第 27 讲《14.3 电流的磁场》（分层练习）-2023-2024 学年九
年级物理全一册同步精品课堂（北师大版）（原卷版）
一、单选题
1．据物理学史记载，最先发现通电导线周围存在磁场的科学家是（ ）
A．安培 B．欧姆 C．伏特 D．奥斯特
2．阅读短文判断问题：为了解释地球存在着磁场——地磁场，19 世纪安培假设：地球
的磁场是由绕过地心轴线的环形电流引起的。①由于地球表面带有某种电荷，随地球
一起自西向东转动时，形成环形电流。环形电流可以形象地类似于通电螺线管中的电流。
②环形电流的磁场，也可以想象成类似于条形磁铁的磁场。③若将地磁场的 N 极和 S
极相当于通电螺线管的两个磁极，则可以借助安培定则由两极的磁性，判断环形电流的
方向。根据以上描述下列判断正确的是（ ）
A．环形电流的方向是自西向东
B．形成环形电流的电荷是正电荷
C．形成环形电流的电荷，与用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷相互吸引
D．用实验室常用验电器能够检验出形成环形电流的电荷电性
3．如图所示是一个通电螺线管，箭头的指向为螺线管的电流流向，若螺线管中的电流
增大，则下列说法正确的是（ ）
A．a 端相当于条形磁体的 N 极，它的磁性会增强
B．a 端相当于条形磁体的 S 极，它的磁性会增强
C．b 端相当于条形磁体的 N 极，它的磁性会减弱
D．b 端相当于条形磁体的 S 极，它的磁性会减弱
4．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．通电螺线管的右端为 N 极
C．向右移动滑片 P，通电螺线管的磁性增强
D．小磁针静止后，其 S 极的指向沿水平向右
5．在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示，
其中小磁针（黑色一端为 N 极）静止时的指向情况如图甲所示。铁屑静止时的分布情
况如图乙所示。图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示，通电螺线管中的电流方向和形成的磁场 N 极标注正确的是（ ）
A． B．
C． D．
7．如图所示，通电环形导体中间和上部各有一小磁针，当通以如图电流后，小磁针的 N
极将分别
A．a 的 N 极向纸外指，b 的 N 极向纸里指
B．a 的 N 极向纸里指，b 的 N 极向纸外指
C．a 和 b 的 N 极都向纸外指
D．a 和 b 的 N 极都向纸里指
8．如图是奥斯特实验的示意图，当开关闭合时，小磁针发生偏转，下列说法正确的是
（ ）
A．这一现象说明通电导线周围的空间中产生了磁场
B．发生偏转的小磁针对通电导线没有力的作用
C．通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
D．移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
9．在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图甲、
乙所示，其中小磁针（黑色一端为 N 极）静止时的指向情况如图甲所示，铁屑静止时
的分布情况如图乙所示。根据甲图和乙图所示的实验现象，用磁感线描述通电螺线管磁
场情况如图丙所示。下列说法中正确的是（ ）
A．图甲所示的实验，说明通电螺线管某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
B．图乙所示的实验，说明利用撒在通电螺线管周围的铁屑可以判断各点的磁场方向
C．图丙所示的通电螺线管的磁感线，是人们为了描述磁场建立的物理模型
D．由图丙可知，磁感线是由磁场中的铁屑被磁化后形成的
10．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
二、多选题
11．如图所示是小明设计的一个简易电流表，图中 N、S 为永磁体的两个磁极，线圈和
指针成一定的角度固定在一起，指针下端配有重球，a、b 是简易电流表的接线柱（ ）
