分層作業(yè)：7.2 電流的磁場（解析版）

學(xué)而優(yōu)教有方.2電流的磁場1.如圖所示是小明自制的一個帶有電磁鐵的木船模型。將它放入水中漂浮，船頭指向東。閉合開關(guān)S當(dāng)船靜止時，說法正確的是（）。A．電磁鐵的A端為N極 B．電磁鐵的B端為S極C．船頭指向北方 D．船頭指向南方【答案】C?！窘馕觥坑砂才喽▌t可知，螺線管右側(cè)為N極，左側(cè)為S極；因地磁場沿南北方向，地球南極處為地磁場的N極，地球北極處為地磁場的S極；因同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，故船頭指向北方，綜上所述，C正確。故選C。2.在豎直放置的圓形通電線圈中的圓心位置放一個能自由轉(zhuǎn)動的小磁針，如圖，當(dāng)通以圖中所示方向的電流時，小磁針的N極將（）。A．靜止不動，指向不變；B．轉(zhuǎn)動180?，指向左邊；C．轉(zhuǎn)動90?，垂直指向紙外；D．轉(zhuǎn)動90?，垂直指向紙內(nèi)【答案】C?！窘馕觥扛鶕?jù)右手螺旋定則，電流的方向即四指的指向，可得出N極的方向即為垂直于紙面向外，故小磁針的N極向外，故C選項正確。故選C。3.綿陽市某初中學(xué)校的小明同學(xué)在學(xué)校實驗室模擬安培1820年在科學(xué)院的例會上做的小實驗：把螺線管水平懸掛起來，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)螺線管緩慢轉(zhuǎn)動后停了下來，改變螺線管B端的初始指向，重復(fù)操作，停止時B端的指向都相同。模擬實驗裝置如圖所示，閉合開關(guān)，螺線管停下來后B端指向（）。A．東方 B．南方 C．西方 D．北方【答案】D。【解析】根據(jù)圖示的螺線管線圈的繞向和螺線管中電流的方向，利用安培定則可以確定螺線管的B端為N極，A端為S極；在地磁場的作用下，螺線管將會發(fā)生轉(zhuǎn)動，螺線管的S極（A）指向南，螺線管的N極（B端）指向北。故選D。4.1820年，丹麥科學(xué)家奧斯特在課堂上做試驗時偶然發(fā)現(xiàn)，當(dāng)導(dǎo)線中通過電流時，它旁邊的磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，證實了通電導(dǎo)線周圍存在___________；實驗還表明，電流的磁場方向跟___________有關(guān)?！敬鸢浮看艌?；電流方向?！窘馕觥縖1]丹麥的物理學(xué)家奧斯特做的著名的奧斯特實驗，即：當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時，它旁邊的小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，證實了電流周圍存在磁場。[2]實驗中發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)線中電流方向不同時，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也不同，這說明電流方向不同，磁場方向也不同，電流的磁場方向與電流方向有關(guān)。5.請在圖中標(biāo)出電流的方向和通電螺線管的N極?！窘馕觥侩娫吹淖髠?cè)為正極，電源外部電流的方向從正極出發(fā)，根據(jù)右手螺旋定則可以判斷出通電螺線管的左端為N極，如圖所示：6.根據(jù)小磁針靜止時N極、S極指向，在圖中用箭頭標(biāo)出螺線管上點的電流方向和電流表的正負接線柱（在括號內(nèi)用“”和“”標(biāo)識）?！窘馕觥坑蓤D可知，小磁針的S極在右邊，根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律可知，螺線管的左端為N極，根據(jù)安培定則可知，繞線中電流的方向是向上的，故電流表的下端為正接線柱，上端為負接線柱；處電流的方向是向下的，如圖所示：7.根據(jù)小磁針靜止時的指向，請在圖中標(biāo)出螺線管的北極和電源的正極?！