《12.3 通电螺线管的磁场》同步练习
一、单选题
1．如图所示电路，开关S闭合后，下列说法正确的是（ ）
A．小磁针N极向左转动
B．螺线管的右端为N极
C．小磁针在图所示的位置保持静止
D．向左移动滑片P，螺线管磁性减弱
2．小磁针静止在螺线管的附近，闭合开关S时，通电螺线管磁感线方向如图所示，则下列判断正确的是
A．通电螺线管的右端为N极 B．电源的右端为正极
C．小磁针一直保持静止 D．小磁针N极逆时针转动
3．如图所示，条形磁铁静止于水平桌面上，电磁铁水平放置且左端固定。当电路中滑动变阻器的滑片P移动时，条形磁铁开始向右运动。则（ ）
A．滑片P向左移动 B．滑片P向右移动
C．滑片左右移动均可 D．无法判断
4．如图所示，用细线将螺线管沿东西方向水平悬挂起来，当给导线通电时发生的现象是（ ）
A．螺线管静止不动
B．螺线管转动，最后A端指向地理的北方
C．螺线管转动，最后A端指向地理的南方
D．螺线管转动，最后A端可能指向任何方向
5．如图所示，下列关于物理实验表述正确的是（ ）
A．图甲，地理的两极和地磁场的两极并不重合的现象是我国宋代学者沈括最早发现的
B．图乙实验揭示了电流的周围存在磁场，应用电动机
C．图丙实验揭示了通电导体在磁场中受力运动，应用发电机
D．图丁实验电源的左端是正极，小磁针A端是S极
6．如图所示，通电螺线管周围小磁针静止时，小磁针N极指向正确的是
A．a、b、c B．a、b、d C．a、c、d D．b、c、d
7．在图中，静止小磁针N极指向正确的是（ ）
A．a B．b C．c D．d
8．如图所示的电磁铁是由5匝线圈绕制而成，开关闭合后，以下说法正确的是
A．右端是N极，每匝线圈之间相互吸引 B．右端是N极，每匝线圈之间相互排斥
C．右端是S极，每匝线圈之间相互吸引 D．右端是S极，每匝线圈之间相互排斥
二、多选题
9．如图所示，是同学们所画的几种情况下的示意图，其中正确的是
A． B．
C． D．
10．关于下列图的说法正确的是（ ）
A．图甲闭合开关，位于螺线管右侧小磁针的N极将向左偏转
B．图乙光从空气中斜射入水中，在交界面处，发生反射和折射时的光路都画的正确
C．图丙杠杆ABO在B处吊着物体平衡时，竖直向上的拉力F是过A点使杠杆平衡的最小作用力
D．图丁圆球挂在竖直光滑的墙壁上受三个力的作用，保持静止状态，三个力的示意图都画的正确
三、填空题
11．小明在一次偶然中发现，在如图所示的电路中合上开关后，铁钉旁边的中性笔笔尾的小磁针静止时S极指向铁钉A端，小明又反复实验了几次，其结果仍然如此，由此我们可以判定：铁钉的A 端是 极，电源D端是 极.
12．有些中药材只有达到特定的温度才能从中提取有效成分．某中药厂的提取设备中设计了如图所示的温度自动报警器，当温度达到℃时，电铃发声提醒，工作人员可以进行成分提取操作，此时电磁铁的左端是极．
13．（1）如图所示为某宾馆的房卡，只有把房卡插入槽中，房间内所有的灯和插座才能有电，房卡的作用相当于一个 （选填电路元件），该元件接在房间电路的 （选填“支路”或“干路”）。
（2）酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩，为了方便操作。设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图所示。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是由 （选填“法拉第”“奥斯特”或“安培”）发现的。装置通电后，电磁铁上端为 （选填“N”或“S”）极。若密封罩被提起并悬挂于空中、不计衔铁、杠杆的质量，左侧电吸力应 （选填“大于”“等于”或“小于”）密封罩的重力；若提不起，则应将滑动变阻器滑片向 （选填“左或右”）滑动。
（3）电饭锅是家庭中的重要用电器，它是利用电流的 效应工作。某电饭锅设有“加热”和“保温”两挡，其内部简化电路如图所示，当开关S置于“1”挡时，电饭锅处于 （选填“加热”或“保温”）状态。
