初中物理第2節(jié) 電生磁精品同步達標檢測題-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

課時20.2 電生磁（幫課堂）（原卷版）【學(xué)習(xí)目標】1.知道電流周圍存在著磁場；2. 認識電流的磁效應(yīng)，初步了解電和磁之間的聯(lián)系； 3.知道通電螺線管外部的磁場與條形磁鐵相似；4. 會用安培定則判定磁極和通電螺線管的電流方向。【知識導(dǎo)圖】【基礎(chǔ)知識】知識點一、電流的磁效應(yīng)1.奧斯特實驗實驗探究在靜止的小磁針上方放一根與小磁針平行的直導(dǎo)線，依次進行如圖甲、乙、丙所示的操作。現(xiàn)象分析（1）比較甲、乙兩圖所示現(xiàn)象，導(dǎo)線通電后，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)換法：有無磁場→小磁針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)），斷電后，小磁針又回到原位置，這說明通電直導(dǎo)線周圍產(chǎn)生了磁場；（2）比較甲、丙兩圖所示現(xiàn)象，改變電流的方向，小磁針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變，即小磁針處磁場方向發(fā)生改變，這說明電流的磁場方向與電流方向有關(guān)。研究歸納（1）通電導(dǎo)線周圍存在著磁場；（2）電流的磁場方向與電流方向有關(guān)。2.電流的磁效應(yīng)通電導(dǎo)線周圍存在著與電流方向有關(guān)的磁場，這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)。電流磁效應(yīng)是丹麥物理學(xué)家奧斯特通過實驗首先發(fā)現(xiàn)的。奧斯特實驗第一次揭示了電與磁之間的聯(lián)系，即電可以產(chǎn)生磁。特別提醒：1.實驗時，導(dǎo)線要處于南北方向，與小磁針保持平行，這樣在給導(dǎo)線通電時，小磁針由南北指向變?yōu)闁|西指向，偏轉(zhuǎn)最為明顯，便于比較通電后小磁針的偏轉(zhuǎn)情況。2.實驗中，宜采用“觸接”的方式給導(dǎo)線通電，即給導(dǎo)線通電時間要短，因為用電源短路的形式雖然可以獲得較大的電流，但也容易燒壞電源。特別提醒：帶電體和磁體的相似性帶電體磁體帶電體能夠吸引輕小物體磁體能吸引鐵、鈷、鎳等磁性物質(zhì)電荷有兩種：正電荷和負電荷磁極有兩個：北（N）極和南極（S）同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引電荷間不接觸就能發(fā)生相互作用磁極間不接觸就能發(fā)生相互作用摩擦可以使物體帶電磁化能使物體具有磁性正是帶電體和磁體有如此多相似的性質(zhì)，激勵著無數(shù)科學(xué)家一次又一次地尋找電與磁的聯(lián)系。【典例1】（2021·青海中考真題）許多物理學(xué)家為人類的進步做出了巨大的貢獻，下列敘述中對應(yīng)關(guān)系正確的是（）。A．牛頓發(fā)現(xiàn)了杠桿平衡條件；B．伽利略最早測出了大氣壓強的值；C．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)；D．阿基米德最早揭開了光的顏色之謎知識點二、通電螺線管的磁場1.螺線管（1）把導(dǎo)線纏繞在圓筒上，就做成了一個螺線管，也叫線圈。接通電源的螺線管叫通電螺線管。（2）給螺線管通電后，各線圈產(chǎn)生的磁場疊加在一起，通電螺線管周圍就產(chǎn)生了較強的磁場。2.探究通電螺線管外部的磁場分布實驗探究1：通電螺線管的磁場方向和電流方向的關(guān)系（1）用銅導(dǎo)線穿過玻璃板，做成螺線管，給螺線管通入電流，將小磁針放在螺線管周圍的不同位置，記下小磁針在各個位置時N極的指向；（2）改變電流方向，再次觀察實驗現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象（1）通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，不同位置的小磁針N極指向不同，如圖所示；（2）改變電流方向，小磁針指向發(fā)生改變。現(xiàn)象分析（1）從小磁針的N極指向看，通電螺線管外部的磁感線從螺線管的一端出來回到另一端，說明通電螺線管有兩個磁極且在兩端。