粤沪版九年级物理下册16.2 奥斯特的发现 同步练习
一、单选题
1.(2022九下·江阴月考)如图所示,下列关于磁现象的分析中,说法错误的是( )
A.甲图中,在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板,所观察到的是磁感线
B.乙图中,U形磁铁周围的磁感线在靠近磁极处分布得比较密
C.丙图中,小磁针S极的受力方向,与通电螺线管在该点的磁感线切线方向相反
D.丁图中,北京地区地面附近能自由转动的小磁针静止时,N极指向地理北极附近
【答案】A
【知识点】磁场;地磁场;通电螺线管的磁场
【解析】【解答】A.磁感线不是真实存在的,所以在甲图中,所观察到的不是磁感线,是铁屑受到磁场力的作用而分布周围,A错误,符合题意;
B.U形磁铁周围的磁感线在靠近磁极处分布得比较密,远离磁极处分布得比较疏,B正确,不符合题意;
C.小磁针S极的受力方向向左,根据安培定则,通电螺线管左侧为N极,那么通电螺线管在该点的磁感线切线方向向右,则这两个方向是相反的,C正确,不符合题意;
D.小磁针静止时,N极指向是指向地磁南极附近,地理北极附近,D正确,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】磁体周围存在磁场;利用假想的线描述磁场的分别,是磁感线;小磁针的北极的指向和磁场方向一致。
2.(2020九下·重庆开学考)关于如图所示的电和磁的知识,下列描述正确的是( )
A.甲图是电风扇的工作原理图
B.乙图中磁铁可以吸引所有金属
C.丙图中电铃是利用电流的磁效应工作
D.丁图中摩擦后的梳子能吸引小纸屑是因为同种电荷相互吸引
【答案】C
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A.电风扇中有电动机,电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的,图甲是电磁感应现象,A不符合题意;
B.磁体能吸引铁、钴、镍等金属,不能吸引所有金属,B不符合题意;
C.电铃中电磁铁,是利用电流的磁效应工作的,C符合题意;
D.摩擦后的梳子带了电,能吸引轻小物体,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场,该磁场即为电荷定向移动造成的。
3.(2019九下·峄城月考)如图所示的装置中,当开关S闭合后,下列判断正确的是( )
A.通电螺线管外A点的磁场方向向左
B.通电螺线管的左端为N极
C.向左移动滑片P,通电螺线管的磁性减弱
D.小磁针静止后,其N极的指向沿水平向右
【答案】B
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】A. 用右手握住通电螺线管,四指方向与电流方向一致,大拇指所指的即是N极,则左端为N极,右端为S极,根据磁场从N极出发,S极进入,故A点的磁场方向向右,A不符合题意;
B. 根据右手螺旋定则,通电螺线管的左端为N极,B符合题意;
C. 向左移动滑片P,接入电路的电阻变小,电路中通过的电流变大,通电螺线管的磁性增强,C不符合题意;
D. 通电螺线管的左端为N极,右端为S极,根据两极异性相吸,小磁针顺时针旋转,N极指向沿水平向左,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】本题考查了右手螺旋定则,且磁性大小与电流大小有关,故可以通过改变电路中接入的电阻大小来进行控制。
4.(2019九下·韶关月考)如右图所示,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.电流表示数变小,弹簧长度变短
B.电流表示数变大,弹簧长度变短
C.电流表示数变小,弹簧长度变长
D.电流表示数变大,弹簧长度变长
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用;通电螺线管的磁场
【解析】【解答】电流由下方流入,则由右手螺旋定则可知,螺线管上端为N极;因同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以,两磁铁同名相对,相互排斥;当滑片P从a端向b端滑动过程中,滑动变阻器接入电阻减小,电路中的总电阻减小,由I=U/R可知,电路中电流变大,即电流表的示数变大,AC不符合题意;此时条形磁铁受向上的力增强,弹簧长度变短,D不符合题意;B符合题意;
故答案为:B
【分析】由右手螺旋定则可得岀螺线管上端磁极,由磁极间的相互作用可知电磁铁与条形磁铁的作用;根据滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化,由欧姆定律可得出电流的变化,进而可知通电螺线管磁场强弱的变化,进一步判断弹簧长度的变化。
5.一螺线管PQ通电后,旁边的小磁针指向如图所示,黑色表示小磁针的N极,下列关于螺线管的磁极说法中正确的是( )
A.Q端是螺线管的S极,电流是从B流入螺线管的
B.Q端是螺线管的N极,电流是从A流入螺线管的
C.Q端是螺线管的S极,电流是从A流入螺线管的
D.Q端是螺线管N极,电流是从B流入螺线管的
【答案】B
【知识点】安培定则
【解析】【解答】 小磁针的左端表示N极,根据异名磁极相互吸引的原理可知,螺线管右端Q为N极,所以A、C不符合题意,又根据安培定则可知,电流从A出流入螺线管,大拇指所指的方向就是N极,B符合题意;故答案为:B
【分析】本题考查的是异名磁极之间的相互作用原理和安培定则,应熟练掌握这一知识点。
6.要改变通电导体在磁场中的受力方向,下列办法中可行的是( )
A.改变通电导体中的电流方向
B.增大通电导体中的电流
C.减小通电导体两端的电压
D.同时改变导体中的电流方向和磁场方向
【答案】A
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A.通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关,当电流方向改变时,受力方向就会发生改变,A符合题意;B.增大电流,则通电导体在磁场中受到的力将增大,这种方法并不会改变受力方向,B不符合题意;
C.当电压减小时,导体中的电流就会減小此时通电导体在磁场中受到的力就会减小,这种方法并不会改变受力方向,C不符合题意;
D.如果同时改变电流方向和磁场方向,受力方向反而不改变,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关,当电流方向或者磁场的方向变得相反时,通电导体受力的方向也变得相反,如果电流方向和磁场方向都变得相反,则通电导体的受力方向不变。
7.开关S闭合后,小磁针静止时的指向如图所示,由此可知( )
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
【知识点】通电螺线管的磁场;安培定则
【解析】【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a端为S极,b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,伸出右手使大拇指指示螺线管的b端N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的右端流入,则电源的c端为正极,d端为负极,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】根据小磁针的南北极指向判断通电螺线管的磁极位置,再结合安培定则判断电流方向和电源正负极。
