浙教版科学 八年级下 第一章 第2节 电生磁
一、单选题
1.(2020八下·新昌期末)在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直铜导线。当直导线通电时,小磁针会发生转动、该实验能说明( )
A.铜能吸引磁铁
B.通电导线周围存在磁场
C.小磁针偏转方向与电流大小有关
D.磁能生电
【答案】B
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【分析】小磁针的指向发生了偏转,肯定是受到磁力的作用,据此分析判断。
【解答】当铜导线中没有电流经过时,小磁针与导线平行。当有电流经过时,小磁针发生转动,说明它受到了磁力,即通电导线周围存在磁场,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
2.(2020八下·温州期中)如图,当通电后敲击塑料板,观察到铁粉分布情况是(图中“ ”为导线穿过塑料板的位置)( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】右手螺旋定则
【解析】【分析】该题可以参考安培定则的知识概念来解题。
【解答】可以想象成右手握住导线,让仲直的拇指所指的方 向跟电流的方 向一致,弯曲的四指所指的 方向就是磁感线的环绕方向,因此那些铁粉类似于围绕着图中“ ”,D符合题意。
故答案为:D
3.(2020八下·吴兴期中)某同学研究电流产生的磁场,闭合开关前,小磁针的指向如图甲所示;闭合开关,小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示;只改变电流方向,再次进行实验,小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是( )
A.由甲、乙两图可得电流可以产生磁场
B.由甲、乙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关
C.由甲、乙两图可得电流产生的磁场强弱与电流大小有关
D.由甲、丙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关
【答案】A
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)磁场的基本性质就是对放入其中的磁体产生磁力的作用;
(2)探究磁场方向与电流方向的关系时,必须控制其它因素相同而改变电流方向;
(3)探究磁场的强弱与电流大小的关系时,必须控制其它因素相同而改变电流大小;
(4)根据(2)中的分析判断。
【解答】闭合开关前,小磁针的N极指向右侧;闭合开关后,小磁针的S极向内旋转,N极向外旋转,说明受到磁力的作用,即电流可以产生磁场,故A正确;
甲乙两图中,只是改变了电流的有无,而没有改变电流的方向,因此无法探究电流产生的磁场方向与电流方向有关,故B错误;
甲乙两图中,只是改变了电流的有无,而没有改变电流的大小,因此无法探究电流产生的磁场强弱与电流大小有关,故C错误;
甲丙两图中,只是改变了电流的有无,而没有改变电流的方向,因此无法探究电流产生的磁场方向与电流方向有关,故D错误。
故选A。
4.(2020八下·金华期中)如图所示,一螺线管的左端放着一颗可自由转动的小磁针,闭合开关S前小磁针处于静止,闭合开关S后,小磁针的N极将( )
A.向左偏转 B.向右偏转 C.仍然静止 D.无法判断
【答案】B
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】首先根据安培定则判断螺线管的极性,然后根据磁极之间的相互作用规律判断小磁针的指向。
【解答】根据图片可知,螺线管线圈上电流方向为向下,那么右手握住螺线管,四指指尖向下,此时大拇指指向右侧,即螺线管的右端为N极,左端为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的N极应该向右偏转,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
5.(2020八下·温州月考)如图所示通电螺线管周围的小磁针指向正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】首先根据安培定则判断螺线管的极性,再根据磁极之间的相互作用判断小磁针的指向。
【解答】A.螺线管线圈上电流方向向上,右手握住螺线管,四指指尖向上,大拇指指向左端,那么螺线管的左端为N极,根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的右端应该是S极,故A错误;
B.螺线管线圈上电流方向向上,右手握住螺线管,四指指尖向上,大拇指指向左端,那么螺线管的左端为N极,根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的左端应该是S极,右端是N极,故B错误;
C.螺线管的缠绕方式、线圈上的电流方向与B相同,所以螺线管的左端为N极,根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的左端应该是S极,故C正确;
D.螺线管的缠绕方式、线圈上的电流方向与A相同,所以螺线管的左端为N极,根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的左端应该是S极,故D错误。
故选C。
6.(2019八下·嵊州期末)如图所示,是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分,置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线。关于这个实验的说法正确的是( )
A.首次通过本实验揭开电与磁关系的是法拉第
