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第十二章磁現(xiàn)象三、通電螺線管的磁場(chǎng)基礎(chǔ)過(guò)關(guān)全練知識(shí)點(diǎn)1電流的磁場(chǎng)1.(2023北京五十七中月考)據(jù)物理學(xué)史記載,最先發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)的科學(xué)家是()A.安培 B.歐姆 C.伏特 D.奧斯特知識(shí)點(diǎn)2通電螺線管的磁場(chǎng)2.(2023北京房山期末)在探究通電螺線管的磁場(chǎng)特點(diǎn)時(shí),通電螺線管在某狀態(tài)下的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖甲、乙所示,其中小磁針(黑色一端為N極)靜止時(shí)的指向情況如圖甲所示,鐵屑靜止時(shí)的分布情況如圖乙所示。根據(jù)甲圖和乙圖所示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,用磁感線描述通電螺線管磁場(chǎng)情況如圖丙所示。下列說(shuō)法中正確的是() A.在圖甲所示的實(shí)驗(yàn)中,說(shuō)明通電螺線管某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向是由放在該點(diǎn)的小磁針決定的B.在圖乙所示的實(shí)驗(yàn)中,說(shuō)明利用撒在通電螺線管周圍的鐵屑可以判斷各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向C.圖丙所示的通電螺線管的磁感線是人們?yōu)榱嗣枋龃艌?chǎng)建立的物理模型D.由圖丙可知,磁感線是由磁場(chǎng)中的鐵屑被磁化后形成的3.(2023北京五十七中月考)在中國(guó)科技館“探索與發(fā)現(xiàn)A廳”,有一個(gè)有趣的磁懸浮燈泡,其示意圖如圖所示。在磁懸浮燈泡的內(nèi)部裝有一塊永磁體,在燈泡上方的展柜中安裝有永磁體和一個(gè)勵(lì)磁線圈,給勵(lì)磁線圈通電,在控制電路的調(diào)節(jié)下,永磁體和勵(lì)磁線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)能使燈泡靜止懸浮在空中。關(guān)于燈泡受力情況,下列說(shuō)法中正確的是()A.燈泡受到的磁場(chǎng)力方向豎直向下 B.燈泡受到的磁場(chǎng)力方向豎直向上C.燈泡受到的磁場(chǎng)力小于燈泡受到的重力 D.燈泡受到的磁場(chǎng)力大于燈泡受到的重力4.請(qǐng)根據(jù)電源正、負(fù)極標(biāo)出通電螺線管中的電流方向、通電螺線管的N、S極和磁感線的方向、小磁針的N、S極。5.(2023北京豐臺(tái)期末)小明想研究通電螺線管外部磁場(chǎng)分布情況,他組裝了如圖1所示的電路。然后在螺線管周圍放置了一些小磁針,閉合開關(guān)后,小磁針的指向情況如圖2所示(小磁針黑色的一端為N極);將小磁針拿掉之后,在硬板上均勻地撒上一些鐵屑,閉合開關(guān)后輕輕敲打硬板,可以看到鐵屑的分布情況如圖3所示。(1)根據(jù)圖(選填“2”或“3”)所示實(shí)驗(yàn)可知通電螺線管周圍磁場(chǎng)方向的特點(diǎn);
(2)觀察圖3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知通電螺線管的外部磁場(chǎng)分布特點(diǎn)與磁體的磁場(chǎng)相似;
(3)我們可以通過(guò)改變電流的(選填“方向”或“大小”),實(shí)現(xiàn)通電螺線管的兩極對(duì)調(diào);
(4)若用磁感線描述本次實(shí)驗(yàn)中通電螺線管的磁場(chǎng),則圖(選填“4”“5”或“6”)符合。
能力提升全練6.(2022湖南益陽(yáng)中考)如圖所示的螺線管,當(dāng)閉合開關(guān)后,下列判斷正確的是()A.螺線管的左端為S極B.右邊小磁針的N極向左偏轉(zhuǎn)C.當(dāng)滑片P右移時(shí),螺線管的磁性會(huì)減弱D.改變電流方向,通電螺線管的外部磁場(chǎng)方向不會(huì)改變7.(2022江蘇連云港中考,7改編,)一個(gè)通電螺線管中的電流方向和螺線管周圍磁感線的分布如圖所示,其中正確的是() A B C D8.(2023北京東城期末)在探究通電螺線管的磁場(chǎng)特點(diǎn)時(shí),通電螺線管在某狀態(tài)下的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖所示,其中小磁針(黑色一端為N極)靜止時(shí)的指向情況如圖甲所示,鐵屑靜止時(shí)的分布情況如圖乙所示。圖中能正確用磁感線描述這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的是() 9.(2022北京中考,17節(jié)選,)根據(jù)圖中的電流方向,可知通電螺線管的端是N極。
