2023-2024学年人教版九年级物理同步训练基础卷：20.2 电生磁
一、选择题
1．（2023九上·铁锋期末）首先发现电流周围存在磁场的科学家是（ ）
A．安培 B．欧姆 C．奥斯特 D．伽利略
【答案】C
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】奥斯特发现通电导线存在磁场，C正确，A、B、D错误。
综上选C
【分析】电流的磁效应发现者为 奥斯特 ；安培发现通电螺线管的磁性判断；欧姆发现了欧姆定律；伽利略发现了力是改变物体运动的原因。
2．（2023九下·湘潭期中）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】【解答】AD.通电导线周围磁场方向由电流方向决定，乙小磁针的指向无关，故A、D错误；
B.通点导线周围存在磁场，会对小磁针产生力的作用，根据力的相互性可知，发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用，故B正确；
C.移去小磁针后的通电导线周围磁场仍然存在，故C错误。
故选B。
【分析】根据对奥斯特实验过程、现象和结论的理解判断。
3．（2023九上·衡水期末）对于如图所示的实验，下列说法正确的是（ ）
A．这是法拉第的电磁感应实验
B．甲、丙对比可说明通电导体周围存在磁场
C．本实验揭示了电生磁现象
D．图乙断电后，小磁针的N极将会指向地球地磁的北极
【答案】C
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A． 由实验电路可知为奥斯特的电流磁效应实验，A不符合题意；
B．甲丙两图电流方向不同，小磁针的偏转方向不同，电流通过它产生的磁场对磁体施加力的作用，而磁场的方向与电流的方向有关，B不符合题意；
C．实验可以得到通电导体周围存在磁场，揭示了电生磁现象，C符合题意；
D． 断电后，根据异名磁极相互吸引，小磁针的N极会指向地磁的南极，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】实验可以得到通电导体周围存在磁场，揭示了电生磁现象。
4．（2023九上·高邮期末）下列著名科学家与其主要成就对应不正确的是（ ）
A．沈括：第一个发现磁偏角
B．欧姆：首先通过实验得到电流跟电压、电阻定量关系
C．奥斯特：首先通过实验发现磁场对电流有力的作用
D．焦耳：最先通过实验精确确定电流产生热量跟电流、电阻和通电时间的关系
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；焦耳定律；地磁场；通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A．世界上最早记述磁偏角现象的人是我国宋代学者沈括，比西方早了400多年，A不符合题意；
B．欧姆对“电流跟电阻和电压之间的关系”进行了深入的研究并得到了正确结论，这就是欧姆定律，B不符合题意；
C．奥斯特最早发现电流周围存在磁场；安培研究了磁场对电流的作用力，C符合题意；
D．焦耳最先发现了“电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系”，即焦耳定律。D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】沈括首先发现地磁偏角；欧姆探究了电流、电压、电阻的关系；奥斯特首先发现了电流周围有磁场；焦耳研究了电流产生热量的影响因素。
5．（2022九上·海淀期末）图中所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分，置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线。当直导线中通过如图所示的电流时，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（ ）
A．首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是焦耳
B．小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
C．只改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向与图中所示相同
D．只改变直导线中的电流大小，小磁针偏转方向与图中所示相反
【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A．该实验中，当导线中通电后，导线周围的小磁针发生偏转，这是科学家奥斯特的实验，所以首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是奥斯特，A不符合题意；
B．小磁针在磁场中会受到力的作用，该实验中小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场，B符合题意；
C．小磁针受力方向与磁场方向有关，只改变直导线中的电流方向，则直导线周围磁场方向发生变化，则小磁针的受力方向也发生变化，小磁针偏转方向与图中所示相反，C不符合题意；
D．直导线周围磁场的强弱与电流大小有关，磁场方向与电流大小无关，所以只改变直导线中的电流大小，直导线周围磁场方向不改变，小磁针偏转方向与图中所示相同，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】奥斯特首先发现电和磁间的联系，探究了电流周围有磁场；通电导体中电流方向改变，磁场方向变化。
6．（2023九上·期末）如图所示，在螺线管内放一枚小磁针，当开关S闭合后，小磁针的N极指向将（ ）
A．不动 B．垂直纸面向外转90°
C．垂直纸面向里转90° D．旋转180°
【答案】D
【知识点】磁场；磁感线及其特点；通电螺线管的磁场
【解析】【解答】根据右手螺旋定则可知通电螺线管的左侧为N极右侧为S极，可判断在通电螺线管的外部磁感线由N极指向S极、在通电螺线管的内部磁感线由S极指向N极，由于同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可判断小磁针的N极会180°旋转。
【分析】熟练掌握右手螺旋定则以及磁感线在磁体内部的方向即可求解。
7．（2022九上·康巴什期末）图甲是一款磁悬浮蓝牙音箱，可实现与手机的无线信息传递，底座内有如图乙所示电磁铁，通电后上面的磁体音箱会在底座产生的磁场作用下悬浮，下列说法正确的是（ ）
A．底座通电后能产生磁场说明磁能生电
B．通电后电磁铁的下端为N极
C．音箱悬浮利用了同名磁极相互吸引原理
D．音箱的工作原理与发电机原理相同
【答案】B
【知识点】磁现象；安培定则
【解析】【解答】A.通电后能产生磁场，是电能生磁，A不符合题意；
B.根据图乙，利用安培定则判断，通电后，电磁铁的下端为N极，B符合题意；
C.音箱悬浮，是因为同名磁极相互排斥原理，C不符合题意；
D.音箱的工作原理是磁场对电流的作用，与电动机工作原理相同，D不符合题意。
故答案为：B.
