沪科版初中物理九年级第17章 从指南针到磁浮列车 考点专训（含答案）

第17章
从指南针到磁浮列车
考点专训
专项训练一：通电螺线管
1.通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似；两端有两个磁极；其外部磁感线的方向是从N极到S极，内部磁感线的方向是从S极到N极；
2．磁感线分布越密的地方，磁场越强；磁场强弱与电流的大小和线圈匝数有关；
3．通电螺线管的极性跟螺线管中电流方向有关，它们的关系可以用右手螺旋定则来判断。
通电螺线管外部的磁场
1．如图所示，在探究“通电螺线管外部的磁场分布”实验中
(第1题)
(1)在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况。改变电流方向，铁屑的排列情况________(填“发生”或“没发生”)改变；小磁针的偏转方向________(填“发生”或“没发生”)改变。
(2)将几个小磁针放到螺线管周围不同位置，观察小磁针N极的指向，我们会判断出通电螺线管的磁场与________磁体的磁场相似。
(3)在实验中，可以在螺线管中间插入一根铁棒，这样做的目的是____________。
(4)下列研究方法与本实验相同的是(　　)
A．通过测100张纸的厚度来测1张纸的厚度
B．人们通过研究墨水的扩散现象认识分子的运动情况
C．研究电流与电压、电阻关系时，控制电阻(电压)不变，研究电流与电压(电阻)的关系
D．学习电压时，我们可以通过对比水压来认识它
通电螺线管内部的磁场
2．将小磁针放在螺线管内部，开关S断开，小磁针静止时如图(a)所示。闭合开关S，小磁针转动，静止后如图(b)所示。接着改变电流的方向，再闭合开关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。
(第2题)
(1)比较图(a)和(b)可知：_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)比较图(b)和(c)可知：_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
通电螺线管极性的判断
3．(东营)请在图中分别标出小磁针a、b静止时的N、S极。
(第3题)
通电螺线管磁性强弱的改变
4．弹簧下面悬挂一块条形磁铁，磁铁下有一通电螺线管，如图所示，闭合开关后，为使弹簧伸长，下列措施中可采用的是(　　)
(第4题)
A．使滑片P向b端移动
B．使滑片P向a端移动
C．将铁芯从螺线管内取出
D．把电源两极对调后接入原电路
通电螺线管的磁感线方向及画法
5．(凉山州)螺线管通电后，小磁针静止时指向如图所示，请在图中标出电源的正极和该螺线管外部磁感线的方向。
(第5题)
6．两个通电螺线管，它们的一端位于图甲中的虚线框内，为探究两个通电螺线管之间的磁场方向，把一个小磁针分别放在虚线框内9个点的位置上，记录小磁针在各位置上的指向如图乙所示(小磁针涂黑的一端为N极)。请画出虚线框内两通电螺线管之间的磁感线(画出三条磁感线)。
(第6题)
通电螺线管的绕法
7．如图所示，将两螺线管连接起来，并通以电流使它们互相排斥，请画出它们与电源的连接情况，并标出通电后螺线管的N、S极。
(第7题)
8．(随州)如图，将铜丝、铁丝插入菠萝中，便成了水果电池。一根软导线在纸筒A上绕成螺线管，导线两端接在电池两极上，螺线管产生的磁场使小磁针静止在如图状态。图中已标出电路中电子定向移动的方向。
(第8题)
(1)标出电池正、负极。
(2)画出纸筒A上导线绕向并形成闭合电路。
(3)画出一条经过小磁针的磁感线(并标明方向)。
由磁感线的方向判断通电螺线管的极性和电流方向
9．(聊城)如图所示，为永磁体A和电磁铁B之间的磁场分布。请根据图中磁感线的方向标出永磁体A右端的磁极和电磁铁B中电源的“＋”“－”极。
(第9题)
判断小磁针的偏转方向
10．(广安)如图所示，如闭合开关，请用箭头符号标出小磁针N极的偏转方向。
(第10题)
关于通电螺线管的电路设计题
11．(达州)将图中的电磁铁连入你设计的电路中(在虚线框内完成)，要求：能改变电磁铁磁性的强弱；闭合开关S后，小磁针受力静止时，其N极如图所示。
(第11题)
专项训练二：实验专题
1.奥斯特实验说明了通电导体和磁体是一样的，周围存在磁场，其磁场方向与电流方向有关，实验采用了转换法，即电流周围的磁场我们无法直接观察，可通过小磁针发生偏转来间接了解，但在做实验时，为了防止地磁场的影响，不要东西方向布设导线，导线要与静止在南北方向的小磁针平行。为了防止小磁针由于吸引铁而转动，导线要用铜、铝导线，不用铁导线。