B.当直导线通电时,小磁针会离开支架悬浮起来
C.小磁针可用于检验通电直导线周围是否存在磁场
D.改变直导线中电流方向,小磁针N极的指向不变
【答案】C
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场,第一次揭示了电和磁之间的联系;
(2)通电导线周围的磁场与电流方向有关;
(3)磁极之间的作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
【解答】A.首次通过本实验揭开电与磁关系的是奥斯特,故A错误;
B.当直导线通电时,电流产生的磁场对小磁针的磁力在水平方向,不会对小磁针产生向上的支持力,那么小磁针不会离开支架悬浮起来,故B错误;
C.当导线中有电流经过时,小磁针发生偏转;当导线中没有电流时,小磁针恢复原来的指向,故C正确;
D.改变直导线中电流方向,小磁针所在的磁场方向与原来相反,因此小磁针N极的指向与原来相反,故D错误。
故选C。
7.(2019八下·嘉兴期末)某科学兴趣小组模拟奥斯特实验来研究电和磁的关系。他们在小磁针的上方拉一根水平方向放置的直导线,电源选用两节1.5V的新干电池。当直导线通电时,该组同学未观察到小磁针偏转的现象。造成上述现象的原因可能是( )
A.导线未沿南北方向放置 B.导线未放置在小磁针的一侧
C.电源电压偏低 D.选用的直导线太粗
【答案】A
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】小磁针没有偏转,说明它受到的电磁力太小,据此对四个选项进行判断即可。
【解答】A.一般情况下,小磁针静止时肯定沿南北方向。如果通电导线也沿南北方向,那么此时电流产生的磁场对小磁针的作用力最大,很容易偏转。如果导线沿东西方向,那么小磁针几乎不受电磁力的作用,肯定不会发生偏转,故A正确;
B.根据题意可知,导线放置在小磁针的上方,故B错误;
C.两节干电池串联,那么总电压为3V,通过一段普通导线的电流应该较大,会产生足够的电磁力,从而使小磁针发生偏转,故C错误;
D.导线越粗,电阻越小,通过的电流越大,受到的电磁力越大,小磁针越容易偏转,故D错误。
故选A。
8.(2018八下·嘉兴月考)如图所示,通电螺线管左端小磁针 N 极指向正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】安培定则,也叫右手螺旋定则,是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。通电直导线中的安培定则:用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指指向就是磁感线的环绕方向;
【解答】A C、由安培定则可知,通电螺线管左端为N极,异名磁极相互吸引,所以小磁针S极指向左端;故A正确,C错误;
B D、通电螺线管周围存在着磁场,由于同名磁极相排斥,异名磁极相吸引,所以小磁针一定会发生偏转;故B D错误;
故答案为:A。
9.(2018八下·绍兴月考)如图是奥斯特实验的示意图,有关分析正确的是( )
A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
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
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】通电导线的周围和磁体一样也存在磁场。电流产生的磁场方向与电流方向有关,改变电流方向,磁场的方向也随之改变。直线电流磁场的磁感
线是一个个以直导线为圆心的同心圆,距离直线电流越近,磁场越强,反之越弱。
【解答】A、通电导线的周围存在磁场,与电流方向有关,改变电流方向,磁场的方向也随之改变;应该说是通电导线周围磁场方向决定了小磁针的指向,故A说法错误,不符合题意;
B、通电导线产生的磁场与小磁针产生的磁场会产生力的作用,在力的作用下小磁针会发生偏转,故B说法正确,符合题意;
C、通电导线周围的磁场是由电流产生的,与小磁针无关,故C说法错误,不符合题意;
D、通电导线的周围存在磁场,与电流方向有关,改变电流方向,磁场的方向也随之改变,故D说法错误,不符合题意;
故答案为:B
10.(2018八下·绍兴月考)一通电螺线管中的电流方向和其周围磁感线的分布如图所示,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】通电螺线管的磁场;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场很相似。改变电流方向,螺线管的磁极会发生改变。通电螺线管的磁极和电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则(也叫安培定则)来判定:用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中的电流方向,大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北极。右手螺旋定则也可以用来判断直线电流的磁场方向,只是需让大拇指指向电流方向,四指弯曲的方向就是直线电流产生的磁场方向。
【解答】A、用右手螺旋定则可判断出通电螺线管的右端是N极,左端是S极,在磁体外部磁场的方向是由N极指向S极,所以方向应该向左,故A不符合题意;
B、用右手螺旋定则可判断出通电螺线管的右端是S极,左端是N极,在磁体外部磁场的方向是由N极指向S极,方向向左,故B符合题意;
C、用右手螺旋定则可判断出通电螺线管的右端是N极,左端是S极,在磁体外部磁场的方向是由N极指向S极,所以方向应该向左,故C不符合题意;
D、用右手螺旋定则可判断出通电螺线管的右端是S极,左端是N极,在磁体外部磁场的方向是由N极指向S极,所以方向应该向右,故D不符合题意.
