2022—2023年度上學(xué)期9年級(jí)物理期末必考實(shí)驗(yàn)探究專題演練專題11探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向?qū)嶒?yàn)1.小明在一塊有機(jī)玻璃板上安裝了一個(gè)用導(dǎo)線繞成的螺線管，在板面上均勻撒滿鐵屑，通電后輕敲玻璃板，鐵屑的排列如圖所示．下列說(shuō)法正確的是（　　）A．圖中P、Q兩點(diǎn)相比，P點(diǎn)處的磁場(chǎng)較強(qiáng)B．若只改變螺線管中的電流方向，P、Q兩點(diǎn)處的磁場(chǎng)會(huì)減弱C．若只改變螺線管中的電流方向，P、Q兩點(diǎn)處的磁場(chǎng)方向會(huì)改變D．若只增大螺線管中的電流，P、Q兩點(diǎn)處的磁場(chǎng)方向會(huì)改變【答案】C 【解析】判斷通電螺線管外部磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，在通有電流時(shí)，可以通過(guò)觀察它的外部鉄屑的多少，也就是密集程度確定。判斷磁場(chǎng)方向，可以通過(guò)改變電流方向。A．由圖可以看出通電螺線管的磁場(chǎng)和條形磁體的磁場(chǎng)一樣，并且可以看到Q點(diǎn)鐵屑的分布比P點(diǎn)密集，由此可以確定Q點(diǎn)的磁場(chǎng)比P點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；B、C．只改變電流方向，則磁場(chǎng)方向發(fā)生改變，但通電螺線管的磁場(chǎng)強(qiáng)弱不變，故B錯(cuò)誤，C正確；D．只增大螺線管中的電流，則磁場(chǎng)的強(qiáng)弱發(fā)生改變，但磁場(chǎng)方向不變，故D錯(cuò)誤．2.學(xué)習(xí)了通電螺線管的磁場(chǎng)后，小華同學(xué)利用螺線管、小磁針、電鍵和電池等器材繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)。小華將小磁針?lè)旁诼菥€管內(nèi)部，電鍵S斷開(kāi)，小磁針靜止后如圖（a）所示。閉合電鍵S，小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，靜止后如圖（b）所示。接著小華改變電池的接法，再閉合電鍵S，小磁針靜止后如圖（c）所示。請(qǐng)根據(jù)現(xiàn)象及相關(guān)條件歸納得出初步結(jié)論。      ① 比較圖（a）和（b）可知：                   。② 比較圖（b）和（c）可知：                   。【答案】①通電螺線管內(nèi)部存在磁場(chǎng)。②通電螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)的方向跟電流方向有關(guān)。【解析】① 比較圖（a）和（b）可知通電螺線管內(nèi)部有磁場(chǎng)，因?yàn)樾〈裴樤賰煞N情況下N、S方向改變了。② 比較圖（b）和（c）可知，電流方向改變后，小磁針N、S極也變化了，說(shuō)明通電螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)的方向跟電流方向有關(guān)。3. （2022河南）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，觀察到鐵屑排列成圖所示的形狀。可見(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(xiě)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)。【答案】 （1）條形 （2）見(jiàn)解析（3）方向【解析】（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，畫(huà)出通電螺線管的磁感線，根據(jù)通電螺線管的磁感線分布形狀可知，通電螺線管外部的磁場(chǎng)和條形磁體外部的磁場(chǎng)一樣，通電螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩個(gè)極。（2）在地磁場(chǎng)的作用下，小磁針靜止時(shí)，指向北方的一端即為磁體的N極，另外一端即為S極。（3）如果改變螺線管中的電流方向，發(fā)現(xiàn)小磁針的指向?qū)φ{(diào)，南北極所指方向發(fā)生了改變，由此可知：通電螺線管外部磁場(chǎng)方向與螺線管中的電流方向有關(guān)。4. （2022吉林長(zhǎng)春）在“探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向”的實(shí)驗(yàn)中：（1）開(kāi)關(guān)閉合前，小磁針均指南北，說(shuō)明地球周圍存在      ；（2）開(kāi)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(xiě)出一條即可）【答案】（1）磁場(chǎng) （2）北   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)，所以指南針靜止時(shí)可以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)磁極間的相互作用可知，螺線管的左端為N極，伸出右手握住螺線管，四指彎曲指示電流的方向，大拇指所指的方向即為通電螺線管的N極，因此電源的右端為正極，左端是負(fù)極。