162電流的磁場(chǎng)（原卷版）

蘇科版九年級(jí)下冊(cè)第十六章《電磁轉(zhuǎn)換》16.2電流的磁場(chǎng)【知識(shí)梳理】一、通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)1．電流的磁效應(yīng)（奧斯特實(shí)驗(yàn)）（1）1820年，丹麥的科學(xué)家奧斯特第一個(gè)發(fā)現(xiàn)電與磁之間的聯(lián)系。（2）由甲、乙可知：通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)。（3）由甲、丙可知：通電導(dǎo)體的磁場(chǎng)方向跟電流方向有關(guān)。（4）導(dǎo)線沿南北方向放置時(shí)，現(xiàn)象最明顯。2．直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布如圖所示，在垂直于通電直導(dǎo)線的平面內(nèi)，它的磁感線是以電流為中心的一系列同心圓。可用右手定則判斷，即大拇指代表電流方向，四指握向代表磁場(chǎng)方向。二、通電螺線管周圍的磁場(chǎng)1．通電螺線管周圍的磁場(chǎng)分布（1）其外部磁場(chǎng)分布和條形磁鐵的磁場(chǎng)很相似。（2）通電螺線管的磁極、磁場(chǎng)的方向跟電流方向有關(guān)。（3）電流方向與磁極間的關(guān)系可由安培定則來判斷。2．安培定則（右手螺旋定則）：用右手握住螺線管，讓四指彎向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的N極。三、電磁鐵1．電磁鐵：內(nèi)部插有鐵芯的螺線管。2．判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱（轉(zhuǎn)換法）：根據(jù)電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目的多少來判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱。3．影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素(控制變量法)：①電流大?。虎谟袩o鐵芯；③線圈匝數(shù)的多少結(jié)論（1）：在電磁鐵線圈匝數(shù)相同時(shí)，電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。結(jié)論（2）：電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟有無鐵芯有關(guān)，有鐵芯的磁性越強(qiáng)。結(jié)論（3）：當(dāng)通過電磁鐵的電流相同時(shí)，電磁鐵的線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)。4．電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)（1）電磁鐵磁性有無，可由電流的有無來控制。（2）電磁鐵磁性強(qiáng)弱，可由電流大小和線圈匝數(shù)的多少來控制。（3）電磁鐵的磁性可由電流方向來改變。5．電磁鐵的應(yīng)用：電磁起重機(jī)、磁懸浮列車、電磁選礦機(jī)、電鈴、電磁自動(dòng)門等四、電磁繼電器電鈴1．電磁繼電器（1）結(jié)構(gòu)：電磁繼電器是由電磁鐵、銜鐵、簧片、觸點(diǎn)（靜觸點(diǎn)、動(dòng)觸點(diǎn)）組成。（2）工作原理：當(dāng)?shù)蛪弘娐烽_關(guān)閉合時(shí)，電磁鐵通電時(shí)產(chǎn)生磁性，把銜鐵吸下，觸點(diǎn)接通，電路中有電流通過，高壓電路開始工作。（3）結(jié)論：電磁繼電器就是利用電磁鐵控制工作電路通斷的開關(guān)。（4）用電磁繼電器控制電路的好處：用低電壓控制高電壓；遠(yuǎn)距離控制；自動(dòng)控制（5）應(yīng)用①水位自動(dòng)報(bào)警裝置：水位沒有到達(dá)金屬塊A時(shí)，電磁鐵不通電無磁性，綠燈亮，顯示水位正常；當(dāng)水位到達(dá)金屬塊A時(shí)，電磁鐵通電有磁性，將銜鐵吸下來，紅燈亮，表示水位不正常。②溫度自動(dòng)控制裝置：溫度較低時(shí)，水銀液面低，不與金屬絲接觸，控制電路不工作，電磁鐵不吸引銜鐵，電熱絲工作；溫度升高時(shí)，水銀液面上升，當(dāng)水銀面上升到與金屬絲接觸時(shí)，控制電路工作，電磁鐵產(chǎn)生磁性吸引銜鐵，右側(cè)電路斷開，電熱絲停止工作。