A．简易电流表能够工作的主要原理是电磁感应
B．如图所示，指针所指的位置应该是简易电流表的 0 刻度线
C．如果 b 为正接线柱，正确使用电流表时指针会向左侧偏转
D．通过线圈的电流不变，指针下端的重球质量越大，指针偏转角度越小
12．如图所示，一条形磁铁 A 静止在较光滑的水平桌面上，通电螺线管 B 靠近 A 放置、
且与 A 位于同一水平面上。开关闭合后，下列说法中错误的是（ ）
A．A 可能向左移动
B．滑片 P 向上滑动时，B 对 A 的作用力增大
C．滑片 P 向下滑动时，A 可能向右移动
D．若对调电源正负极，A 运动时受向右的摩擦力
三、填空题
13．在物理兴趣小组研学活动中，小聪用名为指南针的手机 APP 指引方向，如图甲所
示，当“小磁针”静止时，其上部指向北方，说明“小磁针”的上部是 极（填
“N”或“S”）；小聪将这个 APP 打开后，放在如图乙所示的电磁体左方，仍呈现如图甲所
示的指向，则电源的下部为 极（填“正”、“负”）。
14．如图所示是一种磁悬浮盆栽，盆栽底部有磁铁，底座内装有电磁铁，这是利用了同
名磁极相互 的原理制成。给盆栽浇水后为了保持盆栽与底座之间距离不变，可
电磁铁线圈内的电流。
15．小东同学利用如图所示的实验装置探究通电螺线管周围磁场特点。
（1）闭合开关后，电源的正极是 （选填“左”或“右”）端。
（2）断开开关，将图中电源的正负极对调后，再闭合开关。他观察到放在螺线管下方
的小磁针静止时 N、S 极的指向也发生了对调。请你根据小东观察到的这一现象，提出
一个可探究的科学问题： 。
16．如图所示，是一个限流装置的示意图．其中 P 是电磁铁，S 是开关，Q 是衔铁，可
绕 O 转动。当开关 S 闭合时，弹簧 （选填“会”“不会”）产生弹力，电磁铁
（选填“吸引”“不吸引”）衔铁。当电流过大时，它能自动切断电路。
17．如图奥斯特实验说明通电导体周围存在着 ，其方向与 方向有关。
18．如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针 N 极指向地理的
方，地磁的 极。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁
针发生偏转，说明通电导线周围存在 。
四、作图题
19．如图甲所示为一个磁悬浮地球仪，图乙是其内部结构示意图。开关闭合后，请在图
乙中的括号内标出电源的正、负极及电磁铁 A 和 B 的 N 极。
20．请画出图中螺线管的绕法．
五、实验题
21．小利同学做如图所示的实验。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：
（1）观察甲、乙两图的实验现象，可以初步确定： （选填选项前的字母）；
A．什么情况下磁可以生电
B．电流的周围存在着磁场
（2）通过分析乙、丙两图的实验现象可知： （选填选项前的字母）。
A．通电导体周围的磁场方向与导体中的电流大小有关
B．通电导体周围的磁场方向与导体中的电流方向有关
22．在验证电流产生磁场的实验中，小东连接了如图所示的实验电路。他把小磁针（图
中没有画出）放在直导线 AB 的正下方，闭合开关后，发现小磁针指向不发生变化。
（1）请你猜想小磁针指向不发生变化的原因是： （写出一条即可）；
（2）写出检验你上述猜想是否正确的方法： （写出一条即可）；
（3）利用图所示实验器材还可以进行的实验有： 。（写出一条即可）
23．如图冰冰在做奥斯特实验，她将一枚转动灵活的小磁针置于桌面，上方平行放置一
条直导线。
（1）当小磁针静止后，使导线与电池触接，看到小磁针发生如图甲所示的偏转，断电
后小磁针又回到原来的位置（如图乙），这说明通电导体周围存在 。
（2）改变电流方向，看到小磁针发生如图丙所示的反向偏转，对比甲、丙图可以得到
的结论是通电导线的磁场方向与 有关。
（3）我们把奥斯特实验中的发现称之为电流的 效应。
六、科普阅读题
24．请阅读《稳态强磁场实验装置》并回答问题。
稳态强磁场实验装置
2022 年 8 月 12 日，位于中科院合肥物质科学研究院的国家重大科技基础设施“稳态强
