第十四章 磁现象
三、电流的磁场
基础过关全练
知识点1 电流的磁场
1.(2023安徽临泉六中月考)如图所示,将绝缘导线绕在铁钉上并与电池相连接,铁钉将 ( )
A.被熔化 B.有磁性 C.明显伸长 D.有电流通过它
2.【新独家原创】关于通电直导线周围的磁场,下列说法正确的是 ( )
A.所有的直导线周围都有电流的磁场
B.通电直导线周围的小磁针不会偏转
C.通电直导线的磁场方向与电流方向无关
D.通电直导线的磁场方向与电流方向有关
3.【教材P125图片变式】(2022江苏徐州中考)如图所示,先将小磁针放在水平桌面上,静止时小磁针N极指向 方。再将一根直导线平行架在小磁针上方,给导线通电后,小磁针将 ,说明通电导线周围存在 。
4.(2022上海中考)一节新干电池的电压是 伏,功率为1千瓦的用电器工作0.5小时,消耗的电能为 度,丹麦物理学家奥斯特发现电流周围存在 。
知识点2 通电螺线管的磁场和右手螺旋定则
5.(2022广西北部湾经济区中考)如图所示,通电螺线管周围存在磁场,M是某一磁感线上的一点,小磁针静止在磁场中,则M点的磁场方向及小磁针的左端极性分别是 ( )
A.向左 N极 B.向右 N极 C.向左 S极 D.向右 S极
6.(2022甘肃兰州中考)图中通电螺线管的C端是 (选填“N”或“S”)极。
7.【教材P147T3变式】小磁针静止时的指向如图所示,请在图中的括号内标出通电螺线管右端的极性,在导线上a点标出电流的方向。
8.(2022辽宁鞍山中考)如图所示,在螺线管旁悬挂一条形磁体。闭合开关后,条形磁体向左偏。请在括号内标出:
(1)通电螺线管的“N”或“S”极;
(2)电源的“+”或“-”极。
9.(2021四川凉山中考)如图,将铜丝、铁丝插入菠萝中,便成了水果电池。一根软导线在纸筒A上绕制成螺线管,导线两端接在电池两极上,螺线管产生的磁场使小磁针静止在如图所示状态。图中已标出电路中电子定向移动的方向。
(1)标出电池正、负极(在图中横线上填“+”或“-”符号);
(2)画出纸筒A上导线的绕向并形成闭合电路。
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10.(2022江苏连云港中考,7,★★☆)一个通电螺线管中的电流方向和螺线管周围磁感线的分布如图所示,其中正确的是 ( )
A B C D
11.(2023北京海淀期末,7,★★☆)如图所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分,置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线。当直导线中通过如图所示的电流时,小磁针发生偏转。下列说法正确的是 ( )
A.首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是焦耳
B.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
C.只改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向与图中相同
D.只改变直导线中的电流大小,小磁针偏转方向与图中相反
12.(2022安徽中考,5,★☆☆)将小磁针放置在通电螺线管右侧,小磁针静止时,其N极的指向如图所示。由此可知电流是从 (选填“A”或“B”)端流入螺线管的。
13.(2022四川达州中考,34,★★☆)如图所示,开关S闭合,根据通电螺线管周围的磁感线分布判断直流电源的左端为 (选填“正极”或“负极”);弹簧测力计吊着铜块在通电螺线管的上方从右端水平匀速运动到左端的过程中,弹簧测力计示数 (选填“先变小后变大”“一直不变”或“先变大后变小”)。
14.(2022贵州黔东南中考,17,★★☆)闭合开关S后,小磁针静止时的指向如图所示,请标出磁感线的方向和在括号内标出电源的“+”极和“-”极。
15.(2022四川资阳中考,11,★★☆)如图所示,螺线管与电源、开关S组成闭合回路。在螺线管下方的地面上放有一条形磁体,开关S闭合瞬间,该条形磁体突然向上运动。请在图中标出电源左端的极性、闭合开关后通电螺线管中的电流方向、螺线管下端的磁极极性和螺线管左侧P点磁感线的方向。
16.(2022黑龙江大庆中考,16改编,★★☆)当金属温度降低到某一值时,会产生神奇的现象。在一个浅平的锡盘中,放入一个体积很小但磁性很强的永久磁体,然后将温度降低至-270 ℃,使锡盘出现超导性。此时锡盘表面出现超导电流,可以看见小磁体竟然离开锡盘,飘然升起。与锡盘保持一定距离后,便悬空并保持高度不变,请用箭头标出锡盘的磁感线方向及锡盘中超导电流的方向。
17.【学科素养·科学探究】(2022吉林长春中考,16节选,★★☆)在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中:
(1)开关闭合前,小磁针均指南北,说明地球周围存在 。
(2)开关闭合后,小磁针的指向如图所示,可知:通电螺线管的左端为 极,电源的左端为 极。
(3)将连接电源正、负极的导线对调,小磁针的指向也改变了,说明通电螺线管的磁场方向与 方向有关。
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18.【科学探究】在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中:
(1)在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑,通电后铁屑分布无明显变化,这时需 纸板,观察到铁屑排列成如图所示的形状。可见,通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似。
(2)用小磁针探究磁场方向时,发现小磁针没有标N、S极,请写出一种判断小磁针N、S极的做法: 。
(3)对调螺线管所接电源正、负极,周围小磁针的指向也随之对调,说明通电螺线管的极性与螺线管中电流的 有关。