故答案为:B
二、填空题
11.(2020八上·温州期中)如图所示是奥斯特实验的示意图.实验结论是:通电导线周围存在 ,支持此结论的现象是 如果移走小磁针,该结论 (选填“成立”或“不成立”)。
【答案】磁场;闭合开关,小磁针偏转;成立
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)在奥斯特实验中,当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转;当没有电流经过时,小磁针又恢复原来的指向,这充分说明通电导线周围存在磁场;
(2)磁场是客观存在的,而小磁针是用来直观的反映磁场的,因此无论有无小磁针,电流周围存在磁场的结论是肯定存在的。
【解答】(1)如图所示是奥斯特实验的示意图.实验结论是:通电导线周围存在磁场,支持此结论的现象是:闭合开关,小磁针偏转;
(2)如果移走小磁针,那么磁场仍然存在,即该结论成立。
12.(2020八下·镇海期末)科学家的每次重大发现,都有力地推动了人类文明的进程。丹麦物理学家 首先发现了电流周围存在磁场,第一个揭示了电和磁之间的联系。小科同学自制了一个用开关来控制电磁铁南北极的巧妙装置,如图所示。当开关S接 (选填“a”或“b”)点时,电磁铁的A端是N极。
【答案】奥斯特;a
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据相关的科学发展史解答;
(2)根据安培定则判断线圈上的电流方向,根据电流方向确定开关的闭合情况。
【解答】(1)丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流周围存在磁场,第一个揭示了电和磁之间的联系。
(2)如果电磁铁的A端是N极,那么用右手握住螺线管,大拇指指向A端,此时弯曲的四指指尖向上,因此线圈上电流方向向上,即电流从A端流入,那么A端应该接电源的正极,据此可知,此时应该开关S接a。
13.(2018八下·柯桥月考)如图所示,探究“通电直导线周围的磁场”时,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)闭合开关后,观察到小磁针发生偏转,说明通电直导线周围存在 .
(2)实验中小磁针的作用是 .若移走小磁针,通电直导线周围 (仍有/没有)磁场.
(3)若图中直导线的电流方向不变,将小磁针移到直导线的正上方平行放置,小磁针的偏转方向与原来 (相同/相反)
【答案】(1)磁场
(2)(检验)展现磁场;仍有
(3)相反
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】本题考查了磁场的性质是对放在磁场中的磁体有力的作用;电流周围存在着磁场和磁场的方向与电流方向有关.更加深入的研究了电流的磁效应,在物理学 习中不能只注重了结论的学习,还要注意过程的学习。奥斯特实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场;当电流方向改变时,产生的磁场方向也改变,所以 小磁针的偏转方向也改变;通过小磁针的偏转可以检验磁场是否存在。
【解答】(1)这是著名的奥斯特实验,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;
(2)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;若移走小磁针,通电直导线周围仍有磁场;
(3)若图中直导线的电流方向不变,将小磁针移到直导线的正上方平行放置,小磁针的偏转方向与原来相反;
故答案为:(1)磁场;(2)展现磁场,仍有;(3)相反
14.闭合开关S后,小磁针静止时北极的指向如图所示,则螺线管左端是 极(选填“N”或“S”),电源左端是 极(选填“正”或“负”)。
【答案】N;负
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】利用小磁针静止时的N、S极的方向确定了螺线管的N、S极,然后利用螺线管的绕向和磁极,根据安培定则再确定螺线管中电流方向,进一步确定电源的正负极。
【解答】由于小磁针静止时,其左端为N极,右端为S极,根据磁极间的作用规律可知,螺线管的右端为S极,左端为N极。
根据螺线管的NS极和螺线管的线圈绕向.利用安培定则可以确定电流是从螺线管的左端流出,右端流入。由于电流是从电源的正极流出,经过外电路回到电源负极。所以可以确定,右端是电源的正极,左端是电源的负极。
故答案为:N 负
15. 通电螺线管的N、S极如图所示,由此可判断电流是从 (选填“a”或“b”)端流入螺旋管的.
【答案】a
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】解:由于通电螺线管的左端是S极、右端N极,由安培定则可知,用右手握住通电螺线管,让大拇指指向右侧,此时四指所知的方向即为电流的方向,电流从左侧流入,所以电源a端正极、b端为负极.
故答案为:a
【分析】本题由螺线管的N、S极,据安培定则可判断出电流方向,而电流在电源外部从正极出来,回到负极,据此回答.
