17.2 電流的磁場(chǎng)
【知識(shí)梳理】
一、電流的磁效應(yīng)：平行于小磁針的導(dǎo)線通電后，會(huì)發(fā)現(xiàn)小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，改變電流方向，小磁針的轉(zhuǎn)動(dòng)方向也會(huì)改變。
通電導(dǎo)線的周圍存在磁場(chǎng)，稱為電流的磁效應(yīng)。該現(xiàn)象在1820年被丹麥的物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)。奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：通電導(dǎo)線的周圍存在磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)方向與電流的方向有關(guān)。
二、通電螺線管的磁場(chǎng)
通電螺線管周圍的磁場(chǎng)方向和條形磁體的磁場(chǎng)相似。通電螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩個(gè)極，通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。
三、右手螺旋定則
1.右手螺旋定則的內(nèi)容：用右手握住螺線管，讓四指彎曲的方向跟螺線管中電流的方向一致，則大拇指所指的那端就是通電螺線管的N極。
2.電磁鐵：插有鐵芯的通電螺線管。
3.電磁體工作特點(diǎn)：電磁鐵的磁性有無(wú)可由通斷電控制，通電有磁性，斷電無(wú)磁性；電磁鐵磁極極性可由電流方向控制。
4.影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素：電流大小、線圈匝數(shù)。電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)；電流一定時(shí)，外形相同的電磁鐵，線圈匝數(shù)越多，它的磁性越強(qiáng)。
4.電磁繼電器：電磁繼電器是利用較小的電流、較低的電壓去控制較大電流、較高電壓的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。
【易錯(cuò)點(diǎn)】
判斷通電螺線管的極性，不僅可以使用右手螺旋定則來(lái)判定，也可以根據(jù)擺放在通電螺線管周圍的小磁針的指向來(lái)判定（轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用）。
【規(guī)律總結(jié)】
右手螺旋定則闡述了通電螺線管中電流方向與磁場(chǎng)方向的關(guān)系。根據(jù)右手螺旋定則，已知通電螺線管的電流方向、磁場(chǎng)方向中的一個(gè)，可以判斷另一個(gè)。
【典例分析】
（2021山東日照中考）將通電螺線管和條形磁鐵如圖放置，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，請(qǐng)?jiān)谧髠?cè)小虛線框內(nèi)標(biāo)明通電螺線管左端的磁極，在中間大虛線框內(nèi)畫(huà)出磁感線的分布情況（三條即可）。
【思路小結(jié)】
本題先根據(jù)作圖確定電流方向，然后利用右手螺旋定則確定磁極，然后根據(jù)磁感線方向的規(guī)定判斷磁感線的分布。
【真題操練】
1．（2021江蘇鎮(zhèn)江九年級(jí)）世界上第一個(gè)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)電與磁之間有聯(lián)系的物理學(xué)家是（ ）
A．奧斯特B．法拉第C．歐姆D．安培
2．（2021廣西百色中考）下列關(guān)于磁現(xiàn)象描述中錯(cuò)誤的是（ ）
A．磁體周圍的磁場(chǎng)是真實(shí)存在的B．地面上的指南針N極總是指向地理的南極
C．通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)D．磁感線是為了描述磁場(chǎng)而引入的假想曲線
3．（2021江蘇錫山九年級(jí)期中）如圖所示，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān) S1、S2時(shí)，兩個(gè)通電螺線管的相互作用情況以及 A、B 端的極性分別是（ ）
A．相吸，A 端為 N 極，B 端為 S 極B．相吸，A 端為 S 極，B 端為 N 極
C．相斥，A 端為 N 極，B 端為 N 極D．相斥，A 端為 S 極，B 端為 S 極
4．（2021四川廣元中考）如圖所示，在電磁鐵正上方用彈簧掛著一條形磁鐵，開(kāi)關(guān)閉合后，當(dāng)滑片P從a端向b端滑動(dòng)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象是（ ）