（2）小磁針的N極指向改變，說明了磁場方向的改變，即通電螺線管兩端的極性改變了，由此可知，電流方向改變了磁場方向，即通電螺線管的磁場方向與電流方向有關(guān)。實驗探究2：通電螺線管外部的磁場的分布特征在玻璃板上撒一些鐵屑，給螺線管通電后，輕輕敲擊玻璃板，觀察鐵屑的分布情況。實驗現(xiàn)象如圖所示。現(xiàn)象分析從鐵屑的分布情況看，通電螺線管外部的鐵屑排列情況和條形磁體周圍鐵屑的分布情況相似。歸納總結(jié)（1）通電螺線管外部的磁場方向與電流方向有關(guān)；（2）通電螺線管外部磁場跟條形磁體的磁場相似，通電螺線管的兩端相當于條形磁體的兩個磁極；（3）通電螺線管的內(nèi)部也存在磁場，其磁場方向與外部相反（內(nèi)外磁場方向大致走向相反）。3.探究通電螺線管極性與環(huán)繞螺線管的電流方向的關(guān)系實驗探究去繞向不同的螺線管，依次設(shè)計并進行實驗：給螺線管通入不同方向的電流，用小磁針驗證它的N、S極。實驗現(xiàn)象現(xiàn)象分析（1）兩個螺線管的繞向相同，電流不同，它的螺線管兩端的極性不同。（2）調(diào)換螺線管左右位置，繞向發(fā)生改變，即便電流方向相同，螺線管兩端極性也不同。實驗結(jié)論通電螺線管兩端的極性與通電螺線管中電流方向有關(guān)。辨析比較：通電螺線管條形磁體不同點通電時有磁性，斷電時無磁性永磁體N、S極與電流方向有關(guān)N、S極固定不變相同點（1）磁場分布相似，磁極都在兩端；（2）都具有吸引磁性物質(zhì)的性質(zhì)（3）懸掛起來自由轉(zhuǎn)動，靜止后都能指向南北。【典例2】通電螺線管外部的磁場是怎樣分布的，我們通過以下實驗來進行探究：（1）在硬紙板上放置一個螺線管，周圍均勻地撒滿鐵屑，給螺線管通電后，鐵屑被_____。輕敲紙板，觀察鐵屑的排列情況如圖甲所示，圖乙和圖丙分別是蹄形磁體和條形磁體的磁場分布情況，對比分析可知通電螺線管外部的磁場分布與______磁體的相似；（2）我們要判斷通電螺線管外部的磁場方向，需要借助______；（3）根據(jù)前面的實驗結(jié)果，把通電螺線管看成一個磁體，它的兩極如圖于所示，為了進一步探究通電螺線管的極性與環(huán)繞螺線管的電流方向之間有什么關(guān)系我們下一步要做的是______，觀察______。知識點三、安培定則安培定則又叫右手螺旋定則，用來描述通電螺線管的極性與電流方向關(guān)系。1.內(nèi)容用右手握住螺線管，讓四指彎向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極（N極）。2.安培定則的應(yīng)用（1）已知通電螺線管中電流的方向，判斷通電螺線管兩端的極性。具體方法：①標出通電螺線管中電流的方向；②用右手握住螺線管，讓彎曲的四指指向螺線管中電流方向；③大拇指所指的那端就是通電螺線管的N極，如圖所示。（2）已知通電螺線管兩端磁極，判斷通電螺線管中電流的方向。具體方法：①先用右手握住通電螺線管，大拇指指向N極；②彎曲的四指所指的方向就是螺線管中電流的方向；③按照四指彎曲的方向在螺線管中標出電流方向。特別提醒：決定通電螺線管兩端極性的根本因素是螺線管中電流的方向，而不是通電螺線管上導(dǎo)線繞法，只要兩個通電螺線管中電流方向一致，則這兩個通電螺線管兩端的極性就相同。【典例3】（2021·北京中考真題）在探究通電螺線管的磁場特點時，通電螺線管在某狀態(tài)下的兩個實驗現(xiàn)象如圖所示，其中小磁針（黑色一端為N極）靜止時的指向情況如圖甲所示。鐵屑靜止時的分布情況如圖乙所示。圖中能正確用磁感線描述這兩個實驗現(xiàn)象的是（）。B．C．D．【方法幫】題型一：奧斯特實驗在比較實驗條件和實驗現(xiàn)象歸納結(jié)論時，注意要找出實驗操作的不同之處和實驗現(xiàn)象的變化，即比較實驗中改變了什么因素從而導(dǎo)致了什么現(xiàn)象的發(fā)生，最終得出結(jié)論。【典例1】（2021·湖南長沙市）在我們熟悉的各種磁體的磁場中，通電螺線管外部的磁場可能與哪種磁體的相似？小偉用小磁針、條形磁體、通電螺線管來進行探究，實驗操作及現(xiàn)象如圖所示。（1）比較甲、乙兩圖可知，通電螺線管的外部磁場與______周圍的磁場相似；（2）比較乙、丙兩圖可知，通電螺線管的外部磁場方向與通過它的______方向有關(guān)。