三、实验探究题
16.(2020八下·温岭期中)通电螺线管内部的磁场是匀强磁场(每点的磁场方向及强度相同),小妍在塑料管外绕上线圈后连入如图电路,并用磁传感器测量线圈内部的磁场强度。以下是实验记录的表格:请回答下列问题:
实验序号 螺线管直径/cm 螺线管匝数/匝 电流大小/A 磁场强度/T
1 1.98 157 0.2 0.41
2 1.98 157 0.4 0.78
3 1.98 157 0.6 1.13
4 1.98 314 0.6 2.24
5 1.98 471 0.6 3.31
6 3.96 157 0.6 1.13
7 5.94 157 0.6 1.13
(1)本实验的目的是研究通电螺线管内部的磁场强度与 、螺线管直径、螺线管匝数之间的关系。
(2)要研究通电螺线管内部磁场强度与螺线管直径之间的关系,应选择 (填实验序号)进行研究。
(3)本实验的结论是 。
【答案】(1)线圈电流大小(或电流大小)
(2)3、6、7
(3)通电螺线管内部的磁场强度与螺线管直径无关,线圈电流越大,螺线管匝数越多,磁场越强。
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【分析】(1)根据表格确定实验探究的变量;
(2)根据控制变量法的要求,要探究磁场强度与螺线管直径的关系,必须控制线圈匝数和电流大小相等,而改变螺线管的直径,据此选择实验;
(3)根据实验现象的对比,分析磁场强度与螺线管的直径、电流大小和线圈匝数的关系即可。
【解答】(1)本实验的目的是研究通电螺线管内部的磁场强度与线圈电流大小(或电流大小)、螺线管直径、螺线管匝数之间的关系。
(2)要探究磁场强度与螺线管直径的关系,必须控制线圈匝数和电流大小相等,而改变螺线管的直径,应选择实验3、6、7;
(3)对比实验3、6、7可知,当线圈匝数和电流大小相同时,磁场强度与螺线管的直径无关;对比实验1、2、3可知,当螺线管直径和匝数相同时,电流越大,磁场强度越大。对应实验3、4、5可知,当螺线管直径和电流大小相同时,线圈匝数越多,磁场强度越大。
17.(2020八下·乐清期末)某小组在探究“通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关”的实验中,设计了如图所示电路,并进行了实验,当螺线管通电时会对磁铁产生力的作用,使指针绕O点转动,记录指针A所指的刻度值大小,实验结果如下表。
(1)进行1、4、7实验基于的假设是
(2)实验中,他们将开关S从1换到2上时,调节变阻器的滑片P,再次观察电流表示数及指针A所指的刻度值大小,此时调节滑动变阻器是为了 。
(3)写出能使指针反向偏转的具体措施 。(写出一条即可)
【答案】(1)通电螺线管的外部磁场磁性强弱可能与线圈匝数多少有关
(2)控制电流大小相等
(3)对换磁铁的磁极或对换电源的正负极或改变线圈的缠绕方向
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】(1)根据表格,分析1、4、7三次实验中哪个因素发生改变即可;
(2)根据控制变量法的要求分析;
(3)指针反向偏转,说明受到的磁力方向改变,根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素分析即可。
【解答】(1)根据表格可知,实验1、4、7中通过线圈的电流相同,但是螺线管的线圈匝数不同,因此基于的假设为:通电螺线管的外部磁场磁性强弱可能与线圈匝数多少有关;
(2)在实验中,当开关S从1换到2上时,螺线管的线圈匝数改变。当探究通电螺线管的磁场强弱与线圈匝数的关系时,必须控制电流相同,因此此时调节滑动变阻器的目的就是为了控制电流相等;
(3)使指针反向偏转的具体措施:对换磁铁的磁极或对换电源的正负极或改变线圈的缠绕方向。
四、解答题
18.(2019八下·绍兴期中)根据图中通电螺线管的N、S极,标出电源的“+”极和“﹣”极。
【答案】解:如图所示:
【知识点】通电螺线管的磁场;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】根据安培定则判断线圈上的电流方向,电流流入的一端接的是电源正极,另一端是电源负极。
【解答】根据安培定则可知,用右手握住螺线管,大拇指指向左端(N极),弯曲的四指指向上面,因此线圈上电流方向向上,那么电流从右端流入,即电源的右端是正极,左端是负极,如下图:
19.如图中两个通电螺线管相互排斥,画出右侧螺线管线圈的绕法。
【答案】解:
【知识点】通电螺线管的磁场;右手螺旋定则
【解析】【分析】磁极间的相互作用规律为:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。通电螺线管中的安培定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电螺线管的N极。
【解答】根据安培定则可知,左侧螺线管的左侧为S极,右侧为N极,由于两个通电螺线管相互排斥,同名磁极相互排斥,所以右侧螺线管的左侧为N极,右侧为S极,然后再根据安培定则即可画出右侧螺线管线圈的绕法。
20.如图所示,请按要求连接电路,使得开关S闭合后,两个通电螺线管相互吸引,并标出小磁针静止时的N极。
【答案】解:
【知识点】通电螺线管的磁场;右手螺旋定则
【解析】【分析】磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。通电螺线管中的安培定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电螺线管的N极。磁感线是闭合曲线。规定小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向。磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁感线从S极到N极。
【解答】根据通电螺线管的安培定则可知,左边螺线管的左侧为N极,右侧S极,磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极,小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向,故小磁针的左侧为N极。右侧为S极;由于开关S闭合后,两个通电螺线管相互吸引,所以右侧螺线管的左侧为N极,右侧S极,再根据安培定则可知,电流从右边螺线管的右侧流入,左侧流出。
1 / 1浙教版科学 八年级下 第一章 第2节 电生磁
一、单选题
1.(2020八下·新昌期末)在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直铜导线。当直导线通电时,小磁针会发生转动、该实验能说明( )
A.铜能吸引磁铁
B.通电导线周围存在磁场
C.小磁针偏转方向与电流大小有关
D.磁能生电
2.(2020八下·温州期中)如图,当通电后敲击塑料板,观察到铁粉分布情况是(图中“ ”为导线穿过塑料板的位置)( )