8.如图所示,用铜导线穿过一块硬白纸板绕成螺线管,给螺线管通入电流,将小磁针放在纸板上不同的位置,包括螺线管内部,如图所示为小磁针N极(深色一端为N极)在各个位置静止时的指向,则( )
A.螺线管左端是N极,右端是S极 B.螺线管外面的磁感线从左到右
C.螺线管内部的磁感线从左到右 D.螺线管内部没有磁感线
【答案】C
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】由图可知,磁体周围小磁针N极指向从右向左,螺线管左端为S极、右端为N极,外部磁感线从右到左;内部磁感线由S极指向N极,则螺线管内部的磁感线从左到右,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】通电螺线管相当于条形磁体,磁体内部的磁场方向从南极到北极。
9.法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于巨磁电阻(GMR)效应而荣获2007年诺贝尔物理学奖.如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图,实验发现,在闭合开关S1、S2且滑片P向右滑动的过程中,指示灯明显变暗,这说明( )
A.电磁铁的左端为N极
B.流过灯泡的电流增大
C.巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小
D.巨磁电阻的阻值与磁场的强弱没有关系
【答案】A
【知识点】通电螺线管的磁场;安培定则
【解析】【解答】左边电路根据电流的流向,由右手定则可知电磁铁的左端为N极,A符合题意;在闭合开关S1、S2且滑片P向右滑动的过程中,左边电路滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路中电流变小,电磁铁的磁性变弱;指示灯明显变暗,说明右边电路中电流变小,巨磁电阻的阻值变大,所以巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大,B.C.D均不符合题意,
故答案为:A。
【分析】根据电流方向,结合安培定则可以判断通电螺线管的磁极,当电阻增大,电流减小,指示灯变暗,说明巨磁电阻的阻值变大。
10.下列各图中,小磁针静止时N极指向正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】通电螺线管的磁场;安培定则
【解析】【解答】由右手定则可知:A图中螺线管的左端是N极,由磁极间的相互作用可知,小磁针的位置正确,A符合题意;
B图中螺线管的左端为N极,所以小磁针的N极应指向右端,B不符合题意;
C图中螺线管的右端为N极,左端为S极,小磁针靠近螺线管的应是N极,C不符合题意;
D图中螺线管的右端是N极,所以小磁针的N极应指向左端,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据电流方向,结合安培定则判断通电螺线管的磁极位置,再根据异名磁极的相互作用判断小磁针的指向。
11.如图所示,有条形磁体和电磁铁,虚线表示磁感线,磁极甲、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
【答案】A
【知识点】磁感线及其特点;安培定则
【解析】【解答】电流从通电螺线管左侧流入,电流从通电螺线管右侧流出,由右手定则可知:磁极乙为S极,磁极丙为N极,通过磁感线的方向可知甲乙为异名磁极,丙丁为同名磁极,所以磁极甲、乙、丙、丁的极性依次是S、N、S、S。
故答案为:A
【分析】在螺线管内部磁感线的方向从S极指向N极,外部则相反.
安培定则:用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极(N极).
12.一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
【解析】【解答】据安培定则判断,该螺线管的右端是N极,左端是S极,故磁感线的方向错误,A不符合题意;据安培定则判断,该螺线管的左端是N极,右端是S极,且磁感线的方向正确,B符合题意;据安培定则判断,该螺线管的右端是N极,左端是S极,故磁感线的方向错误,C不符合题意;据安培定则判断,该螺线管的左端是N极,右端是S极,故磁感线的方向错误,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】利用安培定则判断螺线管的极性,再结合磁感线的方向判断即可.
13.在如图所示的电路中,根据小磁针静止时的指向可知( )
A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B.b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
C.a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极
D.b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
【答案】A
【知识点】安培定则
【解析】【解答】在螺线管内部磁感线的方向从S极指向N极。根据小磁针静止时N极的指向可知,a端是通电螺线管的N极,b端是通电螺线管的S极;根据安培定则可知,螺线管的电流从左端进入,右端流出,由此可知,c是电源正极,d是电源负极。
故答案为:A。
【分析】在螺线管内部磁感线的方向从S极指向N极.
安培定则:用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极(N极).
14.如图所示,甲、乙两线圈宽松地套在光滑的玻璃棒上,并可以自由滑动.当电路闭合时,两螺线管将( )
A.互相吸引,距离变近
B.互相排斥,距离变远
C.先向中间吸引,然后向两边排斥
D.没有相互作用
【答案】A
【知识点】安培定则
【解析】【解答】由右手螺旋定则可知,甲左侧为N极,右侧是S极;乙的左侧为N极,右侧是S极;故两线圈相对位置为异名磁极,故两线圈将相互吸引,距离变近。
故答案为:A
【分析】利用安培定则判断螺线管的极性,再利用磁极间的相互作用判断即可.
15.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.发生偏转的小磁针受到磁场力的作用
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】【解答】AD、通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的,AD不符合题意; B. 当将通电导体放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转,说明了通电导线周围存在磁场,该磁场对小磁针有力的作用;因为力的作用是相互的,所以该小磁针对通电导线也有力的作用,B符合题意; C. 该磁场与小磁针的有无无关,故移走小磁针后,该结论仍成立,C不符合题意;
故答案为:B
【分析】奥斯特实验证明:通电导线周围存在磁场.磁场方向由电流的方向决定的.
