5.2电流的磁效应 同步测试（2课时，含答案）

2__电流的磁效应__
第1课时　直线电流的磁场和通电螺线管的磁场 [学生用书A38]
1．(2018·攀枝花)下面哪一位科学家的发现，首次揭示了电与磁之间的联系(　C　)
A．法拉第 B．焦耳
C．奥斯特 D．安培
【解析】1820年奥斯特发现电流周围存在磁场后，首次揭开了电与磁的联系，证明了“电生磁”。
2．如图是奥斯特实验的示意图，有关分析正确的是(　B　)
　图5－2－1
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．该实验电路可长时间连通
D．通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
【解析】通电导线周围磁场方向由电流的方向决定。当将通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，说明小磁针受到了力的作用，因为力的作用是相互的，所以通电导线也受到小磁针的作用力。该实验要用触接连通，减少电源短路的危害。
3．(2019·杭州校级模拟)如图所示，在竖直放置的矩形通电线框中，悬挂一个能自由转动的小磁针。当通以图中所示方向的电流时，小磁针的N极将(　A　)
图5－2－2
A．转动90度，垂直指向纸里
B．转动90度，垂直指向纸外
C．转动180度，指向左边
D．静止不动，指向不变
4．一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(　B　)
【解析】根据右手螺旋定则：用右手握住螺线管，使弯曲的四指沿着螺线管上的电流方向，则与四指垂直的大拇指所指的一端就是通电螺线管的N极，另一端则是S极，磁感线从N极出发回到S极。
5．(2018·绍兴)汤姆生在研究阴极射线时发现了电子。如图所示，一条向上射出的阴极射线可以看作是许多电子定向运动形成的电子流。则通过这束电子流的运动方向推断电流及周围的磁场方向是(　A　)
6．如图所示，在直导线下方放置一枚小磁针，当导线中有电流通过时，磁针发生偏转，表明通电导线周围存在磁场；如果导线下方不放小磁针，当导线中有电流通过时，则该通电导线周围__存在__(选填“存在”或“不存在”)磁场。
图5－2－4
7．(2018·琼中期中)靠在一起的两个通电螺线管，如图所示，当按图中电流的方向通电后，两螺线管(　B　)
图5－2－5
A．静止不动 B．互相排斥
C．互相吸引 D．不能确定
8．作图题。
(1)(2018·南京)如图所示，闭合开关，小磁针静止在通电螺线管正上方。根据通电螺线管的N、S极，在图中标出电源正极和小磁针N极。
图5－2－6
(2)如图所示，开关S闭合，发现弹簧缩短，小磁针旋转到如图中所示位置静止。请在图中括号内标出电源的正、负极和小磁针的N极。
图5－2－7
(3)(2018·连云港模拟)如图所示为通电螺线管，请标出A点的电流方向，并在螺线管的外部画出经过B点的磁感线。
图5－2－8
【答案】 (1)如答图所示。
第8(1)题答图
(2)如答图所示。
第8(2)题答图
(3)如答图所示。
第8(3)题答图
【解析】(1)由图可知，螺线管的磁极为：左N、右S，则由异名磁极相互吸引可知小磁针的磁极为：左S、右N，由右手螺旋定则可知，电流从右端流入、左端流出，电源右侧为正极、左侧为负极。
9．(1)如图甲，通电线圈B端与磁铁N极相吸，则A端是__N__(选填“N”或“S”)极。
(2)请在图乙中以笔画线代替导线，连接线圈与电池，让线圈的B端与磁铁N极相斥。
图5－2－9
【解析】如答图所示。
第9(2)题答图
【解析】(1)根据电流的方向和右手螺旋定则可知，A端为N极；(2)线圈的B端与磁铁N极相斥，说明B端为N极，根据右手螺旋定则确定电流方向后连接电路图即可。
10．(2018·贵港)通电螺线管和磁体A磁极附近磁感线分布如图所示，小磁针处于静止。则(　C　)
图5－2－10
A．小磁针的b端为N极 B．通电螺线管左端为N极
C．电源“＋”极为c端 D．电源“＋”极为d端
11．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。
图5－2－11
(1)请你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(或小磁针起始指向为磁场方向)__(写出一个即可)。
(2)写出检验你的猜想是否正确的方法：__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(或改变小磁针起始指向，给直导线通电，观察小磁针指向是否变化)__。
12．为研究“通电螺线管磁性强弱与有无铁芯的关系”，小科设计了如图甲电路。
图5－2－12
(1)强弱判断：通电螺线管吸引大头针数量越多，表示其磁性越__强__。
(2)具体操作：
①将无铁芯的螺线管接入电路，把变阻器滑片P移至最下端，闭合开关S，发现螺线管吸引大头针数量较少；