A. B.
C. D.
3.(2020八下·吴兴期中)某同学研究电流产生的磁场,闭合开关前,小磁针的指向如图甲所示;闭合开关,小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示;只改变电流方向,再次进行实验,小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是( )
A.由甲、乙两图可得电流可以产生磁场
B.由甲、乙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关
C.由甲、乙两图可得电流产生的磁场强弱与电流大小有关
D.由甲、丙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关
4.(2020八下·金华期中)如图所示,一螺线管的左端放着一颗可自由转动的小磁针,闭合开关S前小磁针处于静止,闭合开关S后,小磁针的N极将( )
A.向左偏转 B.向右偏转 C.仍然静止 D.无法判断
5.(2020八下·温州月考)如图所示通电螺线管周围的小磁针指向正确的是( )
A. B.
C. D.
6.(2019八下·嵊州期末)如图所示,是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分,置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线。关于这个实验的说法正确的是( )
A.首次通过本实验揭开电与磁关系的是法拉第
B.当直导线通电时,小磁针会离开支架悬浮起来
C.小磁针可用于检验通电直导线周围是否存在磁场
D.改变直导线中电流方向,小磁针N极的指向不变
7.(2019八下·嘉兴期末)某科学兴趣小组模拟奥斯特实验来研究电和磁的关系。他们在小磁针的上方拉一根水平方向放置的直导线,电源选用两节1.5V的新干电池。当直导线通电时,该组同学未观察到小磁针偏转的现象。造成上述现象的原因可能是( )
A.导线未沿南北方向放置 B.导线未放置在小磁针的一侧
C.电源电压偏低 D.选用的直导线太粗
8.(2018八下·嘉兴月考)如图所示,通电螺线管左端小磁针 N 极指向正确的是( )
A. B.
C. D.
9.(2018八下·绍兴月考)如图是奥斯特实验的示意图,有关分析正确的是( )
A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
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
10.(2018八下·绍兴月考)一通电螺线管中的电流方向和其周围磁感线的分布如图所示,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题
11.(2020八上·温州期中)如图所示是奥斯特实验的示意图.实验结论是:通电导线周围存在 ,支持此结论的现象是 如果移走小磁针,该结论 (选填“成立”或“不成立”)。
12.(2020八下·镇海期末)科学家的每次重大发现,都有力地推动了人类文明的进程。丹麦物理学家 首先发现了电流周围存在磁场,第一个揭示了电和磁之间的联系。小科同学自制了一个用开关来控制电磁铁南北极的巧妙装置,如图所示。当开关S接 (选填“a”或“b”)点时,电磁铁的A端是N极。
13.(2018八下·柯桥月考)如图所示,探究“通电直导线周围的磁场”时,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)闭合开关后,观察到小磁针发生偏转,说明通电直导线周围存在 .
(2)实验中小磁针的作用是 .若移走小磁针,通电直导线周围 (仍有/没有)磁场.
(3)若图中直导线的电流方向不变,将小磁针移到直导线的正上方平行放置,小磁针的偏转方向与原来 (相同/相反)
14.闭合开关S后,小磁针静止时北极的指向如图所示,则螺线管左端是 极(选填“N”或“S”),电源左端是 极(选填“正”或“负”)。
15. 通电螺线管的N、S极如图所示,由此可判断电流是从 (选填“a”或“b”)端流入螺旋管的.
