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第二十章電與磁第2節(jié)電生磁學習目標學習目標1.通過實驗了解電流周圍存在磁場。2.探究通電螺線管外部的磁場方向,了解通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似。3.會判斷通電螺線管的電流方向和兩端的磁極。002預習導學1、電流的磁效應奧斯特實驗說明:通電導線周圍存在磁場,磁場方向跟電流的方向有關。這種現(xiàn)象稱為電流的磁效應。2、通電螺線管的磁場(1)通電螺線管外部磁場與條形磁體磁場相似。通電螺線管兩端的磁場方向跟電流方向有關,磁場方向與電流方向的關系可用安培定則判斷。3、安培定則及其應用安培定則:用右手握住通電螺線管,使四指彎曲與電流方向一致,大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極。(2)通電螺線管比通電導線磁性強的原因:各圈導線產(chǎn)生的磁場疊加在一起。(3)應用:根據(jù)小磁針的指向,判斷通電螺線管中電流方向。003探究提升知識點一:考查安培定則的作圖題類型及其解題思路【探究重點】1.已知電源的正負極、線圈繞法判斷小磁針的N、S極①首先根據(jù)電源的正、負極畫出通電螺線管的繞線中的電流方向;②利用安培定則確定通電螺線管的N、S極并標注;③最后根據(jù)磁極間的相互作用斷定小磁針的N、S極。2.已知小磁針的N、S極、線圈繞法,判斷電源的正、負極①根據(jù)小磁針的N、S極,利用磁極間的相互作用先確定通電螺線管的N、S極;②然后利用安培定則判定通電螺線管上的電流方向并用箭頭標出;③最后根據(jù)電源外部電流的流向確定電源的正、負極。3.已知小磁針的N、S極、電源正負極畫螺線管的繞線①首先根據(jù)小磁針的N、S極指向,利用磁體間的相互作用規(guī)律確定通電螺線管的N、S極并標注出;②利用安培定則確定通電螺線管中的電流方向,并在螺線管上試著畫出一條“S”型或反“S”型繞線;③然后結合電源外部電流流向定位螺線管的繞線形狀是“S”型還是反“S”型,并在螺線管上等距地畫出美觀的繞線。【例題精講】(2023?達州)如圖所示,請在?括號內(nèi)標出通電螺線管左端的磁極、小磁針右端的磁極以及導線上A點的電流方向。(磁極均用“N”或“S”表示)【答案】【思路點撥】根據(jù)螺線管中電流的方向,利用安培定則判定螺線管的磁性,根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律分析小磁針的磁性?!窘馕觥扛鶕?jù)圖示可知,電流從螺線管的右端流入,所以A點電流的方向是向下的,根據(jù)安培定則可知,螺線管的右端為N極、左端為S極;根據(jù)異名磁極相互吸引可知,小磁針的右端為S極,如圖所示:【點評】本題考查了磁極間的相互作用規(guī)律的應用、安培定則的應用,屬于基礎題?!眷柟逃柧殹浚?023?云南)某實驗小組探究“通電螺線管外部磁場的特點”。(1)將螺線管安裝在一塊有機玻璃板上,連入電路中。在板面上均勻地灑滿鐵屑,閉合開關并輕敲玻璃板面,觀察到鐵屑分布情況如圖甲所示。鐵屑的分布情況與磁體周圍鐵屑的分布情況相似,鐵屑的作用是顯示。(2)把小磁針放在通電螺線管四周不同的位置,小磁針靜止時N極所指方向如圖乙所示,則通電螺線管的右端為極。對調(diào)電源正負極,閉合開關,小磁針靜止時N極所指方向如圖丙所示,說明通電螺線管的極性與的方向有關?!敬鸢浮浚?)條形;磁場的分布情況;(2)N;電流【解析】(1)將螺線管安裝在一塊有機玻璃板上,連入電路中。