（3）改變電源正負(fù)極后，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）想增強(qiáng)通電螺線管的磁場(chǎng)，可以增大螺線管中的電流、增加線圈匝數(shù)。5.小波小組在探究“通電螺線管的外部磁場(chǎng)”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖所示電路。實(shí)驗(yàn)時(shí)，（1）可通過(guò)觀察      判斷通電螺線管的磁極。（2）如圖所示是通電螺線管周圍的有機(jī)玻璃板上的小磁針?lè)植紶顟B(tài)，觀察可知通電螺線管的外部磁場(chǎng)與      的磁場(chǎng)相似。（3）小波猜想通電螺線管磁場(chǎng)強(qiáng)弱可能與線圈匝數(shù)和電流大小都有關(guān)。實(shí)驗(yàn)中，他將開(kāi)關(guān)S從1換到2上時(shí)，調(diào)節(jié)變阻器的滑片P，再次觀察電流表示數(shù)及吸引的回形針數(shù)目，此時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器是為了      ，來(lái)研究      的關(guān)系。【答案】（1）小磁針靜止時(shí)N極（或S極）的指向（2）條形磁體（3）控制兩次實(shí)驗(yàn)的電流大小不變   通電螺線管磁場(chǎng)強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)。【解析】（1）可通過(guò)觀察小磁針靜止時(shí)N極（或S極）的指向判斷通電螺線管的磁極。（2）如圖所示是通電螺線管周圍的有機(jī)玻璃板上的小磁針?lè)植紶顟B(tài)，觀察可知通電螺線管的外部磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似。（3）小波猜想通電螺線管磁場(chǎng)強(qiáng)弱可能與線圈匝數(shù)和電流大小都有關(guān)。實(shí)驗(yàn)中，他將開(kāi)關(guān)S從1換到2上時(shí)，調(diào)節(jié)變阻器的滑片P，再次觀察電流表示數(shù)及吸引的回形針數(shù)目，此時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器是為了控制兩次實(shí)驗(yàn)的電流大小不變，來(lái)研究通電螺線管磁場(chǎng)強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系。6.在做“探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明在螺線管周圍擺放了一些小磁針（1）通電后小磁針的指向如圖甲所示，由此可看出通電螺線管外部的磁場(chǎng)與      磁體的磁場(chǎng)相似。（2）小明改變螺線管中的電流方向，發(fā)現(xiàn)小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)180°，南北極所指方向發(fā)生了改變，由此可知：通電螺線管外部磁場(chǎng)方向與螺線管中的      方向有關(guān)。（3）由安培定則可知乙圖中S閉合后，螺線管的上端為      極。【答案】（1）條形（2）電流（3）S【解析】（1）可看出通電螺線管外部的磁場(chǎng)左端是S極、右端是N極。條形磁體磁場(chǎng)相似的。（2）通電螺線管電流方向改變，磁場(chǎng)方向也改變。通電螺線管外部磁場(chǎng)方向與螺線管中的電流方向有關(guān)。（3）根據(jù)電源正極知道通電螺線管電流方向，結(jié)合導(dǎo)線的繞法，利用安培定則可以判斷螺線管的上端為S極。7.小明同學(xué)在做“探究通電螺線管外部的磁場(chǎng)分布”實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．（1）閉合開(kāi)關(guān)后，螺線管周圍小磁針的指向如圖所示，小明根據(jù)螺線管右端小磁針a的指向判斷出螺線管的右端為N極，則可知電源的A端為      極；（2）當(dāng)電源的正負(fù)極方向?qū)Q時(shí)，小磁針a的北極指向也對(duì)換，由此可知：通電螺線管的外部磁場(chǎng)方向與螺線管中導(dǎo)線的      有關(guān)． 【答案】（1）正；（2）電流【解析】（1）根據(jù)磁極間相互作用規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，可知，通電螺線管的右端為為N極，根據(jù)右手螺旋定則可判斷出，電流從螺線管的右端流入，左端流出，所以電源的A端為電源的正極；（2）當(dāng)電源的正負(fù)極方向?qū)Q時(shí)，小磁針a的北極指向也對(duì)換，由此可知：通電螺線管的外部磁場(chǎng)方向與螺線管中導(dǎo)線的電流有關(guān)．8.安安在探究通電螺線管的磁場(chǎng)分布的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示：(1)在固定有螺線管的水平硬紙板上均勻地撒滿鐵屑，通電后輕敲紙板，觀察鐵屑的排列情況，發(fā)現(xiàn)通電螺線管外都的磁場(chǎng)與      磁體的磁場(chǎng)相似；在通電螺線管的兩端各放一個(gè)小磁針，根據(jù)小磁針靜止時(shí)的指向，可以判定通電螺線管的      （選填“左”或“右”）端是它的N極；(2)如果想探究通電螺線管的極性與電流方向的關(guān)系，接下來(lái)的操作是      ，并觀察小磁針的指向。