窘馕觥扛鶕?jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引知道，通電螺線管右端是N極，再通過右手螺旋定則得出電流方向是從電源左邊流出，右邊流進，故左邊是正極，如下圖8.在“探究通電螺線管外部磁場”的實驗中，老師在螺旋管的兩端各放一個小磁針，并在有機玻璃板上均勻的撒滿鐵屑：(1)閉合開關(guān)通電后，接下來的操作應(yīng)該是_____。這樣做的目的是：使鐵屑在玻璃板上跳動減小它與玻璃板之間的摩擦，從而使鐵屑在磁場力的作用下動起來，更好地顯示磁場分布情況；放入的小磁針是為了顯示_____。(2)鐵屑的分布如圖所示。圖中A、B點相比，_____點磁場較強；實驗中_____（選填“能”或“不能”）用銅屑代替鐵屑顯示磁場分布?！敬鸢浮枯p敲玻璃板；磁場的方向；A；不能?！窘馕觥?1)[1]在玻璃板上均勻地撒上鐵屑，然后給直導(dǎo)線通電，為了更好地通過鐵屑客觀描述出磁場分布情況，為了減小鐵屑與玻璃板之間的摩擦，需輕敲玻璃板，使鐵屑在磁場力作用下動起來。[2]磁場中放入小磁針，小磁針受到磁力的作用，會指示一定的方向，從而能判定磁場的方向。(2)[3][4]由圖可以看出通電螺線管的磁場和條形磁體的磁場一樣，并且可以看到A點鐵屑的分布比B點密集，由此可以確定A點的磁場比B點強；磁體具有吸鐵性，所以不能用銅屑代替鐵屑。9.通電螺線管的外部磁場與條件磁體周圍磁場相似(1)如圖甲，箭頭表示電流方向，小磁針北極指向如圖所示，則螺線管的A端是________極（選填“N”或“S”）。(2)螺線管實際上就是由多個單匝圓形線圈組成，通電螺線管的磁場可以看成由每一個單匝圓形通電線圈的磁場組合而成?，F(xiàn)有一單匝圓形通電線圈中的電流方向如圖乙所示。則其B端是___極（選填“N”或“S”）。(3)如圖丙所示。地球周圍存在的磁場，有學(xué)者認(rèn)為，地磁場是由于地球帶電自轉(zhuǎn)形成圓形電流引起的，地球自轉(zhuǎn)的方向自西向東，根據(jù)地磁場的磁極可以判斷：形成圓形電流方向與地球自轉(zhuǎn)方向___（選填“相同”或“相反”）?！敬鸢浮縎；S；相反?！窘馕觥?1)[1]小磁針北極指向如圖所示，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，螺線管的A端是S極。(2)[2]現(xiàn)有一單匝圓形通電線圈中的電流方向如圖乙所示，由安培定則可知，其B端是S極。(3)[3]地磁場的N極在地理南極附近，根據(jù)安培定則可知，圓形電流方向為自東向西，所以形成圓形電流方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反。1．（2021·北京中考真題）在探究通電螺線管的磁場特點時，通電螺線管在某狀態(tài)下的兩個實驗現(xiàn)象如圖所示，其中小磁針（黑色一端為N極）靜止時的指向情況如圖甲所示。鐵屑靜止時的分布情況如圖乙所示。圖中能正確用磁感線描述這兩個實驗現(xiàn)象的是（）。B．C．D．【答案】C?！窘馕觥客娐菥€管的外部磁場和條形磁體的磁場相似，由甲圖中小磁針的分布情況可以判斷該通電螺線管的左側(cè)為S極，右側(cè)為N極。我們規(guī)定小磁針靜止時的N極指向為該點的磁場方向，所以在磁體外部，磁感線總是從N極出發(fā)回到S極。而在磁體內(nèi)部，磁感線的分布和磁體的N、S極一致，由此判斷，A、B、D不符合題意；C符合題意。故選C。2．（2021·四川眉山市）如圖所示，將某發(fā)光二極管的兩極接入電路的a、b兩點，閉合開關(guān)時，通電螺線管旁邊小磁針S極向右偏轉(zhuǎn)。下列判斷正確的是（）。A．通電螺線管右端為N極；B．電源左端為正極，右端為負極；C．發(fā)光二極管極接點，極接點；D．圖中P處磁感線的方向從螺線管右端到左端【答案】C?！窘馕觥緼．根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引可知，通電螺線管的左端為N極，右端為S極，故A錯誤；B．