【分析】根据安培定则判断通电螺线管的磁极；同名磁极相互排斥；电动机工作原理是磁场对电流的作用。
8．如图所示，为某同学探究通电螺线管磁性强弱的实验图．下列说法中正确的是（ ）
A．通电螺线管上端为S极
B．闭合开关，弹簧测力计示数变大
C．电流表示数变大时，弹簧测力计示数变小
D．调换磁铁的N、S极，弹簧测力计示数不变
【答案】C
【知识点】安培定则
【解析】【解答】解：A、当开关闭合时，通电螺线管中电流从下方流入，上方流出，根据安培定则可知，通电螺线管的上端为N极，下端为S极，故A错误；
B、由以上分析可知，通电螺线管上方为N极，而悬挂磁铁的下端为N极，根据磁极间的作用规律可知，两磁极相互排斥，故弹簧测力计示数变小，故B错；
C、当电流表示数变大时，电路中的电流变大，则通电螺线管磁性增强，两磁极间的排斥力变大，弹簧测力计示数变小，故C正确；
D、调换磁铁的N、S极，由于同名磁极相互吸引，则弹簧测力计示数变大，故D错误．
故选：C．
【分析】（1）利用安培定则判断通电螺线管的极性；
（2）根据磁极间的作用规律判断磁极间的作用，确定测力计示数变化；
（3）根据电流的变化，确定通电螺线管磁性的强弱变化，再测确定测力计示数变化；
（4）利用磁极间的作用规律判断调节后的示数变化．
9．通电螺线管的上方放一个小磁针，小磁针静止时的方向如图所示，下列说法中哪一种是正确的（ ）
A．通电螺线管c端为N极，电源a端为正极
B．通电螺线管c端为N极，电源a端为负极
C．通电螺线管d端为N极，电源b端为正极
D．通电螺线管d端为N极，电源b端为负极
【答案】D
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】解：小磁针N极向左，则说明电磁铁的磁感线由右向左，则电磁铁d端为N极，由右手螺旋定则可知，电流由左侧流入，即a端为电源正极，b端为负极．
故选D．
【分析】由小磁针N极指向可知磁感线的方向，由磁感线方向可知电磁铁的磁极，由右手螺旋定则可知电流方向及电源的正负极．
10．（2023九上·澄城期末）如图所示，用细线将螺线管沿东西方向水平悬挂起来，当给导线通电时发生的现象是（ ）
A．螺线管静止不动
B．螺线管转动，最后A端指向地理的北方
C．螺线管转动，最后A端指向地理的南方
D．螺线管转动，最后A端可能指向任何方向
【答案】C
【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】A．由图知，电流从螺线管的左端流入，右端流出，根据安培定则，可以判断通电螺线管的B端是N极，A端是S极，通电螺线管受到地磁场的作用会发生转动，A不符合题意；
BCD．通电螺线管受到地磁场的作用发生转动，A端是S极，A端要和地磁场的N极相吸引，且地磁场的N极在地理南极附近，所以最后螺线管的A端要指向地理的南方，C符合题意，BD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据安培定则，可以判断通电螺线管的极性；地磁场的N极在地理南极附近，异名磁极相互吸引。
11．（2023九上·三明期末）如图所示，条形磁铁静止于水平桌面上，电磁铁水平放置且左端固定。当电路中滑动变阻器的滑片P移动时，条形磁铁开始向右运动。则（ ）
A．滑片P向左移动 B．滑片P向右移动
C．滑片左右移动均可 D．无法判断
【答案】A
【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】由图可知，螺线管中的电流方向是从右端流入、左端流出，结合螺线管的绕向，由安培定则可知，螺线管左端为N极、右端为S极；根据磁极间作用规律可知，条形磁铁左端要受到电磁铁对它一个向右的排斥力；当电路中滑动变阻器的滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，电磁铁对条形磁铁的排斥力增大，条形磁铁开始向右运动，BCD不符合题意，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】由安培定则可知，螺线管左端为N极、右端为S极；根据磁极间作用规律可知，条形磁铁左端要受到电磁铁对它一个向右的排斥力；滑动变阻器接入电路的阻值减小，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，电磁铁对条形磁铁的排斥力增大。
二、填空题
12．（2023九上·河北期末）小明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 （填“东西”或“南北”）方向放置，这是由于考虑到 的影响.
【答案】磁场；南北；地磁场
【知识点】地磁场；通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】当水平导线中通入电流时，会发现小磁针发生了偏转，说明通电导线周围存在着一种物质，这种物质就是磁场，对小磁针产生力的作用．由于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．这是由于考虑到地磁场的影响．
【分析】通电导体周围有磁场；地球周围有地磁场。
13．（2022九上·康巴什期末）小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻触玻璃板，铁屑的排列如图所示。
（1）在实验中， （选填“可以”或“不可以”）用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
（2）若将电源的正负极对调，闭合开关，轻敲玻璃板，铁屑的分布情况 （选填“会”或“不会”）改变。
（3）细铁屑之所以会有规律的排列，是因为被磁体 成无数个“小磁针”受到磁力的作用，经研究发现通电螺线管周围的磁场与 的磁场相似。
【答案】（1）不可以
（2）不会
（3）磁化；条形磁体
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】探究通电螺线管的磁场时，
（1）由于铜不是磁性材料，不能被磁化，实验中，不可以用铜屑代替铁屑显示磁场分布；
（2）将电源的正负极对调，闭合开关，轻敲玻璃板，磁场的分布不变，铁屑的分布情况不会改变；
（3）细铁屑有规律的排列，是被磁化成无数个“小磁针”，受到了磁力的作用；通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似。
【分析】（1）铜不是磁性材料，不能被磁化；
（2）电流方向改变，磁场的分布不变；
（3）使没有磁性的物体拥有磁性，是磁化现象；通电螺线管的磁场和条形磁体相似。
14．（2023·东莞期末）在探究“通电螺线管的外部磁场分布”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。通电后小磁针静止时的分布如图所示，可判断通电螺线管外部的磁场与 的磁场相似。小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针的指向转动，由此可知：通电螺线管两端的极性与螺线管中 的方向有关。
