人教版初中物理九年级全一册 20.2 电生磁 同步练习（含答案解析）

20.2
电生磁
同步练习
一．选择题
1．如图所示，在通电螺线管周围a、b、c、d四个位置画出的小磁针指向正确的是（　　）
A．a、b
B．b、c
C．c、d
D．a、d
2．小磁针静止在螺线管的附近，闭合开关S时，通电螺线管磁感线方向如图所示，则下列判断正确的是（　　）
A．通电螺线管的右端为N极
B．电源的右端为正极
C．小磁针一直保持静止
D．小磁针N极逆时针转动
3．如图所示，用细线将螺线管沿东西方向水平悬挂起来，当给导线通电时发生的现象是（　　）
A．螺线管静止不动
B．蜾线管转动，最后A端指向地理的北方
C．螺线管转动，最后A端指向地理的南方
D．蜾线管转动，最后A端可能指向任何方向
4．在这次疫情期间，小明经常在家中做饭，一天他在冰箱中找东西拿来做饭，但他还没有把冰箱门完全关闭时，冰箱门却被吸过去紧紧关闭了，他想到了磁极间的相互作用，于是他做了如图所示的通电螺线管外部的磁场分布的实验中，开关闭合后，下列说法正确的是（　　）
A．小磁针甲静止时N极指向右端，小磁针乙静止时N极指向左端
B．小磁针甲静止时N极指向左端，小磁针乙静止时N极指向右端
C．小磁针甲和小磁针乙静止时
N
极均指向右端
D．小磁针甲和小磁针乙静止时
N
极均指向左端
5．巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小的现象。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中的GMR是巨磁电阻，在电源电压U不超过指示灯额定电压的条件下，闭合开关S1、S2，则（　　）
A．电磁铁A端是S极
B．向左滑动滑片P，指示灯会变亮
C．向右滑动滑片P，GMR两端的电压减小
D．电磁铁产生的磁感线不管外部还是内部都是从N极出发回到S极
6．1820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，引起与会科学家的极大兴趣。如图所示，他把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给螺线管通电，看到的现象是（　　）
A．通电螺线管转动后停在任意位置
B．通电螺线管仍保持在原来的位置
C．通电螺线管不停地转动下去
D．通电螺线管转动后停在南北方向上
7．如图，将一枚转动灵活的小磁针置于桌面上，在小磁针旁放一直导线，使导线与电池接触，看看电路连通瞬间小磁针有什么变化。这一实验主要是研究（　　）
A．电磁感应
B．电流的磁效应
C．磁场对通电导线有力的作用
D．电磁继电器
8．如图所示，螺线管内放一枚小磁针，当开关S闭合后，小磁针的北极指向将（　　）
A．不动
B．向外转90°
C．向里转90°
D．旋转180°
9．如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁水平放置且左端固定，当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向左移动，条形磁铁仍静止，下列说法中正确的是（　　）
A．电磁铁右端是N极
B．条形磁铁受到的摩擦力方向向右，逐渐增大
C．条形磁铁受到的摩擦力方向向左，逐渐减小
D．条形磁铁受到两对平衡力的作用
10．如图1所示，将一枚转动灵活的小磁针置于桌面上，在小磁针旁放一条直线，使导线与电池触接，看看电路连通瞬间小磁针有什么变化。下列说法错误的是（　　）
A．这个实验是奥斯特发现的，说明电流的周围存在磁场
B．这个实验中，为使效果明显导线要沿东西方向放置在小磁针正上方
C．如果甲图中小磁针顺时针转，则丙图中小磁针逆时针转
D．图2四个图中前三个图都是该实验的直接应用，第四个图不是
二．填空题
11．如图所示的小磁针静止时N极所指方向，判断电源的a端是　
　极。（选填“正”或“负”）
12．如图所示实验最早是　
　（填物理学家）完成的，为了使实验现象明显，则导线应　