②断开开关S，在螺线管中插入铁芯，将变阻器滑片P稍向上移，闭合开关S，发现螺线管吸引大头针数量较多。
(3)评价交流：
①上述实验，没有进行多次实验，且存在的错误是__电流大小没有控制相同__；
②通电螺线管磁性强弱无法用肉眼直接观察，本实验用吸引大头针数量反映磁性强弱。图乙所示实验采用的方法与之相同的有__AB__。
【解析】(3)①研究“有无铁芯”对通电螺线管磁性强弱的影响，应控制其他变量相同，如螺线管线圈匝数、电流大小等。操作中“将变阻器的滑片P稍向上移”会导致滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的电流会发生改变，不符合控制变量原则。②本实验将通电螺线管的磁性强弱转化为能吸引大头针的数量，属于转化法的应用。A项将动能大小转化为木块移动距离s的大小，B项将压力的作用效果转化为海绵形变程度，C项属于类比法。
第2课时　电磁铁 [学生用书B38]
1．下列关于电磁铁和磁感线的说法中，正确的是(　A　)
A．电磁铁的磁性有无和磁性强弱可以改变
B．电磁铁能永久地保持磁性
C．磁感线是真实存在的
D．磁体外部的磁感线总是从S极出发，回到N极
2．如图是一种磁悬浮地球仪的示意图，底座里面有一个电磁铁，可使内部有磁体的地球仪悬浮在空中。下列有关地球仪说法正确的是(　B　)
图5－2－13
A．如果想取下地球仪，应先切断电源
B．这种装置是根据同名磁极相互排斥的原理来工作的
C．换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，地球仪受到的磁力大小不变
D．换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，且距离不变，改变电磁铁线圈中的电流方向就可以了
【解析】如果想取下地球仪，应先“拿开球体”再“切断电源”，防止地球仪在重力作用下落下而摔坏；因为球体与底座是相互分离的，所以球体与底座之间是相互排斥的，即该磁悬浮地球仪是利用同名磁极相互排斥的原理制成的；因为球体在空中静止，处于平衡状态，所以球体受力平衡，即重力和磁力大小相等。故换用一个质量较大的地球仪时，重力增大，磁力也增大；磁悬浮地球仪中的电磁铁是利用电流的磁效应工作的，要使质量较大的地球仪仍悬浮在空中且距离不变，应改变电磁铁中的电流大小。
3．在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，小科设计了如图所示的电路。下列相关说法不正确的是(　A　)
图5－2－14
A．电磁铁A、B上方都是S极
B．通过电磁铁A和B的电流相等
C．电磁铁A的磁性强于电磁铁B的磁性
D．向右移动滑片P，电磁铁A、B磁性都减弱
【解析】根据右手螺旋定则可判断A、B上方都是N极；由图可知，电磁铁A和B串联接入电路中，所以通过它们的电流相等；由图可知，A吸引铁针的数量大于B，故A的磁性强于B的磁性；向右移动滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变大。根据欧姆定律可知，电流减小，电磁铁A、B磁性都减弱。
4．在探究通电螺线管的实验中，小明连接了如图所示的电路。通电螺线管M端放有一小磁针，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是(　D　)
图5－2－15
A．通电螺线管M端为S极
B．小磁针N极指向水平向右
C．若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性增强
D．若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性减弱
【解析】电流从螺线管左端流入，右端流出，据右手螺旋定则可知，此时电磁铁的M端是N极，N端是S极；据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极，即小磁针N极指向水平向左；滑动变阻器的滑动片P向b端移动，电阻变大，电流变小，故电磁铁的磁性变弱。
5．如图甲所示，水平桌面上，两块相同的条形磁铁在水平推力F1的作用下做匀速直线运动。
图5－2－16
(1)取走其中一块后，磁铁在水平推力F2的作用下仍做匀速直线运动。如图乙所示，则F2__<__F1(选填“>”“＝”或“<”)。
(2)如图丙所示，磁铁在F2的作用下，匀速直线运动过程中，若闭合开关S，则磁铁运动速度将__变小__(选填“变大”或“变小”)。当推力F2变为F3时，磁体又开始做匀速直线运动。此时，将滑动变阻器的滑片向左移动，欲保持磁铁匀速直线运动，F3应__变大__(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【解析】(1)取走其中一块磁铁后，磁铁对水平桌面的压力减小，滑动摩擦力减小。(2)电磁铁的左侧是S极，与桌面上的磁铁存在着斥力。