【答案】条形磁铁；电流
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】 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个极；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； 小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场方向，改变螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，南北所指方向发生了改变，通电螺线管的磁场方向也发生改变，由此可知通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。
【分析】 本题考查了螺线管外部磁场与条形磁铁磁场相似、通电螺线管的磁极极性与电流的方向有关。
15．（2023九上·蒙城期末）如图，根据小磁针N极指向，标出通电螺线管中电流方向和电源正负极。
【答案】
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】由图示知，小磁针静止时，S极指向左端，据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，通电螺线管的N极在右端。由安培定则知，螺线管的电流由左端流入，右端流出，所以电源的正极在左端，负极在右端。作图如下：
【分析】根据磁极间的相互作用判断通电螺线管的磁极，结合安培定则判断通电螺线管的电流方向。
三、作图题
16．（2023九上·甘州月考）一小磁针放在通电螺线管周围，静止时N极指向如图所示，请用箭头标出磁感线的方向，并用“+”、“-”符号在括号内标出电源正、负极。
【答案】
【知识点】磁场；磁感线及其特点；通电螺线管的磁场
【解析】【解答】由图可知，由于小磁针静止时会指南北，而根据同名磁极互相推斥，异名磁极互相吸引的规律，
通电螺线管的左端为S极，右端为N极；由安培（右手螺线管）定则可知，电流从左端流入，从右端流出，即电源
的左侧为“正（+)”极，右侧为“负（-）”极；具体的标注见右图：
【分析】小磁针在通电螺线管磁场的作用下而指向通电螺线管的南北极；磁铁周围的磁感线总是从磁体
的N极出发回到S极；安培（右手螺线管）定则的内容是：用右手握住螺线管，让四指绕向电流的方向，则大拇指
所指的方向就为通电螺线管的N极。
17．（2023九上·龙岗期末）如图所示，根据图中小磁针静止时的指向，标出电源的“+”“-”极及图中磁感线的方向。
【答案】
【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】根据图像，小磁针的北极在右，在螺线管的北极在右端，磁场方向从北极指向南极；根据安培定则，电流从左侧流入，电源的左侧的正极，如图
。
【分析】根据磁极间相互作用判断磁极位置；磁场方向从北极指向南极；利用安培定则判断电路方向。
18．（2023九下·凉州模拟）如图所示，根据通电螺线管的磁极，请在括号中标出：
（1）电源右侧的极性（用“”或“”表示）；
小磁针静止时右端的磁极（用“N”或“S”表示）。
【答案】（1）解：如图所示：
【知识点】通电螺线管的磁场；安培定则
【解析】【解答】
磁极间的相互作用是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；判断通电螺线管的极性用右手定则，伸开右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向N极，故答案如图所示
【分析】由磁极间的相互作用规律得出小磁针的N、S极； 已知通电螺线管的N、S极，由安培定则得出电源的正负极。
19．（2023九下·本溪月考）甲为螺线管，乙为小磁针，丙为条形磁体.闭合开关后，小磁针指向如图所示.请选择“+”“-”“N”或“S”标在图中的括号内.
【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】由图知，小磁针的上端为N极，下端为S极，因异名磁极相互吸引，所以与小磁针S极靠近的一定是N极，由此可知，条形磁铁的左端为N极，右端为S极；通电螺线管的右端为N极，左端为S极；根据安培定则可以确定电流从通电螺线管的左端流入，即电源的左端为正极，右端为负极．如下图所示：
【分析】异名磁极相互吸引；根据安培定则可以确定电流方向，进而确定正负极。
20．（2023九下·盐都月考）如图，在图中虚线上用箭头标出磁感线方向并标出电源的“﹢”、“-”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】由图可知，小磁针静止时的左端为N极，根据异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，则通电螺线管的右端为N极，左端为S极。因为在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，所以磁感线的方向是指向左的。根据安培定则，伸出右手使大拇指指示螺线管的右端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左下端流入，则电源的左端为正极，右端是负极，如图所示：
【分析】异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥；在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极；根据安培定则，可确定电源正负极。
21．（2023九上·青岛期末）如图，已知静止在通电螺线管右端小磁针N极的指向，请用箭头在磁感线上标出磁感线的方向并在括号内用“正”“负”标出电源的正负极。
【答案】
【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】小磁针的左端为S极，自由静止时靠近螺线管的右端，所以螺线管的右端为N极，在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出回到S极，所以磁感线的方向是向左的；利用螺线管的右端为N极和线圈的绕向，根据安培定则可以确定电流从螺线管的左端流入右端流出，从而可以确定电源的左端为正极，右端为负极。
【分析】根据磁极间的相互作用判断通电螺线管的磁极；磁场的方向从北极出来回到南极；根据安培定则判断通电螺线管的拉动方向。
四、实验探究题
22．（2023九上·石门期末）如图所示，为“探究通电直导线周围的磁场方向与电流方向的关系”的电路图。在与直导线垂直的平面上放置几个小磁针。根据实验现象回答下面问题。
（1）电键断开时，所有的小磁针N极的指向为 ；
（2）电键闭合时，发现所有的小磁针都发生了 ；
（3）将电源的正负极对调，与（2）中的现象相比，发现小磁针N极的 发生了变化；
（4）从上述的现象中，可以初步得出结论：
i直导线不通电流时， 产生磁场（选填“会”或“不会”）；