2．電鈴開關(guān)閉合時(shí)，電磁鐵吸引銜鐵，小槌敲擊鈴?fù)?，隨后彈性片將小槌彈回。而線圈通過的電流是方向不斷變化的交變電流，所以電磁鐵會(huì)間歇的反復(fù)吸引銜鐵，所以小槌反復(fù)持續(xù)敲擊鈴?fù)?，形成鈴聲?！疽族e(cuò)點(diǎn)】在分析電磁繼電器的問題時(shí)，注意區(qū)分控制電路和工作電路的數(shù)據(jù)不要混淆?！镜淅治觥?．（2023·北京海淀·九年級(jí)期末）圖中所示是探究“通電直導(dǎo)線周圍是否存在磁場(chǎng)”實(shí)驗(yàn)裝置的一部分，置于水平桌面上靜止的小磁針上方有一根與之平行的直導(dǎo)線。當(dāng)直導(dǎo)線中通過如圖所示的電流時(shí)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是（）A．首次通過本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電、磁間有聯(lián)系的科學(xué)家是焦耳B．小磁針用于檢驗(yàn)通電直導(dǎo)線周圍是否存在磁場(chǎng)C．只改變直導(dǎo)線中的電流方向，小磁針偏轉(zhuǎn)方向與圖中所示相同D．只改變直導(dǎo)線中的電流大小，小磁針偏轉(zhuǎn)方向與圖中所示相反2．（2022·河北邢臺(tái)·九年級(jí)月考）關(guān)于如圖所示的奧斯特實(shí)驗(yàn)，以下結(jié)論正確的是（）①該實(shí)驗(yàn)證明了地球周圍存在磁場(chǎng)②該實(shí)驗(yàn)證明了磁極間的相互作用規(guī)律③甲、乙兩圖的實(shí)驗(yàn)說明電流的周圍存在著磁場(chǎng)④甲、丙兩圖的實(shí)驗(yàn)說明電流的磁場(chǎng)方向與電流的方向有關(guān)A．②③ B．①③ C．②④ D．③④3.（2022·山東淄博·九年級(jí)期末）如圖所示，小磁針靜止在螺線管附近，閉合開關(guān)后，下列判斷正確的是（）A．通電螺線管的左端為N極 B．通電螺線管外A點(diǎn)磁場(chǎng)的方向向左C．通電螺線管外存在磁感線 D．小磁針順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°4．（2023·吉林大安·九年級(jí)期末）下水井蓋的丟失給人們出行帶來了安全隱患。為提示路人注意安全，小明設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，電路中利用一元硬幣代替鐵質(zhì)井蓋。關(guān)于此電路說法正確的是（）A．一元硬幣是絕緣體，相當(dāng)于控制電路的開關(guān)B．電磁鐵通電時(shí)，它的上端為S極C．“井蓋”丟失時(shí)電磁鐵有磁性，燈泡發(fā)光報(bào)警D．“井蓋”丟失時(shí)電磁鐵無磁性，燈泡發(fā)光報(bào)警5．（2018·江西南昌·九年級(jí)月考）如圖所示是直流電鈴的原理圖。關(guān)于電鈴工作時(shí)的說法不正確的是（）A．小錘擊打鈴?fù)霑r(shí)，電磁鐵仍具有磁性B．電磁鐵吸引銜鐵，彈性片發(fā)生形變具有彈性勢(shì)能C．小錘擊打鈴?fù)氚l(fā)出聲音，是由于鈴?fù)氚l(fā)生了振動(dòng)D．電流通過電磁鐵時(shí)，電磁鐵有磁性且A端為N極【奪冠訓(xùn)練】一、單選題1．（2022·北京平谷·中考二模）如圖是奧斯特實(shí)驗(yàn)的示意圖，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，下列說法正確的是（）A．這一現(xiàn)象說明通電導(dǎo)線周圍的空間中產(chǎn)生了磁場(chǎng)B．發(fā)生偏轉(zhuǎn)的小磁針對(duì)通電導(dǎo)線沒有力的作用C．通電導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)方向由小磁針的指向決定D．移去小磁針后的通電導(dǎo)線周圍不存在磁場(chǎng)2．（2022·江蘇蘇州·中考模擬）如圖所示，把一根直導(dǎo)線平行放置在靜止小磁針的正上方，當(dāng)通有如圖所示方向的電流時(shí)，小磁針N極垂直紙面向里偏轉(zhuǎn)，關(guān)于此實(shí)驗(yàn)下列說法錯(cuò)誤的是（）A．實(shí)驗(yàn)中的直導(dǎo)線必須放置在南北方向B．小磁針偏轉(zhuǎn)不明顯，可以增大導(dǎo)線中的電流C．