答案全解全析
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1.B 当接上电池后,导线中就有了电流,电流周围会产生磁场,铁钉在电流磁场的作用下就会被磁化,因而具有了磁性。故选B。
2.D 通电直导线周围会产生磁场,小磁针在磁场的作用下会发生偏转,故A、B错误;通电直导线的磁场方向与电流方向是有关的,故C错误,D正确。故选D。
3.答案 北 发生偏转 磁场
解析 小磁针能指示南北方向是由于受到地磁场的作用,由物理常识可知小磁针静止时其N极指向北方;将一根直导线平行架在小磁针上方,给导线通电后,通电导线的周围产生了磁场,则导线下方的小磁针在磁场的作用下会发生偏转。
4.答案 1.5 0.5 磁场
解析 一节新干电池的电压为1.5 V;功率为1千瓦的用电器工作0.5小时,消耗的电能为W=Pt=1 kW×0.5 h=0.5 kW·h=0.5度;奥斯特通过实验发现了电流周围存在磁场。
5.B 在通电螺线管外部,磁感线从N极出发,回到S极,所以通电螺线管外M点的磁场方向向右;通电螺线管的右端是S极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的左端为N极。
6.答案 S
解析 由电源正、负极可知电流从螺线管的下端流入,结合图中导线的绕法,根据安培定则可知,C端为S极。
7.答案 如图所示
解析 小磁针静止时的左端为N极,根据异名磁极相互吸引,则通电螺线管左端为S极,右端为N极。根据安培定则,伸出右手使大拇指指向螺线管的右端,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的右端流入。
8.答案 如图所示
解析 条形磁体被通电螺线管吸引,根据异名磁极相互吸引可知,螺线管的右端为S极,左端为N极;根据安培定则可知,电流从螺线管的右侧流入,左侧流出,所以电源的左端为负极。
9.答案 如图所示
解析 (1)图中标的是电子定向移动的方向,则电流方向与之相反,由此可知电池右端为负极,左端为正极;(2)由磁极间的相互作用规律可知螺线管的左端为N极,右端为S极,据右手螺旋定则可画出线圈的绕法。
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10.B B图中,螺线管的右端是N极,左端是S极,磁感线的方向正确,B正确。故选B。
11.B A中的科学家是奥斯特,A错误。小磁针偏转,能说明通电直导线周围存在磁场,故小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场,B正确。C中只改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向与图中相反,C错误。D中只改变直导线中的电流大小,小磁针偏转方向与图中相同,D错误。故选B。
12.答案 B
解析 小磁针的磁极左侧为N极,右侧为S极,根据异名磁极相互吸引可知,螺线管左侧为N极,右侧为S极,则根据安培定则可知,电流是从B端流入螺线管的。
13.答案 负极 一直不变
解析 根据安培定则,伸出右手,使右手大拇指指向通电螺线管的N极(左端),则四指弯曲所指的方向为电流的方向,即电流从通电螺线管的右端流入,所以电源的左端为负极,右端为正极;磁性材料是指铁、钴、镍等物质,铜不是磁性材料,不能与通电螺线管周围的磁场发生力的作用,故弹簧测力计吊着铜块在通电螺线管的上方从右端水平匀速运动到左端的过程中,弹簧测力计示数一直不变。
14.答案 如图所示
解析 小磁针静止时,小磁针的右端为N极,根据异名磁极相互吸引可知,螺线管右端为N极;由安培定则可知,电流从螺线管右端流入,从螺线管的左端流回电源的负极,则电源的左端为负极,右端为正极。
15.答案 如图所示
解析 根据磁极间的相互作用规律,开关S闭合瞬间,该条形磁体突然向上运动说明通电螺线管下端与条形磁体的上端是异名磁极,条形磁体的上端是S极,故通电螺线管下端是N极,由安培定则可判断电流从螺线管上端流进,下端流出,故电源左端为负极,由磁体外部的磁感线从N极出发回到S极可判断P点磁感线的方向。
16.答案 如图所示
解析 磁体在空中静止,受到竖直向下的重力与向上的斥力,大小相等,由于磁体的上端为S极,那么下端为N极,根据磁体间的相互作用规律可知,超导电流产生的磁场上面为N极,根据安培定则可知,让电流的方向与四指的方向一致,大拇指所指的方向即磁场的N极,在磁体外部,磁感线从N极出发,回到S极,故磁感线的方向如答案图所示,电流沿逆时针方向。
17.答案 (1)磁场 (2)N 负 (3)电流
解析 (1)小磁针静止时能指向南北,这是因为小磁针受到地磁场的作用,说明地球的周围存在磁场;(2)最左侧小磁针的左端为N极,右端为S极,根据异名磁极相互吸引可知,螺线管的左端为N极,右端为S极,根据安培定则可知,电流从螺线管的右端流入,所以电源的左端为负极,右端为正极;(3)将连接电源正、负极的导线对调,螺线管中电流的方向发生改变,小磁针的指向也改变了,这说明磁场的方向发生了变化,所以通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
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18.答案 (1)轻敲 条形 (2)将小磁针水平放置在水平桌面上,待其静止时,指向北的一端为N极,指南的一端为S极 (3)方向
解析 (1)通电螺线管周围铁屑会被磁化,但由于其与纸板的摩擦力太大,不能自己转动,因此实验中可以轻敲纸板减小铁屑与纸板的摩擦,使铁屑因受到磁场的作用力而有规律地排列;由图中铁屑排列形状可知,通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似;(2)将小磁针水平放置在水平桌面上,待其静止时,指向北的一端为N极,指南的一端为S极;(3)对调螺线管所接电源正、负极,周围小磁针的指向也随之对调,说明通电螺线管的极性与螺线管中的电流方向有关。
