2024五四制鲁教版物理九年级下学期课时练--专项素养综合全练（一）探究通电直导线和螺线管周围磁场分布（有解析）

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2024五四制鲁教版物理九年级下学期
第十六章　电磁现象
专项素养综合全练(一)
探究通电直导线和螺线管周围磁场分布
1.【实验探究·分析论证】(2023山东济南莱芜二模)在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中:
(1)如图甲所示,在螺线管的两端各放一个小磁针,放小磁针的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
(2)在纸板上均匀地撒满铁屑,轻敲纸板,以减小铁屑与纸板之间的　　　　,观察铁屑的排列情况可知通电螺线管外部的磁场跟　　　　　　的磁场相似;
(3)小明想进一步探究通电螺线管的磁性强弱与电流大小的关系,小明设计了如图乙所示的电路,请帮小明完成电路连接(要求滑动变阻器滑片向右滑动时电流变大);
(4)小明将电源去掉,重新连接成闭合电路,将条形磁体插入螺线管,在此过程中会观察到　　　　　　　　,这是　　　　　现象。
2.【学科素养·科学探究】(2022山东汶上一模)某学习小组通过以下实验探究电流周围的磁场。
(1)如图甲所示的实验,闭合开关前,小磁针静止且能指向南北,这是因为　　　　的作用;闭合开关后,直导线下方的小磁针偏转,说明通电导体周围存在　　　　,这一现象是丹麦科学家　　　　首先发现的。
(2)为探究通电直导线周围的磁场分布情况,同学们用小磁针、铁屑、硬纸板等,做了如图乙所示的实验,发现了直导线周围的磁场是以导线为圆心的同心圆圈,请你根据图乙判断图丙中小磁针N极将　　　　(选填“转向纸内”“转向纸外”或“保持不动”)。
(3)在做“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验时,在螺线管周围摆放了一些小磁针,通电后小磁针的指向(灰色端为N极)如图丁所示,由此可看出通电螺线管外部的磁场与　　　　磁体的磁场相似。改变螺线管中的电流方向,发现小磁针静止时N极所指方向与原来相反,由此可知,通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的　　　　方向有关。
(4)写出一个增强通电螺线管周围磁场的方法。
答案全解全析
1.(1)判断磁场的方向　(2)摩擦　条形磁铁　(3)如图所示　(4)电流表指针偏转　电磁感应
解析　(1)在螺线管的两端各放一个小磁针,通过小磁针的指向确定磁场方向,故放小磁针的目的是判断磁场方向;(2)在纸板上均匀地撒满铁屑,铁屑被磁化,轻敲纸板,铁屑与接触面分离,轻敲纸板是为了减小铁屑与纸板之间的摩擦力,观察铁屑的排列情况可知通电螺线管外部的磁场跟条形磁铁的磁场相似;(3)小明想进一步探究通电螺线管的磁性强弱与电流大小的关系,必须改变电路中的电流,因而把变阻器串联在电路中即可,滑动变阻器滑片向右滑动时电流变大,说明滑动变阻器接入电路的电阻变小,因此连接滑动变阻器右下方的接线柱与电流表的负接线柱;(4)小明将电源去掉,重新连接成闭合电路,将条形磁体插入螺线管,线圈做切割磁感线运动,故线圈中产生电流,可看到电流表指针偏转,这是电磁感应现象。
2.(1)地磁场　磁场　奥斯特　(2)转向纸外　(3)条形　电流　(4)见解析
解析　(1)如图甲所示的实验,闭合开关前,小磁针静止且能指向南北,这是因为地磁场的作用;闭合开关后,直导线下方的小磁针偏转,说明通电导体周围存在磁场,这一现象是丹麦科学家奥斯特首先发现的。(2)伸出右手,大拇指指向电流的方向,四指所指的方向为磁场的方向,故图丙中导体正下方磁场方向为垂直纸面向外,故小磁针N极将转向纸外。(3)由图丁可看出通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似,改变螺线管中的电流方向,发现小磁针静止时N极所指方向与原来相反,说明通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。(4)通电螺线管的磁性强弱由三个因素决定:线圈的匝数、线圈中的电流大小、有无铁芯。故若想增强通电螺线管周围磁场,可以增大电流、插入铁芯、增加线圈匝数。
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