初中物理专题20.2 电生磁

一、电流的磁效应奥斯特实验：如图所示，在静止的小磁针的上方拉一根与磁针平行的导线，给导线通电时，磁针会______，改变电流方向，重做实验，磁针会______偏转的方向。这个实验叫______实验。该现象在1820年被丹麦的物理学家______发现。该现象说明：通电导体周围存在磁场，且磁场与______的方向有关。学%……科网二、通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场和____________的磁场相似。其两端的极性跟______流方向有关，电流方向与磁极间的关系可由____________（右手螺旋定则）来判断。三、安培定则安培定则（右手螺旋定则）：使用______手；四指握成拳头状，大拇指伸出；______表示电流方向，大拇指表示螺线管______（______极）的方向。偏转改变奥斯特奥斯特电流条形磁铁电流安培定则右四指北极N安培定则的应用应用安培定则时应注意一下三点：（1）决定通电螺线管两段极性的根本因素是通电螺线管中的电流的环绕方向，而不是通电螺线管导线的绕法和电源正、负极的接法。当两个通电螺线管中的电流的环绕方向一致时，这两个通电螺线管两端的极性就相同。（2）四指的环绕方向必须与通电螺线管中的电流的环绕的方向相同。（3）N极和S极一定在通电螺线管的两极。【例题】（2018·青岛校级期末）如图所示，在通电螺线管周围放甲、乙两个能自由旋转的小磁针，当小磁针最终静止时，两个小磁针的指向A．只有甲正确 B．只有乙正确 C．甲乙都不正确 D．甲乙都正确参考答案：D1．如图所示的四个示意图，分别是用小磁针静止时“N”极的指向表示磁场方向，小磁针“涂黑”的一端为“N”极，其中对于磁场方向表示正确的是A． B．C． D．2．（2018·北大附中期末）关于电磁现象，下列说法中正确的是A．磁感线是磁体周围真实存在的B．磁场对放入其中的磁体一定有力的作用C．铜导线中有电流通过时，导线周围不会产生磁场D．放在磁场中的小磁针S极静止时的指向为该点的磁场方向3．根据图中磁感线的方向和小磁针的指向判断，下列磁现象错误的是A． B．C． D．4．（2018·北大附中期末）下列说法中正确的是A．用磁感线可以形象描述磁场B．如果导线中有电流通过，导线周围一定会产生磁场C．通电导体产生的磁场方向与通过该导体的电流方向无关D．地磁场的N极同地理北极重合5．在图所示的装置中，当闭合开关S时，弹簧测力计的示数A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定6．（2018·北大附中期末）如图所示，标出了四个通电螺线管的N极和S极，其中正确的是A． B．C． D．7．（2018·北大附中期末）第一个发现电流磁效应的科学家是A．奥斯特 B．法拉第 C．安培 D．沈括8．如图所示，在通电螺线管的周围放着能够自由转动的小磁针a、b、c、d，这四个磁针静止时，位置正确的是（小磁针黑色部分为N极）A．磁针a B．磁针b C．磁针d D．磁针a、c9．（2018·怀柔一模）如图所示的四个示意图，分别是用小磁针静止时“N”极的指向表示磁场方向，小磁针“涂黑”的一端为“N”极，其中对于磁场方向表示正确的是A． B．C． D．10．如图所示，在竖直放置的矩形通电线框中，悬挂一个能自由转动的小磁针。当通以图中所示方向的电流时，小磁针N极将A．转动90°，垂直指向纸里B．转动90°，垂直指向纸外C．转动180°，指向左边D．静止不动，指向不变11．如图所示，小磁针甲、乙处于静止状态。根据标出的磁感线方向，可以判断出A．螺线管的右端为S极 B．电源的左端为正极C．小磁针甲的右端为S极 D．小磁针乙的左端为S极12．用如图所示的装置可以探究通电螺线管外部磁场的方向。（1）选用小磁针是为了___________。（2）实验过程中，把电池的正负极位置对调，这样操作是为了研究__________和_______是否有关。13．（2018·石家庄期末）物理学家奥斯特第一个证实了电流的周围存在着磁场（如图所示）。物理课上同学们通过分组实验进行研究：当较粗的铜直导线未通电时，小磁针静止时针尖指向_____（选填“南北”或“东西”）方向；将放在小磁针上方的粗直导线通以_____（选填“南北”或“东西”）方向电流时，小磁针会发生明显的转动；实验中，同学们发现粗直导线与电池长时间连接，会非常烫手，这是因为电池被_____而导致的；为保证实验效果，并解决粗直导线过热，你的改进措施是_________________________。14．我们知道，通电线圈就相当于只有一匝的通电螺旋管，其两侧的磁极与线圈中电流方向的关系也符合右手螺旋定则。把两个完全相同的线圈A和B挂在水平光滑的固定绝缘细杆MN上，且平行靠近放置，当线圈通入如图所示方向的电流时，线圈A和B将___________(选填“靠近”、“距离不变”或“远离”)。15．（2018·平邑三模）如图所示，下列四幅图中，小磁针北极所指方向已标出，能正确表示小磁针所处位置磁场方向的是A． B．