（4）如图所示的电路中，电源电压恒定，R0=10Ω，闭合开关S，且灯丝电阻不受温度影响。当开关S1闭合时，灯L正常发光；当开关S1断开时，电流表示数为0.2 A，此时灯L的实际功率为其额定功率的，则电源电压为 V，灯L的额定功率为 W。
14．三个磁体相邻磁极间的磁感线分布如图所示，D端为 (N/S)极，B端为 (N/S)极。
15．如图所示，将滑动变阻器接入电路MN处，当S闭合且变阻器滑动片P向右滑动时，电磁铁的磁性减弱，则应将变阻器的接线柱 和 接入电路，这时小磁针的左端是 极。
16．奥斯特经过多年实验研究于1820年4月首先发现了电流磁效应，打开了通向电与磁联系的大门。条形磁体A上方小磁针静止时N极指向、条形磁体与通电螺线管之间的磁场分布均如图所示，则电源的右端是 极。
四、作图题
17．如图所示，通电螺线管上方有一小磁针，请你在图中标出通电螺线管周围的N、S 极及小磁针的 N、S 极。
五、实验题
18．如图（a）所示是“探究通电螺线管外部磁场特点”的实验，小明将许多小磁针放在螺线管周围的不同位置，接通电路后观察各小磁针静止时的指向（小磁针上涂红的是N极），然后根据小磁针指向，画出了螺线管周围的磁感线，如图（b）所示。
(1)观察图（a）和（b）发现，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的磁场十分相似。后来，小明对调电源正负极重新实验，发现小磁针静止时N极指向都与原来相反，这说明通电螺线管的磁场方向与 有关；
(2)如果要探究“通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系”，应在图（a）所示电路的基础上做怎样的改进？答： ；
(3)本实验中还可以用铁屑来反映通电螺线管的磁场分布，铁屑与小磁针相比，小磁针效果更好，理由 。（写出一条即可）
19．如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行放置。
（1）当开关闭合时，导线下方的小磁针会发生偏转，说明通电导体周围存在着 ；
（2）这是丹麦著名物理学家 发现电流的 （选填“热”、“磁”或“化学”）效应；
（3）实验中小磁针的作用有① ；② ；
（4）移去小磁针，上述结论是否成立？ （选填“成立”或“不成立”）。
六、综合题
20．图甲是一种太阳能“摆叶花”，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，可视为绕固定点O自由转动的杠杆。
（1）图乙为断电静止时的状态，叶瓣OA重0.04牛，C是其重力作用点。摆杆OB质量不计，B端固定着一块小磁铁，C、O、D在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛？( )
（2）线圈E有电流时，推动磁铁向左上方运动，则线圈E上端的磁极是 极；
（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析 。
参考答案：
1．B
【分析】（1）电磁铁的N极和S极通过安培定则进行判断：用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向是电磁铁的N极．
电磁铁周围的小磁针的N极和S极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引进行判断．
（2）电磁铁磁性强弱影响因素：电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯．在电流和铁芯一定时，线圈的匝数越多，电磁铁磁性越强；在线圈和铁芯一定时，电流越大，电磁铁磁性越强；在线圈和电流一定时，有铁芯时电磁铁磁性越强．
【详解】(1)闭合开关，电流从电磁铁的右端进入，从电磁铁的左端流出，根据安培定则，判断电磁铁的右端是N极，左端是S极．根据同名磁极相互排斥，电磁铁的右端是N极，所以小磁针S会向左偏转，N极向右偏转．故选项A. C错误、选项B正确．
(2)向左移动滑片P，连入电路中的电阻变大，电磁铁中电流变大，电磁铁的铁芯和线圈匝数不变，所以电磁铁的磁性增强．故选项D错误．
故选B.