A．電流表示數(shù)變大，彈簧長(zhǎng)度變長(zhǎng)
B．電流表示數(shù)變大，彈簧長(zhǎng)度變短
C．電流表示數(shù)變小，彈簧長(zhǎng)度變短
D．電流表示數(shù)變小，彈簧長(zhǎng)度變長(zhǎng)
5．（2021青海西寧中考）如圖所示，用漆包線（導(dǎo)線表面涂有絕緣漆）繞在圓筒上做成了一個(gè)螺線管，用來(lái)研究通電螺線管磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)。閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)該通電螺線管的磁性較弱，下列措施能夠使它的磁性增強(qiáng)的是（ ）
A．在圓筒中插入一根鐵芯B．減少線圈匝數(shù)
C．滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)D．將電源正負(fù)極互換
6．（2021江蘇蘇州九年級(jí)月考）彈簧下端掛一磁體（下面的電磁鐵電路沒(méi)有連接好），如圖所示，若把電路連接好，發(fā)現(xiàn)彈簧長(zhǎng)度會(huì)變短，若要使滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度變得更短，則變阻器接入電路的方式可以是（）
A．C接E，B接FB．C接E，D接F
C．A接E，D接FD．A接E，B接F
7．（2021山東煙臺(tái)中考）某興趣小組設(shè)計(jì)了一種路燈自動(dòng)控制裝置，路燈的通斷由光控開(kāi)關(guān)控制，兩路燈的額定電壓為220V，R為保護(hù)電阻，S為光控開(kāi)關(guān)，白天光控并關(guān)斷開(kāi)兩路燈不發(fā)光，晚上光控開(kāi)關(guān)閉合，兩路燈正常發(fā)光。下列電路設(shè)計(jì)符合要求的是（ ）
A．B．C．D．
8．（2021廣東三模）如圖所示為通電螺線管磁場(chǎng)強(qiáng)弱演示儀的示意圖（導(dǎo)線電阻不計(jì)），由圖可知以下說(shuō)法中正確的是（ ）
A．當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a點(diǎn)時(shí)，儀表指針向右偏轉(zhuǎn)
B．若將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)，儀表指針偏轉(zhuǎn)方向不變
C．保持滑片P的位置不變，開(kāi)關(guān)S由a點(diǎn)換到b點(diǎn)，儀表示數(shù)變小
D．當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a點(diǎn)，滑片P向上移動(dòng)時(shí)，儀表示數(shù)變小
9．（2019廣東深圳三模）如圖所示是小明同學(xué)設(shè)計(jì)的一種限流器原理圖。當(dāng)電流超過(guò)限制電流時(shí)，限流器會(huì)自動(dòng)切斷電路。根據(jù)圖中小磁針靜止時(shí)的指向，請(qǐng)你指出下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．電磁鐵C的右端是N極B．D點(diǎn)接的是電源負(fù)極
C．銜鐵B發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，是利用了電流的熱效應(yīng)D．滑片P向左移動(dòng)，電磁鐵C 的磁性增強(qiáng)
10．（2021湖南長(zhǎng)沙二模）小麗利用電磁繼電器設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)恒溫加熱魚(yú)缸，如圖所示，A為一段軟導(dǎo)線，B為一個(gè)小型電熱器。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．該裝置使用的是煤油溫度計(jì)
B．該裝置能使魚(yú)缸中的水溫大致保持在18℃
C．電磁鐵上端的磁極是N極
D．當(dāng)溫度未達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，小型電熱器B一直工作
11．（2021四川攀枝花中考）攀枝花市某學(xué)校研學(xué)小組在探究通電螺線管磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)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(dòng)。開(kāi)關(guān)S閉合后，小磁針的指向如圖所示，則電源A端為_(kāi)_____（選填“正”或“負(fù)”）極。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，小磁針N極將______（選填“不”、“向北”或“向南”）偏轉(zhuǎn)。