C． D．16．（2018·普陀二模）如图所示，通电螺线管N极，磁感线方向、小磁针N极和电源正负极标注正确的是A． B．C． D．17．如图是判定通电螺线管的极性跟电流方向关系的示意图，下面理解正确的是A．大拇指所指的方向是电流方向B．大拇指所指的方向是通电螺线管的南极C．大拇指所指的方向是通电螺线管的北极D．通电螺线管的极性与管中电流方向无关18．（2018·江西猜题）下列各图中，箭头表示电流方向，则通电螺线管周围的小磁针静止时，指向不正确的是A． B． C． D．19．下列说法中正确的是A．奥斯特实验说明了导体周围存在磁场B．磁体周围的磁感线是从北极出来，回到南极C．金属导体靠自由电子导电，电流方向与其定向移动方向相反D．家庭电路保险丝熔断说明电路总功率过大20．（2018·桐城市校级三模）在物理史上，安培曾经提出分子环形电流的假说来解释为什么磁体具有磁性，他认为在物质微粒的内部存在着一种环形的分子电流，分子电流会形成磁场，使分子相当于一个小磁体（如图所示），当这种物体被磁化时，其内部的分子电流会整齐排列，对外表现出磁性，根据安培的这一假说，以下说法正确的是A．这一假说能够说明磁可以生电B．磁化的物体，其微粒内部环形电流的方向是杂乱无章的C．未磁化的物体，其微粒内部不含有这样的环形电流D．这一假说能够说明磁现象产生的电本质21．（2018·南岸区校级模拟）丹麦物理学家_________于1820年发现了电流的磁效应，第一次揭示了电和磁的联系；同年，法国物理学家安培提出了安培定则，也就是右手螺旋定则，请你利用安培定则判断图中螺线管左端为_________极（选填“N”或“S”）。22．如图所示，根据通电螺线管的南北极，标出小磁针的N极和电源的“+”极。23．（2018·中山市三模）如图所示，通电螺线管附近的小磁针处于静止状态，则螺线管A端是_______极，电源的D端是_______极，如果使螺线管的绕线反向，同时使电源正负极对调，则B端是_______极。24．用如图甲所示的装置探究通电螺线管外部磁场的方向。（1）闭合开关，能说明通电螺线管外部有磁场的实验现象是___________________________。（2）实验过程中，把电池的正负极位置对调，这样操作是为了研究通电螺线管外部的磁场方向与_________是否有关。（3）为了研究周围更多点的情况，用铁屑代替小磁针。玻璃板上均匀地撒上铁屑，闭合开关，轻敲玻璃板，铁屑的分布情况如图乙所示。铁屑在玻璃板上的分布与_________的磁场分布非常相似。25．小波小组在“探究通电螺线管的外部磁场”实验中，设计了如图甲所示的电路。实验时：（1）可通过观察______判断通电螺线管的磁极。（2）如图乙所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场与________________的磁场相似。（3）小波猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关实验中，他将开关S从1换到2上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，此时调节滑动变阻器是为了________________________________，来研究_________________________________的关系。26．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）该实验探究的是___________________________________，第一个研究该现象的科学家是丹麦物理学家_____________。（2）接通电路后，观察到小磁针偏转，说明___________________________。若接通电路后移去小磁针，上述结论是否成立？_______（选填“成立”或“不成立”）。（3）实验中小磁针的作用是________________________________________________。（4）改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生______，表明_______________________________________________。（5）该实验中用到的一种重要科学研究方法是_________。A．类比法 B．转换法 C．控制变量法 D．等效替代法。27．（2018·攀枝花）下面哪一位科学家的发现，首次揭示了电与磁之间的联系A．法拉第 B．焦耳 C．奥斯持 D．安培28．（2018·贵阳）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，置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线。关于这个实验下列说法正确的是A．首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是法拉第B．