2．B
【分析】本题考查磁场、磁感线，电流的磁场相关知识，根据磁感线的特点何，右手螺旋定则分析求解。
【详解】A．在磁体外部，磁感线总是从N极发出，最后回到S极。所以螺线管的左端为N极，右端为S极，故A项错误；
B．根据安培定则，伸出右手，让右手的大拇指指示螺线管的N极（螺线管的左端），四指弯曲则指示电流的方向。所以，电流由最右端的导线流入，即电源的右端为正极，故B项正确；
CD．因为螺线管的右端为S极，根据磁极间的相互作用，小磁针的N极会被吸引，即小磁针N极会向左顺时针转动，故CD项错误。
故选B。
3．A
【详解】由图可知，螺线管中的电流方向是从右端流入、左端流出，结合螺线管的绕向，由安培定则可知，螺线管左端为N极、右端为S极；根据磁极间作用规律可知，条形磁铁左端要受到电磁铁对它一个向右的排斥力；当电路中滑动变阻器的滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，电磁铁对条形磁铁的排斥力增大，条形磁铁开始向右运动，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
4．C
【详解】A．由图知，电流从螺线管的左端流入，右端流出，根据安培定则，可以判断通电螺线管的B端是N极，A端是S极，通电螺线管受到地磁场的作用会发生转动，故A不符合题意；
BCD．通电螺线管受到地磁场的作用发生转动，A端是S极，A端要和地磁场的N极相吸引，且地磁场的N极在地理南极附近，所以最后螺线管的A端要指向地理的南方，故C符合题意，BD不符合题意。
故选C。
5．A
【详解】A．地球本身是一个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理的北极附近；在北宋学者沈括的《梦溪笔谈》中，记载了磁针所指方向不完全指南北这一事实，故他是世界上最早发现这一事实的人，故A正确；
B．图乙实验是奥斯特实验，实验中通电后小磁针发生偏转，它证明通电导体在其周围存在磁场，而通电导体在磁场中受到力的作用实验应用于电动机，故B错误；
C．图丙实验揭示了通电导体在磁场中受力运动，应用电动机，故C错误；
D．根据安培法则可以判断，图丁实验电源的右端是正极，根据异极相吸可判断小磁针A端是S极，故D错误。
故选A。
6．A
【详解】根据电源的正负极在图上标出通电螺线管的电流方向，右进左出．根据电流方向，利用安培定则判断螺线管的磁极，左S右N．根据磁体周围的磁感线从N极出来回到S极，画出磁体周围的磁感线．根据磁场中任一点小磁针北极和该点的磁感线方向一致，所以a点磁针北极指向右端；b点磁针北极指向左端；c点磁针北极指向左端；d点磁针北极指向右端．
故选A。
7．B
【详解】由图可知，通电螺线管正面电流方向向下，则由右手螺旋定则可知，通电螺线管右端为N级，左端为S极，根据磁极之间的相互作用可知，静止时b小磁针N极指向正确，故选B。
8．C
【详解】解答：据安培定则可知，电流从右端流入，左端流出，所以该电磁铁的左端是N，右端是S；
同时我们也可以将每一匝线圈看做一个电磁铁，据安培定则可知，每一匝线圈的左端是N极，右端是S极，所以是相互吸引的．
故选C.
点睛：（1）电磁铁的N极和S极通过安培定则进行判断：用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向是电磁铁的N极．（2）磁体间的作用规律是：同名磁极相斥，异名磁极相吸．
9．ABD
【详解】A．光线由玻璃进入空气时，折射角大于入射角，故A正确；
B．如图由一点发出的光线，经过凸透镜的折射后，相比入射光线会聚了，故正确；
C．重力的方向始终竖直向下，故图中重力的画法错误；
D．根据安培定则判断，右手握住螺线管，四指弯曲指向电流的方向，则大母指的指向即为螺线管的磁场方向，即左端为N极，右端为S极，D正确．
10．AD
【详解】A．图甲闭合开关，螺线管中电流的方向是向上的，根据安培定则可知，螺线管左端为N极，则右端为S极，由异名磁极相互吸引可知，小磁针N极将向左偏转，故A正确；
B．图乙光从空气斜射入水中，在交界面处，发生反射和折射现象，反射角等于入射角，折射角小于入射角，此时的折射光线应靠近法线，故B错误；
C．图丙杠杆ABO在B处吊着物体，根据杠杆平衡条件可知，当动力臂最大时，所用的力是最小的，即当OA之间的连线作为力臂时，动力臂最大，动力最小，动力的方向与OA垂直向上，故C错误；
D．图丁圆球挂在竖直光滑的墙壁上受三个力的作用：竖直向下的重力、沿绳子斜向上的拉力和垂直于墙壁向左的支持力，力的示意图是正确的，故D正确。
故选AD。
11． N（北） 正
【详解】异名磁极吸引；右手定则．
12． 96 S
【详解】试题分析：（1）认清温度计的分度值为1℃，根据金属丝所指的位置读数；
（2）用安培定则判断通电螺线管的极性，右手握住螺线管，四指弯向线圈中电流的方向，大拇指所指的就是通电螺线管的N极．
解：（1）温度计的分度值为1℃，金属丝下端指在95℃上面第1个小格上，因此金属丝下端所指的温度是95℃+1℃=96℃；
（2）当温度升高到96℃时，由于水银是导体，电磁铁电路就会接通，电磁铁有了磁性，根据安培定则知右端为N极，左端是S极，衔铁就会在电磁力吸引的作用下接通电铃电路，电铃响，报警．
故答案为96；S．
【点评】本题主要考查学生温度计的读数方法，以及对安培定则的了解和掌握，是一道基本题．
13． 开关 干路 奥斯特 N 大于 左 热 保温 6 1.8
【详解】（1）[1][2]只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才能有电，说明：房卡可以控制房间内的灯和插座，不插入插槽中，所有房间内的灯和插座都不工作，所以房卡相当接在干路上的开关。