10.(2022河南中考)在探究通電螺線管外部磁場(chǎng)方向的實(shí)驗(yàn)中:(1)在裝有螺線管的硬紙板上均勻撒滿鐵屑,通電后鐵屑分布無(wú)明顯變化,這時(shí)需輕敲紙板,觀察到鐵屑排列成如圖所示的形狀??梢?jiàn),通電螺線管外部磁場(chǎng)與磁體的磁場(chǎng)相似;
(2)用小磁針探究磁場(chǎng)方向時(shí),發(fā)現(xiàn)小磁針沒(méi)有標(biāo)N、S極,請(qǐng)寫出一種判斷小磁針N、S極的做法:;
(3)對(duì)調(diào)螺線管所接電源正、負(fù)極,周圍小磁針的指向也隨之對(duì)調(diào),說(shuō)明通電螺線管的極性與螺線管中電流的有關(guān)。
11.(2022吉林長(zhǎng)春中考)在“探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向”的實(shí)驗(yàn)中:(1)開關(guān)閉合前,小磁針均指南北,說(shuō)明地球周圍存在;
(2)開關(guān)閉合后,小磁針的指向如圖所示,可知通電螺線管的左端為極,電源的左端為極;(3)將連接電源正、負(fù)極的導(dǎo)線對(duì)調(diào),小磁針的指向也改變了,說(shuō)明通電螺線管的磁場(chǎng)方向與方向有關(guān);(4)為了使通電螺線管的磁場(chǎng)增強(qiáng),可采取的有效措施是。(寫出一條即可)
12.(2023北京大興期末)在探究通電螺線管外部的磁場(chǎng)分布情況時(shí),小明按如圖1所示的電路連接好實(shí)驗(yàn)器材。 (1)開關(guān)閉合后,(選填“A”或“B”)端為通電螺線管的N極;
(2)圖2是用鐵屑研究甲、乙兩個(gè)磁體外部磁場(chǎng)分布的情形,則圖1所示的通電螺線管,其外部的磁場(chǎng)跟圖2中的(選填“甲”或“乙”)的外部磁場(chǎng)相似。
素養(yǎng)探究全練13.如圖所示,探究通電螺線管外部的磁場(chǎng)特點(diǎn)。(1)當(dāng)開關(guān)S閉合后,螺線管的左端是(選填“N”或“S”)極。
(2)在圖中畫出通電螺線管周圍的磁感線分布情況(畫出一條即可),并標(biāo)出磁感線的方向。(3)請(qǐng)用小磁針判斷通電螺線管附近M點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,寫出你的判斷方法。
第十二章磁現(xiàn)象三、通電螺線管的磁場(chǎng)答案全解全析基礎(chǔ)過(guò)關(guān)全練1.D在1820年丹麥的物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場(chǎng),故選D。2.C磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向是由磁場(chǎng)本身決定的,它決定了放在該點(diǎn)的小磁針北極的指向,換句話說(shuō)小磁針N極只是反映了磁場(chǎng)中該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,并不能決定該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,故A不正確;利用鐵屑可以看到磁體周圍磁場(chǎng)的分布情況,但看不到磁場(chǎng)方向,所以不能判斷各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,故B不正確;磁場(chǎng)是客觀存在的,而磁感線是人們?yōu)榱嗣枋龃艌?chǎng)建立的物理模型,磁感線客觀上是不存在的,不是由磁場(chǎng)中的鐵屑被磁化后形成的,故C正確,D不正確。3.B永磁體和通電的勵(lì)磁線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)能使燈泡靜止懸浮在空中,說(shuō)明燈泡受到平衡力的作用,則燈泡受到的重力和燈泡受到的磁場(chǎng)力是一對(duì)平衡力,重力的方向豎直向下,則磁場(chǎng)力的方向豎直向上,故選B。