磁场实验装置”实现重大突破，创造场强 45.22 万高斯的稳态强磁场，超越已保持了 23
年之久的 45 万高斯稳态强磁场世界纪录。地球磁场约等于 0.5 高斯，新纪录相当于地
球磁场的 90 多万倍。强磁场是探索科学前沿的一种极端实验条件，在发现新现象、催
生新技术方面具有不可替代的作用。
想要人为创造稳态强磁场，势必要创造稳态强电流，科学家们经数年钻研，终于取得技
术突破。如图甲是此强磁场实验装置的外观，其内部（如图乙）由外 7 层超导线圈、
内 2 层水冷线圈构成，相当于多个超大型通电螺线管嵌套在一起。其中超导线圈由铌三
锡超导股线绕成，这种超导股线加工复杂——需将液氦从股线中流过，使得股线内的温
度降至-270 : 269℃，以确保股线处于零电阻的超导工作状态，而超导股线在电流通过
时不会发热。内层的水冷线圈有一定的电阻，经过缜密设计，在尽可能保证大电流通过
线圈的同时将高压冷却水通过线圈，快速“带走热量”，防止导线过热，以维持电流稳定。
线圈的中心部分就是做实验的内孔，科学家把待测物质通过探头放置于此进行研究。借
助其他观测仪器，如扫描隧道显微镜，我们就可以了解物质在强磁场环境下发生的奇妙
变化。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）稳态强磁场实验装置产生磁场的基本原理是 （选填选项前的字母）；
A．通电导线周围存在磁场
B．通电导线在磁场中受到力的作用
C．电磁感应现象
（2）当内层水冷线圈中的电流增大时，其单位时间产生的热量会 （选填“变多”“变
少”或“不变”）；
（3）超导线圈相比于普通金属导线线圈的优势是 ；
（4）为进一步使实验装置产生的磁场更强，请你提出一条建议 （写出一条即可）。第 27 讲《14.3 电流的磁场》（分层练习）-2023-2024 学年九
年级物理全一册同步精品课堂（北师大版）（解析版）
一、单选题
1．据物理学史记载，最先发现通电导线周围存在磁场的科学家是（ ）
A．安培 B．欧姆 C．伏特 D．奥斯特
【答案】D
【解析】A．安培是法国物理学家、化学家和数学家，他的主要成就是发现安培定则和
电流的相互作用规律，发明电流计等，故 A 不符合题意；
B．欧姆是德国物理学家，1826 年，欧姆发现了电学上的一个重要定律，即欧姆定律，
这是他最大的贡献，故 B 不符合题意；
C．伏特是意大利物理学家，因在 1800 年发明伏打电堆而著名，故 C 不符合题意；
D．奥斯特是丹麦物理学家、化学家和文学家，在物理学领域，他首先发现通电导线周
围存在磁场，故 D 符合题意。
故选 D。
2．阅读短文判断问题：为了解释地球存在着磁场——地磁场，19 世纪安培假设：地球
的磁场是由绕过地心轴线的环形电流引起的。①由于地球表面带有某种电荷，随地球
一起自西向东转动时，形成环形电流。环形电流可以形象地类似于通电螺线管中的电流。
②环形电流的磁场，也可以想象成类似于条形磁铁的磁场。③若将地磁场的 N 极和 S
极相当于通电螺线管的两个磁极，则可以借助安培定则由两极的磁性，判断环形电流的
方向。根据以上描述下列判断正确的是（ ）
A．环形电流的方向是自西向东
B．形成环形电流的电荷是正电荷
C．形成环形电流的电荷，与用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷相互吸引
D．用实验室常用验电器能够检验出形成环形电流的电荷电性
【答案】C
【解析】AB．地磁的北极在地理南极的附近，在用安培定则判定环形电流的方向时，
右手的拇指必需指向南方；则四指弯曲的方向应该自东向西，即电流流动的方向应该自
东向西；由于地球表面带有某种电荷，随地球一起自西向东转动时，形成环形电流，电
流方向与电荷的定向移动方向相反，所以该电荷是负电荷，故 AB 错误；
C．形成环形电流的电荷是负电荷，丝绸摩擦过的玻璃棒是正电荷，异种电荷相互吸引，
形成环形电流的电荷与用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷相互吸引，故 C 正确；