12．（2021遼寧中考）如圖所示，電源電壓恒定，R1、R2為定值電阻。閉合開(kāi)關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器R3的滑片調(diào)節(jié)到圖示位置，待電路穩(wěn)定后，小磁針靜止時(shí)B端為_(kāi)_____（選填“N”或“S”）極。將滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)，電阻R1的電流變化量______（選填“大于”、“小于”或“等于”）電阻R3的電流變化量。（不考慮地磁場(chǎng)的影響）
13．（2021河南九年級(jí)月考）如圖所示，A、B彈簧下方分別吊著軟鐵棒和條形磁鐵，閉合開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸向右移動(dòng)時(shí)，彈簧將伸長(zhǎng)的是______（選填“A”、“B”或“A和B”）；若改變電源的正負(fù)極，則______彈簧會(huì)縮短。
14．（2021湖南湘潭中考）如圖所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的水位自動(dòng)報(bào)警裝置，當(dāng)水位上升到與金屬片A接觸時(shí)，控制電路接通，此時(shí)，工作電路中的 ______（選填“燈亮”或“鈴響”），通電螺線管上方為_(kāi)_____（選填“N”或“S”）極。
15．如圖是小軍設(shè)計(jì)的短跑比賽“搶跑判斷器”。運(yùn)動(dòng)員蹲在起跑器上后，工作人員閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，發(fā)令指示燈亮，運(yùn)動(dòng)員搶跑后，R0所受壓力變小，電阻變小，電磁鐵的磁性____________（填“增強(qiáng)”或“減弱”），其上端的__________（填“N”或“S”）極將銜鐵吸下，搶跑指示燈____________（填“L1”或“L2”）亮，判定運(yùn)動(dòng)員搶跑。
16．（2020福建仙游九年級(jí)期末）圖是一種溫度自動(dòng)報(bào)警器的原理圖，制作_____（填“酒精”、“煤油”或“水銀”）溫度計(jì)時(shí)插入一段金屬絲，當(dāng)溫度達(dá)到金屬絲下端所指的溫度時(shí)，電磁鐵具有_____，將銜鐵吸引過(guò)來(lái)，使電鈴發(fā)出報(bào)警信號(hào)。根據(jù)圖中電磁鐵的極性，請(qǐng)你判斷出控制電路中電源_____端為“+”極，_____端為“?”極。（選填“左”或“右”）
17．（2021湖南張家界中考）如圖是研究巨磁電阻（GMR電阻在磁場(chǎng)中急劇減?。┨匦缘脑硎疽鈭D，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2后，電磁鐵右端為 ______極，滑片P向左滑動(dòng)過(guò)程中，指示燈明顯變 ______（選填“亮”或“暗”）。
18．（2021山東威海中考）請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫(huà)出1條能夠描述通電螺線管外部磁場(chǎng)的磁感線。
19．（2021江蘇鎮(zhèn)江中考）請(qǐng)按題目要求作答。
開(kāi)關(guān)S閉合后，小磁針靜止時(shí)指向如圖所示。請(qǐng)?jiān)趫D中兩個(gè)虛線框內(nèi)分別標(biāo)出螺線管的磁極和電源的極性。
20．（2021山東淄博中考）電與磁之間存在著相互聯(lián)系，彰顯物理現(xiàn)象的對(duì)稱、統(tǒng)一之美。
（1）如圖1所示，小雨利用干電池、導(dǎo)線和小磁針進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷電后小磁針復(fù)位。實(shí)驗(yàn)表明______；
（2）小雨又將直導(dǎo)線繞成螺線管形狀，在螺線管的兩端各放一個(gè)小磁針，并在硬紙板上均勻地撒滿鐵屑。通電后觀察小磁針的指向及鐵屑的排列情況，如圖2所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：通電螺線管外部的磁場(chǎng)與______的磁場(chǎng)一樣；
（3）在螺線管中插入軟鐵棒，制成電磁鐵。下列設(shè)備中沒(méi)有用到電磁鐵的是______（填字母）。
A．大型發(fā)電機(jī)
B．電磁起重機(jī)
C．電爐
21．（2021云南昆明中考）為了探究磁場(chǎng)，小華做了如下實(shí)驗(yàn)。
甲 乙 丙
（1）探究磁體周圍的磁場(chǎng)：
