和工作电路中的三只加热电阻丝R1、R2、R3均置于储水箱中，R1=44Ω，U2=220V，加热和保温时的功率分别为2200W和110W。
（1）电磁铁上端为____20____极。
（2）当电磁铁线圈中的电流I≤8mA时，继电器上方触点c接触，保温电路接通，热水器刚开始保温时水的温度是多大？（电磁铁线圈电阻不计）
（3）不计热量损失，该热水器在加热状态下将44kg、25℃的水加热到50℃需要多少时间？[c水=4.2×103J/（kg·℃]
（4）电阻丝R2的阻值是多大？
21．按要求完成填空。
(1)如图甲所示，弹簧测力计的示数为 __ N；
(2)体温计是根据液体 __ 的性质制成的，医生给小红测量体温时示数如图乙所示，其体温是 __ ℃；
(3)如图丙所示实验，用小磁针的N极的指向来判断通电螺线管周围的 __ 方向。
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
根据安培定则，四指的方向即为电流的方向，大拇指的方向为 N极，故乙端为N极，丙就是S极，由甲、乙之间的磁感线相吸的分布情况说明是异名磁极，故甲为S极，丙和丁是相互排斥，故丁为S极，故选A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．B
【解析】
【详解】
AB．由图可知，磁感线是从螺线管的左侧出来的，则左侧为N极，右侧为S极，根据安培定则，用右手握住螺线管，大拇指指向左侧，四指环绕的方向即电流方向，看得见的这一侧螺线管中电流的方向是向上的，即电源的B端为正极，故A错误，B正确；
C．异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端为N极，右端为S极，故C错误；
D．磁场的方向与电流的大小无关，改变电流的大小只能改变螺线管的磁场强弱，不会改变通电螺线管的磁场方向，故D错误。
故选C。
3．B
【解析】
【详解】
AB．地球仪悬浮在空中受重力与斥力保持平衡，所以地球仪内部的磁铁受到电磁铁斥力的作用，故A错误，B正确；
C．地球仪悬浮在空中受重力与斥力保持平衡，地球仪所受浮力受到空气的浮力很小可以忽略不计，故C错误；
D．地球仪悬浮在空中受重力与斥力保持平衡，根据二力平衡，地球仪所受磁力等于地球仪所受重力，故D错误。
故选B。
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．磁极相互作用相互排斥，应用这一原理的技术是磁悬浮列车，故A不符合题意；
B．连通器，两端开口，底部联通，三峡船闸就是应用这一原理，故B不符合题意；
C．水蒸气的内能转化为木塞的机械能，而火箭发射也是将内能转化为机械能，故C不符合题意；
D．奥斯特实验原理是电流的磁效应，是电流周围存在磁场，而动圈式话筒，将电能转化为机械能，故D符合题意。
故选D。
5．A
【解析】
【详解】
给直导线通电后，本来静止于水平桌面并且指向与导线平行的小磁针会发生转动，说明通电导线周围存在磁场，而改变导线中电流方向，小磁针转动的方向也会改变，所以小磁针在此处的作用是检验通电导线周围是否存在磁场，及磁场方向是否与电流方向有关，但不能检验通电导线周围磁场的强弱，故A正确，BCD错误。
故选A。
6．A
【解析】
【分析】
【详解】
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。
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
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。
8．C
【解析】
【详解】
通电螺线管磁性的强弱与电流的大小，线圈的匝数及是否有铁芯插入有关；螺线管中的电流越大，螺线管的匝数越多，有铁芯插入都可以使通电螺线管的磁性增强，因此调换螺线管两端的极性，只是改变电流的方向，因此只能改变通电螺线管磁场的方向，不能改变通电螺线管磁性强弱；故C项错误；C项符合题意。
故选C。
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
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。
10．C
【解析】
【详解】
如图，电流从螺线管左端注入，根据安培定律，右手四指顺着电流方向握住螺线管，大拇指所指的方向为N极，即螺线管左端为N极，右端为S极，由磁极间相互作用的规律，小磁针a的右端为S极，小磁针b的左端为S极，小磁针c的左端为N极，故ABD错误，C正确。
故选C。
11．C
【解析】
【详解】
首先发现电生磁的科学家是奥斯特，他发现了通电导线周围存在磁场，并且磁场方向跟电流方向有关，故选C。
12．D
【解析】
【详解】
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。