　（选填“东西”“南北”或“任意方向”）放置，利用此实验的结论制造出了　
　（选填“电磁铁”、“电动机”或“发电机”）。
13．根据古文《论衡?是应篇》中的记载：“司南之杓（用途），投之于地，其柢（握柄）指南”，学术界于1947年想象出司南的模样并印刷在邮票上。
（1）如图（甲）所示，当磁勺在正确指南时，其A端为该磁体的　
　（N/S）极。
（2）为达到理想的指向效果，制作人将磁勺靠近一电磁铁，如图（乙）所示。闭合开关S，磁勺和电磁铁相互吸引，由此增加磁勺的磁性，H为电源的　
　极。
14．如图，螺线管的上方放置一个小磁针，螺线管左方的水平地面上放置一个铁块。闭合开关后，铁块静止不动，小磁针在磁场的作用下会发生转动，它的周围　
　（填“有”或“无”）磁感线，小磁针静止时左端为　
　（填“S”或“N”）极。当滑片P向左滑动时，铁块受到的摩擦力的大小将　
　（填“变大”、“变小”或“不变”）。
15．方方按如图电路进行实验。闭合开关后，小磁针发生偏转。当小磁针静止时N极指向　
　（选填“上方”或“下方”）。向左移动滑动变阻器的滑片至某一位置时，硬币突然被吸起，此现象说明通电螺线管周围的磁场强弱与　
　有关。
三．实验探究题
16．如图是小敏探究通电螺线管外部的磁场分布的实验装置（小磁针黑端为N极）。
（1）闭合开关，小磁针将　
　（选填“顺时针”或“逆时针”）转动；
（2）在通电螺线管四周不同位置摆放多枚小磁针后，小敏发现通电螺线管外部的磁场与　
　磁体的磁场相似。
（3）请在图中标出通电螺线管的N极和磁感线方向。
17．丽丽利用电池、小磁针和导线等器材做了如图所示的实验。
（1）由图甲与乙可知通电导体周围存在　
　；生活中利用这个原理来工作的是　
　（选填“电磁铁”或“发电机”）。
（2）改变电流方向，如图丙所示，小磁针偏转方向与图甲　
　（选填“相同”或“相反”）。
18．如图所示是探究通电直导线周围磁场的实验装置。
（1）将一根导线AB架在静止的小磁针上方，并使直导线AB与小磁针　
　（选填“平行”或“垂直”），控制好距离，使导线尽量　
　（选填“靠近”或“远离”）小磁针，使实验效果更明显。
（2）当开关闭合时，导线下方的小磁针会发生　
　，说明通电导线周围存在磁场。此时若移去小磁针，上述结论是否成立？　
　。实验中小磁针的作用是　
　。
（3）改变直导线中的电流方向，观察到了不同的现象，这表明通电直导线周围磁场的方向与　
　有关。
参考答案
一．选择题
1．解：由图可知，螺线管中电流的方向是向上的，由安培定则判断出通电螺线管的左端为N极，右端为S极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，只有小磁针ab的指向正确。
故选：A。
2．解：在磁体的周围，磁感线从磁体的N极发出，回到S极，所以利用磁感线的方向，可以确定螺线管的左端为N极，右端为S极。故A错误。
小磁针在电磁铁的作用下，根据异名磁极相互吸引的理论可以确定小磁针的N极向左偏转，即顺时针转动，故CD错误。
根据螺线管的左端为N极结合图示的线圈绕向，利用安培定则可以确定电流从螺线管的右端流入左端流出。所以电源的右端为正极。故B正确。
故选：B。
3．解：
A、由图知，电流从螺线管的左端流入，右端流出，根据安培定则，可以判断通电螺线管的B端是N极，A端是S极，通电螺线管受到地磁场的作用会发生转动，故A项错误。
BCD、通电螺线管受到地磁场的作用发生转动，A端是S极，A端要和地磁场的N极相吸引，且地磁场的N极在地理南极附近，所以最后螺线管的A端要指向地理的南方，故C正确，BD错误。
故选：C。
4．解：
开关闭合后，由电源的正负极可知，电流从螺线管的左后方流入、右前方流出，由安培定则可知，螺线管右端为N极，左端为S极；
因同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，所以小磁针甲静止时N极指向左端，S极指向右端；小磁针乙静止时S极指向左端，N极指向右端，故B正确，ACD错误。
故选：B。
5．解：