当直导线通电时，小磁针会离开支架悬浮起来C．小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场D．改变直导线中电流方向，小磁针N极的指向不变29．（2018·临沂）小磁针静止时的指向如图所示，由此可知A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极C．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极30．（2018·长春）在图中，标出通电螺线管的N极和A点的磁感线方向。31．（2018·陕西）请在如图所示的括号中分别标出小磁针静止时该端的磁极名称和电源该端的“+”或“﹣”极。32．（2017·阜新卷）请根据图中小磁针的指向标出螺线管的N、S极和电源的“+”、“﹣”极。33．（2017·凉山卷）根据通电螺线管的磁极，请在图中标出电源的正极和小磁针静止时的北极。34．（2017·乐山卷）如图所示，当闭合开关S时，位于螺线管右侧的小磁针逆时针旋转90°，请在图中标出通电螺线管的N、S极和电源的“+”“﹣”极。35．（2018·广东）如图所示，条形磁铁放在水平木桌上，电磁铁右端固定并与条形磁铁在同一水平面上。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P逐渐向右移动时，条形磁铁仍保持静止，此时电磁铁的左端为__________________极，条形磁铁受到的摩擦力_________（选填“变大”、“变小”或“不变”），方向水平_________。（选填“向左”或“向右”）36．（2018·盐城）在探究“通电螺线管外部磁场的方向”实验中，闭合开关，小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有_________，通过小磁针静止时_________极的指向确定该点磁场的方向，调换电源正负极，小磁针偏转方向改变，说明磁场方向与_________有关。37．（2018·北京）根据如图所示的电流方向，判断通电螺线管的A端是_________极。（选填“N”或“S”）38．（2018·兰州）如图所示，水平桌面上条形磁铁右端的N极正对电磁铁。当电磁铁中的电流增大时，条形磁铁向右做加速运动。则电磁铁中的电流是从_______（选填“a”或“b”）端流入，条形磁铁在运动过程中受到的摩擦力将_______（选填“变大”、“不变”或“变小”）39．（2018·德州）小磁针静止时的指向如图所示，由此可以判定螺线管的A端是极_______（选填“N”或“S”），接线柱a连接的是电源_______极（选填“正”或“负”）。40．（2017·恩施卷）如图甲的电吉他，当用等大的力拨动粗细不同的弦时，所发出的声音_____（填“音调”“响度”或“音色”）不同；图乙是电吉他的原理简图，当弦被拨动时，线圈中产生电流，继而还原成声信号传送出去。若某时刻产生a→b方向的电流，则此时螺线管上端为_____（填“N”或“S”）极。甲乙41．（2017·淮安卷）1820年4月的一天，奥斯特讲课时突发奇想，在沿______方向的导线下方放置一枚小磁针，保证导线和小磁针能______放置进行实验，接通电源后发现小磁针明显偏转。随后奥斯特花了三个月时间，做了60多个实验证明电流的确能使磁针偏转，这种现象称为_____________________。奥斯特的发现，拉开了研究电磁间本质联系的序幕。42．（2017·衡阳卷）如图所示，闭合开关后，根据小磁针静止时的指向，可以判断出电源左端是______极（选题“正”或“负”），条形磁体的右端是__________极（选填“N”或“S”）。43．（2017·无锡卷）如图所示实验，用__________________________判断通电螺线管周围各点的磁场方向，为了探究通电螺线管磁极的极性与电流方向是否有关，应该采取的操作是________________________________________。44．（2018·枣庄）在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。（1）通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与__________的磁场相似。（2）小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，南北极发生了对调，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中_______方向有关。（3）小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引大头针的数目；再将开关S从a换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了___________________________，来探究___________________________的关系。