13． 磁 需要 流入
【解析】
【详解】
[1]线圈中有电流通过时，线圈周围会产生磁场，与左边的条形磁场产生相互作用，推动活塞完成工作，所以该装置运用了电流的磁效应。
[2]阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启，所以要使活塞筒内血液推开阀门S1流入血管，则应使活塞向右运动，要使血液推开阀门S2流入活塞筒内，则应使活塞向左运动，工作时活塞的运动方向不同，通过改变电流方向才能改变活塞的运动方向，所以需要改变线圈AB中电流方向。
[3]线圈中的电流从A流向B时，由安培定则可知，电磁铁的右端为N极，其左端为S极，电磁铁和左侧磁体的异名磁极相对，因异名磁极相互吸引，故活塞左移，活塞筒的气压减小，而血管内血压较大、外界大气压较大，使得阀门S1关闭，S2打开，则血液经过S2流入活塞筒。
14． 奥斯特 磁场
【解析】
【分析】
【详解】
[1] 首先揭开这个奥秘的是丹麦物理学家奥斯特，发现通电导体周围存在磁场，让指南针转动。
[2]通电导线能够让指南针转动，说明周围存在磁场。
15． 条形磁铁 N
【解析】
【分析】
【详解】
[1]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极；因此由以上实验探究的结果是：通电螺线管外部磁场与条形磁体相似；
[2]将小磁针放在通电螺线管外部，小磁针静止时N极的指向就是该点处磁场的方向；
16．南北
【解析】
【详解】
由于考虑地磁场的影响，小磁针静止时要指南北方向，在验证电流周围有磁场时，一般也把直导线南北放置，这样导线下方的小磁针偏转会更明显。
17． 磁体 N极 电子 见解析
【解析】
【详解】
(1)[1]材料中已说明，安培认为，在物质内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体。
(2)[2]由右手螺旋定则可知，该微小条形磁体上端是N极。
(3)[3]电子在核外空间运动且电子带有负电荷，所以形成环形电流的电荷是电子。
(4)[4]被磁化的铁棒在受到猛烈的撞击后，由于机械振动使分子电流的取向又变的杂乱无章，所以铁棒的磁性因此消失。
18． 恒 带电粒子定向移动形成电流，电流周围存在磁场 AB
【解析】
【详解】
(1)[1]太阳是银河系的一颗普通恒星。
(2)[2]阳喷射出的大量带电粒子定向运动时会形成强电流，而电流的周围存在磁场，且磁场的强弱和电流的大小有关，电流越大，其周围的磁场越强。
(3)[3]由文中信息知道，“磁暴”发生时会对地球上的电磁现象产生干扰，故“大面积的停电事故”以及“无线电广播突然中断”这些现象都有可能发生；“磁暴”对重力场没有影响，在重力作用下，河水依然从高处向低处流动。
故选AB。
19． -4

【解析】
【详解】
（1）[1]由图知，温度计的分度分度值为1℃，数值自下而上是变小的，比0℃低4个小格，即-4℃。
（2）[2]过重心A沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并标出重力的符号G，如图所示：
（3）[3]根据磁感线的方向可以判断螺线管的右端为N极，左端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针的右端为N极，左端为S极；大拇指指向N极，其余四指弯向电流的方向，可知电流方向从左后方流入，右前方流出，如图所示：
【答题空1】S（2）70℃；（3）35min；（4）44Ω
【解析】
【详解】
解：（1）根据右手安培定则，伸出右手，四指的方向为电流的方向，大拇指的方向为电流方向，故该磁铁的下方是N极，则该磁体的上方是S极。
（2）当I≤8mA时开始保温，控制电路电源电压U为6V，则控制电阻的总电阻为
热敏电阻的阻值为
根据图2可知，此时的温度为70℃。
（3）该热水器在加热状态下将44kg、25℃的水加热到50℃，需要吸收的热量为
不计热量损失，该热水器需要加热时间为
（4）当将衔铁吸下来时，R1与R2并联，总电阻最小，为加热档，此时的总功率为2200W，电阻R1的功率为
则电阻R2的功率为
电阻R2的阻值为
答：（2）热水器刚开始保温时水的温度是70℃；
（3）不计热量损失，该热水器需要加热时间为35min；
（4）电阻R2的阻值为44Ω。
21． 4.6 热胀冷缩 36.5 磁场
【解析】
【详解】
(1)[1]由图知：弹簧测力计上1N之间有5个小格，一个小格代表0.2N，即此弹簧测力计的分度值为0.2N，此时指针指在“4.6”刻度线处，所以弹簧测力计的示数为4.6N。
(2)[2]体温计是根据液体的热胀冷缩性质制成的。
[3]体温计的分度值为0.1℃，示数是36.5℃。
(3)[4]实验中用小磁针的N极指向来判断通电螺线管外部某点的磁场方向。
答案第1页，共2页
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