A、利用安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁的左端A为N极、右端B为S极，故A错误。
B、由图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，此时电磁铁的磁性变强；
由右图可知，巨磁电阻和灯泡串联，因电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小，
所以，此时巨磁电阻的阻值会变小，电路中的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，通过灯泡的电流变大，因P＝I2R、灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮；故B正确；
C、向右滑动滑片P，滑动变阻器接入电路的阻值变大，则电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路电流减小，因此电磁铁磁性减弱，周围磁场减弱，GMB的阻值变大，根据串联电路的分压关系可知，GMR两端的电压增大，故C错误；
D、在磁体外部，磁感线是从N极出发回到S极；故D错误。
故选：B。
6．解：根据安培定则可判断出A端为螺线管的S极，B端为N极。螺线管由于受到地磁场的作用，其静止后会停在南北方向，具体情况是：B端指向北方，A端指向南方。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
7．解：图中是奥斯特实验的装置，在平行直导线下方平行地放置着小磁针，当导线中有电流通过时，小磁针发生偏转，说明小磁针受到磁力的作用；由此说明电流周围存在磁场，这是电流的磁效应，故B正确；
故选：B。
8．解：当开关S闭合后，由右手螺旋定则可知，螺线管右端为N极，左端为S极，
由题意可知原来图中小磁针的N是指向右端的。小磁针北极的指向和该点磁场的方向是相同的，在螺线管的外面，磁感线的方向是从N极出发指向S极的，而在螺线管的内部是由S极指向N极的，故当开关S闭合后，小磁针的北极指向不动。
故选：A。
9．解：
A、由图可知，螺线管中的电流方向是从右端流入左端流出，结合螺线管的绕向，由安培定则可知，螺线管左端为N极，右端为S极；故A错误；
BC、根据磁极间作用规律可知，条形磁铁左端要受到电磁铁对它一个向右的摩擦力；
条形磁铁在向右排斥力的作用下仍处于平衡状态，说明其在水平方向上受到平衡力的作用，由此可知，桌面对条形磁铁有一个向左的摩擦力来平衡排斥力；
当滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，所以电磁铁的磁性增强，电磁铁对条形磁铁的排斥力增大；由于条形磁铁仍然静止，摩擦力始终等于电磁铁的排斥力，所以摩擦力也随之增大，故BC错误；
D、条形磁铁在水平方向上受到一对摩擦力的作用，这两个力是一对平衡力；在竖直方向上受到重力和支持力的作用，这两个力是一对平衡力，故受到2对平衡力的作用，故D正确。
故选：D。
10．解：
A、在平行直导线下方平行地放置着小磁针，当导线中有电流通过时，小磁针发生偏转，说明小磁针受到磁力的作用；由此说明电流周围存在磁场，这是电流的磁效应，这就是奥斯特实验，是奥斯特先发现的，故A正确；
B、通电导线周围存在磁场，与小磁针的放置位置无关，故B错误；
C、磁场的方向与电流的方向有关；甲图中小磁针顺时针转，丙图中电流方向与甲图时相反的，则小磁针逆时针转，故C正确；
D、水位报警器、电铃、电磁继电器中都有电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应工作的，而电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故D正确。
故选：B。
二．填空题
11．解：
由图可知，小磁针的左端是N极，右端为S极；由同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的左端是N极，右端是S极。