三、实验探究题
16.(2020八下·温岭期中)通电螺线管内部的磁场是匀强磁场(每点的磁场方向及强度相同),小妍在塑料管外绕上线圈后连入如图电路,并用磁传感器测量线圈内部的磁场强度。以下是实验记录的表格:请回答下列问题:
实验序号 螺线管直径/cm 螺线管匝数/匝 电流大小/A 磁场强度/T
1 1.98 157 0.2 0.41
2 1.98 157 0.4 0.78
3 1.98 157 0.6 1.13
4 1.98 314 0.6 2.24
5 1.98 471 0.6 3.31
6 3.96 157 0.6 1.13
7 5.94 157 0.6 1.13
(1)本实验的目的是研究通电螺线管内部的磁场强度与 、螺线管直径、螺线管匝数之间的关系。
(2)要研究通电螺线管内部磁场强度与螺线管直径之间的关系,应选择 (填实验序号)进行研究。
(3)本实验的结论是 。
17.(2020八下·乐清期末)某小组在探究“通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关”的实验中,设计了如图所示电路,并进行了实验,当螺线管通电时会对磁铁产生力的作用,使指针绕O点转动,记录指针A所指的刻度值大小,实验结果如下表。
(1)进行1、4、7实验基于的假设是
(2)实验中,他们将开关S从1换到2上时,调节变阻器的滑片P,再次观察电流表示数及指针A所指的刻度值大小,此时调节滑动变阻器是为了 。
(3)写出能使指针反向偏转的具体措施 。(写出一条即可)
四、解答题
18.(2019八下·绍兴期中)根据图中通电螺线管的N、S极,标出电源的“+”极和“﹣”极。
19.如图中两个通电螺线管相互排斥,画出右侧螺线管线圈的绕法。
20.如图所示,请按要求连接电路,使得开关S闭合后,两个通电螺线管相互吸引,并标出小磁针静止时的N极。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【分析】小磁针的指向发生了偏转,肯定是受到磁力的作用,据此分析判断。
【解答】当铜导线中没有电流经过时,小磁针与导线平行。当有电流经过时,小磁针发生转动,说明它受到了磁力,即通电导线周围存在磁场,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
2.【答案】D
【知识点】右手螺旋定则
【解析】【分析】该题可以参考安培定则的知识概念来解题。
【解答】可以想象成右手握住导线,让仲直的拇指所指的方 向跟电流的方 向一致,弯曲的四指所指的 方向就是磁感线的环绕方向,因此那些铁粉类似于围绕着图中“ ”,D符合题意。
故答案为:D
3.【答案】A
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)磁场的基本性质就是对放入其中的磁体产生磁力的作用;
(2)探究磁场方向与电流方向的关系时,必须控制其它因素相同而改变电流方向;
(3)探究磁场的强弱与电流大小的关系时,必须控制其它因素相同而改变电流大小;
(4)根据(2)中的分析判断。
【解答】闭合开关前,小磁针的N极指向右侧;闭合开关后,小磁针的S极向内旋转,N极向外旋转,说明受到磁力的作用,即电流可以产生磁场,故A正确;
甲乙两图中,只是改变了电流的有无,而没有改变电流的方向,因此无法探究电流产生的磁场方向与电流方向有关,故B错误;
甲乙两图中,只是改变了电流的有无,而没有改变电流的大小,因此无法探究电流产生的磁场强弱与电流大小有关,故C错误;
甲丙两图中,只是改变了电流的有无,而没有改变电流的方向,因此无法探究电流产生的磁场方向与电流方向有关,故D错误。
故选A。
4.【答案】B
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】首先根据安培定则判断螺线管的极性,然后根据磁极之间的相互作用规律判断小磁针的指向。
【解答】根据图片可知,螺线管线圈上电流方向为向下,那么右手握住螺线管,四指指尖向下,此时大拇指指向右侧,即螺线管的右端为N极,左端为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的N极应该向右偏转,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
5.【答案】C
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】首先根据安培定则判断螺线管的极性,再根据磁极之间的相互作用判断小磁针的指向。
【解答】A.螺线管线圈上电流方向向上,右手握住螺线管,四指指尖向上,大拇指指向左端,那么螺线管的左端为N极,根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的右端应该是S极,故A错误;
B.螺线管线圈上电流方向向上,右手握住螺线管,四指指尖向上,大拇指指向左端,那么螺线管的左端为N极,根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的左端应该是S极,右端是N极,故B错误;
C.螺线管的缠绕方式、线圈上的电流方向与B相同,所以螺线管的左端为N极,根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的左端应该是S极,故C正确;
D.螺线管的缠绕方式、线圈上的电流方向与A相同,所以螺线管的左端为N极,根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的左端应该是S极,故D错误。
故选C。
6.【答案】C
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场,第一次揭示了电和磁之间的联系;
(2)通电导线周围的磁场与电流方向有关;
(3)磁极之间的作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
【解答】A.首次通过本实验揭开电与磁关系的是奥斯特,故A错误;
B.当直导线通电时,电流产生的磁场对小磁针的磁力在水平方向,不会对小磁针产生向上的支持力,那么小磁针不会离开支架悬浮起来,故B错误;
C.当导线中有电流经过时,小磁针发生偏转;当导线中没有电流时,小磁针恢复原来的指向,故C正确;
D.改变直导线中电流方向,小磁针所在的磁场方向与原来相反,因此小磁针N极的指向与原来相反,故D错误。
故选C。
7.【答案】A
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】小磁针没有偏转,说明它受到的电磁力太小,据此对四个选项进行判断即可。
【解答】A.一般情况下,小磁针静止时肯定沿南北方向。如果通电导线也沿南北方向,那么此时电流产生的磁场对小磁针的作用力最大,很容易偏转。如果导线沿东西方向,那么小磁针几乎不受电磁力的作用,肯定不会发生偏转,故A正确;
B.根据题意可知,导线放置在小磁针的上方,故B错误;