根據(jù)安培定則可知，當(dāng)通電螺線管的左端為N極時，螺線管上的電流方向向上，因為電流是從電源正極流出的，所以電源右端為正極，左端為負極，故B錯誤；C．發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦?，只有電流從長針進短針出時，二極管才發(fā)光，所以發(fā)光二極管極接點，極接點，故C正確；D．磁感線的方向是從N極到S極，所以圖中P處磁感線的方向從螺線管左端到右端，故D錯誤。故選C。3．（2021·遼寧中考真題）如圖，螺線管的左側(cè)有一個用細線懸掛的小鐵球右側(cè)有一個能在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動的小磁針。開關(guān)閉合后，當(dāng)滑片P向右滑動時，小磁針靜止時右端為______（選填“S”或“N”）極，細線對小鐵球的拉力和小鐵球受到的重力______（選填“是”或“不是”）一對平衡力?！敬鸢浮縎；不是?！窘馕觥縖1]開關(guān)閉合后，由右手螺旋定則可知螺線管左端為N極，右端為S極，則小磁針靜止時右端為S極。[2]螺線管對小鐵球有引力，細線對小鐵球的拉力不在豎直方向上，和小鐵球受到的重力不在一條直線上，這兩個力不是一對平衡力。4．（2021·山東臨沂市）如圖所示，由通電螺線管的磁感線方向可知，電流表的上端為_______接線柱；靜止的小磁針的左端為_________極?！敬鸢浮空籒?！窘馕觥縖1][2]由圖磁感線可知，螺線管左端為N極，右端S極，因為異名磁極相互吸引，小磁針左端N極，根據(jù)安培定則，電流左進右出，所以電流表的上端為正接線柱。5．（2021·四川成都市）探究小組為了模擬電磁起重機的工作原理，用表面涂有絕緣漆的導(dǎo)線繞在大鐵釘上制成電磁鐵，接入電路，如圖所示。閉合開關(guān)S，電磁鐵有了磁性，A端是______極。將滑動變阻器的滑片向右移動一段距離后，硬幣才被吸起，這說明電流越大，電磁鐵的磁性______?！敬鸢浮縉（北；越強?！窘馕觥縖1]圖示電路是串聯(lián)連接，閉合開關(guān)S，電流由B端流入電路，由A端流出，據(jù)安培定則知，A端為N極。[2]滑動變阻器的滑片向左移動時，接入電路的阻值變小，電路中的電流變大，硬幣被吸起，說明此過程電磁鐵的磁性增強，即通過的電流越大，電磁鐵的磁性越強。6．（2021·四川攀枝花市）攀枝花市某學(xué)校研學(xué)小組在探究通電螺線管磁場的實驗中，小磁針和螺線箮放置于同水平面內(nèi)，螺線管為東西朝向，小磁針可在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。開關(guān)S閉合后，小磁針的指向如圖所示，則電源A端為______（選填“正”或“負”）極。當(dāng)開關(guān)S斷開時，小磁針N極將______（選填“不”、“向北”或“向南”）偏轉(zhuǎn)?！敬鸢浮控?；向北?！窘馕觥縖1]由小磁針靜止時，其左端為N極，右端為S極，根據(jù)磁體間的相互作用規(guī)律可知，螺線管左端為N極，右端為S極；根據(jù)螺線管的線圈繞向，利用右手螺旋定則可以確定電流從螺線管的右端流入，左端流出，由于電流是從電源的正極流出，經(jīng)過外電路回到電源的負極，所以可以確定電源的A端為負極。[2]由于未斷開開關(guān)時，小磁針是東西走向，斷開開關(guān)時，小磁針由于受到地磁場的影響，N指向地磁南極，即地理北極，小磁針N極將向北偏轉(zhuǎn)。7．（2021·江蘇泰州市）小明在探究“通電直導(dǎo)線周圍的磁場”實驗中，實驗裝置如圖甲所示。（1）其中小磁針的作用是___________；（2）接通電路后，觀察到小磁針偏轉(zhuǎn)，說明電流周圍存在________，此現(xiàn)象最早是由物理學(xué)家_______發(fā)現(xiàn)的。（3）改變直導(dǎo)線中電流方向，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生了改變，說明電流周圍的磁場方向與________有關(guān)。