二、填空题
16.(2022九下·江阴月考)回顾了电和磁,完成下列有关问题。
(1)由图1的实验可知: 有磁场;此磁场的方向跟 有关。这种现象叫电流的 效应,电磁铁就是利用这种效应制成的;
(2)小红利用电磁铁设计了一种微机室防盗报警器(如图2)。在微机室房门处安装开关S,电铃安装在传达室。当房门被推开时,开关S闭合,电流通过电磁铁,电磁铁有磁性,跟金属弹性片上的磁铁(涂黑端为N)相互 ,电铃电路接通电铃报警。
【答案】(1)通电导线周围;电流的方向;磁
(2)排斥
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】(1)由图1甲、丙可知,导线中有电流时,小磁针发生偏转,说明小磁针周围存在磁场;图乙导线中没有电流,小磁针不偏转,说明小磁针周围不存在磁场;图1的甲与丙还能看出,导线电流方向不同,小磁针偏转方向不同,这说明电流方向不同,磁场方向不同,磁场方向与电流方向有关;该现象就是电流的磁效应。
(2)图2左侧为控制电路,当开关闭合时,电磁铁获得磁性,由安培定则可知,电磁铁的右端为N极,跟金属弹性片上的磁铁(涂黑端为N)为同名磁极,由同名磁极相互排斥可知,此时金属弹簧片向右运动,将电铃电路接通,右侧工作电路开始工作,电铃报警。
【分析】(1)通电导体周围存在磁场,磁场方向和电流方向有关;电流周围有磁场,是电流的磁效应;
(2)磁体间,同名磁极相互排斥。
17.(2022九下·兴化月考)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。
【答案】磁;需要;流入
【知识点】通电直导线周围的磁场;通电螺线管的磁场
【解析】【解答】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。
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。
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。
【分析】电流通过时,产生磁场,是电流的磁效应;当电流的方向改变时,磁场的方向改变;根据异名磁极相互吸引判断工作情况。
18.(2022九下·江都月考)在探究通电螺线管内外部磁场的方向时,玻璃板上均匀地撒上铁屑,闭合开关,轻敲玻璃板,铁屑的分布情况如图所示,铁屑在玻璃板上的分布与 的磁场分布非常相似.若把连接电源正负极的接线对调,再闭合开关,轻敲玻璃板,此时铁屑分布情况 (选填“改变”或“不变”),小磁针N、S极的指向 (选填“改变”或“不变”)。
【答案】条形磁体;不变;改变
【知识点】磁场;通电螺线管的磁场
【解析】【解答】铁屑的分布情况看,铁屑在玻璃板上的分布与条形磁铁的磁场分布非常相似。
若把连接电源正负极的接线对调,再闭合开关,磁场方向改变了,但磁感线的形状不变,因此轻敲玻璃板,此时铁屑分布情况不变,小磁针N、S极的指向改变。
【分析】通电螺线管的磁场和条形磁体相似;改变通电螺线管的电流方向,磁场方向改变,磁场分布不变。
19.(2022九下·姜堰月考)如图甲为奥斯特实验,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 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 (东西/南北)方向放置,这是由于考虑到 的影响.乙图是“探究通电螺线管外部磁场”的实验,在螺线管的两端各 放一个小磁针,并在有机玻璃板上均匀的撒满铁屑,放小磁针的目的是 ,闭合开关后为了更好地 通过铁屑客观地描述磁场分布情况,接下来的操作是 。
【答案】磁场;南北;地磁场;显示磁场方向;轻敲玻璃板观察铁屑的分布情况
【知识点】通电直导线周围的磁场;通电螺线管的磁场
【解析】【解答】奥斯特实验中,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,应使通电导线沿南北方向放置,这是由于考虑到地磁场的影响;
探究通电螺线管外部磁场的实验中,在螺线管的两端各放一个小磁针,并在有机玻璃板上均匀的撒满铁屑,放小磁针的目的是显示磁场方向,闭合开关后为了更好地 通过铁屑客观地描述磁场分布情况,接下来的操作是轻敲玻璃板观察铁屑的分布情况。
【分析】通电导线周围有磁场,磁场会让小磁针发生偏转;
小磁针北极所指方向为该点磁场方向,碎铁屑可以显示磁场的分布情况;
地磁场是从地理南极到地理北极,为了避免地磁场的影响,应该让小磁针按照南北方向放置;
20.(2020九下·重庆开学考)丹麦物理学家 于 1820 年发现了电流的磁效应,第一次揭示了电和磁的联系;同年,法国物理学家安培提出了安培定则,也就是右手螺旋定则,请你利用安培定则判断图中螺线管左端为 极(选 填“N”或“S”)。
【答案】奥斯特;N
【知识点】通电螺线管的磁场;安培定则
【解析】【解答】丹麦物理学家奥斯特于1820年发现了电流的磁效应;图中电流的方向右进左出,螺线管外侧的电流方向向上,根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向螺线管的左端,即螺线管的左端为N极。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场,通电螺线管周围的磁场可以利用右手螺旋定则判断N极和S极。
21.(2019九下·万州月考)小明用导线绕成一个螺线管,通电后小磁针指向如图所示,则通电螺线管的 端(填“左”或“右”)为N极,B端为电源的 极。
【答案】右;正
【知识点】安培定则;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】解:小磁针静止时,其S极靠近螺线管的右端,根据异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的右端为N极。
根据螺线管的右端为N极以及图示的线圈绕向,利用安培定则可知,电流从螺线管的右端流入、左端流出,从而可以确定B端为电源的正极,A端为负极。
故答案为:右;正。
【分析】利用磁极间的相互作用判断螺线管的磁极,再利用安培定则判断电流方向,进一步确定电源的正、负极.
22.(2019九下·潮南月考)最先发现电流周围存在磁场的科学家是丹麦物理学家 ,如图所示,通电螺钱管附近的小磁针处于静止状态,则娠线管的A端是 极,电流的D编是 极。
【答案】奥斯特;S;负
【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】【解答】丹麦物理学家奥斯特发现,将导体放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转,从而提出了电流的磁效应;
由图可知,小磁针静止时,S极靠近电磁铁,由同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知电磁铁B端应为N极,A端为S极;则由右手螺旋定则可知,电流应由右端流入,故电源C端为正极,D端为负极。
故答案为:奥斯特;S;负
【分析】解答本题应掌握:奥斯特的贡献、磁极间的相互作用及右手螺旋定则的应用。
23.(2019九下·韶关月考)如图所示,当开关S闭合时,通电螺线管旁的小磁针如图8-17所示方向转动,则通电螺线管的a端为 极,电源的d端为 极.当图中滑动片向左滑动时,小磁针受到的磁场力 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
【答案】N;负;变大
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】小磁针按如图所示方向转动,可知b极为S极,则a极为N极,根据右手螺旋定则,可知c端为正极,则d端为负极,当滑片向左滑动时,电路中电阻变小,在总电压不变的情况下,电流变强,通电螺线管的磁性变强,小磁针受到的磁场力变大故答案为:N;负;变大;
【分析】先通过磁极间的相互作用规律判断通电螺线管的南北极,再通过右手螺旋定则判断电源的正负极。滑片移动,判断电阻变大,由此判断电流变化,最后判断小磁针受到的磁场力强弱。
24.如图所示,螺线管磁性的有无可以由 的有无来控制;其极性与螺线管中的 方向有关;若将甲和乙两螺线管串联在电路中, 的磁性更强(选填“甲”或“乙”).
【答案】电流;电流;乙
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】电磁铁是利用电流的磁效应来制成的,当电磁铁中有电流时,电磁铁有磁性,没有电流时,电磁铁无磁性,所以其磁性的有无是利用电流的有无来决定的.改变电流的方向,线圈的极性会发生改变,则极性与螺线管中的电流方向有关;将甲和乙两螺线管串联在电路中,电流大小相同,所以,这两个螺线管磁性的强弱
取决于线圈匝数的多少.由图示的情况可知甲的线圈匝数比乙的匝数少,所以乙的磁性更强.
故答案为:电流;电流;乙。
【分析】电磁铁磁性的有无可以用有无电流控制,磁性强弱可以用电流大小来控制,电流相同时,线圈匝数越多,磁性越强。
25.学习了通电螺线管的磁场后,小华同学利用螺线管、小磁针、电键和电池等器材继续做实验.小华将小磁针放在螺线管内部,电键S断开,小磁针静止后如图(a)所示.闭合电键S,小磁针转动,静止后如图(b)所示.接着小华改变电池的接法,再闭合电键S,小磁针静止后如图(c)所示.请根据现象及相关条件归纳得出初步结论.