45．（2017·北京卷）在验证电流产生磁场的实验中，小东连接了如图所示的实验电路。他把小磁针（图中没有画出）放在直导线AB的正下方，闭合开关后，发现小磁针指向不发生变化。经检查，各元件完好，电路连接无故障。（1）请你猜想小磁针指向不发生变化的原因是________________________________________。（2）写出检验你的猜想是否正确的方法：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．D【解析】A、据电源的正负极可知，电流从螺线管左端流入，右端流出，故据安培定则能判断出该螺线管的右端是N极，左端是S极。再据磁极间的作用规律可知，与螺线管N极靠近的右端一定是小磁针的S极，小磁针的左端一定是N极。故A正确；B、据电源的正负极可知，电流从螺线管左端流入，右端流出，故据安培定则能判断出该螺线管的左端是N极，右端是S极，再据磁极间的作用规律可知，与螺线管N极靠近的左端一定是小磁针的S极，小磁针的右端一定是N极。故B正确；C、磁感线的特点：在磁体的外部，磁感线方向是由N极指向S极，故C正确；D、磁感线的特点：在磁体的外部，磁感线方向是由N极指向S极，而图中正好相反，故D错误。故选D。4．A【解析】A、磁场是确实存在的，且磁场是看不见摸不到的，但用磁感线可以形象地描述磁场的强弱和磁场的方向；故A正确；B、导线中的自由电子在定向移动时，导体中有电流，因为通电导体周围存在磁场，所以导体中有电流时一定产生磁场，故B错误；C、奥斯特实验说明了通电导体周围存在磁场，该实验还表明电流方向改变时，其磁场方向也随之改变，所以，通电导体产生磁场的方向与通过该导体的电流方向有关，故C错误；D、地磁场的南极在地理北极附近；故D错误。故选A。5．A【解析】根据安培定则，伸出右手握住螺线管，四指弯曲指向电流的方向，则大拇指所指的方向−−通电螺线管的下端为N极，则上端为S极。根据异名磁极相互吸引，条形磁铁受到向下的吸引力。由电路图可知，当开关闭合时，电阻R1被短路，电路的阻值变小，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路电流变大，通过螺旋管的电流变大，电磁铁的磁性变强，条形磁铁受到的螺线管的吸引力变大，弹簧测力计的示数变大。故选A。8．C【解析】如图，电流从螺线管的左端进入，从右端流出，根据安培定则知，螺线管的左端是N极，右端是S极。同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以a的右端是S极，左端是N极；b的左端是S极，右端是N极；c的右端是S极，左端是N极；d的右端是N极，左端是S极。相符的只有C，故选C。9．B【解析】A、图中小磁针的N极均指向了条形磁体的N极，搞反了，故A错误；B、地理的北极是地磁的南极，图中小磁针的N极指向地理的北极，故B正确；C、由安培定则可知，图中通电螺线管的下端是N极，上端是S极，小磁针的N极应指向螺线管的上端，故C错误；D、由安培定则可知，图中通电螺线管的下端是N极，上端是S极，小磁针的N极应指向螺线管的上端，故D错误。故选：B。10．A【解析】根据安培定则由图知道，当通电时，矩形线圈的向里是N极，向外是S极，所以矩形线圈中磁感线的方向是垂直于纸面向里；由于小磁针静止时的N极指向与矩形线圈中磁感线的方向是一致的，所以小磁针最终静止时的N极应该是垂直纸面向里，即从图中位置转动90°，故选A。【解析】由于小磁针静止时要指南北方向，在验证电流周围有磁场时，一般也把直导线南北放置，这样导线下方的小磁针偏转会更明显。用导线将电源额定两端直接连接起来叫短路；短路时电流大，产生热量多，为保证实验效果，并解决粗直导线过热，可通过试触来产生短暂电流或串联一个电阻减小电流。14．远离【解析】根据题意，可以根据通电线圈的磁场分布特点判断两个线圈的磁极公布情况。根据安培定则，右手握住螺线管，四指弯曲指向电流的方向，则大拇指的指向即为螺线管的磁场方向，即大拇指端即为N极，可判断，左边线圈的右侧为S极，右侧线圈的左侧为S极，所以两个同名磁极靠近，会相互排斥，所以两线圈会远离。15．D【解析】A图中小磁针的N极应靠近的是两个条形磁铁的S极，所以，不符合磁极间的作用规律，故A错误；B图中小磁针的N极靠近左端条形磁铁的S极，故不符合磁极间的作用规律，故B错误；根据螺线管的绕向和电流方向，利用安培定则可以确定螺线管的右端为N极，因此小磁针的S极应该向左偏转，靠近螺线管的N极，故C错误；根据螺线管的绕向和电流方向，利用安培定则可以确定螺线管的右端为N极，因此小磁针静止时N极应该指向左端，靠近螺线管的S极；故D正确，故选D。16．