D．验电器能用来检验物体是否带电，但不能检验出形成环形电流的电荷电性，故 D 错
误。
故选 C。
3．如图所示是一个通电螺线管，箭头的指向为螺线管的电流流向，若螺线管中的电流
增大，则下列说法正确的是（ ）
A．a 端相当于条形磁体的 N 极，它的磁性会增强
B．a 端相当于条形磁体的 S 极，它的磁性会增强
C．b 端相当于条形磁体的 N 极，它的磁性会减弱
D．b 端相当于条形磁体的 S 极，它的磁性会减弱
【答案】A
【解析】由安培定则可判定图中螺线管 a 端相当于条形磁体的 N 极，b 端相当于条形磁
体的 S 极；电流的磁场磁性强弱与电流有关，电流越大磁性越强，所以若螺线管中的
电流增大，它的磁性会增强。故 A 正确；BCD 错误。
故选 A。
4．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．通电螺线管的右端为 N 极
C．向右移动滑片 P，通电螺线管的磁性增强
D．小磁针静止后，其 S 极的指向沿水平向右
【答案】D
【分析】（1）磁场中某点的磁场方向与该点的磁感线方向是一致的；据电流的方向，结
合安培定则判断出该通电螺线管的 NS 极即可；
（2）通电螺线管的磁场的强弱与电流的强弱有关；
（3）根据磁极间的相互作用可判断 S 极的指向．
【解析】AB．电源的右端是正极，所以电流从螺旋管的右端流入，据安培定则可知，
该螺线管的左端是 N 极，右端是 S 极，在磁体外部磁感线“北出南回”，所以磁感线的方
向应该从左向右，则通电螺线管外 A 点的磁场方向向右，故 AB 错误；
C．滑片向右移动，变阻器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小，则通电螺线管的
磁性变弱，故 C 错误；
D．据上面的分析可知，该螺线管的右端是 S 极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针
静止后，其左端应该是 N 极，则小磁针 S 极的指向沿水平向右，故 D 正确；
故选 D．
5．在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示，
其中小磁针（黑色一端为 N 极）静止时的指向情况如图甲所示。铁屑静止时的分布情
况如图乙所示。图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】通电螺线管的外部磁场和条形磁体的磁场相似，由甲图中小磁针的分布情况可
以判断该通电螺线管的左侧为 S 极，右侧为 N 极。我们规定小磁针静止时的 N 极指向
为该点的磁场方向，所以在磁体外部，磁感线总是从 N 极出发回到 S 极。而在磁体内
部，磁感线的分布和磁体的 N、S 极一致，由此判断，A、B、D 不符合题意；C 符合题
意。
故选 C。
6．如图所示，通电螺线管中的电流方向和形成的磁场 N 极标注正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】A．根据安培定则，四指的方向方向为电流的方向，大拇指的方向为 N 极的指
向，如图右端为 N 极，故 A 错误；
B．根据安培定则，四指的方向方向为电流的方向，大拇指的方向为 N 极的指向，如图
左端为 N 极，故 B 正确；
C．根据安培定则，四指的方向方向为电流的方向，大拇指的方向为 N 极的指向，如图
左端为 N 极，故 C 错误；
D．在电源外部，电流从电源的正极出发，经用电器、开关等回到负极，所以图中电流
方向标注错误，故 D 错误。
故选 B。
7．如图所示，通电环形导体中间和上部各有一小磁针，当通以如图电流后，小磁针的 N
极将分别
A．a 的 N 极向纸外指，b 的 N 极向纸里指
B．a 的 N 极向纸里指，b 的 N 极向纸外指
C．a 和 b 的 N 极都向纸外指
D．a 和 b 的 N 极都向纸里指
【答案】A
【解析】如图所示，若通电时，据安培定则得出环形线圈的前面即纸的外面是 S 极、后
面即纸的里面是 N 极，故其磁感线的方向：环形线圈外面是垂直于纸面向外，环形线