①比较如图(a)和(b)可知: .
②比较如图(b)和(c)可知: .
【答案】通电螺线管内部存在磁场;通电螺线管内部磁场的方向跟电流方向有关
【知识点】通电螺线管的磁场;安培定则
【解析】【解答】① 比较(a)和(b)可知,电键断开时,小磁针静止不动,当电争闭合时,小磁针发生了偏转,受到了磁场力的作用,说明通电螺线管内部存在磁场;② 比较图4(b)和(c)可知,当螺线管中的电流反向时,小磁针的指向也发生了改变,说明磁场的方向不同,通电螺线管内部磁场的方向跟电流方向有关。
故答案为:通电螺线管内部存在磁场;通电螺线管内部磁场的方向跟电流方向有关。
【分析】通电的线圈由磁场,小磁针的指向发生偏转,通电螺线管的磁场方向和电流方向有关。
三、作图题
26.(2022九下·肇州月考)如图所示已画出永磁体与通电螺线管之间的磁感线分布情况中的一条。请标出:①磁感线的方向:②在括号中标出电源右侧的极性(用“+”或“-”表示)。
【答案】解:如图所示:
【知识点】安培定则;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】磁体外部磁感线的方向是由北极出发,南极进去,据此可以确定磁感线的方向;根据磁极间的相互规律可以确定螺线管的左端为N极,右端为S极,根据安培定则可判断螺线管上电流方向向上,所以右端为电源的“+”极,左端为电源的“-”极,如图所示
【分析】磁感线是从磁体的N极出来,回到磁体的S极的;根据螺线管的极性,利用安培定则判定螺线管中电流的方向,从而标出正负极。
27.(2022九下·丰县月考)通电螺线管的N、S极如图所示,请在图中标出电源的正、负极。
【答案】解:如图所示:
【知识点】安培定则;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】由小磁针的指向知道,磁感线向左,则电磁铁右端为N极,则由右手螺旋定则知道,电源左侧为正极,如图所示:
【分析】由小磁针的指向可知磁场的方向,由磁场的方向可判断电磁铁的磁极,再由右手螺旋定则可判出电流方向及电源的正负极。
四、实验探究题
28.探究利用磁场产生电流的实验中,连接了如图所示的实验装置。
(1)将磁铁向下插入螺线管时,观察到灵敏电流计的指针向左偏转,这表明 。在这个过程中以磁铁为参照物,螺线管是 的(选填“静止”“向上运动”或“向下运动”);
(2)将磁铁从螺线管中向上拔出,你会观察到灵敏电流计的指针 (选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”);
(3)通过(1)、(2)两步实验,可以得出感应电流的方向与 有关。
(4)要探究感应电流方向与磁场方向的关系,你设计的实验做法是
【答案】(1)电路中产生了电流;向上运动
(2)向右偏转
(3)导体运动方向
(4)保持线圈的位置不动,先将磁铁的一端向下插入线圈,观察指针的偏转方向,然后对调磁极,用另一端向下插入线圈,观察指针的偏转方向,比较两次电流表的偏转方向是否相同
【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】【解答】(1)将磁铁向下插入螺线管时,灵敏电流计的指针偏转,说明电路中产生了电流;在这个过程中以磁铁为参照物,即相对于磁铁,螺线管向上运动;(2)将磁铁从螺线管中向上拔出,相对于磁铁,螺线管向下运动,切割磁感线的导体的运动方向变化,产生的电流方向变化,灵敏电流计的指针向右偏转;
(3)在上面(1)(2)中,将磁铁从螺线管中向下插入、向上拔出,磁场的方向不变,改变切割磁感线的导体的运动方向,产生的电流方向变化,由此可知感应电流的方向与导体运动方向;
(4)要探究感应电流方向与磁场方向的关系,要控制导体运动方向不变,改变磁场方向,设计实验步骤:保持线圈的位置不动,先将磁铁的一端(N极向下插入线圈,观察指针的偏转方向;然后对调磁极,用另一端(S极)向下插入线圈,观察指针的偏转方向,比较两次电流表的偏转方向是否相同得出结论;
故答案为:(1)在电路中产生了电流;(2)向上运动;(3)向右偏转;(4)导体运动方向
【分析】(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流;产生的感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关,当其中一个方向改变时,电流方向改变;若导体运动方向和磁场方向同时改变,电流方向不改变,据此解答。
(2)将磁铁从螺线管中向上拔出,相对于磁铁,螺线管向下运动,切割磁感线的导体的运动方向变化,产生的电流方向变化,灵敏电流计的指针向右偏转;
(3)改变切割磁感线的导体的运动方向,产生的电流方向变化;
(4)感应电流方向与磁场方向的关系,需要控制导体运动方向不变,改变磁场方向;
29.小明同学在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验时,实验装置如图所示.
(1)闭合开关后,螺线管周围小磁针的指向如图所示,小明根据螺线管右端小磁针a的指向判断出螺线管的右端为 极,则可知电源的A端为 极.
(2)当电源的正负极对换时,小磁针a的南北极指向也对换,由此可知;通电螺线管的外部磁场方向与螺线管中导线的 方向有关.
【答案】(1)N;正
(2)电流
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】(1)因为同名磁极相互排斥,异名磁级相互吸引,螺线管右端小磁针a的S级靠近螺线管,判断出螺线管的右端为N极,应用安培定则,用右手握住螺线管,四指弯向电流的方向,拇指所指的一端就是螺线管的N极,则可知电源的A端为正极;(2)当电源的正负极方向对换时,小磁针a的南北极指向也对换,由此可知:通电螺线管的外部磁场方向与螺线管中导线的电流方向有关。
【分析】本题考查了右手螺旋定则和磁极间的相互作用规律。要求能熟练应用右手螺旋定则,由电流方向判断磁极方向,或由磁极方向判断电流方向.
五、简答题
30.有一只蓄电池,上面标有的“+”、“-”极标志看不清了,如果有漆包线、纸筒、开关、小磁针等器材,你能判断蓄电池的正、负极吗 说说你的具体做法.