D【解析】AC、图中电源右端为正极，则电流从螺旋管的右侧流入；根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指指向螺线管的左端即为N极，其右端为S极；在磁体外部，磁感线方向由N极指向S极；根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针的左上端应为N极，故AC错误；BD、图中电源左端为正极，则电流从螺旋管的左侧流入；根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管右端即为N极；在磁体外部，磁感线方向由N极指向S极；根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针的左上端应为S极，右下端为N极，故B错误，D正确；故选D。17．C【解析】根据安培定则的内容判定线电流的磁感线的方法是：右手握住导线，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是通电螺线管的N极。综上所述，C选项说法正确。21．奥斯特N【解析】丹麦物理学家奥斯特于1820年发现了电流的磁效应；图中电流的方向右进左出，螺线管外侧的电流方向向上，根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的左端，即螺线管的左端为N极，如图所示。22．【解析】螺线管的下端为S极，根据磁极间作用规律可知，靠近螺线管下端的小磁针的下端为N极，上端为S极；利用螺线管线圈的绕向和N、S极，结合右手螺旋定则可以确定线圈中电流的方向是从螺线管的下端流入，上端流出，从而可以确定电源的下端为正极，上端为负极。如图所示。23．S负N24．（1）小磁针发生偏转（2）电流方向（3）条形磁体【解析】（1）闭合开关，电螺线管中有电流通过，观察到的现象是小磁针发生偏转，由此说明通电螺线管外部有磁场；（2）把电池正负极对调，改变了电流方向，闭合开关后，会发现小磁针指示磁场方向改变了，此现象说明磁场方向和电流方向有关。因此这样操作是为了研究通电螺线管外部磁场方向和电流方向是否有关；（3）通电螺线管外部的磁场和条形磁体磁场相似，故铁屑在玻璃板上的分布与条形磁体的磁场分布相似。25．（1）小磁针静止时N极的指向（2）条形磁铁（3）控制两次实验的电流大小不变通电螺线管磁场强弱与线圈匝数【解析】（1）读图可知，在螺线管旁有两个小磁针，我们可以通过观察小磁针的指向来判断螺线管的极性；由此可知，螺线管的左端为N极，右端为S极。（2）读图乙可知，螺线管的两端磁性较强，中间磁性较弱，这与条形磁体的磁场分布相类似；（3）实验中，他将开关S从1换到2上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。26．（1）电流周围是否存在磁场奥斯特（2）电流周围存在磁场成立（3）验证电流周围是否存在磁场（4）改变电流的磁场方向与电流方向有关（5）B27．C【解析】1820年奥斯特发现电流周围存在磁场后，首次揭开了电与磁的联系，证明了“电生磁”，故C正确。故选C。28．C【解析】A、首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是奥斯特，故A错误；B、当直导线通电时，导线的周围存在磁场，小磁针会发生偏转，不会悬浮起来，故B错误；C、小磁针偏转，能说明通电导线周围存在磁场，故小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场，故C正确；D、磁场方向与电流方向有关，改变直导线中电流方向，小磁针N极的指向改变，故错误。故选C。29．B【解析】据题目可知，小磁针左端是N极，右端是S极，所以电磁铁的左端，即a端为N极，b端为S极，据安培定则可知，电流从d端流出后进入电磁铁，故d端是电源的正极，c端是负极，故B正确。故选B。30．【解析】由图可知，螺旋管中电流的方向是向下的，根据安培定则可知，螺旋管的右端为N极，左端为S极，磁感线是从磁铁的N极出来，回到磁体的S极的，故A点的磁感线的方向是向左的。31．【解析】由图可知，螺旋管的左端为N极，右端为S极，根据安培定则可知，螺旋管中电流的方向是向上的，故电源的右端为正极；根据磁极间的相互作用可知，小磁针的右端为S极，左端为N极。32．33．【解析】由图知：螺线管的磁极为：右N、左S，则由异名磁极相互吸引可知小磁针的磁极为：右S、左N，由右手螺旋定则可知，电流从右端流出，左端流入，如下图所示。34．【解析】已知开关闭合后，位于螺线管右侧的小磁针逆时针旋转90°。根据磁极间的相互作用可知，螺线管左端为S极，右端为N极，由右手螺旋定则可得，电流由左侧流入，故电源左侧为正极，右侧为负极；如下图所示。35．N变大向左36．磁场N电流方向【解析】如图所示的实验，闭合开关前，小磁针静止且能指向南北，这是因为地磁场的作用；闭合开关后，导线下方的小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在磁场；小磁针静止时N极的指向为该点磁场的方向；调换电源正负极，即改变螺线管中的电流方向，发现小磁针静止时N极所指方