12.3 通电螺线管的磁场 同步练习（含答案）

三、通电螺线管的磁场
知识点 1　奥斯特实验
1．将一根导线平行地拉到静止小磁针的上方，当通有电流时，如图12－3－1所示，小磁针N极向纸面外偏转；若电流方向改变时，小磁针的N极将(　　)
图12－3－1
A．向纸面内偏转 B．静止不动
C．向纸面外偏转 D．不能确定
2．如图12－3－2所示，把一个小磁针与导线AB平行放置，当闭合开关时，会发现________________，这个现象说明_________________________________，最早发现这个现象的科学家是____________。
　　　　　
图12－3－2
知识点 2　通电螺线管周围的磁场
3．如图12－3－3所示为四位同学判断通电螺线管极性时的做法，正确的是(　　)
图12－3－3
4．图12－3－4中通电螺线管的极性标注正确的是(　　)
图12－3－4
5．把直导线绕成圈就组成了螺线管，如图12－3－5所示，在一个螺线管周围均匀地撒些铁屑，然后给螺线管通电，会发现铁屑按一定的规律分布，铁屑的排列情况与____________________相似，说明通电螺线管相当于一个______________。
图12－3－5
6．标出图12－3－6中通电螺线管的极性和电流方向。
图12－3－6
7．在通电螺线管的附近放一小磁针，小磁针静止时的指向如图12－3－7所示，请你在图中标出螺线管中的电流方向和电源的正、负极。
图12－3－7
8．一同学设计了一种判断电源正、负极的方法：在水平桌面上放一枚小磁针，在小磁针的西面放一个螺线管，如图12－3－8所示，闭合开关后，小磁针的N极向东偏转，则下列判断正确的是(　　)
图12－3－8
A．电源a端是正极，在电源内部电流由b流向a
B．电源a端是正极，在电源内部电流由a流向b
C．电源b端是正极，在电源内部电流由a流向b
D．电源b端是正极，在电源内部电流由b流向a
9．如图12－3－9所示，木制小船模型漂浮在静止的水面上，船上安装了一只螺线管，船头A指向东；若接通开关S，则小船将会在水平面内自由转动，当小船再次处于静止状态时，船头A指向(　　)
图12－3－9
A．东 B．南 C．西 D．北
10．如图12－3－10所示，A、B两线圈套在一玻璃管上，可以自由滑动。起初两线圈静止，闭合开关，给两线圈通电，则(　　)
图12－3－10
A．两线圈向中间靠拢
B．两线圈分别向左、右分开
C．A线圈向右运动，B线圈不动
D．A线圈向左运动，B线圈不动
11．如图12－3－11甲所示是“探究通电螺线管外部磁场特点”的实验装置，小明将许多小磁针放在螺线管周围的不同位置，接通电路后观察各小磁针静止时的指向(小磁针上涂黑的一端是N极)，然后根据小磁针的指向画出了螺线管周围的磁感线，如图乙所示。观察图甲和图乙发现，通电螺线管外部的磁场分布与________形磁体的磁场分布十分相似。然后，小明对调电源正、负极重新实验，发现小磁针静止时N极指向都与原来相反，这说明通电螺线管的磁场方向与________方向有关。
图12－3－11
12．奥斯特实验说明电流周围存在磁场，如图12－3－12所示是演示奥斯特实验的装置。
(1)为方便操作且使实验现象明显，闭合开关前应将导线AB放置在小磁针的正上方且沿着________(选填“南北”或“东西”)方向。
(2)按照正确的方法组装好实验器材后，闭合开关瞬间，将观察到小磁针沿________(选填“水平”或“竖直”)方向偏转。
图12－3－12
13．通电螺线管上方有一静止的小磁针，如图12－3－13所示，根据图中通电螺线管的磁感线方向，标出小磁针的N极和电源的正、负极。
图12－3－13
14．在图12－3－14中标出通电螺线管A端和永磁体B端的磁极极性，并标出磁感线的方向。
图12－3－14
15．2017·大兴一模 小刚在探究通电螺线管是否能产生磁场时，将能够在水平方向自由转动的螺线管沿某方向水平悬挂起来，图12－3－15为小刚设计的实验装置示意图，螺线管中电流方向如图所示。小刚发现通电后，螺线管不发生偏转，经检查，全部实验器材均无故障且连接无误，他又将电流增大，但螺线管仍然没有发生偏转。请你猜想螺线管不发生偏转的原因：_________________。写出检验猜想的方法：____________________________________。
　图12－3－15
考|　　题|　　展|　　示
16．2018·北京 根据如图12－3－16所示的电流方向，判断通电螺线管的A端是________(选填“N”或“S”)极。
图12－3－16
17．2017·北京 在“验证电流产生磁场”的实验中，小东连接了如图12－3－17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。
图12－3－17
(1)请你猜想小磁针指向不发生变化的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出检验你的猜想是否正确的方法：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

教师详解详析
1．A
2．小磁针发生偏转　电流周围存在磁场　奥斯特
3．A　4.C
5．条形磁体周围铁屑的分布　条形磁体
6．如图所示
7．如图所示
8．C　[解析] 小磁针的N极向东偏转，根据磁极间相互作用的规律，可判断通电螺线管的右端是N极，利用右手螺旋定则得出b端是电源正极，在电源内部电流从负极流向正极。
9．D　[解析] 根据右手螺旋定则判断通电螺线管右端是N极，所以船头指向北。
10．B　[解析] 通电后，A、B两线圈就变成两个通电螺线管，通电螺线管周围存在着磁场。根据右手螺旋定则判定A、B两通电螺线管的极性，A通电螺线管左端为S极，右端为N极，B通电螺线管左端为N极，右端为S极。A、B两通电螺线管的相对磁极为同名磁极，故A、B两线圈相互排斥而向左、右分开。
11．条　电流
12．(1)南北　
(2)水平
13．如图所示
[解析] 根据磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，判断通电螺线管右端为N极，左端为S极；根据磁极间的相互作用规律，判断小磁针左端为N极；利用右手螺旋定则和电流从正极出发回到负极，得出电源左端为负极，右端为正极。
14．如图所示
15．通电螺线管的N极刚好朝向地理北极
①将能够自由转动的螺线管沿原方向水平悬挂，发现通电后螺线管不发生偏转；②再将能够自由转动的螺线管沿其他方向水平悬挂，发现通电后螺线管发生偏转，且静止时两端总是指向南北(其他答案正确均可)
16．N
[解析] 根据右手螺旋定则可以判断出通电螺线管的A端是N极。
17．(1)小磁针与直导线距离远
(2)使小磁针尽量靠近直导线，静止时，给直导线通电，观察小磁针指向是否发生变化，若小磁针指向发生变化，说明猜想正确；若小磁针指向不发生变化，说明猜想错误