C.两节干电池串联,那么总电压为3V,通过一段普通导线的电流应该较大,会产生足够的电磁力,从而使小磁针发生偏转,故C错误;
D.导线越粗,电阻越小,通过的电流越大,受到的电磁力越大,小磁针越容易偏转,故D错误。
故选A。
8.【答案】A
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】安培定则,也叫右手螺旋定则,是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。通电直导线中的安培定则:用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指指向就是磁感线的环绕方向;
【解答】A C、由安培定则可知,通电螺线管左端为N极,异名磁极相互吸引,所以小磁针S极指向左端;故A正确,C错误;
B D、通电螺线管周围存在着磁场,由于同名磁极相排斥,异名磁极相吸引,所以小磁针一定会发生偏转;故B D错误;
故答案为:A。
9.【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】通电导线的周围和磁体一样也存在磁场。电流产生的磁场方向与电流方向有关,改变电流方向,磁场的方向也随之改变。直线电流磁场的磁感
线是一个个以直导线为圆心的同心圆,距离直线电流越近,磁场越强,反之越弱。
【解答】A、通电导线的周围存在磁场,与电流方向有关,改变电流方向,磁场的方向也随之改变;应该说是通电导线周围磁场方向决定了小磁针的指向,故A说法错误,不符合题意;
B、通电导线产生的磁场与小磁针产生的磁场会产生力的作用,在力的作用下小磁针会发生偏转,故B说法正确,符合题意;
C、通电导线周围的磁场是由电流产生的,与小磁针无关,故C说法错误,不符合题意;
D、通电导线的周围存在磁场,与电流方向有关,改变电流方向,磁场的方向也随之改变,故D说法错误,不符合题意;
故答案为:B
10.【答案】B
【知识点】通电螺线管的磁场;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场很相似。改变电流方向,螺线管的磁极会发生改变。通电螺线管的磁极和电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则(也叫安培定则)来判定:用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中的电流方向,大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北极。右手螺旋定则也可以用来判断直线电流的磁场方向,只是需让大拇指指向电流方向,四指弯曲的方向就是直线电流产生的磁场方向。
【解答】A、用右手螺旋定则可判断出通电螺线管的右端是N极,左端是S极,在磁体外部磁场的方向是由N极指向S极,所以方向应该向左,故A不符合题意;
B、用右手螺旋定则可判断出通电螺线管的右端是S极,左端是N极,在磁体外部磁场的方向是由N极指向S极,方向向左,故B符合题意;
C、用右手螺旋定则可判断出通电螺线管的右端是N极,左端是S极,在磁体外部磁场的方向是由N极指向S极,所以方向应该向左,故C不符合题意;
D、用右手螺旋定则可判断出通电螺线管的右端是S极,左端是N极,在磁体外部磁场的方向是由N极指向S极,所以方向应该向右,故D不符合题意.
故答案为:B
11.【答案】磁场;闭合开关,小磁针偏转;成立
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)在奥斯特实验中,当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转;当没有电流经过时,小磁针又恢复原来的指向,这充分说明通电导线周围存在磁场;
(2)磁场是客观存在的,而小磁针是用来直观的反映磁场的,因此无论有无小磁针,电流周围存在磁场的结论是肯定存在的。
【解答】(1)如图所示是奥斯特实验的示意图.实验结论是:通电导线周围存在磁场,支持此结论的现象是:闭合开关,小磁针偏转;
(2)如果移走小磁针,那么磁场仍然存在,即该结论成立。
12.【答案】奥斯特;a
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据相关的科学发展史解答;
(2)根据安培定则判断线圈上的电流方向,根据电流方向确定开关的闭合情况。
【解答】(1)丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流周围存在磁场,第一个揭示了电和磁之间的联系。
(2)如果电磁铁的A端是N极,那么用右手握住螺线管,大拇指指向A端,此时弯曲的四指指尖向上,因此线圈上电流方向向上,即电流从A端流入,那么A端应该接电源的正极,据此可知,此时应该开关S接a。
13.【答案】(1)磁场
(2)(检验)展现磁场;仍有
(3)相反
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】本题考查了磁场的性质是对放在磁场中的磁体有力的作用;电流周围存在着磁场和磁场的方向与电流方向有关.更加深入的研究了电流的磁效应,在物理学 习中不能只注重了结论的学习,还要注意过程的学习。奥斯特实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场;当电流方向改变时,产生的磁场方向也改变,所以 小磁针的偏转方向也改变;通过小磁针的偏转可以检验磁场是否存在。
【解答】(1)这是著名的奥斯特实验,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;
(2)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;若移走小磁针,通电直导线周围仍有磁场;
(3)若图中直导线的电流方向不变,将小磁针移到直导线的正上方平行放置,小磁针的偏转方向与原来相反;
故答案为:(1)磁场;(2)展现磁场,仍有;(3)相反
14.【答案】N;负
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】利用小磁针静止时的N、S极的方向确定了螺线管的N、S极,然后利用螺线管的绕向和磁极,根据安培定则再确定螺线管中电流方向,进一步确定电源的正负极。
【解答】由于小磁针静止时,其左端为N极,右端为S极,根据磁极间的作用规律可知,螺线管的右端为S极,左端为N极。
根据螺线管的NS极和螺线管的线圈绕向.利用安培定则可以确定电流是从螺线管的左端流出,右端流入。由于电流是从电源的正极流出,经过外电路回到电源负极。所以可以确定,右端是电源的正极,左端是电源的负极。
故答案为:N 负
15.【答案】a
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】解:由于通电螺线管的左端是S极、右端N极,由安培定则可知,用右手握住通电螺线管,让大拇指指向右侧,此时四指所知的方向即为电流的方向,电流从左侧流入,所以电源a端正极、b端为负极.