在板面上均勻地灑滿鐵屑,閉合開關并輕敲玻璃板面,觀察到鐵屑分布情況如圖甲所示。鐵屑的分布情況與條形磁體周圍鐵屑的分布情況相似,鐵屑的作用是顯示磁場的分布情況。(2)把小磁針放在通電螺線管四周不同的位置,小磁針靜止時N極所指方向如圖乙所示,根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律,則通電螺線管的右端為N極。對調(diào)電源正負極,閉合開關,小磁針靜止時N極所指方向如圖丙所示,說明通電螺線管的極性與電流的方向有關。故答案為:(1)條形;磁場的分布情況;(2)N;電流。00401強化訓練1.(2023?周村區(qū)二模)關于如圖所示的實驗,下列說法中正確的是()A.這是探究電磁感應現(xiàn)象的實驗場景 B.根據(jù)這一現(xiàn)象的原理,制成了電動機 C.將小磁針移走,電流的磁場消失 D.將導線斷開,小磁針N極將指向地理的北極【答案】D【解析】A、如圖是模擬奧斯特實驗的場景,研究電流的磁效應,故A錯誤;B、電動機是根據(jù)通電導體在磁場中受力而工作的,電流的磁效應制成了電磁鐵,故B錯誤;C、通電導線周圍存在著磁場,通過小磁針的偏轉來認識電流的磁場,但即使移走小磁針,電流的磁場仍然存在,故C錯誤;D、將圖中導線斷開,小磁針由于地磁場的緣故,即N極將指向地理的北極(地磁的南極),故D正確。故選:D。2.(2023?惠城區(qū)二模)如圖所示,通電螺線管周圍小磁針靜止時,小磁針N極指向正確的是(小磁針上涂黑的一端為N極)()A.a(chǎn)、c、d B.a(chǎn)、b、c C.a(chǎn)、c D.b、c、d【答案】D【解析】根據(jù)電源的正負極可知,電流從通電螺線管的右側流入,左側流出,根據(jù)電流方向,利用安培定則可知通電螺線管的左端為S極,右端為N極。因為磁體周圍的磁感線從N極出發(fā),回到S極;根據(jù)磁場中任一點小磁針北極和該點的磁感線方向一致,所以a點磁針N極指向右端;b點磁針N極指向左端;c點磁針N極指向左端;d點磁針N極指向右端。故ABC錯誤,D正確。故選:D。3.(2023?鼎城區(qū)二模)如圖所示,閉合開關S,觀察到小磁針順時針旋轉90°后保持靜止,下列說法正確的是()A.電源的a端是正極,電磁鐵左端是S極 B.電源的a端是負極,電磁鐵左端是N極 C.電源的b端是負極,磁感線方向自左向右 D.電源的b端是正極,磁感線方向自右向左【答案】A【解析】根據(jù)題意可知,閉合開關S,小磁針順時針旋轉90°后保持靜止,則小磁針靜止時,左端為S極,右端為N極,根據(jù)異名磁極相互吸引可知,通電螺線管的右端為N極,左端為S極;根據(jù)安培定則可知,電流從通電螺線管的左端流入,右端流出,所以電源的a端是正極,因磁感線方向在磁鐵外部是從N極出發(fā),回到S極,所以磁感線方向是自右向左;綜上所述,A正確,BCD錯誤。故選:A。4.(2023?朝天區(qū)模擬)如圖甲所示是“磁浮地球儀”。在地球儀中裝入條形磁鐵,底座中的電磁鐵就可將其“漂浮”在空中,其工作原理如圖乙所示。下列判斷正確的是()A.電磁鐵的上端為N極 B.電源的左端為負極 C.其工作原理是同名磁極相互排斥 D.滑片P向左移動可增加地球儀“漂浮”的高度【答案】C【解析】AB、根據(jù)同名磁極相互排斥可知,圖中電磁鐵的上端應為S極,則由安培定則可知,電流從電磁鐵的上端流入,下端流出,電路中的電源的左端為正極,故AB錯誤;C、磁浮地球儀穩(wěn)定地“漂浮”起來,其利用的工作原理是同名磁極互相排斥,故C正確;D、滑片P向左移動,滑動變阻器接入電路的電阻變大,總電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知,電流變小,電磁鐵磁性減弱,可降低地球儀“漂浮”的高度,故D錯誤。