ii通电直导线周围的磁场方向与电流的方向 （选填“有关”或“无关”）。
【答案】（1）北
（2）偏转
（3）偏转方向
（4）不会；有关
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】（1）电键断开时，小磁针受到地磁场的作用，所有的小磁针N极的指向为北。
（2）电键闭合时，通电直导线周围会产生磁场，小磁针受到通电直导线磁场的作用发生偏转。
（3）将电源的正负极对调，与（2）中的现象相比，通电直导线周围磁场的方向发生了变化，小磁针的受力方向发生变化，小磁针N极的偏转方向发生变化。
（4）有上述实验现象可知电键断开时，小磁针不发生偏转，说明直导线不通电流时，周围不会产生磁场。
电键闭合时，改变电流方向，小磁针N极偏转方向相反，说明通电直导线周围的磁场方向与电流的方向有关。
【分析】（1）受地磁场的作用，磁体的北极指北；
（2）通电导体周围有磁场，让小磁针的指向发生偏转；
（3）改变通电导体的电流方向，磁场方向改变小磁针的偏转方向改变；
（4）导体中有电流才有磁场；电流的磁场方向和电流方向有关。
23．（2023九下·长沙期中）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
（1）开关闭合后，小磁针的指向如图所示，可知：电源的左端为 极；（小磁针黑色端为N极）
（2）将连接电源正、负极的导线对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与 方向有关；
（3）为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是 。（写出一条即可）
【答案】（1）负
（2）电流
（3）增大电源电压
【知识点】通电螺线管的磁场；安培定则
【解析】【解答】(1)最左侧小磁针的左端为N极，右端为S极，根据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；根据安培定则可知，电流从通电螺线管的右侧流入，故电源的右端为正极，左端为负极；
(2)将连接电源正、负极的导线对调，螺线管中电流的方向发生了变化，小磁针的指向也改变了，这说明磁场的方向发生了变化，所以通电螺线管的磁场方向与电流方向有关；
(3)通电螺线管的匝数越多，通过螺线管的电流越大，通电螺线管的磁场越强，为了使通电螺线管的磁场增强，根据欧姆定律可采取的有效措施是增大电源电压。
【分析】(1)根据磁极间的相互作用规律判定螺线管的极性，进一步利用安培定则判断电源的正负极；
(2)通电螺线管周围的磁场的方向与电流的方向有关；
(3)通电螺线管的匝数越多，通过螺线管的电流越大，通电螺线管的磁场越强。
24．（2022九上·夏邑期末）如图是“探究通电螺线管外部磁场”的实验：
（1）在螺线管的两端各放一个小磁针，放小磁针的目的是 。
（2）在螺线管周围均匀撒上铁屑，铁屑分布如图，从铁屑的分布情况可知，通电螺线管的外部磁场与 磁体的磁场相似。
（3）将两个已知磁极的小磁针分别放在通电螺线管左右两端，小磁针静止时N极指向如图，则通电螺线管的左端是 极。当改变螺线管中的电流方向时，发现小磁针N极指向发生改变，此现象说明通电螺线管外部磁场方向与 方向有关。
（4）若要探究“通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系”，应在图中所示的电路中串联一个 。
【答案】（1）判断磁场方向
（2）条形
（3）N；电流
（4）滑动变阻器
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】（1）在螺线管的两端各放一个小磁针，放小磁针的目的是判断磁场方向。
（2）在螺线管周围均匀撒上铁屑，铁屑分布如图，从铁屑的分布情况可知，两端磁场最强，中间磁场较弱，那么通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似。
（3）①小磁针的左端为N极，则右端为S极，根据“异名磁极相互吸引”可知，螺线管的左端为N极；
②当改变螺线管中的电流方向时，发现小磁针N极指向发生改变，此现象说明通电螺线管外部磁场方向与电流方向有关。
（4）若要探究“通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系”，就需要改变电路中的电流，因此应在图中所示的电路中串联一个滑动变阻器。
【分析】（1）小磁针上磁极方向已知，根据磁极之间的相互作用规律可以判断磁场的方向；
（2）根据图片分析通电螺线管的磁场分布特点即可；
（3）①根据磁极之间的相互作用判断；
②小磁针的指向发生偏转，说明它受到磁力的方向改变，即螺线管的磁场方向改变，据此分析解答。
（4）根据滑动变阻器的作用解答。
五、综合题
25．（2023九下·凤翔月考）如图1所示，这是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1阻值随温度变化的关系如图2所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。R3、R4为阻值不变的电热丝，均置于水箱中，R3＝24.2Ω。线圈电阻忽略不计，当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。（工作过程中，电源电压均保持不变）
（1）闭合开关S，电磁铁的上端为 极。当水箱中的水温升高，热敏电阻的阻值 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）如果将电热水器水温设为60℃，R2的阻值应该调至多少？
（3）按（2）中电热水器设定水温，如果电热水器储有质量为60kg、初温为20℃的水，电热水器处于加热状态，产生的热量80%被水吸收，则电热水器需要正常工作多长的时间才能跳至保温状态？ [c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】（1）S；变小
（2）由图2可知温度为60℃时，热敏电阻R1的阻值为10Ω，此时控制电路中的电流I＝0.2A，则控制电路中的总电阻
R2的阻值R2＝R﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω
（3）由
可知，电路为R3的简单电路时，电路中的电阻最小，电功率最大，电热水器处于加热状态，此时电热水器的电功率为
质量为60kg、初温为20℃的水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg ℃)×60kg×(60℃﹣20℃)＝1.008×107J
由可知，电热水器消耗的电能
由可知，电热水器需要正常工作的时间
【知识点】热量的计算；欧姆定律及其应用；电功率的计算；电功与热量的综合计算；安培定则
【解析】【解答】（1）图1控制电路中中电流从电磁铁的上端流入，由安培定则可知，线圈的下端为N极，则上端的磁极为S极。
由图2可知，热水器中水的温度升高时，热敏电阻R1的阻值将变小。