2．探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验，采用了转换法、控制变量法，实验中探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，可控制其他因素不变，通过滑动变阻器来调节电流的大小；探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，可将两个线圈匝数不同(铁芯相同)的电磁铁串联在电路中，保持电流相等来探究。
奥斯特实验
1．如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。接通电路后，观察到小磁针偏转。
(第1题)
(1)实验探究的是通电直导线周围是否存在________。
(2)改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，表明________________________________________________________________。
(3)实验中小磁针的作用是______________________________________________________。
(4)实验中用到的一种重要科学研究方法是________。
A．类比法　　　　　　　B．转换法
C．控制变量法
D．等效替代法
电磁铁磁性强弱与哪些因素有关
2．晓红同学利用如图所示装置研究电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关。
图中A是悬挂在弹簧下的铁块，B是电磁铁的铁芯，S是转换开关(S接1时连入电路的线圈匝数多，S接2时连入电路的线圈匝数少)。
(第2题)
(1)实验过程中弹簧的伸长量越大，表示电磁铁的磁性越________；
(2)保持滑片P位置不变，先后让开关S接1和2，可以研究电磁铁磁性的强弱与____________是否有关；
(3)请提出一个还可以用该装置验证的猜想并设计验证方案。
猜想：电磁铁磁性的强弱还与____________________________有关；
验证方案：________________________________________________________
_________________________________________________________________
_______________。
专项训练三：通电导体在磁场中受力的作用
通电导体在磁场中受到力的作用，受力的方向与通过导体的电流方向和磁场方向有关，当电流方向或磁场方向与原来相反时，受力的方向与原来方向相反。但当电流方向和磁场方向同时改变为相反方向时，受力方向不变。受力的大小与磁场的强弱、电流的大小有关，磁场越强、电流越大，通电导体受到的作用力也越大。但也要注意通电导体中电流方向与磁场方向相平行(即两者方向相同或相反)时，导体不受磁场力的作用，当电流方向与磁场方向垂直时，导体受到的作用力最大。
通电导体在磁场中受力方向的影响因素
1．(内江)如图所示，是“探究磁场对通电导线的作用”的实验装置。当闭合开关S时，导线ab中自由电子定向移动的方向是________(填“从a到b”“从b到a”或“垂直ab方向”)，导线ab受到磁场力的作用而向左运动；现在，如果只将磁场方向变为与原来方向相反，那么导线ab将向________运动；如果同时将电流方向和磁场方向变为与原来方向相反，那么导线ab将向________运动。(后两空均填“左”或“右”)
(第1题)
通电导体在磁场中受力大小的影响因素
2．如图是电流表内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中的电流越大，指针偏转角度越大。关于该现象，下列说法中正确的是(　　)
(第2题)
A．该装置利用了电流的热效应
B．线圈中有电流通过时，把电能全部转化为内能
C．改变线圈中的电流方向，其转动方向不会改变
D．线圈中的电流越大，其所受磁场力越大
专项训练四：方法技巧专题
本章涉及的物理方法主要有三个：第一个是了解磁场的模型法，因为实际现象和过程一般都十分复杂，涉及众多因素，采用模型法可起到简化和纯化的作用，忽略次要因素，从复杂事物中抽象出理想模型，合理近似地反映所研究事物的本质特征。用光线表示光、用磁感线表示磁场都是这样的方法。第二、第三个是探究电磁铁磁性强弱的转换法和控制变量法。用电磁铁吸引大头针的数目反映电磁铁磁性的强弱，即用转换法比较电磁铁磁性的强弱。电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数、是否插有铁芯有关，用控制变量法来探究。
转换法