【答案】将漆包线绕在纸筒上,制成螺线管,将蓄电池、开关、螺线管串联组成电路,闭合电路,将小磁针放在螺线管的一端附近,观察小磁针静止时的指向,再根据安培定则判断出蓄电池的“+”、“-”极。
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】本题有两种方法,一种是利用小磁针的指向判断螺线管的极性,进而判断蓄电池的“+”、“-”极;另一种方法可以运用磁体的指向性判断螺线管的极性,即将螺线管通电后悬挂,观察它的指向。
【分析】本题考查螺线管相关知识的实际运用
1 / 1粤沪版九年级物理下册16.2 奥斯特的发现 同步练习
一、单选题
1.(2022九下·江阴月考)如图所示,下列关于磁现象的分析中,说法错误的是( )
A.甲图中,在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板,所观察到的是磁感线
B.乙图中,U形磁铁周围的磁感线在靠近磁极处分布得比较密
C.丙图中,小磁针S极的受力方向,与通电螺线管在该点的磁感线切线方向相反
D.丁图中,北京地区地面附近能自由转动的小磁针静止时,N极指向地理北极附近
2.(2020九下·重庆开学考)关于如图所示的电和磁的知识,下列描述正确的是( )
A.甲图是电风扇的工作原理图
B.乙图中磁铁可以吸引所有金属
C.丙图中电铃是利用电流的磁效应工作
D.丁图中摩擦后的梳子能吸引小纸屑是因为同种电荷相互吸引
3.(2019九下·峄城月考)如图所示的装置中,当开关S闭合后,下列判断正确的是( )
A.通电螺线管外A点的磁场方向向左
B.通电螺线管的左端为N极
C.向左移动滑片P,通电螺线管的磁性减弱
D.小磁针静止后,其N极的指向沿水平向右
4.(2019九下·韶关月考)如右图所示,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.电流表示数变小,弹簧长度变短
B.电流表示数变大,弹簧长度变短
C.电流表示数变小,弹簧长度变长
D.电流表示数变大,弹簧长度变长
5.一螺线管PQ通电后,旁边的小磁针指向如图所示,黑色表示小磁针的N极,下列关于螺线管的磁极说法中正确的是( )
A.Q端是螺线管的S极,电流是从B流入螺线管的
B.Q端是螺线管的N极,电流是从A流入螺线管的
C.Q端是螺线管的S极,电流是从A流入螺线管的
D.Q端是螺线管N极,电流是从B流入螺线管的
6.要改变通电导体在磁场中的受力方向,下列办法中可行的是( )
A.改变通电导体中的电流方向
B.增大通电导体中的电流
C.减小通电导体两端的电压
D.同时改变导体中的电流方向和磁场方向
7.开关S闭合后,小磁针静止时的指向如图所示,由此可知( )
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
8.如图所示,用铜导线穿过一块硬白纸板绕成螺线管,给螺线管通入电流,将小磁针放在纸板上不同的位置,包括螺线管内部,如图所示为小磁针N极(深色一端为N极)在各个位置静止时的指向,则( )
A.螺线管左端是N极,右端是S极 B.螺线管外面的磁感线从左到右
C.螺线管内部的磁感线从左到右 D.螺线管内部没有磁感线
9.法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于巨磁电阻(GMR)效应而荣获2007年诺贝尔物理学奖.如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图,实验发现,在闭合开关S1、S2且滑片P向右滑动的过程中,指示灯明显变暗,这说明( )
A.电磁铁的左端为N极
B.流过灯泡的电流增大
C.巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小
D.巨磁电阻的阻值与磁场的强弱没有关系
10.下列各图中,小磁针静止时N极指向正确的是( )
A. B.
C. D.
11.如图所示,有条形磁体和电磁铁,虚线表示磁感线,磁极甲、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
12.一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.
13.在如图所示的电路中,根据小磁针静止时的指向可知( )
A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B.b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
C.a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极
D.b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
14.如图所示,甲、乙两线圈宽松地套在光滑的玻璃棒上,并可以自由滑动.当电路闭合时,两螺线管将( )
A.互相吸引,距离变近
B.互相排斥,距离变远
C.先向中间吸引,然后向两边排斥
D.没有相互作用
15.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.发生偏转的小磁针受到磁场力的作用
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
二、填空题
16.(2022九下·江阴月考)回顾了电和磁,完成下列有关问题。
(1)由图1的实验可知: 有磁场;此磁场的方向跟 有关。这种现象叫电流的 效应,电磁铁就是利用这种效应制成的;
(2)小红利用电磁铁设计了一种微机室防盗报警器(如图2)。在微机室房门处安装开关S,电铃安装在传达室。当房门被推开时,开关S闭合,电流通过电磁铁,电磁铁有磁性,跟金属弹性片上的磁铁(涂黑端为N)相互 ,电铃电路接通电铃报警。
17.(2022九下·兴化月考)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。
18.(2022九下·江都月考)在探究通电螺线管内外部磁场的方向时,玻璃板上均匀地撒上铁屑,闭合开关,轻敲玻璃板,铁屑的分布情况如图所示,铁屑在玻璃板上的分布与 的磁场分布非常相似.若把连接电源正负极的接线对调,再闭合开关,轻敲玻璃板,此时铁屑分布情况 (选填“改变”或“不变”),小磁针N、S极的指向 (选填“改变”或“不变”)。
19.(2022九下·姜堰月考)如图甲为奥斯特实验,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 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 (东西/南北)方向放置,这是由于考虑到 的影响.乙图是“探究通电螺线管外部磁场”的实验,在螺线管的两端各 放一个小磁针,并在有机玻璃板上均匀的撒满铁屑,放小磁针的目的是 ,闭合开关后为了更好地 通过铁屑客观地描述磁场分布情况,接下来的操作是 。
20.(2020九下·重庆开学考)丹麦物理学家 于 1820 年发现了电流的磁效应,第一次揭示了电和磁的联系;同年,法国物理学家安培提出了安培定则,也就是右手螺旋定则,请你利用安培定则判断图中螺线管左端为 极(选 填“N”或“S”)。
21.(2019九下·万州月考)小明用导线绕成一个螺线管,通电后小磁针指向如图所示,则通电螺线管的 端(填“左”或“右”)为N极,B端为电源的 极。
22.(2019九下·潮南月考)最先发现电流周围存在磁场的科学家是丹麦物理学家 ,如图所示,通电螺钱管附近的小磁针处于静止状态,则娠线管的A端是 极,电流的D编是 极。
23.(2019九下·韶关月考)如图所示,当开关S闭合时,通电螺线管旁的小磁针如图8-17所示方向转动,则通电螺线管的a端为 极,电源的d端为 极.当图中滑动片向左滑动时,小磁针受到的磁场力 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
24.如图所示,螺线管磁性的有无可以由 的有无来控制;其极性与螺线管中的 方向有关;若将甲和乙两螺线管串联在电路中, 的磁性更强(选填“甲”或“乙”).
25.学习了通电螺线管的磁场后,小华同学利用螺线管、小磁针、电键和电池等器材继续做实验.小华将小磁针放在螺线管内部,电键S断开,小磁针静止后如图(a)所示.闭合电键S,小磁针转动,静止后如图(b)所示.接着小华改变电池的接法,再闭合电键S,小磁针静止后如图(c)所示.请根据现象及相关条件归纳得出初步结论.
①比较如图(a)和(b)可知: .