（2）由图2可知温度为60℃时，热敏电阻R1的阻值为10Ω，此时控制电路中的电流I＝0.2A，则控制电路中的总电阻
R2的阻值R2＝R﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω
（3）由
可知，电路为R3的简单电路时，电路中的电阻最小，电功率最大，电热水器处于加热状态，此时电热水器的电功率为
质量为60kg、初温为20℃的水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg ℃)×60kg×(60℃﹣20℃)＝1.008×107J
由可知，电热水器消耗的电能
由可知，电热水器需要正常工作的时间
【分析】（1）根据安培定则，判断通电螺线管的磁极位置；根据电阻和温度关系，判断电阻的变化；
（2）根据电压和电流的比值， 计算电阻，结合串联电路电阻规律，计算部分电阻；根据电阻和温度的关系图像，结合温度判断电阻；
（3）根据电压和电阻，可以计算电功率；根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量；根据吸收的热量和热效率的比值，计算消耗的电能；根据电能和电功率的比值， 计算时间。
1 / 12023-2024学年人教版九年级物理同步训练基础卷：20.2 电生磁
一、选择题
1．（2023九上·铁锋期末）首先发现电流周围存在磁场的科学家是（ ）
A．安培 B．欧姆 C．奥斯特 D．伽利略
2．（2023九下·湘潭期中）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
3．（2023九上·衡水期末）对于如图所示的实验，下列说法正确的是（ ）
A．这是法拉第的电磁感应实验
B．甲、丙对比可说明通电导体周围存在磁场
C．本实验揭示了电生磁现象
D．图乙断电后，小磁针的N极将会指向地球地磁的北极
4．（2023九上·高邮期末）下列著名科学家与其主要成就对应不正确的是（ ）
A．沈括：第一个发现磁偏角
B．欧姆：首先通过实验得到电流跟电压、电阻定量关系
C．奥斯特：首先通过实验发现磁场对电流有力的作用
D．焦耳：最先通过实验精确确定电流产生热量跟电流、电阻和通电时间的关系
5．（2022九上·海淀期末）图中所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分，置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线。当直导线中通过如图所示的电流时，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（ ）
A．首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是焦耳
B．小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
C．只改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向与图中所示相同
D．只改变直导线中的电流大小，小磁针偏转方向与图中所示相反
6．（2023九上·期末）如图所示，在螺线管内放一枚小磁针，当开关S闭合后，小磁针的N极指向将（ ）
A．不动 B．垂直纸面向外转90°
C．垂直纸面向里转90° D．旋转180°
7．（2022九上·康巴什期末）图甲是一款磁悬浮蓝牙音箱，可实现与手机的无线信息传递，底座内有如图乙所示电磁铁，通电后上面的磁体音箱会在底座产生的磁场作用下悬浮，下列说法正确的是（ ）
A．底座通电后能产生磁场说明磁能生电
B．通电后电磁铁的下端为N极
C．音箱悬浮利用了同名磁极相互吸引原理
D．音箱的工作原理与发电机原理相同
8．如图所示，为某同学探究通电螺线管磁性强弱的实验图．下列说法中正确的是（ ）
A．通电螺线管上端为S极
B．闭合开关，弹簧测力计示数变大
C．电流表示数变大时，弹簧测力计示数变小
D．调换磁铁的N、S极，弹簧测力计示数不变
9．通电螺线管的上方放一个小磁针，小磁针静止时的方向如图所示，下列说法中哪一种是正确的（ ）
A．通电螺线管c端为N极，电源a端为正极
B．通电螺线管c端为N极，电源a端为负极
C．通电螺线管d端为N极，电源b端为正极
D．通电螺线管d端为N极，电源b端为负极
10．（2023九上·澄城期末）如图所示，用细线将螺线管沿东西方向水平悬挂起来，当给导线通电时发生的现象是（ ）
A．螺线管静止不动
B．螺线管转动，最后A端指向地理的北方
C．螺线管转动，最后A端指向地理的南方
D．螺线管转动，最后A端可能指向任何方向
11．（2023九上·三明期末）如图所示，条形磁铁静止于水平桌面上，电磁铁水平放置且左端固定。当电路中滑动变阻器的滑片P移动时，条形磁铁开始向右运动。则（ ）
A．滑片P向左移动 B．滑片P向右移动
C．滑片左右移动均可 D．无法判断
二、填空题
12．（2023九上·河北期末）小明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 （填“东西”或“南北”）方向放置，这是由于考虑到 的影响.
13．（2022九上·康巴什期末）小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻触玻璃板，铁屑的排列如图所示。
（1）在实验中， （选填“可以”或“不可以”）用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
（2）若将电源的正负极对调，闭合开关，轻敲玻璃板，铁屑的分布情况 （选填“会”或“不会”）改变。
（3）细铁屑之所以会有规律的排列，是因为被磁体 成无数个“小磁针”受到磁力的作用，经研究发现通电螺线管周围的磁场与 的磁场相似。
14．（2023·东莞期末）在探究“通电螺线管的外部磁场分布”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。通电后小磁针静止时的分布如图所示，可判断通电螺线管外部的磁场与 的磁场相似。小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针的指向转动，由此可知：通电螺线管两端的极性与螺线管中 的方向有关。
15．（2023九上·蒙城期末）如图，根据小磁针N极指向，标出通电螺线管中电流方向和电源正负极。
三、作图题
16．（2023九上·甘州月考）一小磁针放在通电螺线管周围，静止时N极指向如图所示，请用箭头标出磁感线的方向，并用“+”、“-”符号在括号内标出电源正、负极。
17．（2023九上·龙岗期末）如图所示，根据图中小磁针静止时的指向，标出电源的“+”“-”极及图中磁感线的方向。
18．（2023九下·凉州模拟）如图所示，根据通电螺线管的磁极，请在括号中标出：
（1）电源右侧的极性（用“”或“”表示）；
小磁针静止时右端的磁极（用“N”或“S”表示）。
19．（2023九下·本溪月考）甲为螺线管，乙为小磁针，丙为条形磁体.闭合开关后，小磁针指向如图所示.请选择“+”“-”“N”或“S”标在图中的括号内.
