第十四章 三、电流的磁场
一、选择题
1.如图1所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分,置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线。关于这个实验下列说法正确的是
( )
图1
A.首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是法拉第
B.当直导线通电时,小磁针会离开支架悬浮起来
C.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
D.改变直导线中的电流方向,小磁针N极的指向不变
2.如图2所示,通电螺线管中电流方向的标注正确的是
( )
图2
3.[2020·自贡]
弹簧测力计挂着一条形磁体置于螺线管的正上方,如图3所示。闭合开关,弹簧测力计的示数将
( )
图3
A.变小
B.不变
C.变大
D.无法确定
4.如图4所示,小磁针静止在螺线管附近,闭合开关后,下列判断正确的是
( )
图4
A.通电螺线管的左端为N极
B.小磁针S极指向左
C.A点磁场的方向水平向右
D.小磁针继续静止不动
5.如图5所示,当开关闭合时,虚线表示磁感线,则甲、乙、丙、丁的极性依次是
( )
图5
A.S、N、S、S
B.N、N、S、N
C.S、S、N、N
D.N、S、N、N
6.在如图6所示的电路中,根据小磁针静止时的指向可知
( )
图6
A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B.a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极
C.b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
D.b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
7.如图7所示,甲、乙两线圈松松地套在光滑的玻璃棒上,当开关闭合时,两线圈将( )
图7
A.互相吸引靠近
B.先吸引靠近,后排斥远离
C.互相排斥远离
D.既不排斥,也不吸引
二、填空题
8.如图8所示,把小磁针放在桌面上,将一根直导线平行架在静止的小磁针上方,当导线中有电流通过时,小磁针就会发生偏转。请运用磁场的观点解释小磁针发生偏转的原因:?
图8
9.小磁针静止时的指向如图9所示,由此可以判定螺线管的A端是 (选填“N”或“S”)极,接线柱a连接的是电源 (选填“正”或“负”)极。?
图9
10.[2020·绵阳改编]
某同学在学校实验室做的小实验:如图10所示,把螺线管水平悬挂起来,闭合开关,发现螺线管缓慢转动后停了下来,改变螺线管B端的初始指向,重复操作,停止时B端的指向都相同。该实验中螺线管停下来后B端指向地理 方。?
图10
三、作图题
11.[2020·乐山]
如图11所示,开关闭合后,位于螺线管左侧的小磁针顺时针旋转90°,请在图中括号内分别标出螺线管A的N、S极和电源的“+”“-”极。
图11
12.[2020·本溪]
小迪设计了如图12所示的漂浮式指南针,铜片是“盐水电池”的正极,锌片是负极。请标出线圈中的电流方向和磁感线方向,并在括号内标出通电螺线管左端的极性(用“N”或“S”表示)。
图12
13.如图13所示,请根据小磁针静止后的指向及所标电流的方向,画出螺线管上导线的绕法。
图13
四、实验探究题
14.在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中,采用了如图14甲所示的实验装置。
图14
(1)闭合开关S后,小磁针 (选填“会”或“不会”)发生偏转,说明通电螺线管与小磁针之间是通过 发生力的作用的。?
(2)用铁屑来做实验,得到了如图乙所示的情形,它与 磁体的磁场分布相似。为描述磁场而引入的磁感线 (选填“是”或“不是”)真实存在的。?
(3)为了研究通电螺线管的磁极性质,老师与同学们一起对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了实验,得到了如图15所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与它的 有关,且这个关系可以用 判断。?
图15
(4)闭合开关S,通电螺线管周围的小磁针N极指向如图16所示,由图可知:在通电螺线管外部,磁感线是从 极出发,最后回到 极。?
图16
【能力提升】
15.如图17所示,一束带电粒子(用虚线表示)沿着水平方向平行地飞过小磁针的上方,小磁针的S极向纸内偏转。对带电粒子束的判断:①向右飞行的正离子束;②向左飞行的正离子束;③向右飞行的负离子束;④向左飞行的负离子束;⑤向右飞行的电子束;⑥向左飞行的电子束。可能正确的是
( )
图17
A.②③⑤
B.①④⑥
C.②④⑥
D.①③⑤
答案
1.C
2.A
3.A [解析]
闭合开关,电流从螺线管的上端流入,根据安培定则可知,螺线管的上端是N极,条形磁体的下端是N极,因为同名磁极相互排斥,所以当闭合开关,弹簧测力计的示数将变小。
4.B [解析]
闭合开关后,电流由螺线管的左侧流入、右侧流出,根据安培定则,用右手握住螺线管,四指指向电流的方向,则大拇指指向右端,则通电螺线管的右端为N极、左端为S极,故A错误;
在磁体的外部,磁感线从N极指向S极,所以通电螺线管外A点的磁场方向向左,故C错误;
通电螺线管的右端是N极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的S极应靠近螺线管的右端,即小磁针的S极指向左,故D错误、B正确。
5.A [解析]
根据图示可知,电流从螺线管左端流入,右端流出,结合线圈绕向,用右手螺旋定则可以确定通电螺线管的左端为N极、右端为S极。在磁体的外部,磁感线从磁体的N极指向S极,所以甲为S极;根据丙、丁两磁极发出的磁感线的形状可知,两者相互排斥,是同名磁极,所以丁为S极。
6.B 7.C
8.当电流通过导线时,在导线周围会产生磁场,磁场对放入其中的磁体有力的作用
9.S 正
10.北 [解析]
电流从通电螺线管的左端进入、从右端流出,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,通电螺线管在地磁场作用下,N极指向地磁南极,即地理北方。
11.如图所示
图S14-3-5
12.如图所示
图S14-3-6
[解析]
铜片是“盐水电池”的正极,锌片是负极,电流从螺线管的右端流入、左端流出,由安培定则可知,螺线管的右端是N极、左端是S极,螺线管的外部,磁感线从N极出发,回到S极。
13.如图所示
图S14-3-7
14.(1)会 磁场
(2)条形 不是
(3)电流环绕方向 右手螺旋定则
(4)N S
15.A