圈里面是垂直纸面向里，
而小磁针静止时的 N 极指向与环形线圈的磁感线的方向是一致的，所以外面小磁针 a
的 N 极向纸外指，b 的 N 极向纸里指．
故选 A．
【点睛】右手螺旋定则（安培定则）应用时，要注意四指弯曲指向电流的方向，千万不
要理解成线圈的绕向，有同学容易在这点混淆，有个简单的方法，即使用右手螺旋定则
前先把电流方向标在线圈上．
8．如图是奥斯特实验的示意图，当开关闭合时，小磁针发生偏转，下列说法正确的是
（ ）
A．这一现象说明通电导线周围的空间中产生了磁场
B．发生偏转的小磁针对通电导线没有力的作用
C．通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
D．移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
【答案】A
【解析】A．导体通电后，导体旁边的小磁针发生偏转说明通电导线周围的空间中产生
了磁场，故 A 正确；
B．力的作用是相互的，发生偏转的小磁针受到通电导线磁力的作用，小磁针也对通电
导体有磁力的作用，故 B 错误；
CD．通电导线周围磁场方向与电流的方向有关，并不是由小磁针的指向决定的，即使
移去小磁针，通电导线周围的磁场也不会消失，故 CD 错误。
故选 A。
9．在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图甲、
乙所示，其中小磁针（黑色一端为 N 极）静止时的指向情况如图甲所示，铁屑静止时
的分布情况如图乙所示。根据甲图和乙图所示的实验现象，用磁感线描述通电螺线管磁
场情况如图丙所示。下列说法中正确的是（ ）
A．图甲所示的实验，说明通电螺线管某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
B．图乙所示的实验，说明利用撒在通电螺线管周围的铁屑可以判断各点的磁场方向
C．图丙所示的通电螺线管的磁感线，是人们为了描述磁场建立的物理模型
D．由图丙可知，磁感线是由磁场中的铁屑被磁化后形成的
【答案】C
【解析】A．磁场中某点的磁场方向是由放在磁场本身决定的，它决定了放在该点的小
磁针北极的指向，换句话说小磁针 N 极只是反映了磁场中该点的磁场方向，并不能决
定该点的磁场方向，故 A 错误；
B．利用铁屑可以看到磁体周围磁场的分布情况，但看不到磁场方向，所以不能判断各
点的磁场方向，故 B 错误；
CD．磁场是客观存在的，而磁感线是人们为了描述磁场建立的物理模型，磁感线客观
上是不存在的假象曲线，更不是由磁场中的铁屑被磁化后形成的，故 C 正确，D 错误。
故选 C。
10．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
【解析】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，故 A 错误；
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，故 B 正确；
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，
故 C 错误；
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，
故 D 错误。
故选 B。
二、多选题
11．如图所示是小明设计的一个简易电流表，图中 N、S 为永磁体的两个磁极，线圈和
指针成一定的角度固定在一起，指针下端配有重球，a、b 是简易电流表的接线柱（ ）
A．简易电流表能够工作的主要原理是电磁感应
B．如图所示，指针所指的位置应该是简易电流表的 0 刻度线
C．如果 b 为正接线柱，正确使用电流表时指针会向左侧偏转
D．通过线圈的电流不变，指针下端的重球质量越大，指针偏转角度越小
【答案】BD
【解析】A．由题意可知，简易电流表能够工作的主要原理是通电导体在磁场中受力运
动，故 A 不符合题意；
B．如图所示，线圈处于平衡状态，所以，指针所指的位置应该是简易电流表的 0 刻度