20．（2023九下·盐都月考）如图，在图中虚线上用箭头标出磁感线方向并标出电源的“﹢”、“-”极。
21．（2023九上·青岛期末）如图，已知静止在通电螺线管右端小磁针N极的指向，请用箭头在磁感线上标出磁感线的方向并在括号内用“正”“负”标出电源的正负极。
四、实验探究题
22．（2023九上·石门期末）如图所示，为“探究通电直导线周围的磁场方向与电流方向的关系”的电路图。在与直导线垂直的平面上放置几个小磁针。根据实验现象回答下面问题。
（1）电键断开时，所有的小磁针N极的指向为 ；
（2）电键闭合时，发现所有的小磁针都发生了 ；
（3）将电源的正负极对调，与（2）中的现象相比，发现小磁针N极的 发生了变化；
（4）从上述的现象中，可以初步得出结论：
i直导线不通电流时， 产生磁场（选填“会”或“不会”）；
ii通电直导线周围的磁场方向与电流的方向 （选填“有关”或“无关”）。
23．（2023九下·长沙期中）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
（1）开关闭合后，小磁针的指向如图所示，可知：电源的左端为 极；（小磁针黑色端为N极）
（2）将连接电源正、负极的导线对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与 方向有关；
（3）为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是 。（写出一条即可）
24．（2022九上·夏邑期末）如图是“探究通电螺线管外部磁场”的实验：
（1）在螺线管的两端各放一个小磁针，放小磁针的目的是 。
（2）在螺线管周围均匀撒上铁屑，铁屑分布如图，从铁屑的分布情况可知，通电螺线管的外部磁场与 磁体的磁场相似。
（3）将两个已知磁极的小磁针分别放在通电螺线管左右两端，小磁针静止时N极指向如图，则通电螺线管的左端是 极。当改变螺线管中的电流方向时，发现小磁针N极指向发生改变，此现象说明通电螺线管外部磁场方向与 方向有关。
（4）若要探究“通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系”，应在图中所示的电路中串联一个 。
五、综合题
25．（2023九下·凤翔月考）如图1所示，这是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1阻值随温度变化的关系如图2所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。R3、R4为阻值不变的电热丝，均置于水箱中，R3＝24.2Ω。线圈电阻忽略不计，当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。（工作过程中，电源电压均保持不变）
（1）闭合开关S，电磁铁的上端为 极。当水箱中的水温升高，热敏电阻的阻值 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）如果将电热水器水温设为60℃，R2的阻值应该调至多少？
（3）按（2）中电热水器设定水温，如果电热水器储有质量为60kg、初温为20℃的水，电热水器处于加热状态，产生的热量80%被水吸收，则电热水器需要正常工作多长的时间才能跳至保温状态？ [c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】奥斯特发现通电导线存在磁场，C正确，A、B、D错误。
综上选C
【分析】电流的磁效应发现者为 奥斯特 ；安培发现通电螺线管的磁性判断；欧姆发现了欧姆定律；伽利略发现了力是改变物体运动的原因。
2．【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方向决定，乙小磁针的指向无关，故A、D错误；
B.通点导线周围存在磁场，会对小磁针产生力的作用，根据力的相互性可知，发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用，故B正确；
C.移去小磁针后的通电导线周围磁场仍然存在，故C错误。
故选B。
【分析】根据对奥斯特实验过程、现象和结论的理解判断。
3．【答案】C
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A． 由实验电路可知为奥斯特的电流磁效应实验，A不符合题意；
B．甲丙两图电流方向不同，小磁针的偏转方向不同，电流通过它产生的磁场对磁体施加力的作用，而磁场的方向与电流的方向有关，B不符合题意；
C．实验可以得到通电导体周围存在磁场，揭示了电生磁现象，C符合题意；
D． 断电后，根据异名磁极相互吸引，小磁针的N极会指向地磁的南极，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】实验可以得到通电导体周围存在磁场，揭示了电生磁现象。
4．【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；焦耳定律；地磁场；通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A．世界上最早记述磁偏角现象的人是我国宋代学者沈括，比西方早了400多年，A不符合题意；
B．欧姆对“电流跟电阻和电压之间的关系”进行了深入的研究并得到了正确结论，这就是欧姆定律，B不符合题意；
C．奥斯特最早发现电流周围存在磁场；安培研究了磁场对电流的作用力，C符合题意；
D．焦耳最先发现了“电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系”，即焦耳定律。D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】沈括首先发现地磁偏角；欧姆探究了电流、电压、电阻的关系；奥斯特首先发现了电流周围有磁场；焦耳研究了电流产生热量的影响因素。
5．【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A．该实验中，当导线中通电后，导线周围的小磁针发生偏转，这是科学家奥斯特的实验，所以首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是奥斯特，A不符合题意；
B．小磁针在磁场中会受到力的作用，该实验中小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场，B符合题意；
C．小磁针受力方向与磁场方向有关，只改变直导线中的电流方向，则直导线周围磁场方向发生变化，则小磁针的受力方向也发生变化，小磁针偏转方向与图中所示相反，C不符合题意；
D．直导线周围磁场的强弱与电流大小有关，磁场方向与电流大小无关，所以只改变直导线中的电流大小，直导线周围磁场方向不改变，小磁针偏转方向与图中所示相同，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】奥斯特首先发现电和磁间的联系，探究了电流周围有磁场；通电导体中电流方向改变，磁场方向变化。
6．【答案】D
【知识点】磁场；磁感线及其特点；通电螺线管的磁场
【解析】【解答】根据右手螺旋定则可知通电螺线管的左侧为N极右侧为S极，可判断在通电螺线管的外部磁感线由N极指向S极、在通电螺线管的内部磁感线由S极指向N极，由于同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可判断小磁针的N极会180°旋转。
【分析】熟练掌握右手螺旋定则以及磁感线在磁体内部的方向即可求解。
7．【答案】B
【知识点】磁现象；安培定则
【解析】【解答】A.通电后能产生磁场，是电能生磁，A不符合题意；
B.根据图乙，利用安培定则判断，通电后，电磁铁的下端为N极，B符合题意；
C.音箱悬浮，是因为同名磁极相互排斥原理，C不符合题意；
D.音箱的工作原理是磁场对电流的作用，与电动机工作原理相同，D不符合题意。
故答案为：B.