根据安培定则，伸出右手握住螺线管使大拇指指示通电螺线管的N极，四指弯曲所指的方向为电流的方向，则电流从螺线管的右端流入，所以电源的B端是正极，A端为负极。
故答案为：负。
12．解：由图可知，该实验为奥斯特实验，说明了电流的周围存在磁场；
由于小磁针受到地磁场的作用，要指南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生的磁场方向为东西方向，故应使把直导线南北放置；
人们利用电流的磁效应制成了电磁铁。
故答案为：奥斯特；南北；电磁铁。
13．解：（1）磁勺在正确指南时，地磁的N极在地理的南极附近，由于异名磁极相互吸引，故其A端为该磁体S极；
（2）因为异名磁极相互吸引，则与磁勺柄所靠近的下端是通电螺线管的N极，用安培定则可判断通电螺线管中的电流方向是向左的，即电流是从H极出来的，故H端为电源的正极。
故答案为：（1）S；（2）正。
14．解：
（1）磁感线一种理想化的物理模型，实际上并不存在，磁场不是由磁感线组成的。
（2）根据螺线管中电流的方向和线圈的绕向，利用安培定则用右手握住导线，让四指指向电流方向，则大拇指指向右端，即螺旋管的左端为N极，右端为S极，当小磁针静止时，根据磁极间的作用规律可知，相互靠近的一定是异名磁极，因此可以确定小磁针的左端为S极，右端为N极。
（3）当滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路中的电流变小，通电螺线管的磁性变弱，对铁块的吸引力变小，故铁块受到的摩擦力将变小。
故答案为：（1）无；（2）S；（3）变小。
15．解：
（1）由图可知，螺线管中电流的方向是向右的，根据安培定则可知，通电螺线管的上端为N极，下端为S极；根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，小磁针的下端为N极，即N极指向下方；
（2）向左移动滑动变阻器的滑片至某一位置时，滑动变阻器的阻值变小，根据欧姆定律可知，螺线管中的电流变大，磁性变强，会把硬币吸起，此现象说明通电螺线管周围的磁场强弱与电流大小有关。
故答案为：下方；电流大小。
三．实验探究题
16．解：
（1）由图可知，闭合开关，电流由螺线管右下方流入，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指沿电流方向，则大拇指指向左，故螺线管的左端为N极，右端是S极；
因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的S极将转向左侧，其N极将转向右侧，即小磁针将逆时针转动；
（2）在通电螺线管四周不同位置摆放多枚小磁针后，会发现这些小磁针的分布与条形磁体周围小磁针的分布类似，所以通电螺线管外部的磁场与条形磁体相似；
（3）由（1）可知，通电螺线管的左端为N极，右端是S极；在磁体外部，磁感线的方向是从N极指向S极，所以图中磁感线的方向向右；如图所示：
故答案为：（1）逆时针；（2）条形；（3）见上图。
17．解：
（1）根据甲乙两图可知，给导线通电后，小磁针发生了偏转，这说明通电导线的周围存在磁场，这就是电流的磁效应；根据电流的磁效应，人们制成了电磁铁；发电机的工作原理是电磁感应现象；
（2）图丙中，改变电流方向，电流周围的磁场方向也会发生改变，则小磁针的受力方向发生改变，所以小磁针的偏转方向与图甲相反。
故答案为：（1）磁场；电磁铁；（2）相反。
18．解：
（1）将一根导线AB架在静止的小磁针上方，并使直导线AB与小磁针平行，由于导线附近的磁场强，所以应使导线尽量靠近小磁针，使实验效果更明显；
（2）当开关闭合时，通电导线的周围产生了磁场，则导线下方的小磁针在磁场的作用下会发生偏转；此时若移去小磁针，磁场仍然是存在的；小磁针的作用是检测磁场是否存在；
（3）改变直导线中的电流方向，会发现小磁针的偏转方向发生了变化，这表明通电直导线周围磁场的方向与电流方向有关。
故答案为：（1）平行；靠近；（2）偏转；是；检测磁场是否存在；（3）电流方向。