线，故 B 符合题意；
C．如果 b 为正接线柱，电流从 b 到 a，由安培定则可知，线圈左端为 N 极，根据磁极
间的作用规律可知，通电后，电流表指针会向右侧偏转，故 C 不符合题意；
D．通过线圈的电流不变，线圈和磁铁之间的磁力不变，如果指针下端的重球质量越大，
需要的使指针偏转的作用力就越大，所以，电流不变时，指针偏转角度较小，故 D 符
合题意。
故选 BD。
12．如图所示，一条形磁铁 A 静止在较光滑的水平桌面上，通电螺线管 B 靠近 A 放置、
且与 A 位于同一水平面上。开关闭合后，下列说法中错误的是（ ）
A．A 可能向左移动
B．滑片 P 向上滑动时，B 对 A 的作用力增大
C．滑片 P 向下滑动时，A 可能向右移动
D．若对调电源正负极，A 运动时受向右的摩擦力
【答案】BCD
【解析】A．由安培定则可知，电磁铁的左端为 N 极，右端为 S 极，则电磁铁与条形磁
铁的异名磁极相对，会相互吸引，即条形磁铁受到电磁铁向左的吸引力，所以 A 可能
向左移动，故 A 正确，不符合题意；
B．滑片 P 向上滑动时，变阻器接入电路的电阻变大，电流减小，电磁铁的磁性变弱，
则 B 对 A 的作用力减小，故 B 错误，符合题意；
C．滑片 P 向下滑动时，变阻器接入电路的电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性变强，
A 受到向左的吸引力变大，A 不可能向右移动，故 C 错误，符合题意；
D．若对调电源正负极，则电磁铁的左端为 S 极，右端为 N 极，B 和 A 会相互排斥，A
可能向右运动，则 A 运动时受向左的摩擦力，故 D 错误，符合题意。
故选 BCD。
三、填空题
13．在物理兴趣小组研学活动中，小聪用名为指南针的手机 APP 指引方向，如图甲所
示，当“小磁针”静止时，其上部指向北方，说明“小磁针”的上部是 极（填
“N”或“S”）；小聪将这个 APP 打开后，放在如图乙所示的电磁体左方，仍呈现如图甲所
示的指向，则电源的下部为 极（填“正”、“负”）。
【答案】 N 负
【解析】[1]小磁针静止后总是指向南北方向，是因为受到地磁场的作用，指北一端的磁
极叫北极（N 极），所以“小磁针”的上部是 N 极。
[2]根据异名磁极相互吸引可知，电磁铁的上端为 S 极，下端为 N 极；根据安培定则可
知，电流从下端流出，上端流入，则电源的下部为负极。
14．如图所示是一种磁悬浮盆栽，盆栽底部有磁铁，底座内装有电磁铁，这是利用了同
名磁极相互 的原理制成。给盆栽浇水后为了保持盆栽与底座之间距离不变，可
电磁铁线圈内的电流。
【答案】 排斥 增大
【解析】[1]如图所示是一种磁悬浮盆栽，盆栽底部有磁铁，底座内装有电磁铁，这是利
用了同名磁极相互排斥的原理制成的。
[2]给盆栽浇水后盆栽的重力变大，为了保持盆栽与底座之间距离不变，可增大磁力与重
力保持平衡，可增大电磁铁线圈内的电流，增强磁性。
15．小东同学利用如图所示的实验装置探究通电螺线管周围磁场特点。
（1）闭合开关后，电源的正极是 （选填“左”或“右”）端。
（2）断开开关，将图中电源的正负极对调后，再闭合开关。他观察到放在螺线管下方
的小磁针静止时 N、S 极的指向也发生了对调。请你根据小东观察到的这一现象，提出
一个可探究的科学问题： 。
【答案】 左 通电螺线管的磁场方向与电流方向有关吗
【解析】（1）[1]小磁针静止时 S 极靠近通电螺线管的左端，根据磁极间的相互作用规
律可知，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源的正极是左
端。
（2）[2]断开开关，将图中电源的正负极对调后，再闭合开关。观察到放在通电螺线管
下方的小磁针静止时 N、S 极的指向也发生了对调，这表明磁场的方向发生了变化，所
以可探究的科学问题是通电螺线管的磁场方向跟通电螺线管中的电流方向有关吗
16．如图所示，是一个限流装置的示意图．其中 P 是电磁铁，S 是开关，Q 是衔铁，可
绕 O 转动。当开关 S 闭合时，弹簧 （选填“会”“不会”）产生弹力，电磁铁