當(dāng)導(dǎo)線中電流方向改變時(shí)，小磁針N極垂直紙面向外偏轉(zhuǎn)D．把小磁針從直導(dǎo)線下方移到直導(dǎo)線上方，小磁針N極偏轉(zhuǎn)方向不變3．（2020·浙江金華·八年級(jí)期中）如圖所示，一螺線管的左端放著一顆可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針，閉合開關(guān)S前小磁針處于靜止，閉合開關(guān)S后，小磁針的N極將（）A．向左偏轉(zhuǎn)B．向右偏轉(zhuǎn)C．仍然靜止D．無法判斷4．（2021·山東臨沂·九年級(jí)期末）如圖所示的裝置中，當(dāng)開關(guān)S閉合后。下列判斷正確的是（）A．通電螺線管外A點(diǎn)沒有磁場(chǎng) B．判斷通電螺線管的磁極應(yīng)使用左手定則C．向左移滑片P，通電螺線管的磁性增強(qiáng) D．小磁針靜止后，其N極的指向水平向右5．（2023·河北張家口·九年級(jí)期末）圖中小磁針靜止時(shí)指向錯(cuò)誤的是（）A．B．C．D．6．（2020·浙江寧波·八年級(jí)期末）如圖所示，彈簧測(cè)力計(jì)下掛一條形磁鐵，條形磁鐵下面放置一通電螺線管，當(dāng)條形磁鐵從左向右水平拉過時(shí)，在圖像中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化情況正確的是（）A．B．C．D．7．如圖所示是小明利用光敏電阻為居民樓門口設(shè)計(jì)的一種智能照明電路，L為“220V，22W”的照明燈，天暗時(shí)自動(dòng)發(fā)光，天亮?xí)r自動(dòng)熄滅。控制電路中，電源由兩節(jié)干電池串聯(lián)而成。R1為定值電阻。R2為光敏電阻，其阻值會(huì)隨著光強(qiáng)的變化而變化。下列說法不正確的是（）A．受控電路中，導(dǎo)線a端應(yīng)連接照明電路的火線B．光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小C．如果提高控制電路電源電壓，照明燈白天也可能發(fā)光D．控制電路長(zhǎng)時(shí)間使用后電壓下降，天亮?xí)r燈自動(dòng)熄滅時(shí)間變晚二、填空題8．（2023·吉林吉林·九年級(jí)期末）如圖所示，探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向。（1）玻璃板上均勻撒上鐵屑，放上小磁針。閉合開關(guān)，_______玻璃板，鐵屑分布情況表明，通電螺線管的外部磁場(chǎng)與________周圍的磁場(chǎng)相似。（2）調(diào)換電源的正負(fù)極，閉合開關(guān)，小磁針反方向偏轉(zhuǎn)，說明通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向與________有關(guān)。9．（2022·江西贛州·九年級(jí)期末）如圖所示，電磁鐵P和Q通電后，P的右端是____（N或S）極，他們相互___________。10．（2023·吉林長(zhǎng)春·九年級(jí)期末）如圖所示，是小麗用來探究“電磁鐵磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。此電磁鐵的上方是______極，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)的過程中，電流表的示數(shù)______（選填“變大”、“變小”或“不變”），彈簧的長(zhǎng)度縮短，由此可初步得出，電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與______有關(guān)。11．（2023·四川成都·九年級(jí)期末）每年夏季，贛江都會(huì)漲水。小明根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了如圖所示的水位自動(dòng)報(bào)警裝置。當(dāng)水位上升到與金屬片A接觸時(shí)，控制電路接通，工作電路中______（選填燈亮或鈴響），通電螺線管下端為______（選填N或S）極。12．（2019·陜西西安·中考三模）上海的磁懸浮列車示意圖如圖甲所示，軌道線圈上端是S極，要使列車懸浮起來，車身線圈上端是_____極，列車是靠電磁鐵_____（填“同名”或“異名”）磁極間的相互作用而懸浮起來。