故選:C。5.(2023?貴池區(qū)三模)如圖所示的四個實驗中,能反映電流磁效應的是()A. B. C. D.【答案】C【解析】A.圖中實驗室探究電荷間的作用規(guī)律,故A不符合題意;B.圖中導體在磁場中做切割磁感線運動時,電路中產(chǎn)生了感應電流(可以從電流表指針發(fā)生偏轉來體現(xiàn)),這是電磁感應現(xiàn)象,故B不符合題意;C.奧斯特實驗證明通電導體周圍存在磁場,是電流的磁效應,故C符合題意;D.此圖反映了通電導體在磁場中受到力的作用,故D不符合題意。故選:C。6.(2023?蚌埠一模)小磁針靜止時的指向如圖所示,由此可知()A.a(chǎn)端是通電螺線管的N極,c端是電源負極 B.a(chǎn)端是通電螺線管的N極,c端是電源正極 C.b端是通電螺線管的N極,d端是電源正極 D.b端是通電螺線管的N極,d端是電源負極【答案】B【解析】(1)由圖可知,小磁針的左端為N極,根據(jù)異名磁極相互吸引可知,螺線管的b端為S極、a端為N極,根據(jù)安培定則可知,電流從螺線管的左端流入,所以c端為正極,故ACD錯誤,B正確。故選:B。7.(2023?岳陽一模)如圖所示,電和磁存在著許多相似的地方,曾激發(fā)人們探索電和磁之間的聯(lián)系,下列關于各圖的描述錯誤的是()A.電池有“+”、“﹣”兩極,磁鐵有N、S兩極 B.同種電荷相互吸引,異種電荷相互排斥;同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引 C.通電螺線管周圍的磁場與條形磁體的磁場相似 D.電源外部,電流總是從電源的正極流向負極;磁體外部,磁感線總是從磁體的北極指向南極【答案】B【解析】A、電荷有正、負兩種電荷,電池有正、負兩極,磁體只有南、北兩極,故A正確;B、電荷間的相互作用規(guī)律是:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,故B錯誤;C、通電螺線管周圍的磁場與條形磁體的磁場相似,都是兩極磁性強,中間弱,磁體外部的磁感線都是從N極出發(fā),回到S極,故C正確;D、在電源外部,電流總是從電源的正極流經(jīng)用電器,流向負極;磁體外部,磁感線總是從磁體的北極指向南極,故D正確。故選:B。8.(2023?普陀區(qū)二模)如圖所示,小磁針處于靜止,閉合開關S后小磁針發(fā)生大角度偏轉的是()A. B. C. D.【答案】C【解析】A.由安培定則可知,閉合開關后,通電螺線管的右端是N極,左端是S極,小磁針的N極靠近通電螺線管的S極,小磁針不會發(fā)生大角度偏轉,故A不符合題意;B.由安培定則可知,閉合開關后,通電螺線管的左端是N極,右端是S極,小磁針的N極靠近通電螺線管的S極,小磁針不會發(fā)生大角度偏轉,故B不符合題意;C.由安培定則可知,閉合開關后,通電螺線管的左端是N極,右端是S極,小磁針的N極靠近通電螺線管的N極,小磁針會發(fā)生大角度偏轉,故C符合題意;D.由安培定則可知,閉合開關后,通電螺線管的左端是N極,右端是S極,小磁針的N極靠近通電螺線管的S極,小磁針不會發(fā)生大角度偏轉,故D不符合題意。故選:C。9.(2023?順義區(qū)一模)如圖所示,閉合開關后,電路中電流I的方向和通電螺線管的N極均標注正確的是()A. B. C. D.