1．爱因斯坦曾说过，磁场在物理学家看来正如他坐的椅子一样实在。磁场虽然看不见、摸不着，但可以通过它对放入其中的________产生力的作用来认识它。请你在我们学过的知识中再举一例应用到这种科学思维方法的例子：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(第2题)
2．(丽水)如图为探究通电直导线周围磁场分布的实验，实验时先在有机玻璃板上均匀地撒上铁屑，然后给直导线通电，为了更好地通过铁屑客观描述出磁场分布情况，接下去的操作是______________________，该操作的主要目的是减小铁屑与玻璃板之间的摩擦，使铁屑在磁场力作用下动起来，说明力能____________________________，为了进一步探究通电直导线周围磁场的方向，可用______________代替铁屑进行实验。
模型法
3．(泰安)人类在探索自然规律的过程中，总结出了许多科学研究方法，如：“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”、“理想模型法”等。下面是初中物理中的几个研究实例：①研究电流时，把电流比作水流；②研究磁场时，引入“磁感线”；③研究光的传播时，引入“光线”；④研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变。其中，采用了相同研究方法的是(　　)
A．①和②　B．②和③　C．②和④　D．③和④
推理法
4．(广安)通过直接感知的现象，推测无法直接感知的事实，是常用的物理方法。下列根据现象所做出的推测，符合事实的是(　　)
A．街边的路灯同时亮、灭路灯是串联的
B．被抛向空中的篮球，离开手后还能继续运动手对空中的篮球还有力的作用
C．小磁针放在磁体旁受力偏转磁体周围有磁场
D．用超声波可击碎人体内的“结石”声波能传递信息
类比法
5．如图所示，人们研究发现：一个放在磁场中的铁质球壳(截面有一定厚度)，外面磁场的绝大部分沿铁质球壳壁“通过”，极少部分进入球内空间，这种现象称为“磁屏蔽”，试回答下列问题：
(1)类比电流与电阻的关系，球内的空气与铁这两种物质，谁的导磁能力强？谁的“磁阻”大？
(2)人们从这一现象得到启发，为使精密仪器不受外面磁场的影响，可以将仪器放在什么地方？
(3)有人为了研究地磁场对动物的影响，把一组小白鼠放在类似铁球内部空间的环境中将地磁场屏蔽掉，结果其寿命比放在正常环境中的另一组小白鼠短，这个实验说明了什么问题？
(第5题)
考点专训答案
专项训练一
1．(1)没发生；发生　(2)条形　(3)增强磁场　(4)B
点拨：(1)改变螺线管中电流的方向，磁场的方向改变，但磁场的形状不变，所以铁屑的排列情况没发生改变，但小磁针的偏转方向发生改变；(2)通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似；(3)在螺线管中间插入一根铁棒，铁棒被磁化具有磁性，铁棒的磁场与螺线管的磁场叠加，使磁场加强；(4)A是累积法，B是转换法，C是控制变量法，D是类比法。
2．(1)当螺线管通电时，螺线管内部有磁场　(2)当螺线管内的电流方向变化时，螺线管内磁场的方向发生变化
3．解：如图所示。　点拨：电流从螺线管的左端流入，右端流出，结合螺线管的绕向，根据右手螺旋定则，可以确定螺线管的右端为N极。因为小磁针北极所指方向为小磁针所在处磁场方向，所以小磁针a的左端为N极，右端为S极，小磁针b的左端为S极，右端为N极。
(第3题)
4．A、C、D　点拨：图中的通电螺线管通有电流时，由右手螺旋定则可判断上端为N极，下端为S极，磁铁下端为N极，它与通电螺线管相互排斥，当P向b端移动时，滑动变阻器连入电路中的阻值变大，电流变小，螺线管的磁性减弱，排斥力变小，弹簧变长，选项A正确。当滑片向a端移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变小，电流变大，螺线管的磁性增强，排斥力变大，弹簧变短，选项B错。将铁芯取出时，螺线管磁性变弱，排斥力变小，弹簧伸长，选项C正确。把电源两极对调，通电螺线管极性改变，由原来的相互排斥变为相互吸引，弹簧伸长，故D正确。
5．如图所示。
点拨：由小磁针S极靠近螺线管的右端，所以螺线管的右端为N极，左端为S极，根据右手螺旋定则，螺线管中的电流的方向应由左向右，所以电源左端为正极，右端为负极；螺线管外部磁感线由N极到S极。
(第5题)
　　(第6题)
6．解：如图所示。
点拨：磁感线在磁体外部是从N极出来，回到S极；磁场中某点小磁针静止时N极所指的方向，就是该点磁场的方向。
