16.2.1电流的磁场
1.一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 ( )
2.1820年,安培在法国科学院的例会上做了一个有趣的实验:将螺线管沿东西方向水平悬挂起来,给螺线管通电,静止时如图所示。下列说法中正确的是 ( )
A.通电螺线管A端为S极,B端为N极
B.通电螺线管外部磁场分布与蹄形磁体相似
C.通电螺线管A端会吸引铁块,B端会排斥铁块
D.螺线管通电会转动,最后停在南北方向上
3.(2025·徐州铜山区二模)在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中,把铁屑均匀撒到装有螺线管的硬纸板上,通电后铁屑分布无明显变化,这时 纸板,观察到铁屑排列成如图所示的形状;可见,通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似;螺线管左端为 极.
4.(2025·吉林中考)如图所示,请标出通电螺线管的N极并在A点画出磁感线的方向.
5.如图所示,根据小磁针静止的位置,请在括号里标出电源的正负极,并在 U形铁棒的“左支”上画出线圈绕法.
6.小明在探究“通电直导线周围的磁场”实验中,实验装置如图甲所示.
(1)其中小磁针的作用是 .
(2)接通电路后,观察到小磁针偏转,说明电流周围存在 ,此现象最早是由物理学家 发现的.
(3)为了确保实验成功,导线应该 (填“东西”或“南北”)放置.
(4)改变直导线中电流方向,小磁针的偏转方向发生了改变,说明电流周围的磁场方向与 有关.
(5)若将小磁针移走,则通电直导线周围的磁场 (填“会”或“不会”)消失.
(6)研究表明,通电直导线周围的磁场分布如图乙所示,则图甲实验中,若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方,小磁针偏转的方向 (填“会”或“不会”)
7.(2024·山西中考)小明从电动玩具上拆下一块电池。为了确定该电池的正负极,他设计了以下四种方案,其中可行的是( )
8.如图所示,闭合开关S 、S ,两个通电螺线管的相互作用情况以及A、B端的极性分别是( )
A.相斥,A端为N极,B端为N极
B.相斥,A端为S极,B端为S极
C.相吸,A端为S极,B端为 N极
D.相吸,A端为N极,B端为S极
9.(2025·苏州工业园区二模)如图所示为小明做的一个实验:“把一段通电导线弯成圆环,形成环形电流,让圆环导线穿过一块与圆环平面垂直的平板。利用铁粉观察它周围的磁场分布.”电流和磁场的判断方法如图,如果导线内电流方向如箭头所示,当置于平板上A点的磁针(黑色端为 N极)静止时,下列选项中磁针指向正确的是( )
10.)小明在课下通过查阅资料,知道通电线圈相当于一匝通电螺线管,其两侧的磁极与线圈中电流方向的关系也符合安培定则————用右手握住线圈,让四指指向线圈中电流的方向,则大拇指所指的那端就是线圈的 N极.请你猜想,如图所示,把两个线圈 A和 B挂在水平光滑的固定细杆 MN上,且平行靠近放置,当线圈通入如图所示的方向相反的电流时,线圈A和B将互相 (填“靠近”或“远离”);你猜想的依据是 .
11.小明同学根据“小磁针在螺线管周围会受到磁力的作用,说明电流周围存在磁场”,从而猜想在地球周围也可能存在某种“重力场”.
(1)小明猜想的依据是 .
(2)根据通电螺线管的磁场分布,小明推测重力场的分布最可能是下列哪个图 .
12.如图所示,根据螺线管内部小磁针静止时的指向,在如图括号中标出螺线管左端的极性及电源正极.
13.(2025·扬州邗江区一模)根据如图所示磁感线方向,在相应的括号中,标出永磁体左侧的磁极(用“N”或“S”表示)和电源的极性(用“+”或“-”表示).( )
14.(2025·江西中考)探究通电螺线管外部磁场的方向:
某组同学通过探究,已了解通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极,它们的极性可以用小磁针的指向来判定后,接着探究通电螺线管两端的极性由什么因素决定.
【猜想】
A.可能由螺线管的绕向决定
B.可能由电源正负极的接法决定
C.可能由螺线管中电流的方向决定
(注解:螺线管两接线柱和电源正负极的接法简称电源正负极的接法)
【证据】用 将如图所示的器材连接成电路,把小磁针放在螺线管两端,闭合开关,观察并记录小磁针静止时 N 极的指向、螺线管的绕向、电源正负极的接法、螺线管中电流的方向.如图所示,是本组同学用画图的方法呈现出的四次实验现象.