（选填“吸引”“不吸引”）衔铁。当电流过大时，它能自动切断电路。
【答案】 会 吸引
【解析】[1]当开关 S 闭合时，弹簧被拉长，发生弹性形变，会产生弹力。
[2]当开关 S 闭合时，电磁铁中有电流流过，产生磁性，会吸引衔铁。
17．如图奥斯特实验说明通电导体周围存在着 ，其方向与 方向有关。
【答案】 磁场 电流
【解析】[1][2]如图奥斯特实验中，给导线通电，下方的小磁针受力转动，当改变导线
的电流方向时，下方小磁针偏转方向也改变，说明通电导体周围存在着磁场，其方向与
电流方向有关。
18．如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针 N 极指向地理的
方，地磁的 极。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁
针发生偏转，说明通电导线周围存在 。
【答案】 北 南 磁场
【解析】[1][2]地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，静止时的小磁针
受到地磁场的作用，小磁针的 N 极应指向地磁南极，地理北方。
[2]给平行架在小磁针上方的导线通电后，导线周围产生了磁场，该导线下方的小磁针在
磁场的作用下会发生偏转。
四、作图题
19．如图甲所示为一个磁悬浮地球仪，图乙是其内部结构示意图。开关闭合后，请在图
乙中的括号内标出电源的正、负极及电磁铁 A 和 B 的 N 极。
【答案】
【解析】由图乙知，要想地球仪能够悬浮，则地球仪内部的条形磁体下端与电磁铁 B 的
上端相互排斥，根据同名磁极相互排斥，已知地球仪内部的条形磁体下端为 S 极，所以
电磁铁 B 的上端为 S 极，则下端为 N 极，根据安培定则，使右手大拇指指向电磁铁 B
的 N 极（下端），四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以在电磁铁 B 处电流从螺线管
的下端流入，可知道电源的下端为正极、上端为负极，则在电磁铁 A 处电流从螺线管
的上端流入，同理根据安培定则有，电磁铁 A 的上端为 N 极，则下端为 S 极。如图
20．请画出图中螺线管的绕法．
【答案】
【解析】如图根据异名磁极相互吸引，小磁针左端为 N 极，所以螺线管的右端为 S 极，
左端为 N 极，用右手大母指向左握住螺线管，则在纸的外面电流向上，纸里面电流向
下，据此画出线圈，如图：
五、实验题
21．小利同学做如图所示的实验。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：
（1）观察甲、乙两图的实验现象，可以初步确定： （选填选项前的字母）；
A．什么情况下磁可以生电
B．电流的周围存在着磁场
（2）通过分析乙、丙两图的实验现象可知： （选填选项前的字母）。
A．通电导体周围的磁场方向与导体中的电流大小有关
B．通电导体周围的磁场方向与导体中的电流方向有关
【答案】 B B
【解析】（1）[1]闭合开关，电路中有电流通过时，小磁针会发生偏转，说明有电流通过
电路时，小磁针受到作用力，这说明电流的周围存在磁场，故 A 不符合题意，B 符合题
意。
故选 B。
（2）[2]乙丙两图中，有电流通过电路，小磁针会发生偏转，改变电流的方向，小磁针
的偏转方向会发生改变，这说明通电导体周围的磁场与电流的方向有关，故 A 不符合
题意，B 符合题意。
故选 B。
22．在验证电流产生磁场的实验中，小东连接了如图所示的实验电路。他把小磁针（图
中没有画出）放在直导线 AB 的正下方，闭合开关后，发现小磁针指向不发生变化。
（1）请你猜想小磁针指向不发生变化的原因是： （写出一条即可）；
（2）写出检验你上述猜想是否正确的方法： （写出一条即可）；
（3）利用图所示实验器材还可以进行的实验有： 。（写出一条即可）
【答案】 小磁针与直导线距离远 见解析 见解析
【解析】（1）[1]在验证电流产生磁场的实验中，小东连接了如图所示的实验电路，他把
小磁针(图中没有画出)放在直导线 AB 的正下方，闭合开关后，发现小磁针指向不发生