【答案】B【解析】AB、電源左側為正極,電路中電流I應從左側流入,右側流出,根據(jù)安培定則,通電螺線管的右側為N極,故A錯誤,B正確;C、電源左側為正極,電路中電流I應從左側流入,右側流出,故C錯誤;D、電源右側為正極,電路中電流I應從右側流入,左側流出,根據(jù)安培定則,通電螺線管的左側為N極,故D錯誤。故選:B。10.(2023?鼎城區(qū)一模)如圖所示,螺線管內(nèi)放一枚小磁針,當開關S閉合后,小磁針的北極指向?qū)ⅲǎ〢.不動 B.向外轉90° C.向里轉90° D.旋轉180°【答案】A【解析】當開關S閉合后,由右手螺旋定則可知,螺線管右端為N極,左端為S極,由題意可知原來圖中小磁針的N是指向右端的。小磁針北極的指向和該點磁場的方向是相同的,在螺線管的外面,磁感線的方向是從N極出發(fā)指向S極的,而在螺線管的內(nèi)部是由S極指向N極的,故當開關S閉合后,小磁針的北極指向不動。故選:A。1.(2023?臨沂)閉合如圖所示電路的開關,小磁針靜止時指向如圖,則()A.通電螺線管的左端為N極 B.電源的左端為正極 C.電流表的左端為“+”接線柱 D.R的滑片不能置于最右端【答案】C【解析】AB、已知小磁針靜止時N極水平向左,根據(jù)磁極間的相互作用可知,通電螺線管的左端為S極、右端為N極;根據(jù)安培定則可知,電流從螺線管的右端流入、左端流出,所以電源左端為負極,右端為正極,故AB錯誤;C、電流從電流表的正接線柱流入、負接線柱流出,所以電流表的左端為“+”接線柱,故C正確;D、R的滑片置于最右端時,滑動變阻器接入電路的電阻最大,電路中電流最小,不會對電路安全有影響,故D錯誤。故選:C。2.(2023?成都)如圖是小聰和小明同學探究“通電螺線管的磁場方向”實驗示意圖。實驗時,在小圓位置放置小磁針,閉合開關,畫出不同位置小磁針靜止時N極的指向;對調(diào)電源正負極,重復上述操作。下列說法不正確的是()A.小磁針的作用是指示通電螺線管周圍的磁場方向 B.閉合開關,放置在a、b處的小磁針靜止時N極指向相同 C.對調(diào)電源正負極,閉合開關,通電螺線管的磁場方向改變 D.通過實驗可總結出通電螺線管的磁極性和電流方向的關系【答案】B【解析】A、小磁針的作用是指示通電螺線管周圍的磁場方向,故A正確;B、閉合開關,放置在a、b處的小磁針靜止時N極指向是不同的,因為a點小磁針N指向左下;b點小磁針N指向左上,磁場方向不同,故B錯誤;C、對調(diào)電源正負極,閉合開關,通電螺線管的磁場方向改變,故C正確;D、通過實驗可總結出通電螺線管的磁極性和電流方向的關系,故D正確。故選:B。3.(2023?雅安)如圖所示的裝置,閉合開關后,電磁鐵左端與條形磁鐵N極相互吸引,則電源E端為(選填“正極”或“負極”)。為增強電磁鐵磁性,滑動變阻器滑片P應向(選填“A”或“B”)端移動?!敬鸢浮控摌O;B【解析】如圖所示的裝置,閉合開關后,電磁鐵的左端與條形磁鐵N極相互吸引,由磁極間的作用規(guī)律可知,同名磁極相排斥,異名磁極相吸引,可判斷電磁鐵的左端為S極,右端為N極,根據(jù)安培定則可判斷電流應從F端流出,經(jīng)過用電器后從E端流入,所以電源的E端為負極,F(xiàn)端為正極;為了增強電磁鐵磁性,在線圈匝數(shù)一定時,需要增大電流,故需要將滑動變阻器的滑片P向B移動,減小滑動變阻器連入電路的電阻。故答案為:負極;B4.(2023?吉林)如圖所示,使導線與電池觸接,電路連通的瞬間磁針發(fā)生偏轉。這一現(xiàn)象不僅能說明通電導線周圍存在,還可以說明力可以改變物體的?!敬鸢浮看艌?;運動狀態(tài)?!窘馕觥浚?)