【解释】
(1)观察分析图甲、乙两图,螺线管的绕向相同,通电螺线管的同一端磁极 .
(2)观察分析图甲、丙两图,电源正负极的接法相同,通电 螺 线 管 的 同 一 端磁极 .
(3)观察分析图 两图,螺线管中电流的方向相同,通电螺线管的同一端磁极相同.
(4)分析以上证据可知,通电螺线管的极性由螺线管中 决定,而不决定于 ,也不决定于
15.(1)螺线管实际是由多个单匝环形线圈组成的,通电螺线管的磁场可以看成由许多单匝环形通电线圈的磁场叠加而成,故单匝环形通电线圈的磁场方向也可以用安培定则判断.现一单匝线圈中的电流方向如图所示,则其B 端是 极.
(2)为了解释地球存在着磁场———地磁场,19世纪时,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.由于地磁的北极在地理的 附近,则根据安培的假设,地球表面应该带有 (填“正”或“负”)电荷,理由是: .
1. B 2. D
3.轻敲 条形 S
4.如图所示
5.如图所示
6.(1)探测周围磁场(2)磁场 奥斯特 (3)南北 (4)电流方向 (5)不会 (6)会
7. C 8. C
9. A解析:根据安培定则,伸出右手,大拇指指向电流的方向,四指环绕方向为磁场的方向,故导线正下方的磁场方向为由内向外,小磁针N极的指向与磁感线方向相同,故A 正确,BCD错误.故选 A.
10.远离 同名磁极相互排斥 解析:根据安培定则,用右手握住线圈B,让四指指向线圈中电流的方向,则大拇指所指的那端就是线圈的 N 极,则线圈 B 的左端为 N 极,右端为S极;同理可判断,线圈A 的左端为S极,右端为 N极,根据同名磁极相互排斥可知,线圈A 和B将互相远离.
11.(1)地球附近的物体受到重力的作用 (2)甲
解析:(1)物体在地球上受到重力的作用,所以猜想在地球周围也可能存在某种“重力场”,即小明猜想的依据是地球附近的物体受到重力的作用.
(2)在通电螺线管产生的磁场中,小磁针受力方向为磁感线的切线方向,那么类似地,推测地球上的某种“重力场”,其方向和重力的方向一样,重力的方向是竖直向下,指向地心,那么“重力场”的方向也是竖直向下,指向地心,观察甲、乙、丙三图,图甲符合要求,图乙的重力场方向环绕地球,丙图的重力场方向并不是都指向地心,所以根据通电螺线管的磁场分布,小明推测重力场的分布最可能是图甲.
12.如图所示
解析:根据小磁针的 N极水平向左,可知螺线管内部的磁场方向向左,则螺线管a端为 N极,利用螺线管的左端为N极和线圈的绕向,根据安培定则可以确定c端为电源的正极.
13.如图所示
14.【证据】导线 【解释】(1)不同 (2)不同 (3)甲、丁(或乙、丙)(4)电流的方向 螺线管的绕向 电源正负极的接法
解析:【证据】可以用导线将如题图所示的器材连接成电路,导线具有良好的导电性,能有效连接电路各元件,实现电流通路.
【解释】(1)甲、乙两图中螺线管绕向一致,但电源正负极接法相反,导致螺线管中电流方向相反.根据安培定则,电流方向决定磁场方向,因此磁极相反.
(2)甲、丙两图中电源正负极接法相同,但螺线管绕向相反,导致电流在螺线管中的实际流向相反.安培定则中,绕向与电流方向共同决定磁极,绕向改变等效于电流方向相对改变,故磁极相反,则通电螺线管的同一端磁极不同.
(3)甲和丁(或乙和丙)两图,螺线管中电流的方向相同,根据安培定则,电流方向决定磁场方向,通电螺线管的同一端磁极相同.
(4)单独改变绕向或电源正负极接法,电流方向改变,则磁极改变;若电流方向不变(如同时改变绕向和电源接法),则磁极不变.因此,通电螺线管的极性由螺线管中电流的方向决定,而不决定于螺线管的绕向,也不决定于电源正负极的接法.
15.(1)N (2)南极 负 见解析
解析:(1)根据安培定则,用右手握住单匝线圈,四指弯向电流方向,大拇指指向单匝线圈的B端,所以B端为 N 极.(2)地磁的北极在地理南极附近.根据安培的假设和安培定则,地球的环形电流方向应该自东向西,即从北极上空看是顺时针的.但地球自转方向是自西向东,说明电流方向与电荷定向移动的方向相反,故地球表面带的电荷是负电荷.