②比较如图(b)和(c)可知: .
三、作图题
26.(2022九下·肇州月考)如图所示已画出永磁体与通电螺线管之间的磁感线分布情况中的一条。请标出:①磁感线的方向:②在括号中标出电源右侧的极性(用“+”或“-”表示)。
27.(2022九下·丰县月考)通电螺线管的N、S极如图所示,请在图中标出电源的正、负极。
四、实验探究题
28.探究利用磁场产生电流的实验中,连接了如图所示的实验装置。
(1)将磁铁向下插入螺线管时,观察到灵敏电流计的指针向左偏转,这表明 。在这个过程中以磁铁为参照物,螺线管是 的(选填“静止”“向上运动”或“向下运动”);
(2)将磁铁从螺线管中向上拔出,你会观察到灵敏电流计的指针 (选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”);
(3)通过(1)、(2)两步实验,可以得出感应电流的方向与 有关。
(4)要探究感应电流方向与磁场方向的关系,你设计的实验做法是
29.小明同学在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验时,实验装置如图所示.
(1)闭合开关后,螺线管周围小磁针的指向如图所示,小明根据螺线管右端小磁针a的指向判断出螺线管的右端为 极,则可知电源的A端为 极.
(2)当电源的正负极对换时,小磁针a的南北极指向也对换,由此可知;通电螺线管的外部磁场方向与螺线管中导线的 方向有关.
五、简答题
30.有一只蓄电池,上面标有的“+”、“-”极标志看不清了,如果有漆包线、纸筒、开关、小磁针等器材,你能判断蓄电池的正、负极吗 说说你的具体做法.
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】磁场;地磁场;通电螺线管的磁场
【解析】【解答】A.磁感线不是真实存在的,所以在甲图中,所观察到的不是磁感线,是铁屑受到磁场力的作用而分布周围,A错误,符合题意;
B.U形磁铁周围的磁感线在靠近磁极处分布得比较密,远离磁极处分布得比较疏,B正确,不符合题意;
C.小磁针S极的受力方向向左,根据安培定则,通电螺线管左侧为N极,那么通电螺线管在该点的磁感线切线方向向右,则这两个方向是相反的,C正确,不符合题意;
D.小磁针静止时,N极指向是指向地磁南极附近,地理北极附近,D正确,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】磁体周围存在磁场;利用假想的线描述磁场的分别,是磁感线;小磁针的北极的指向和磁场方向一致。
2.【答案】C
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A.电风扇中有电动机,电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的,图甲是电磁感应现象,A不符合题意;
B.磁体能吸引铁、钴、镍等金属,不能吸引所有金属,B不符合题意;
C.电铃中电磁铁,是利用电流的磁效应工作的,C符合题意;
D.摩擦后的梳子带了电,能吸引轻小物体,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场,该磁场即为电荷定向移动造成的。
3.【答案】B
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】A. 用右手握住通电螺线管,四指方向与电流方向一致,大拇指所指的即是N极,则左端为N极,右端为S极,根据磁场从N极出发,S极进入,故A点的磁场方向向右,A不符合题意;
B. 根据右手螺旋定则,通电螺线管的左端为N极,B符合题意;
C. 向左移动滑片P,接入电路的电阻变小,电路中通过的电流变大,通电螺线管的磁性增强,C不符合题意;
D. 通电螺线管的左端为N极,右端为S极,根据两极异性相吸,小磁针顺时针旋转,N极指向沿水平向左,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】本题考查了右手螺旋定则,且磁性大小与电流大小有关,故可以通过改变电路中接入的电阻大小来进行控制。
4.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用;通电螺线管的磁场
【解析】【解答】电流由下方流入,则由右手螺旋定则可知,螺线管上端为N极;因同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以,两磁铁同名相对,相互排斥;当滑片P从a端向b端滑动过程中,滑动变阻器接入电阻减小,电路中的总电阻减小,由I=U/R可知,电路中电流变大,即电流表的示数变大,AC不符合题意;此时条形磁铁受向上的力增强,弹簧长度变短,D不符合题意;B符合题意;
故答案为:B
【分析】由右手螺旋定则可得岀螺线管上端磁极,由磁极间的相互作用可知电磁铁与条形磁铁的作用;根据滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化,由欧姆定律可得出电流的变化,进而可知通电螺线管磁场强弱的变化,进一步判断弹簧长度的变化。
5.【答案】B
【知识点】安培定则
【解析】【解答】 小磁针的左端表示N极,根据异名磁极相互吸引的原理可知,螺线管右端Q为N极,所以A、C不符合题意,又根据安培定则可知,电流从A出流入螺线管,大拇指所指的方向就是N极,B符合题意;故答案为:B
【分析】本题考查的是异名磁极之间的相互作用原理和安培定则,应熟练掌握这一知识点。
6.【答案】A
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A.通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关,当电流方向改变时,受力方向就会发生改变,A符合题意;B.增大电流,则通电导体在磁场中受到的力将增大,这种方法并不会改变受力方向,B不符合题意;
C.当电压减小时,导体中的电流就会減小此时通电导体在磁场中受到的力就会减小,这种方法并不会改变受力方向,C不符合题意;
D.如果同时改变电流方向和磁场方向,受力方向反而不改变,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关,当电流方向或者磁场的方向变得相反时,通电导体受力的方向也变得相反,如果电流方向和磁场方向都变得相反,则通电导体的受力方向不变。
7.【答案】D
【知识点】通电螺线管的磁场;安培定则
【解析】【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a端为S极,b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,伸出右手使大拇指指示螺线管的b端N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的右端流入,则电源的c端为正极,d端为负极,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】根据小磁针的南北极指向判断通电螺线管的磁极位置,再结合安培定则判断电流方向和电源正负极。
8.【答案】C
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】由图可知,磁体周围小磁针N极指向从右向左,螺线管左端为S极、右端为N极,外部磁感线从右到左;内部磁感线由S极指向N极,则螺线管内部的磁感线从左到右,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】通电螺线管相当于条形磁体,磁体内部的磁场方向从南极到北极。
9.【答案】A
【知识点】通电螺线管的磁场;安培定则
【解析】【解答】左边电路根据电流的流向,由右手定则可知电磁铁的左端为N极,A符合题意;在闭合开关S1、S2且滑片P向右滑动的过程中,左边电路滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路中电流变小,电磁铁的磁性变弱;指示灯明显变暗,说明右边电路中电流变小,巨磁电阻的阻值变大,所以巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大,B.C.D均不符合题意,
故答案为:A。
【分析】根据电流方向,结合安培定则可以判断通电螺线管的磁极,当电阻增大,电流减小,指示灯变暗,说明巨磁电阻的阻值变大。
10.【答案】A
【知识点】通电螺线管的磁场;安培定则
【解析】【解答】由右手定则可知:A图中螺线管的左端是N极,由磁极间的相互作用可知,小磁针的位置正确,A符合题意;
B图中螺线管的左端为N极,所以小磁针的N极应指向右端,B不符合题意;
C图中螺线管的右端为N极,左端为S极,小磁针靠近螺线管的应是N极,C不符合题意;
D图中螺线管的右端是N极,所以小磁针的N极应指向左端,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据电流方向,结合安培定则判断通电螺线管的磁极位置,再根据异名磁极的相互作用判断小磁针的指向。
11.【答案】A
【知识点】磁感线及其特点;安培定则
【解析】【解答】电流从通电螺线管左侧流入,电流从通电螺线管右侧流出,由右手定则可知:磁极乙为S极,磁极丙为N极,通过磁感线的方向可知甲乙为异名磁极,丙丁为同名磁极,所以磁极甲、乙、丙、丁的极性依次是S、N、S、S。
故答案为:A
【分析】在螺线管内部磁感线的方向从S极指向N极,外部则相反.