圖乙是一種磁懸浮列車的設(shè)計(jì)原理圖，A是磁性穩(wěn)定的電磁鐵，安裝在鐵軌上，B是安裝在車身上（緊靠鐵軌上方）的電阻非常小的螺線管。B中電流方向如圖乙所示，螺線管B與電磁鐵A之間相互_____（填“排斥”或“吸引”），從而使列車懸浮在鐵軌上方。三、作圖題13．（2022·山東濰坊·九年級(jí)期末）如圖所示，判斷并標(biāo)出小磁針的南、北極和電源的正、負(fù)極。14．（2022·河南平頂山·九年級(jí)期末）閉合開關(guān)S，電磁鐵、條形磁體和小磁針靜止時(shí)的位置情況如圖所示，請(qǐng)標(biāo)出：（1）磁感線的方向；（2）電源右端的極性（用“+”或“﹣”表示）；（3）條形磁體左端的極性（用“N”或“S”表示）。15．（2022·山東泰安·九年級(jí)期末）如圖，當(dāng)閉合開關(guān)后，用細(xì)線懸掛的條形磁體與通電螺線管相互吸引，請(qǐng)?jiān)趫D中虛線上標(biāo)出磁感線的方向，并在括號(hào)內(nèi)標(biāo)出條形磁體左端的極性。16．（2020·山東淄博·九年級(jí)期末）請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)內(nèi)填出永磁體的“N”極或“S”極，并標(biāo)出AB間磁感線的方向。四、實(shí)驗(yàn)題17．（2022·山東濟(jì)寧·中考一模）電流磁場(chǎng)的研究：（1）如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)前，小磁針靜止且能指向南北，這是因?yàn)開______的作用；閉合開關(guān)后，導(dǎo)線下方的小磁針偏轉(zhuǎn)，說明通電導(dǎo)體周圍存在_______，這一發(fā)現(xiàn)是丹麥科學(xué)家_______首先完成的；（2）為探究通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布情況，用小磁針、鐵屑、硬紙板等，做了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)是以導(dǎo)線為圓心的同心圓圈，請(qǐng)你用圖乙的情景判斷圖丙中小磁針N極將_______；（選填“轉(zhuǎn)向紙內(nèi)”、“轉(zhuǎn)向紙外”或“保持不動(dòng)”）（3）在做“探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在螺線管周圍擺放了一些小磁針通電后小磁針的指向如圖丁所示，由此可看出通電螺線管外部的磁場(chǎng)與_______磁體的磁場(chǎng)相似。改變螺線管中的電流方向，發(fā)現(xiàn)小磁針靜止時(shí)北極所指方向與原來相反，由此可知：通電螺線管外部磁場(chǎng)方向與螺線管中的_______方向有關(guān)；（4）寫出增強(qiáng)通電螺線管周圍磁場(chǎng)的一個(gè)方法_______。18．（2023·河南鄭州·九年級(jí)期末）在“探究通電螺線管外部磁場(chǎng)”的實(shí)驗(yàn)中：（1）小明將小磁針放在螺線管周圍不同的位置如圖（a）所示，放小磁針的目的是_________。閉合開關(guān)后觀察到如圖（b）所示的現(xiàn)象，說明通電螺線管周圍存在_________；（2）如圖（c）所示是通電螺線管周圍的有機(jī)玻璃板上的小磁針分布狀態(tài)，觀察可知通電螺線管的外部磁場(chǎng)與_________的磁場(chǎng)相似；（3）小明猜想通電螺線管磁場(chǎng)強(qiáng)弱可能與線圈匝數(shù)和電流大小都有關(guān)。為此他又設(shè)計(jì)了如圖（d）所示的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，他將開關(guān)S從1換到2上時(shí)，調(diào)節(jié)變阻器的滑片P，再次觀察電流表示數(shù)及吸引的大頭針數(shù)目，此時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器是為了_________，來研究通電螺線管磁場(chǎng)強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系。五、綜合題19．（2023·吉林長(zhǎng)春·九年級(jí)期末）圖甲是電加熱恒溫箱簡(jiǎn)化工作電路圖。工作電路由U0=220V電源和R0=88Ω的電熱絲組成，控制電路由U1=9V的電源、開關(guān)、電磁繼電器（線圈