【答案】 (1)條形   右    (2)對(duì)調(diào)電源的正負(fù)極（或改變電流方向）【解析】(1)由圖可知，通電螺線管外部磁場(chǎng)與條形磁體相似。左邊小磁針的右端是N極，由異名磁極相互吸引可知螺線管的左端是S極，右端是N極。(2)探究通電螺線管的極性與電流方向的關(guān)系，由控制變量法可知需要對(duì)調(diào)電源的正負(fù)極。9.在探究“通電螺線管的外部磁場(chǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，小明在螺線管周圍擺放了一些小磁針。（1）通電后小磁針靜止時(shí)的分布如圖甲所示，由此可看出通電螺線管外部的磁場(chǎng)與   的磁場(chǎng)相似。（2）小明改變通電螺線管中的電流方向，發(fā)現(xiàn)小磁針指向轉(zhuǎn)動(dòng)180°，南北極發(fā)生了對(duì)調(diào)，由此可知：通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向與螺線管中     方向有關(guān)。（3）小明繼續(xù)實(shí)驗(yàn)探究，并按圖乙連接電路，他先將開(kāi)關(guān)S接a，觀察電流表的示數(shù)及吸引大頭針的數(shù)目；再將開(kāi)關(guān)S從a換到b，調(diào)節(jié)變阻器的滑片P，再次觀察電流表的示數(shù)及吸引大頭針的數(shù)目，此時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器是為了      ，來(lái)探究               的關(guān)系。 【答案】（1）條形；（2）電流；（3）控制兩次實(shí)驗(yàn)的電流大小不變； 通電螺線管磁場(chǎng)強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)。【解析】（1）通電螺線管的磁場(chǎng)分布與條形磁體相似，都是具有兩個(gè)磁性較強(qiáng)的磁極；（2）如果改變螺線管中的電流方向，發(fā)現(xiàn)小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)180°，南北極所指方向發(fā)生了改變，由此可知：通電螺線管外部磁場(chǎng)方向與螺線管中的電流方向有關(guān)。（3）實(shí)驗(yàn)中，他將開(kāi)關(guān)S從a換到b上時(shí)，連入電路的線圈匝數(shù)發(fā)生了變化，為了保證電流不變，應(yīng)調(diào)節(jié)變阻器的滑片P，控制兩次實(shí)驗(yàn)的電流大小不變，再次觀察電流表示數(shù)及吸引的回形針數(shù)目，這樣才能探究出通電螺線管磁場(chǎng)強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系。10.在“探究通電螺線管外部的磁場(chǎng)分布”的實(shí)驗(yàn)中：（1）為使磁場(chǎng)加強(qiáng)，可以在螺線管中插入一根      棒．（2）把小磁針?lè)诺铰菥€管四周不同位置，螺線管通電后記錄小磁針      極的方向，這個(gè)方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向．（3）根據(jù)圖甲、乙、丙記錄的小磁針指向，可以得出：通電螺線管外部的磁場(chǎng)與     磁鐵的磁場(chǎng)相似．（4）如果把通電螺線管看做一個(gè)磁體，通電螺線管極性跟電流方向之間的關(guān)系，可以用安培定則來(lái)表述，即用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流方向，則拇指所指的那端就是螺線管的    極．（5）如果丙和丁兩個(gè)螺線管同時(shí)通電，則這兩個(gè)螺線管之間會(huì)相互     （選填“吸引”或“排斥”）．【答案】（1）鐵；（2）N；（3）條形；（4）N；（5）吸引．【解析】（1）可以充當(dāng)“芯”的材料是鐵，通電螺線管中插入鐵棒后，鐵棒被通電螺線管的磁場(chǎng)磁化，磁化后的鐵棒也變成了一個(gè)磁體，這樣由于兩個(gè)磁場(chǎng)互相疊加，從而使螺線管的磁性大大增強(qiáng)；（2）小磁針靜止時(shí)N極所指的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向，故把小磁針?lè)诺铰菥€管四周不同位置，螺線管通電后記錄小磁針N極的方向；（3）通電螺線管外部磁感線也是從N極指向S極，故通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似；（4）通電螺線管的磁場(chǎng)極性與電流方向之間的關(guān)系由右手螺旋定則來(lái)確定：用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟螺線管中電流的方向一致，那么，伸直的大拇指所指的那端就是通電螺線管的N極．（5）由圖可知，丙和丁兩個(gè)螺線管的繞線和電流方向均相同，根據(jù)右手螺旋定則可知，丙和丁螺線管的左端都為N極，則丙的右端為S極，兩個(gè)螺線管之間的磁極為異名磁極，異名磁極互相吸引，所以這兩個(gè)螺線管之間會(huì)相互吸引．
 

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