（2）[3]在通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，即发现电流周围存在磁场。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是奥斯特发现的。
[4]由图看出，电流从电磁铁上端流入，依据安培定则，四指顺着电流方向，大拇指应向上握住电磁铁，所以上端为N极。
[5]若密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，由图可知，衔铁这段电磁吸力的力臂小于密封罩的重力的力臂，根据杠杆的平衡条件，左侧电磁吸力应大于密封罩的重力。
[6]提不起，则应将滑动变阻器滑片向左移动，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，衔铁这段电磁吸力就会变大。
（3）[7]电饭锅工作时，将电能转化为内能，利用电流的热效应。
[8]由电路图可知，当开关S置于“1”档时，两电阻串联，电路电阻最大，由可知电饭锅电功率最小，处于保温状态。
（4）[9][10]开关S1闭合时，只有灯泡L的简单电路，灯L正常发光，灯泡的额定功率
PL=
当开关S1断开时，灯泡和电阻R0串联，灯泡L的实际功率
PL实===
U实=
电阻R0两端的电压
U0=IR0=0.2A×10Ω=2V
由串联电路电压的规律可知
U-U实=U0
U-=2V
U=6V
此时电路中的电流
RL=20Ω
灯L的额定功率
14． N N
【详解】由磁感线可知，D端与条形磁体N极极性相同，故D端为N极；
C端与D端分别为磁体的两个磁极，D端为N极，则C端为S极；磁体B端与C端为异名磁极，所以B端为N极。
【点睛】记住同名磁极和异名磁极磁感线的特征是正确判断的依据，是一道基础题。
15． C（或D） A N
【详解】[1][2][3]当S闭合且变阻器滑动片P向右滑动时，电磁铁的磁性减弱，则电流变小，电阻增大，故一定要接A接线柱，C、D中接一个即可；由图可知电流从左侧流入，由右手螺旋定则知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，则根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的右端为S极、左端是N极。
16．正
【详解】小磁针静止时N极指向条形磁体S极，所以条形磁体A左端为S极；由相互排斥的磁感线的形状可知，通电螺线管右端与条形磁铁左端是相互排斥的，磁极相同，故通电螺线管的右端为S极，通电螺线管左端为N极，由安培定则（右手定则）可知，电流从通电螺线管右端流入，左端流出，而电路中电流是由正极流出，流入负极，故电源右端为正极。
17．
【详解】如图，电流从螺线管左侧流向右侧，用右手握住螺线管，使四指环绕的方向与电流的方向相同，此时拇指所指的一端就是螺线管的N极，故螺线管右端为N极，左端为S极；磁感线在螺线管外部总是从N极指向S极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针左端为N极，右端为S极，如图所示
18． 电流方向 再在电路中串联一个滑动变阻器 小磁针能更好的显示出各点的磁场方向
【详解】(1)[1]改变电源正负极后，电路中电流方向发生改变，由此导致小磁针静止时的N极指向与原来相反，则说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
(2)[2]探究“通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系”，由控制变量法可知，应保证螺线管线圈匝数不变，改变电流大小，比较不同电流下磁场的强弱情况，则为改变电流大小，改进方法为：再在电路中串联一个滑动变阻器。
(3)[3]小磁针标有南北极，可以更好的显示出各点的磁场方向。
19． 磁场 奥斯特 磁 检验磁场的存在 判断磁场的方向 成立
【详解】奥斯特实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场；当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变，所以小磁针的偏转方向也改变；通过小磁针的偏转可以检验磁场是否存在。
（1）[1]实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场。
（2）[2[3]这是著名的奥斯特实验，是丹麦著名物理学家奥斯特发现电流的磁效应。
（3）[4][5]在本实验中，小磁铁的作用有两个：①可以检验磁场的存在；②还可以判断磁场的方向。
（4）[6]小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转，故小磁针可以检测磁场的存在，但如果移去小磁针，其磁场依然是存在的，所以上述结论仍然成立。
20． 0.12 S 见解析
【详解】（1）[1]由杠杆平衡条件可得
GB×lOD=GC×lOC
解得
（2）[2]当线圈E有电流时，推动磁铁向左上方运动，说明磁铁下端和线圈上端相互排斥，根据同名磁极相互排斥可知，线圈E上端为S极。
（3）[3]当摆叶AOB顺时针小幅摆动后，支点到磁铁重力作用线的距离lB变大，支点到摆叶重力作用线的距离lA变小，而各自重力不变，所以
GB×lB>GC×lA
因此断电后，摆叶AOB会自动逆时针摆回来。