安培定则:用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极(N极).
12.【答案】B
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】据安培定则判断,该螺线管的右端是N极,左端是S极,故磁感线的方向错误,A不符合题意;据安培定则判断,该螺线管的左端是N极,右端是S极,且磁感线的方向正确,B符合题意;据安培定则判断,该螺线管的右端是N极,左端是S极,故磁感线的方向错误,C不符合题意;据安培定则判断,该螺线管的左端是N极,右端是S极,故磁感线的方向错误,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】利用安培定则判断螺线管的极性,再结合磁感线的方向判断即可.
13.【答案】A
【知识点】安培定则
【解析】【解答】在螺线管内部磁感线的方向从S极指向N极。根据小磁针静止时N极的指向可知,a端是通电螺线管的N极,b端是通电螺线管的S极;根据安培定则可知,螺线管的电流从左端进入,右端流出,由此可知,c是电源正极,d是电源负极。
故答案为:A。
【分析】在螺线管内部磁感线的方向从S极指向N极.
安培定则:用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极(N极).
14.【答案】A
【知识点】安培定则
【解析】【解答】由右手螺旋定则可知,甲左侧为N极,右侧是S极;乙的左侧为N极,右侧是S极;故两线圈相对位置为异名磁极,故两线圈将相互吸引,距离变近。
故答案为:A
【分析】利用安培定则判断螺线管的极性,再利用磁极间的相互作用判断即可.
15.【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】AD、通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的,AD不符合题意; B. 当将通电导体放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转,说明了通电导线周围存在磁场,该磁场对小磁针有力的作用;因为力的作用是相互的,所以该小磁针对通电导线也有力的作用,B符合题意; C. 该磁场与小磁针的有无无关,故移走小磁针后,该结论仍成立,C不符合题意;
故答案为:B
【分析】奥斯特实验证明:通电导线周围存在磁场.磁场方向由电流的方向决定的.
16.【答案】(1)通电导线周围;电流的方向;磁
(2)排斥
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】(1)由图1甲、丙可知,导线中有电流时,小磁针发生偏转,说明小磁针周围存在磁场;图乙导线中没有电流,小磁针不偏转,说明小磁针周围不存在磁场;图1的甲与丙还能看出,导线电流方向不同,小磁针偏转方向不同,这说明电流方向不同,磁场方向不同,磁场方向与电流方向有关;该现象就是电流的磁效应。
(2)图2左侧为控制电路,当开关闭合时,电磁铁获得磁性,由安培定则可知,电磁铁的右端为N极,跟金属弹性片上的磁铁(涂黑端为N)为同名磁极,由同名磁极相互排斥可知,此时金属弹簧片向右运动,将电铃电路接通,右侧工作电路开始工作,电铃报警。
【分析】(1)通电导体周围存在磁场,磁场方向和电流方向有关;电流周围有磁场,是电流的磁效应;
(2)磁体间,同名磁极相互排斥。
17.【答案】磁;需要;流入
【知识点】通电直导线周围的磁场;通电螺线管的磁场
【解析】【解答】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。
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。
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。
【分析】电流通过时,产生磁场,是电流的磁效应;当电流的方向改变时,磁场的方向改变;根据异名磁极相互吸引判断工作情况。
18.【答案】条形磁体;不变;改变
【知识点】磁场;通电螺线管的磁场
【解析】【解答】铁屑的分布情况看,铁屑在玻璃板上的分布与条形磁铁的磁场分布非常相似。
若把连接电源正负极的接线对调,再闭合开关,磁场方向改变了,但磁感线的形状不变,因此轻敲玻璃板,此时铁屑分布情况不变,小磁针N、S极的指向改变。
【分析】通电螺线管的磁场和条形磁体相似;改变通电螺线管的电流方向,磁场方向改变,磁场分布不变。
19.【答案】磁场;南北;地磁场;显示磁场方向;轻敲玻璃板观察铁屑的分布情况
【知识点】通电直导线周围的磁场;通电螺线管的磁场
【解析】【解答】奥斯特实验中,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,应使通电导线沿南北方向放置,这是由于考虑到地磁场的影响;
探究通电螺线管外部磁场的实验中,在螺线管的两端各放一个小磁针,并在有机玻璃板上均匀的撒满铁屑,放小磁针的目的是显示磁场方向,闭合开关后为了更好地 通过铁屑客观地描述磁场分布情况,接下来的操作是轻敲玻璃板观察铁屑的分布情况。
【分析】通电导线周围有磁场,磁场会让小磁针发生偏转;
小磁针北极所指方向为该点磁场方向,碎铁屑可以显示磁场的分布情况;
地磁场是从地理南极到地理北极,为了避免地磁场的影响,应该让小磁针按照南北方向放置;
20.【答案】奥斯特;N
【知识点】通电螺线管的磁场;安培定则
【解析】【解答】丹麦物理学家奥斯特于1820年发现了电流的磁效应;图中电流的方向右进左出,螺线管外侧的电流方向向上,根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向螺线管的左端,即螺线管的左端为N极。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场,通电螺线管周围的磁场可以利用右手螺旋定则判断N极和S极。
21.【答案】右;正
【知识点】安培定则;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】解:小磁针静止时,其S极靠近螺线管的右端,根据异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的右端为N极。
根据螺线管的右端为N极以及图示的线圈绕向,利用安培定则可知,电流从螺线管的右端流入、左端流出,从而可以确定B端为电源的正极,A端为负极。
故答案为:右;正。
【分析】利用磁极间的相互作用判断螺线管的磁极,再利用安培定则判断电流方向,进一步确定电源的正、负极.