变化，经检查，各元件完好，电路连接无故障，说明电流一定时，磁场的强弱应该与距
离有关，所以，猜想小磁针指向不发生变化的原因是小磁针与直导线距离远。
（2）[2]检验猜想是否正确的方法是使小磁针尽量靠近直导线，小磁针静止时，给直导
线通电，观察小磁针指向是否变化，若小磁针指向变化，说明猜想正确；若小磁针指向
不变化，说明猜想错误。
（3）[3]实验器材中，有已知磁极的小磁针，所以，可以利用已知磁极的小磁针判断未
知电源的正负极。
23．如图冰冰在做奥斯特实验，她将一枚转动灵活的小磁针置于桌面，上方平行放置一
条直导线。
（1）当小磁针静止后，使导线与电池触接，看到小磁针发生如图甲所示的偏转，断电
后小磁针又回到原来的位置（如图乙），这说明通电导体周围存在 。
（2）改变电流方向，看到小磁针发生如图丙所示的反向偏转，对比甲、丙图可以得到
的结论是通电导线的磁场方向与 有关。
（3）我们把奥斯特实验中的发现称之为电流的 效应。
【答案】 磁场 电流的方向 磁
【解析】（1）[1]当小磁针静止后，使导线与电池触接，通过导线有电流，小磁针发生偏
转，小磁针受到了磁场力的作用，这说明通电导体周围存在磁场。
（2）[2]改变电流方向，看到小磁针的偏转方向发生了改变，这说明磁场的方向发生了
改变，故结论为：通电导体的磁场方向与电流方向有关。
（3）[3]1820 年丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电流周围存在磁场，即电流的磁效
应。
六、科普阅读题
24．请阅读《稳态强磁场实验装置》并回答问题。
稳态强磁场实验装置
2022 年 8 月 12 日，位于中科院合肥物质科学研究院的国家重大科技基础设施“稳态强
磁场实验装置”实现重大突破，创造场强 45.22 万高斯的稳态强磁场，超越已保持了 23
年之久的 45 万高斯稳态强磁场世界纪录。地球磁场约等于 0.5 高斯，新纪录相当于地
球磁场的 90 多万倍。强磁场是探索科学前沿的一种极端实验条件，在发现新现象、催
生新技术方面具有不可替代的作用。
想要人为创造稳态强磁场，势必要创造稳态强电流，科学家们经数年钻研，终于取得技
术突破。如图甲是此强磁场实验装置的外观，其内部（如图乙）由外 7 层超导线圈、
内 2 层水冷线圈构成，相当于多个超大型通电螺线管嵌套在一起。其中超导线圈由铌三
锡超导股线绕成，这种超导股线加工复杂——需将液氦从股线中流过，使得股线内的温
度降至-270 : 269℃，以确保股线处于零电阻的超导工作状态，而超导股线在电流通过
时不会发热。内层的水冷线圈有一定的电阻，经过缜密设计，在尽可能保证大电流通过
线圈的同时将高压冷却水通过线圈，快速“带走热量”，防止导线过热，以维持电流稳定。
线圈的中心部分就是做实验的内孔，科学家把待测物质通过探头放置于此进行研究。借
助其他观测仪器，如扫描隧道显微镜，我们就可以了解物质在强磁场环境下发生的奇妙
变化。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）稳态强磁场实验装置产生磁场的基本原理是 （选填选项前的字母）；
A．通电导线周围存在磁场
B．通电导线在磁场中受到力的作用
C．电磁感应现象
（2）当内层水冷线圈中的电流增大时，其单位时间产生的热量会 （选填“变多”“变
少”或“不变”）；
（3）超导线圈相比于普通金属导线线圈的优势是 ；
（4）为进一步使实验装置产生的磁场更强，请你提出一条建议 （写出一条即可）。
【答案】 A 变多 零电阻 增加线圈的匝数
【解析】（1）[1]由材料可知，实验装置是通过电磁铁获得稳态强磁场的，所以产生磁场
的基本原理是通电导线周围存在磁场。
（2）[2]当内层水冷线圈中的电流增大时，由于内层的水冷线圈有一定的电阻，根据焦
耳定律，其单位时间产生的热量会变多。
（3）[3]超导线圈相比于普通金属导线线圈的优势是零电阻，使它在超导工作状态下不
产生热量，能够获得强电流，且不产生能量损失。
（4）[4]影响电磁铁的磁性强弱的主要因素是可以通过电磁铁的电流和线圈的匝数，故
可以从增加线圈匝数或增大电流强度方面提出建议。