（4）研究表明，通電直導(dǎo)線周圍的磁場分布如圖所示，則圖甲實驗中，若將小磁針由通電直導(dǎo)線下方移至直導(dǎo)線上方，小磁針偏轉(zhuǎn)的方向___________（選填“會”或“不會”）改變。【答案】檢測磁場的存在；磁場；奧斯特；電流方向；不會?！窘馕觥浚?）[1]磁場直接看不到，可以用小磁針檢測磁場的存在（2）[2][3]實驗中，開關(guān)閉合時，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電導(dǎo)體周圍存在著磁場，這是著名的奧斯特實驗，此現(xiàn)象最早是由物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)的。（3）[4]改變電流方向，小磁針的方向也發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明了產(chǎn)生的磁場方向改變，即表明了通電導(dǎo)體周圍的磁場方向與電流方向有關(guān)。（4）[5]由圖，通電直導(dǎo)線周圍的磁場成同心圓，若將小磁針由通電直導(dǎo)線下方移至直導(dǎo)線上方，磁場方向仍然是順時針，所以小磁針偏轉(zhuǎn)的方向不變。8．（2021·湖南長沙市）在我們熟悉的各種磁體的磁場中，通電螺線管外部的磁場可能與哪種磁體的相似？小偉用小磁針、條形磁體、通電螺線管來進行探究，實驗操作及現(xiàn)象如圖所示。（1）比較甲、乙兩圖可知，通電螺線管的外部磁場與______周圍的磁場相似；（2）比較乙、丙兩圖可知，通電螺線管的外部磁場方向與通過它的______方向有關(guān)。【答案】條形磁體；電流。【解析】（1）[1]比較甲、乙兩圖，小磁針在磁場中的受力情況相同，由此可知：通電螺線管的外部磁場與條形磁體周圍的磁場相似。（2）[2]比較乙、丙兩圖，通電螺線管中的電流方向不同，小磁針受力情況不同，即N、S極偏轉(zhuǎn)的方向不同，說明通電螺線管的磁場方向不同，故通電螺線管的外部磁場方向與通過它的電流方向有關(guān)。9．（2021·湖北宜昌市）通電螺線管外部的磁場是怎樣分布的，我們通過以下實驗來進行探究：（1）在硬紙板上放置一個螺線管，周圍均勻地撒滿鐵屑，給螺線管通電后，鐵屑被_____。輕敲紙板，觀察鐵屑的排列情況如圖甲所示，圖乙和圖丙分別是蹄形磁體和條形磁體的磁場分布情況，對比分析可知通電螺線管外部的磁場分布與______磁體的相似；（2）我們要判斷通電螺線管外部的磁場方向，需要借助______；（3）根據(jù)前面的實驗結(jié)果，把通電螺線管看成一個磁體，它的兩極如圖于所示，為了進一步探究通電螺線管的極性與環(huán)繞螺線管的電流方向之間有什么關(guān)系我們下一步要做的是______，觀察______?！敬鸢浮看呕?；條形；小磁針；改變電流方向（調(diào)換電源正負極）；小磁針的指向?！窘馕觥浚?）[1]通電螺線管周圍存在磁場，鐵鈷鎳等物質(zhì)是能夠被磁化的，所以把鐵屑撒在通電螺線管周圍，鐵屑會被磁化。[2]對比甲、乙、丙三圖可知，通電螺線管外部的磁場分布與條形磁體的相似。（2）[3]我們規(guī)定小磁針靜止時N極所指方向為該點的磁場方向，要判斷通電螺線管外部的磁場方向，需要借助小磁針。（3）[4][5]要探究通電螺線管的極性與環(huán)繞螺線管的電流方向之間有什么關(guān)系，就要改變導(dǎo)線中電流的方向，所以接下來我們需要對調(diào)電源的正負極，通過觀察小磁針的指向來判斷通電螺線管的N、S極。10．（2021·黑龍江大慶市）如圖，已知靜止在通電螺旋管右端小磁針N極的指向，請用箭頭在磁感線上標(biāo)出磁感線的方向并在括號內(nèi)用“正”“負”標(biāo)出電源的正負極?！窘馕觥啃〈裴樀淖蠖藶镾極，自由靜止時靠近螺線管的右端，所以螺線管的右端為N極，在磁體的周圍，磁感線從磁體的N極流出回到S極，所以磁感線的方向是向左的；利用螺線管的右端為N極和線圈的繞向，根據(jù)安培定則可以確定電流從螺線管的左端流入右端流出，從而可以確定電源的左端為正極，右端為負極。11．（2021·內(nèi)蒙古中考真題）如圖3所示，請按小磁針（黑色為N極）的指向，標(biāo)出