6．如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是(　D　)
A．电磁铁的右端为N极
B．小磁针将顺时针旋转
C．当P向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗
D．当P向右滑动时，电磁铁的磁性减小，电压表的示数减小
7．作图题。
如图所示，请用笔画线代替导线将实物图补充完整。要求：
①小磁针的指向满足如图所示方向；
②滑动变阻器的滑片向右端移动后，通电螺线管的磁性减弱；
③原有导线不得更改。
图5－2－18
【答案】 如答图所示。
第7题答图
8．如图所示是一种水位自动报警器的原理图。水位没有达到金属块A时，灯__L1__亮；水位达到金属块A时，由于一般的水是__导体__，灯__L2__亮。
图5－2－19
【解析】当水位没有达到金属块A时，控制电路断开。电磁铁没有磁性，弹簧拉着衔铁使动触点与上面的静触点接触，则灯L1亮；当水位上涨，水与金属块A接触时。由于水是导体，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使动触点与下面的静触点接触，则灯L2亮。
9．如图所示，是一种安全门锁的工作原理示意图。保安室里的工作人员通过开关即可控制安全门锁的开、闭。请你根据示意图，分析安全门锁的工作原理。
图5－2－20
【答案】 闭合开关后，电磁铁中有电流通过，电磁铁具有磁性，能吸引铁质插销使门锁打开，此时弹簧被拉长；断开开关后，电磁铁中无电流通过，电磁铁会失去磁性，铁质插销会在弹簧弹力的作用下插入插槽，门锁关闭。
10．小明在科学拓展课上制作了一个简易喇叭(原理如图)。接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁铁，带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度，下列方法不可行的是(　A　)
图5－2－21
A．改变磁铁的磁极
B．改变电流的大小
C．改变磁铁磁性强弱
D．改变线圈的匝数
【解析】由题可知，纸盆振动幅度是由通电线圈和磁体之间的作用力的大小控制的。可通过改变通过线圈的电流大小、改变磁铁磁性强弱或改变线圈的匝数来改变通电线圈和磁体间的作用力的大小。
11．雾天能见度低，骑车易发生交通事故，要减速慢行。小明要为自行车设计一种“雾灯”，以提示过往的行人和车辆，要求工作时灯泡能持续交替闪烁。忽略弹性衔铁和电磁铁线圈电阻，下列电路中符合设计要求的是(　D　)
【解析】忽略弹性衔铁和电磁铁线圈电阻。A项电路图，闭合开关后，电磁铁吸合衔铁，电路为灯泡与定值电阻的并联电路，并联电路电阻小于任一支路电阻，因此电路总电阻减小，电路电流增大，电磁铁对弹性衔铁的吸引力增大，灯泡会一直发光。B项电路图，闭合开关后，电磁铁吸合衔铁，灯泡被短路，不发光。C项电路图，闭合开关后，电磁铁吸合衔铁，灯泡所在支路断路，灯泡不发光。D项电路图，闭合开关后，电磁铁吸合衔铁，电路变为断路，灯泡不发光；电磁铁吸合衔铁瞬间，电磁铁所在电路断开，电磁铁失去磁性，则弹性衔铁恢复原状与静触点相连，电路又变为灯泡与定值电阻的并联电路，灯泡发光；弹性衔铁恢复原状与静触点相连后，电磁铁又被接入电路，电磁铁有电流通过，又会吸合衔铁，使灯泡被断路，不发光。即灯泡会持续交替闪烁，符合电路要求。
12．(2018·杭州萧山区模拟)在治疗心脏疾病患者时，通常用一种被称为“血泵”的体外装置来代替心脏，以维持血液循环，其简化示意图如图所示。线圈固定在软铁杆上，两者组成一个电磁铁，活塞筒在阀门S1、S2处与血管相连，则下列说法正确的是(　D　)
图5－2－22
A．在该装置工作中的某时刻，若电流从a端流进线圈，从b端流出线圈，则电磁铁受到左侧永磁体向左的作用力
B．要使该装置能维持人体血液循环，线圈a、b间所接电源应为直流电源
C．要使该装置能维持人体血液循环，线圈a、b间所接电源应为交流、直流电源均可
D．要使该装置能维持人体血液循环，线圈a、b间所接电源应为交流电源
【解析】电流从a端流进，b端流出，根据右手螺旋定则，电磁铁左端为N极，则电磁铁受到左侧永磁体向右的作用力。当电磁铁受到向右的作用力时，活塞向右运动，S1打开，S2闭合，此时血液流出装置；而当电流从b端流进，a端流出，电磁铁受到向左的作用力，活塞向左运动，S1闭合，S2打开，血液进入装置。因此要使该装置能维持人体血液循环，线圈a、b间所接电源应为交流电源。
13．如图所示，开关闭合时，电磁铁上端为N极，下端为S极，在图中括号内标出控制电路电源的正负极，并将工作电路图连接完整。要求：开关闭合时，电动机转，小灯泡不亮；开关断开时，小灯泡亮，电动机不转。
图5－2－23
【答案】 如答图所示。
第13题答图
【解析】电磁铁上端为N极，下端为S极，根据右手螺旋定则可知，电源的左端为正极，右端为负极；开关闭合时，电磁铁具有磁性，会吸引衔铁，使电动机所在的电路接通；开关断开时，衔铁在弹簧拉力的作用下与电磁铁分离，使小灯泡所在的电路接通。