22.【答案】奥斯特;S;负
【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】【解答】丹麦物理学家奥斯特发现,将导体放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转,从而提出了电流的磁效应;
由图可知,小磁针静止时,S极靠近电磁铁,由同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知电磁铁B端应为N极,A端为S极;则由右手螺旋定则可知,电流应由右端流入,故电源C端为正极,D端为负极。
故答案为:奥斯特;S;负
【分析】解答本题应掌握:奥斯特的贡献、磁极间的相互作用及右手螺旋定则的应用。
23.【答案】N;负;变大
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】小磁针按如图所示方向转动,可知b极为S极,则a极为N极,根据右手螺旋定则,可知c端为正极,则d端为负极,当滑片向左滑动时,电路中电阻变小,在总电压不变的情况下,电流变强,通电螺线管的磁性变强,小磁针受到的磁场力变大故答案为:N;负;变大;
【分析】先通过磁极间的相互作用规律判断通电螺线管的南北极,再通过右手螺旋定则判断电源的正负极。滑片移动,判断电阻变大,由此判断电流变化,最后判断小磁针受到的磁场力强弱。
24.【答案】电流;电流;乙
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】电磁铁是利用电流的磁效应来制成的,当电磁铁中有电流时,电磁铁有磁性,没有电流时,电磁铁无磁性,所以其磁性的有无是利用电流的有无来决定的.改变电流的方向,线圈的极性会发生改变,则极性与螺线管中的电流方向有关;将甲和乙两螺线管串联在电路中,电流大小相同,所以,这两个螺线管磁性的强弱
取决于线圈匝数的多少.由图示的情况可知甲的线圈匝数比乙的匝数少,所以乙的磁性更强.
故答案为:电流;电流;乙。
【分析】电磁铁磁性的有无可以用有无电流控制,磁性强弱可以用电流大小来控制,电流相同时,线圈匝数越多,磁性越强。
25.【答案】通电螺线管内部存在磁场;通电螺线管内部磁场的方向跟电流方向有关
【知识点】通电螺线管的磁场;安培定则
【解析】【解答】① 比较(a)和(b)可知,电键断开时,小磁针静止不动,当电争闭合时,小磁针发生了偏转,受到了磁场力的作用,说明通电螺线管内部存在磁场;② 比较图4(b)和(c)可知,当螺线管中的电流反向时,小磁针的指向也发生了改变,说明磁场的方向不同,通电螺线管内部磁场的方向跟电流方向有关。
故答案为:通电螺线管内部存在磁场;通电螺线管内部磁场的方向跟电流方向有关。
【分析】通电的线圈由磁场,小磁针的指向发生偏转,通电螺线管的磁场方向和电流方向有关。
26.【答案】解:如图所示:
【知识点】安培定则;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】磁体外部磁感线的方向是由北极出发,南极进去,据此可以确定磁感线的方向;根据磁极间的相互规律可以确定螺线管的左端为N极,右端为S极,根据安培定则可判断螺线管上电流方向向上,所以右端为电源的“+”极,左端为电源的“-”极,如图所示
【分析】磁感线是从磁体的N极出来,回到磁体的S极的;根据螺线管的极性,利用安培定则判定螺线管中电流的方向,从而标出正负极。
27.【答案】解:如图所示:
【知识点】安培定则;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】由小磁针的指向知道,磁感线向左,则电磁铁右端为N极,则由右手螺旋定则知道,电源左侧为正极,如图所示:
【分析】由小磁针的指向可知磁场的方向,由磁场的方向可判断电磁铁的磁极,再由右手螺旋定则可判出电流方向及电源的正负极。
28.【答案】(1)电路中产生了电流;向上运动
(2)向右偏转
(3)导体运动方向
(4)保持线圈的位置不动,先将磁铁的一端向下插入线圈,观察指针的偏转方向,然后对调磁极,用另一端向下插入线圈,观察指针的偏转方向,比较两次电流表的偏转方向是否相同
【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】【解答】(1)将磁铁向下插入螺线管时,灵敏电流计的指针偏转,说明电路中产生了电流;在这个过程中以磁铁为参照物,即相对于磁铁,螺线管向上运动;(2)将磁铁从螺线管中向上拔出,相对于磁铁,螺线管向下运动,切割磁感线的导体的运动方向变化,产生的电流方向变化,灵敏电流计的指针向右偏转;
(3)在上面(1)(2)中,将磁铁从螺线管中向下插入、向上拔出,磁场的方向不变,改变切割磁感线的导体的运动方向,产生的电流方向变化,由此可知感应电流的方向与导体运动方向;
(4)要探究感应电流方向与磁场方向的关系,要控制导体运动方向不变,改变磁场方向,设计实验步骤:保持线圈的位置不动,先将磁铁的一端(N极向下插入线圈,观察指针的偏转方向;然后对调磁极,用另一端(S极)向下插入线圈,观察指针的偏转方向,比较两次电流表的偏转方向是否相同得出结论;
故答案为:(1)在电路中产生了电流;(2)向上运动;(3)向右偏转;(4)导体运动方向
【分析】(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流;产生的感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关,当其中一个方向改变时,电流方向改变;若导体运动方向和磁场方向同时改变,电流方向不改变,据此解答。
(2)将磁铁从螺线管中向上拔出,相对于磁铁,螺线管向下运动,切割磁感线的导体的运动方向变化,产生的电流方向变化,灵敏电流计的指针向右偏转;
(3)改变切割磁感线的导体的运动方向,产生的电流方向变化;
(4)感应电流方向与磁场方向的关系,需要控制导体运动方向不变,改变磁场方向;
29.【答案】(1)N;正
(2)电流
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】(1)因为同名磁极相互排斥,异名磁级相互吸引,螺线管右端小磁针a的S级靠近螺线管,判断出螺线管的右端为N极,应用安培定则,用右手握住螺线管,四指弯向电流的方向,拇指所指的一端就是螺线管的N极,则可知电源的A端为正极;(2)当电源的正负极方向对换时,小磁针a的南北极指向也对换,由此可知:通电螺线管的外部磁场方向与螺线管中导线的电流方向有关。
【分析】本题考查了右手螺旋定则和磁极间的相互作用规律。要求能熟练应用右手螺旋定则,由电流方向判断磁极方向,或由磁极方向判断电流方向.
30.【答案】将漆包线绕在纸筒上,制成螺线管,将蓄电池、开关、螺线管串联组成电路,闭合电路,将小磁针放在螺线管的一端附近,观察小磁针静止时的指向,再根据安培定则判断出蓄电池的“+”、“-”极。
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】本题有两种方法,一种是利用小磁针的指向判断螺线管的极性,进而判断蓄电池的“+”、“-”极;另一种方法可以运用磁体的指向性判断螺线管的极性,即将螺线管通电后悬挂,观察它的指向。
【分析】本题考查螺线管相关知识的实际运用
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