在實驗中,當直導線接觸電池通電時,可以看到小磁針發(fā)生偏轉,即小磁針受到磁場力的作用,說明通電導線周圍存在磁場;(2)小磁針受到磁場力的作用,由靜止變?yōu)檫\動,說明力可以改變物體的運動狀態(tài)。故答案為:磁場;運動狀態(tài)。5.(2023?廣東)如圖所示,桌面上有一枚轉動靈活的小磁針,靜止時,小磁針極指南。當導線與電池觸接時,小磁針發(fā)生偏轉,說明通電導線周圍存在;斷開電路,小磁針(選填“會”或“不會”)回到原來位置?!敬鸢浮縎;磁場;會?!窘馕觥康乩淼哪戏绞堑卮诺谋睒O,根據(jù)異名磁極互相吸引的規(guī)律,靜止時,小磁針的S極指南;在實驗中,當直導線接觸電池通電時,可以看到小磁針發(fā)生偏轉,即小磁針受到磁場力的作用,說明通電導線周圍存在磁場;斷開電路,電路中無電流,小磁針在地磁場作用下回到原來的位置,且磁針靜止時,其S極將指向地理南極附近。故答案為:S;磁場;會。6.(2023?連云港)如圖甲所示,將一根直導線沿南北方向水平放置在靜止的小磁針正上方,當接通電源時小磁針偏轉,表明。改變直導線中的電流方向,小磁針偏轉方向也隨之改變,表明。若將導線繞成螺線管并通電,如圖乙所示,則通電螺線管的A端是極?!敬鸢浮客妼w周圍存在磁場;通電導體周圍的磁場方向與電流方向有關;S。【解析】將一根直導線沿南北方向水平放置在靜止的小磁針正上方,當接通電源時小磁針偏轉,表明通電導體周圍存在磁場;改變電流方向,小磁針的方向也發(fā)生了偏轉,說明產(chǎn)生的磁場方向也改變,即表明通電導體周圍的磁場方向與電流方向有關;電流從螺線管的右端流入、左端流出,利用安培定則可知,大拇指指向B端為N極,A端為S極。故答案為:通電導體周圍存在磁場;通電導體周圍的磁場方向與電流方向有關;S。7.(2023?鎮(zhèn)江)請根據(jù)圖中通電螺線管的磁極名稱,在虛線框內(nèi)標出電源的極性(“+”或“﹣”)和靜止小磁針的磁極名稱。【答案】【解析】由題圖知,電磁體的右端為N極,根據(jù)安培定則知線圈中電流是右進左出,則電源的左端為負極;根據(jù)磁極間的相互作用可以判斷出小磁針的左端為S極,右端為N極。如下圖所示:8.(2023?德陽)如圖所示,小磁針在通電螺線管作用下處于靜止狀態(tài),請在圖中標出通電螺線管的S極并用箭頭表示螺線管中電流的方向?!敬鸢浮咳鐖D所示【解析】小磁針靜止時,N極指向右方,則可判斷出該處磁場的方向為由左到右。根據(jù)磁體的磁場特點可知,通電螺線管的左側為N極,右側為S極。在已知通電螺線管磁極、線圈繞線的情況下,我們可以利用安培定則判斷出電流的方向為由右側流入,從左側流出。故答案如圖所示:9.(2023?婁底)如圖所示,將一條形磁體放在小車上,并靠近螺線管,閉合開關后小車向右運動,請在括號中標出通電螺線管的“N”、“S”極和電源的“+”、“﹣”極。【答案】見解析圖【解析】開關閉合,發(fā)現(xiàn)小車向右運動,由同名磁極相互排斥判斷螺線管的右端為S極,由安培定則,可知電流從右端流入,故電源的右端是正極,如圖所示:。10.(2023?岳陽)將圖中通電螺線管左端磁極和小磁針右端磁極標在對應括號內(nèi)。【答案】【解析】根據(jù)圖示可知,電流從螺線管的右端流入,根據(jù)安培定則可知,螺線管的右端為S極、左端為N極;根據(jù)異名磁極相互吸引可知,小磁針的左端為N極、右端為S極,如圖所示:11.(2023?濟南)實驗室備有嵌入螺線管的玻璃板和電源,小明和小亮分別選用鐵屑和小磁針來“探究通電螺線管外部磁場

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