題型二：通電螺線管【角度1】通電螺線管的磁場轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用磁場實際上時看不到的，所以我們在研究磁場的時候，主要通過研究磁場對小磁針的的作用來間接研究磁場，即通過小磁針是否受力偏轉(zhuǎn)說明是否存在磁場，并通過不同位置小磁針的指向研究磁場的方向。【典例2】（2021·湖北宜昌市）通電螺線管外部的磁場是怎樣分布的，我們通過以下實驗來進行探究：（1）在硬紙板上放置一個螺線管，周圍均勻地撒滿鐵屑，給螺線管通電后，鐵屑被_____。輕敲紙板，觀察鐵屑的排列情況如圖甲所示，圖乙和圖丙分別是蹄形磁體和條形磁體的磁場分布情況，對比分析可知通電螺線管外部的磁場分布與______磁體的相似；（2）我們要判斷通電螺線管外部的磁場方向，需要借助______；（3）根據(jù)前面的實驗結(jié)果，把通電螺線管看成一個磁體，它的兩極如圖于所示，為了進一步探究通電螺線管的極性與環(huán)繞螺線管的電流方向之間有什么關(guān)系我們下一步要做的是______，觀察______。【角度2】電源正負極或電流方向的判斷“三步法”判斷電源正負極先指：讓拇指指向螺線管中的N極；再標：根據(jù)四指指向標出螺線管中電流的方向；后確定：根據(jù)電流方向確定電源正負極。【典例3】（2021·四川攀枝花市）攀枝花市某學(xué)校研學(xué)小組在探究通電螺線管磁場的實驗中，小磁針和螺線箮放置于同水平面內(nèi)，螺線管為東西朝向，小磁針可在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。開關(guān)S閉合后，小磁針的指向如圖所示，則電源A端為______（選填“正”或“負”）極。當開關(guān)S斷開時，小磁針N極將______（選填“不”、“向北”或“向南”）偏轉(zhuǎn)。【角度3】螺線管上導(dǎo)線的繞法解題通法【典例4】如圖所示，根據(jù)電源的正負極和小磁針的指向，在圖中畫出螺線管的繞線。題型三：通電螺線管綜合應(yīng)用“等效法”分析線圈間的作用力如圖所示，將通電螺線管的每一圈都等效一個小的條形磁體，則這些條形磁體N、S極相互連接，所以只要一通電各個線圈就會相互吸引而使彈簧收縮。【典例5】如圖，在電磁鐵正上方用彈簧掛著一條形磁鐵，開關(guān)閉會后，當滑片P從a端向b端滑動過程中，會出現(xiàn)的現(xiàn)象是（　?。?。A．電流表示數(shù)變大，彈簧長度變長 B．電流表示數(shù)變大，彈簧長度變短C．電流表示數(shù)變小，彈簧長度變長 D．電流表示數(shù)變小，彈簧長度變短【中考幫】考點一：奧斯特實驗【典例】（2022·湖北宜昌）關(guān)于如圖所示的實驗，下列說法中正確的是（）。A這是模擬法拉第電磁感應(yīng)實驗的場景；B移走小磁針，電流的磁場消失；C根據(jù)這一現(xiàn)象的原理，制成了電磁鐵；D將導(dǎo)線斷開，小磁針N極將指向地磁場的北極考點二：安培定則【典例】（2022·本溪鐵嶺遼陽）通電螺線管左側(cè)放一條形磁體，閉合開關(guān)后，小磁針靜止在如圖所示的位置。請標出：（1）電源右側(cè)的極性（用“+”或“-”表示）；（2）a點磁感線方向；（3）小磁針靜止時右端的磁極（用“N”或“S”表示）。該題要求同學(xué)們能理解并運用磁極間的相互作用規(guī)律和安培定則解答試題。這是物理核心素養(yǎng)的物理觀念的體現(xiàn)。【作業(yè)幫】一、基礎(chǔ)練（知識鞏固）1.如圖所示，閉合開關(guān)S，滑片P向右移動，則螺線管（）。A．左端為S極，磁性增強 B．左端為S極，磁性減弱C．左端為N極，磁性增強 D．左端為N極，磁性減弱2.如圖所示是探究通電直導(dǎo)線周圍磁場的實驗裝置。當開關(guān)閉合時，導(dǎo)線下方的小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場。此時若移去小磁針，上述結(jié)論是否成立？______，實驗中小磁針的作用是______。3.根據(jù)圖中通電螺線管的磁感線方向標出小磁針N極和電源的正、負極。4.如圖所示，根據(jù)小磁針靜止時的指向標出通電螺線管的N極和電源的正、負極?5.奧斯特實驗（1）如圖甲所示，將導(dǎo)線放在靜止的小磁針上方且平行，觸接電源負極后發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由此可得出結(jié)論，通電導(dǎo)體周圍有___________。