4.答案如圖所示解析由電源的正、負(fù)極,標(biāo)出通電螺線管中的電流方向,根據(jù)通電螺線管中的電流方向,由右手螺旋定則判斷出螺線管的右端為N極,左端為S極,外部磁感線從螺線管的N極出發(fā),回到螺線管的S極。由通電螺線管的N極和磁極間相互作用規(guī)律可知小磁針的左端為N極,右端為S極。5.答案(1)2(2)條形(3)方向(4)4解析(1)由于小磁針靜止時(shí),北極的指向?yàn)榇艌?chǎng)方向,根據(jù)圖2所示實(shí)驗(yàn)可知通電螺線管周圍磁場(chǎng)方向的特點(diǎn);(2)觀察圖3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知通電螺線管的外部磁場(chǎng)分布與條形磁體相似;(3)通電螺線管的磁場(chǎng)方向與電流的方向有關(guān),通過(guò)改變電流的方向,實(shí)現(xiàn)通電螺線管的兩極對(duì)調(diào);(4)通電螺線管的外部磁感線是從N極出來(lái),回到S極的,內(nèi)部磁感線由S極指向N極,所以圖4正確。能力提升全練6.B由安培定則可知通電螺線管的左端是N極,右端是S極,因同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引,所以小磁針的N極向左偏轉(zhuǎn),故A不正確,B正確;滑片P向右滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻減小,電路中的電流增大,通電螺線管的磁性增強(qiáng),故C不正確;通電螺線管外部的磁場(chǎng)和條形磁體外部的磁場(chǎng)相似,它的兩端分別是N極、S極,當(dāng)改變螺線管中的電流方向時(shí),外部磁場(chǎng)方向會(huì)改變,故D不正確。7.B由安培定則可知,A中通電螺線管的右端是N極,左端是S極,故磁感線的方向錯(cuò)誤,A不正確;B中通電螺線管的左端是N極,右端是S極,且磁感線的方向正確,B正確;C中通電螺線管的右端是N極,左端是S極,故磁感線的方向錯(cuò)誤,C不正確;D中通電螺線管的左端是N極,右端是S極,故磁感線的方向錯(cuò)誤,D不正確。8.C由圖甲中小磁針N極的指向可以判斷出甲通電螺線管的左端為S極,右端為N極,在通電螺線管的外部,磁感線從N極出來(lái),回到S極,在通電螺線管的內(nèi)部,磁感線從S極到N極,且磁感線是閉合的曲線,故C符合題意。9.答案A解析電流從螺線管的左端流入,根據(jù)安培定則可知,螺線管的A端為N極。10.答案(1)條形(2)見(jiàn)解析(3)方向解析(1)根據(jù)通電螺線管周圍鐵屑的分布可知,通電螺線管外部的磁場(chǎng)和條形磁體外部的磁場(chǎng)相似,通電螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩極。(2)在地磁場(chǎng)的作用下,小磁針靜止時(shí),指向北方的一端即小磁針的N極,另外一端為S極。(3)改變螺線管中的電流方向,發(fā)現(xiàn)小磁針的指向?qū)φ{(diào),由此可知:通電螺線管的極性與螺線管中的電流方向有關(guān)。11.答案(1)磁場(chǎng)(2)N負(fù)(3)電流(4)增加線圈匝數(shù)解析(1)地球是一個(gè)巨大的磁體,其周圍存在磁場(chǎng),小磁針靜止時(shí)均指南北是受到了地磁場(chǎng)的作用。(2)已知小磁針左端為N極,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,伸出右手握住螺線管,大拇指指向通電螺線管的N極,四指指向?yàn)殡娏鞣较颍虼穗娫吹挠叶藶檎龢O,左端為負(fù)極。(3)對(duì)調(diào)連接電源正、負(fù)極的導(dǎo)線后,螺線管中的電流方向發(fā)生了改變,小磁針的N極指向與原來(lái)相反,說(shuō)明磁場(chǎng)的方向與原來(lái)相反,由此可以確定,通電螺線管的磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)。(4)要想增強(qiáng)通電螺線管的磁場(chǎng),可以增加線圈匝數(shù)或者增大螺線管中的電流。12.答案(1)A(2)甲解析(1)開關(guān)閉合后,螺線管正面導(dǎo)線中的電流方向是向上的,根據(jù)安培定則可知,A端是螺線管的N極。(2)通電螺線管的外部磁場(chǎng)與條形磁體的外部磁場(chǎng)相似,甲圖是條形磁體周圍鐵屑
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