【分析】根据安培定则判断通电螺线管的磁极；同名磁极相互排斥；电动机工作原理是磁场对电流的作用。
8．【答案】C
【知识点】安培定则
【解析】【解答】解：A、当开关闭合时，通电螺线管中电流从下方流入，上方流出，根据安培定则可知，通电螺线管的上端为N极，下端为S极，故A错误；
B、由以上分析可知，通电螺线管上方为N极，而悬挂磁铁的下端为N极，根据磁极间的作用规律可知，两磁极相互排斥，故弹簧测力计示数变小，故B错；
C、当电流表示数变大时，电路中的电流变大，则通电螺线管磁性增强，两磁极间的排斥力变大，弹簧测力计示数变小，故C正确；
D、调换磁铁的N、S极，由于同名磁极相互吸引，则弹簧测力计示数变大，故D错误．
故选：C．
【分析】（1）利用安培定则判断通电螺线管的极性；
（2）根据磁极间的作用规律判断磁极间的作用，确定测力计示数变化；
（3）根据电流的变化，确定通电螺线管磁性的强弱变化，再测确定测力计示数变化；
（4）利用磁极间的作用规律判断调节后的示数变化．
9．【答案】D
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】解：小磁针N极向左，则说明电磁铁的磁感线由右向左，则电磁铁d端为N极，由右手螺旋定则可知，电流由左侧流入，即a端为电源正极，b端为负极．
故选D．
【分析】由小磁针N极指向可知磁感线的方向，由磁感线方向可知电磁铁的磁极，由右手螺旋定则可知电流方向及电源的正负极．
10．【答案】C
【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】A．由图知，电流从螺线管的左端流入，右端流出，根据安培定则，可以判断通电螺线管的B端是N极，A端是S极，通电螺线管受到地磁场的作用会发生转动，A不符合题意；
BCD．通电螺线管受到地磁场的作用发生转动，A端是S极，A端要和地磁场的N极相吸引，且地磁场的N极在地理南极附近，所以最后螺线管的A端要指向地理的南方，C符合题意，BD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据安培定则，可以判断通电螺线管的极性；地磁场的N极在地理南极附近，异名磁极相互吸引。
11．【答案】A
【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】由图可知，螺线管中的电流方向是从右端流入、左端流出，结合螺线管的绕向，由安培定则可知，螺线管左端为N极、右端为S极；根据磁极间作用规律可知，条形磁铁左端要受到电磁铁对它一个向右的排斥力；当电路中滑动变阻器的滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，电磁铁对条形磁铁的排斥力增大，条形磁铁开始向右运动，BCD不符合题意，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】由安培定则可知，螺线管左端为N极、右端为S极；根据磁极间作用规律可知，条形磁铁左端要受到电磁铁对它一个向右的排斥力；滑动变阻器接入电路的阻值减小，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，电磁铁对条形磁铁的排斥力增大。
12．【答案】磁场；南北；地磁场
【知识点】地磁场；通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】当水平导线中通入电流时，会发现小磁针发生了偏转，说明通电导线周围存在着一种物质，这种物质就是磁场，对小磁针产生力的作用．由于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．这是由于考虑到地磁场的影响．
【分析】通电导体周围有磁场；地球周围有地磁场。
13．【答案】（1）不可以
（2）不会
（3）磁化；条形磁体
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】探究通电螺线管的磁场时，
（1）由于铜不是磁性材料，不能被磁化，实验中，不可以用铜屑代替铁屑显示磁场分布；
（2）将电源的正负极对调，闭合开关，轻敲玻璃板，磁场的分布不变，铁屑的分布情况不会改变；
（3）细铁屑有规律的排列，是被磁化成无数个“小磁针”，受到了磁力的作用；通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似。
【分析】（1）铜不是磁性材料，不能被磁化；
（2）电流方向改变，磁场的分布不变；
（3）使没有磁性的物体拥有磁性，是磁化现象；通电螺线管的磁场和条形磁体相似。
14．【答案】条形磁铁；电流
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】 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个极；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； 小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场方向，改变螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，南北所指方向发生了改变，通电螺线管的磁场方向也发生改变，由此可知通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。
【分析】 本题考查了螺线管外部磁场与条形磁铁磁场相似、通电螺线管的磁极极性与电流的方向有关。
15．【答案】
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】由图示知，小磁针静止时，S极指向左端，据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，通电螺线管的N极在右端。由安培定则知，螺线管的电流由左端流入，右端流出，所以电源的正极在左端，负极在右端。作图如下：
【分析】根据磁极间的相互作用判断通电螺线管的磁极，结合安培定则判断通电螺线管的电流方向。
16．【答案】
【知识点】磁场；磁感线及其特点；通电螺线管的磁场
【解析】【解答】由图可知，由于小磁针静止时会指南北，而根据同名磁极互相推斥，异名磁极互相吸引的规律，
通电螺线管的左端为S极，右端为N极；由安培（右手螺线管）定则可知，电流从左端流入，从右端流出，即电源
的左侧为“正（+)”极，右侧为“负（-）”极；具体的标注见右图：
【分析】小磁针在通电螺线管磁场的作用下而指向通电螺线管的南北极；磁铁周围的磁感线总是从磁体
的N极出发回到S极；安培（右手螺线管）定则的内容是：用右手握住螺线管，让四指绕向电流的方向，则大拇指
所指的方向就为通电螺线管的N极。
17．【答案】
【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】根据图像，小磁针的北极在右，在螺线管的北极在右端，磁场方向从北极指向南极；根据安培定则，电流从左侧流入，电源的左侧的正极，如图
。
【分析】根据磁极间相互作用判断磁极位置；磁场方向从北极指向南极；利用安培定则判断电路方向。
18．【答案】（1）解：如图所示：
【知识点】通电螺线管的磁场；安培定则
【解析】【解答】
磁极间的相互作用是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；判断通电螺线管的极性用右手定则，伸开右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向N极，故答案如图所示
【分析】由磁极间的相互作用规律得出小磁针的N、S极； 已知通电螺线管的N、S极，由安培定则得出电源的正负极。