（2）如圖乙所示，將電源正負極對調(diào)，重復(fù)上述實驗步驟，發(fā)現(xiàn)小磁針___________改變。由此可以得出結(jié)論；___________方向，與電流方向有關(guān)。二、綜合練（能力提升）6.小磁針靜止在通電螺線管內(nèi)部，小磁針涂黑的一端為N極，如圖所示。則（　?。?。A．電源的a端是正極，通電螺線管的右端是N極；B．電源的a端是負極，通電螺線管的右端是S極；C．電源的b端是正極，通電螺線管的左端是N極；D．電源的b端是負極，通電螺線管的左端是S極7．小明在課下通過查閱資料，知道通電線圈相當于一匝通電螺線管，其兩側(cè)的磁極與線圈中電流方向的關(guān)系也符合安培定則--用右手握住線圈，讓四指指向線圈中電流的方向，則大拇指所指的那端就是線圈的N極。（1）請你猜想，如圖所示，把兩個線圈A和B掛在水平光滑的固定細桿MN上，且平行靠近放置，當線圈通入如圖所示的方向相同的電流，線圈A和B將互相______（選填：“靠近”“遠離”）。（2）你猜想的依據(jù)是______。8.放有條形磁體的小車靜止在水平地而上，閉合開關(guān)S，條形磁體因受磁力向左運動，請在圖中括號里標明電源左端的極性和電磁鐵右端的磁極。9.如圖示是探究通電直導(dǎo)線周圍磁場的實驗裝置。（1）小磁針放置在桌面上靜止時，將直導(dǎo)線AB沿______（選填“東西”“南北”或“任意”）方向放置在小磁針正上方，實驗時效果最明顯；（2）接通電路后，觀察到小磁針偏轉(zhuǎn)，說明電流周圍存在______，此現(xiàn)象最早是由物理學(xué)家______發(fā)現(xiàn)的，此時若移去小磁針，上述結(jié)論是否成立？______（選填“是”或“否”）；（3）改變直導(dǎo)線中電流方向，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生了改變，說明電流周圍的磁場方向與______有關(guān)；（4）實驗中小磁針的作用是______。三、培優(yōu)練（挑戰(zhàn)自我）10.在如圖所示的電路中，請用筆畫線代替導(dǎo)線將電路補全。要求：將滑動變阻器和螺線管組成串聯(lián)電路，閉合開關(guān)后，螺線管左端為N極，且滑動變阻器的滑片向左移動時，螺線管的磁性增強。11.請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖所示的實物圖補充完整。要求：(1)小磁針的指向滿足如圖所示方向；(2)滑動變阻器的滑片向A端移動后，通電螺線管的磁性減弱；(3)原有導(dǎo)線不得更改。12.小明自制了一個帶有電磁鐵的木船模型，將它放入水中漂浮，閉合開關(guān)后，船頭最終指向北方，如圖所示。請在圖上標出電磁鐵的N、S極并畫出螺線管繞線方法。13.小華和小軍在老師辦公室看到一個如圖甲所示的儀器，用一根銅線和一個有兩排孔的平板玻璃制成，銅線依次穿過相鄰的孔繞成一個線圈。老師告訴他這是螺線管。于是，在老師的指導(dǎo)下，他和同學(xué)們一起把螺線管接入電路，探究其特點。（1）他們把一個小磁針放在桌面上，小磁針靜止時指向南北方向。將螺線管通電后靠近該小磁針，發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生_______，說明通電螺線管周圍存在磁場。（2）接著，小華將細鐵屑均勻地灑在玻璃板上，輕輕敲擊玻璃板后，細鐵屑的排列情況如圖乙所示。①觀察發(fā)現(xiàn)靠近螺線管兩端的地方鐵屑分布比較密集，說明螺線管兩端磁場比較_______。②小華繼續(xù)仔細觀察細鐵屑的整體分布情況，發(fā)現(xiàn)通電螺線管外部的磁場分布與我們學(xué)過的_______磁體的磁場分布情況相似。③隨后小軍在未通電的螺線管外部放置了八個小磁針，閉合開關(guān)磁針指向如圖丙所示，放入小磁針是為了顯示_______。（3）法國科學(xué)家安培認為，通電螺線管的磁場可以看成多個圓形通電線圈的磁場組合而成。他研究提出了著名的分子電流假說：在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種_______電流——分子電流（由原子內(nèi)部電子的繞核運動形成的），分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當于兩個磁極。

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