故答案为:a
【分析】本题由螺线管的N、S极,据安培定则可判断出电流方向,而电流在电源外部从正极出来,回到负极,据此回答.
16.【答案】(1)线圈电流大小(或电流大小)
(2)3、6、7
(3)通电螺线管内部的磁场强度与螺线管直径无关,线圈电流越大,螺线管匝数越多,磁场越强。
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【分析】(1)根据表格确定实验探究的变量;
(2)根据控制变量法的要求,要探究磁场强度与螺线管直径的关系,必须控制线圈匝数和电流大小相等,而改变螺线管的直径,据此选择实验;
(3)根据实验现象的对比,分析磁场强度与螺线管的直径、电流大小和线圈匝数的关系即可。
【解答】(1)本实验的目的是研究通电螺线管内部的磁场强度与线圈电流大小(或电流大小)、螺线管直径、螺线管匝数之间的关系。
(2)要探究磁场强度与螺线管直径的关系,必须控制线圈匝数和电流大小相等,而改变螺线管的直径,应选择实验3、6、7;
(3)对比实验3、6、7可知,当线圈匝数和电流大小相同时,磁场强度与螺线管的直径无关;对比实验1、2、3可知,当螺线管直径和匝数相同时,电流越大,磁场强度越大。对应实验3、4、5可知,当螺线管直径和电流大小相同时,线圈匝数越多,磁场强度越大。
17.【答案】(1)通电螺线管的外部磁场磁性强弱可能与线圈匝数多少有关
(2)控制电流大小相等
(3)对换磁铁的磁极或对换电源的正负极或改变线圈的缠绕方向
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】(1)根据表格,分析1、4、7三次实验中哪个因素发生改变即可;
(2)根据控制变量法的要求分析;
(3)指针反向偏转,说明受到的磁力方向改变,根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素分析即可。
【解答】(1)根据表格可知,实验1、4、7中通过线圈的电流相同,但是螺线管的线圈匝数不同,因此基于的假设为:通电螺线管的外部磁场磁性强弱可能与线圈匝数多少有关;
(2)在实验中,当开关S从1换到2上时,螺线管的线圈匝数改变。当探究通电螺线管的磁场强弱与线圈匝数的关系时,必须控制电流相同,因此此时调节滑动变阻器的目的就是为了控制电流相等;
(3)使指针反向偏转的具体措施:对换磁铁的磁极或对换电源的正负极或改变线圈的缠绕方向。
18.【答案】解:如图所示:
【知识点】通电螺线管的磁场;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】根据安培定则判断线圈上的电流方向,电流流入的一端接的是电源正极,另一端是电源负极。
【解答】根据安培定则可知,用右手握住螺线管,大拇指指向左端(N极),弯曲的四指指向上面,因此线圈上电流方向向上,那么电流从右端流入,即电源的右端是正极,左端是负极,如下图:
19.【答案】解:
【知识点】通电螺线管的磁场;右手螺旋定则
【解析】【分析】磁极间的相互作用规律为:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。通电螺线管中的安培定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电螺线管的N极。
【解答】根据安培定则可知,左侧螺线管的左侧为S极,右侧为N极,由于两个通电螺线管相互排斥,同名磁极相互排斥,所以右侧螺线管的左侧为N极,右侧为S极,然后再根据安培定则即可画出右侧螺线管线圈的绕法。
20.【答案】解:
【知识点】通电螺线管的磁场;右手螺旋定则
【解析】【分析】磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。通电螺线管中的安培定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电螺线管的N极。磁感线是闭合曲线。规定小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向。磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁感线从S极到N极。
【解答】根据通电螺线管的安培定则可知,左边螺线管的左侧为N极,右侧S极,磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极,小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向,故小磁针的左侧为N极。右侧为S极;由于开关S闭合后,两个通电螺线管相互吸引,所以右侧螺线管的左侧为N极,右侧S极,再根据安培定则可知,电流从右边螺线管的右侧流入,左侧流出。
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