19．【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】由图知，小磁针的上端为N极，下端为S极，因异名磁极相互吸引，所以与小磁针S极靠近的一定是N极，由此可知，条形磁铁的左端为N极，右端为S极；通电螺线管的右端为N极，左端为S极；根据安培定则可以确定电流从通电螺线管的左端流入，即电源的左端为正极，右端为负极．如下图所示：
【分析】异名磁极相互吸引；根据安培定则可以确定电流方向，进而确定正负极。
20．【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】由图可知，小磁针静止时的左端为N极，根据异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，则通电螺线管的右端为N极，左端为S极。因为在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，所以磁感线的方向是指向左的。根据安培定则，伸出右手使大拇指指示螺线管的右端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左下端流入，则电源的左端为正极，右端是负极，如图所示：
【分析】异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥；在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极；根据安培定则，可确定电源正负极。
21．【答案】
【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】小磁针的左端为S极，自由静止时靠近螺线管的右端，所以螺线管的右端为N极，在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出回到S极，所以磁感线的方向是向左的；利用螺线管的右端为N极和线圈的绕向，根据安培定则可以确定电流从螺线管的左端流入右端流出，从而可以确定电源的左端为正极，右端为负极。
【分析】根据磁极间的相互作用判断通电螺线管的磁极；磁场的方向从北极出来回到南极；根据安培定则判断通电螺线管的拉动方向。
22．【答案】（1）北
（2）偏转
（3）偏转方向
（4）不会；有关
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】（1）电键断开时，小磁针受到地磁场的作用，所有的小磁针N极的指向为北。
（2）电键闭合时，通电直导线周围会产生磁场，小磁针受到通电直导线磁场的作用发生偏转。
（3）将电源的正负极对调，与（2）中的现象相比，通电直导线周围磁场的方向发生了变化，小磁针的受力方向发生变化，小磁针N极的偏转方向发生变化。
（4）有上述实验现象可知电键断开时，小磁针不发生偏转，说明直导线不通电流时，周围不会产生磁场。
电键闭合时，改变电流方向，小磁针N极偏转方向相反，说明通电直导线周围的磁场方向与电流的方向有关。
【分析】（1）受地磁场的作用，磁体的北极指北；
（2）通电导体周围有磁场，让小磁针的指向发生偏转；
（3）改变通电导体的电流方向，磁场方向改变小磁针的偏转方向改变；
（4）导体中有电流才有磁场；电流的磁场方向和电流方向有关。
23．【答案】（1）负
（2）电流
（3）增大电源电压
【知识点】通电螺线管的磁场；安培定则
【解析】【解答】(1)最左侧小磁针的左端为N极，右端为S极，根据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；根据安培定则可知，电流从通电螺线管的右侧流入，故电源的右端为正极，左端为负极；
(2)将连接电源正、负极的导线对调，螺线管中电流的方向发生了变化，小磁针的指向也改变了，这说明磁场的方向发生了变化，所以通电螺线管的磁场方向与电流方向有关；
(3)通电螺线管的匝数越多，通过螺线管的电流越大，通电螺线管的磁场越强，为了使通电螺线管的磁场增强，根据欧姆定律可采取的有效措施是增大电源电压。
【分析】(1)根据磁极间的相互作用规律判定螺线管的极性，进一步利用安培定则判断电源的正负极；
(2)通电螺线管周围的磁场的方向与电流的方向有关；
(3)通电螺线管的匝数越多，通过螺线管的电流越大，通电螺线管的磁场越强。
24．【答案】（1）判断磁场方向
（2）条形
（3）N；电流
（4）滑动变阻器
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】（1）在螺线管的两端各放一个小磁针，放小磁针的目的是判断磁场方向。
（2）在螺线管周围均匀撒上铁屑，铁屑分布如图，从铁屑的分布情况可知，两端磁场最强，中间磁场较弱，那么通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似。
（3）①小磁针的左端为N极，则右端为S极，根据“异名磁极相互吸引”可知，螺线管的左端为N极；
②当改变螺线管中的电流方向时，发现小磁针N极指向发生改变，此现象说明通电螺线管外部磁场方向与电流方向有关。
（4）若要探究“通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系”，就需要改变电路中的电流，因此应在图中所示的电路中串联一个滑动变阻器。
【分析】（1）小磁针上磁极方向已知，根据磁极之间的相互作用规律可以判断磁场的方向；
（2）根据图片分析通电螺线管的磁场分布特点即可；
（3）①根据磁极之间的相互作用判断；
②小磁针的指向发生偏转，说明它受到磁力的方向改变，即螺线管的磁场方向改变，据此分析解答。
（4）根据滑动变阻器的作用解答。
25．【答案】（1）S；变小
（2）由图2可知温度为60℃时，热敏电阻R1的阻值为10Ω，此时控制电路中的电流I＝0.2A，则控制电路中的总电阻
R2的阻值R2＝R﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω
（3）由
可知，电路为R3的简单电路时，电路中的电阻最小，电功率最大，电热水器处于加热状态，此时电热水器的电功率为
质量为60kg、初温为20℃的水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg ℃)×60kg×(60℃﹣20℃)＝1.008×107J
由可知，电热水器消耗的电能
由可知，电热水器需要正常工作的时间
【知识点】热量的计算；欧姆定律及其应用；电功率的计算；电功与热量的综合计算；安培定则
【解析】【解答】（1）图1控制电路中中电流从电磁铁的上端流入，由安培定则可知，线圈的下端为N极，则上端的磁极为S极。
由图2可知，热水器中水的温度升高时，热敏电阻R1的阻值将变小。
（2）由图2可知温度为60℃时，热敏电阻R1的阻值为10Ω，此时控制电路中的电流I＝0.2A，则控制电路中的总电阻
R2的阻值R2＝R﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω
（3）由
可知，电路为R3的简单电路时，电路中的电阻最小，电功率最大，电热水器处于加热状态，此时电热水器的电功率为
质量为60kg、初温为20℃的水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg ℃)×60kg×(60℃﹣20℃)＝1.008×107J
由可知，电热水器消耗的电能
由可知，电热水器需要正常工作的时间
【分析】（1）根据安培定则，判断通电螺线管的磁极位置；根据电阻和温度关系，判断电阻的变化；
（2）根据电压和电流的比值， 计算电阻，结合串联电路电阻规律，计算部分电阻；根据电阻和温度的关系图像，结合温度判断电阻；
（3）根据电压和电阻，可以计算电功率；根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量；根据吸收的热量和热效率的比值，计算消耗的电能；根据电能和电功率的比值， 计算时间。
1 / 1