7．解：如图所示。　点拨：由于两个螺线管相斥，导致了靠近的磁极有两种可能：同为N极或同为S极。易犯的错误是漏掉其中的一种，因此考虑问题要全面、细致。(1)第一种情况：假定左面螺线管的右端为N极，再结合螺线管的绕向，运用右手螺旋定则可以确定螺线管中的电流是从螺线管的左端流入，右端流出。因为两个螺线管相互排斥，所以右面螺线管的左端为N极，再结合螺线管的绕向，运用右手螺旋定则可以确定该螺线管中的电流是从右端流入，左端流出。
(第7题)
(2)第二种情况：假定左面螺线管的左端为N极，再结合螺线管的绕向，运用右手螺旋定则可以确定螺线管中的电流是从螺线管的右端流入，左端流出。因为两个螺线管相互排斥，所以右面螺线管的右端为N极，再结合螺线管的绕向，运用右手螺旋定则可以确定该螺线管中的电流是从左端流入，右端流出。
8．解：如图所示。
(第8题)
　(第9题)
9．解：如图所示。　点拨：在磁体的外部，磁感线总是从磁体的N极发出最后回到S极，所以永磁体A的右端为S极，电磁铁B的左端是N极。根据右手螺旋定则可知，电流从电磁铁B的右端流入，所以电源的右端为“＋”极，左端为“－”极。
10．解：如图所示。　点拨：根据电源的正负极，可以确定电流从螺线管的右端流入，左端流出，结合线圈的绕向，可以确定螺线管的左端为S极，右端为N极；由于异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，所以小磁针的N极将靠近螺线管的S极，小磁针的S极将远离螺线管的S极。
(第10题)
11．如图所示。
(第11题)
点拨：在电磁铁的结构和线圈匝数一定的情况下，可以通过改变电流的大小来改变电磁铁磁性的强弱，本题中可以在电路中串联一个滑动变阻器，通过滑动变阻器接入电路中电阻的变化来改变电路中的电流；根据磁极间的相互作用可知，电磁铁的右端为N极，根据安培定则可知螺线管正面导线中电流的方向为自上而下，故电源的左侧为正极，右侧为负极。
专项训练二
1．(1)磁场　(2)磁场的方向与电流方向有关　(3)证明磁场的存在　(4)B
2．(1)强　(2)线圈匝数多少　(3)通过线圈的电流大小(或线圈内是否有铁芯)；保持开关接在1或2处不变，移动滑片P，观察弹簧伸长的情况(或保持开关及滑片P位置不变，抽出铁芯，观察弹簧伸长的情况)
点拨：(1)磁铁具有吸铁性，从图示装置可知，电磁铁磁性越强，对铁块的吸引力越大，则弹簧的伸长越长；(2)滑片位置不变，即控制电流不变，让开关先后置于1和2是改变了线圈的匝数，所以是研究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系；(3)电磁铁磁性的强弱还与线圈中电流的大小有关。电路中的滑动变阻器可以改变电路中的电流，将开关置于1或2不动，移动滑动变阻器的滑片，改变通过线圈的电流大小，观察弹簧的伸长情况。
专项训练三
1．从b到a；右；左
2．D
专项训练四
1．磁体；在研究电流时，可以根据电流表指针的偏转来判断电流是否存在及大小
方法规律：本题利用转换法，把磁体放入磁场中，通过磁场对磁体的作用来证明磁场的存在。
2．轻敲有机玻璃板；改变物体的运动状态；小磁针
点拨：在有机玻璃板上均匀地撒上铁屑，然后给直导线通电，为了更好地通过铁屑客观描述出磁场分布情况，为了减小铁屑与玻璃板之间的摩擦，需要轻敲有机玻璃板，使铁屑在磁场力作用下动起来，说明力能改变物体的运动状态；由于放在磁场中的小磁针可以指示磁场方向，因此为了进一步探究通电直导线周围磁场的方向，可用小磁针代替铁屑进行实验。
3．B　点拨：①研究电流时把它与水流相比，采用的是类比法；②研究磁场时，引入“磁感线”，采用的是模型法；③研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法；④研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变，采用的是控制变量法。
4．C　方法规律：本题利用推理法。路灯同时亮、灭是开关作用的结果，不能推测它们的串并联情况，A不符合事实；被抛向空中的篮球，离开手后由于惯性继续运动，不是因为受到力的作用，B不符合事实；当小磁针受到力的作用时可发生偏转，所以可推测磁体周围有磁场，C符合事实；用超声波可击碎人体内的“结石”，说明声波具有能量，D不符合事实。
5．解：(1)空气的导磁能力强，铁的“磁阻”大。(2)可以放在铁盒子中。(3)生物体的正常生理活动受到地磁场的影响，且是有益的。
方法规律：本题利用类比法。(1)由题意可知：空气与铁这两种物质，铁质球壳外的空气中磁场都能顺利“通过”，类比电流与电阻的关系可知，空气的导磁能力强，铁的“磁阻”大。(2)为使精密仪器不受外面磁场的影响，可以将仪器放在铁盒子中。(3)把一组小白鼠放在类似铁球内部空间的环境中将地磁场屏蔽掉，结果其寿命比放在正常环境中的另一组小白鼠短，这个实验说明生物体的正常生理活动受到地磁场的影响，且是有益的。