①在玻璃板上均勻撒上一層鐵屑，再將玻璃板放在條形磁體上方，然后______玻璃板，觀察鐵屑的分布情況。鐵屑在磁場(chǎng)中被______成一個(gè)個(gè)小磁針，從而在磁場(chǎng)中有序地排列起來(lái)，如圖甲所示；
②再在玻璃板上放一些小磁針，小磁針靜止時(shí)的情況如圖乙所示，黑色一端表示磁體的N極，某點(diǎn)小磁針______極所指的方向就是該點(diǎn)的______方向；
③人們仿照鐵屑在磁場(chǎng)中排列的情況和小磁針N極的指向畫(huà)出一些帶箭頭的曲線來(lái)形象、直觀地描述磁場(chǎng)，物理學(xué)中把這樣的曲線叫作______。
（2）探究通電螺線管周圍的磁場(chǎng)：
①把小磁針?lè)旁诼菥€管四周不同的位置，通電后發(fā)現(xiàn)小磁針的指向如圖丙所示，說(shuō)明通電螺線管周圍的磁場(chǎng)跟______磁體的磁場(chǎng)相似，圖中_____（選填“左”成“右”）端是螺線管的N極；
②對(duì)調(diào)電源的正負(fù)極重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，小磁針的指向與之前相反，說(shuō)明通電螺線管的極性跟______有關(guān)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后，小磁針靜止時(shí)______極指向南方。
22．（2021江西九江九年級(jí)期末）在探究“影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”實(shí)驗(yàn)中，小明制成簡(jiǎn)易電磁鐵甲、乙，并設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。
（1）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察________來(lái)判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱，這種研究方法______。當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)，電磁鐵甲、乙吸引大頭針的個(gè)數(shù)______（填“增加”或“減少”），說(shuō)明電流越______，電磁鐵磁性越強(qiáng)；
（2）根據(jù)圖示的情境可知，______（填“甲”或“乙”）的磁性強(qiáng)，說(shuō)明電流一定時(shí)，________，電磁鐵磁性越強(qiáng)；
（3）根據(jù)右手螺旋定則，可判斷出乙鐵釘?shù)纳隙耸请姶盆F的______極；
（4）電磁鐵吸引的大頭針下端分散的原因是______。
滬科版九年級(jí)
第十七章《從指南針到磁浮列車》
17.2 電流的磁場(chǎng)
【知識(shí)梳理】
一、電流的磁效應(yīng)：平行于小磁針的導(dǎo)線通電后，會(huì)發(fā)現(xiàn)小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，改變電流方向，小磁針的轉(zhuǎn)動(dòng)方向也會(huì)改變。
通電導(dǎo)線的周圍存在磁場(chǎng)，稱為電流的磁效應(yīng)。該現(xiàn)象在1820年被丹麥的物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)。奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：通電導(dǎo)線的周圍存在磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)方向與電流的方向有關(guān)。
二、通電螺線管的磁場(chǎng)
通電螺線管周圍的磁場(chǎng)方向和條形磁體的磁場(chǎng)相似。通電螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩個(gè)極，通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。
三、右手螺旋定則
1.右手螺旋定則的內(nèi)容：用右手握住螺線管，讓四指彎曲的方向跟螺線管中電流的方向一致，則大拇指所指的那端就是通電螺線管的N極。
2.電磁鐵：插有鐵芯的通電螺線管。
3.電磁體工作特點(diǎn)：電磁鐵的磁性有無(wú)可由通斷電控制，通電有磁性，斷電無(wú)磁性；電磁鐵磁極極性可由電流方向控制。
4.影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素：電流大小、線圈匝數(shù)。電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)；電流一定時(shí)，外形相同的電磁鐵，線圈匝數(shù)越多，它的磁性越強(qiáng)。
4.電磁繼電器：電磁繼電器是利用較小的電流、較低的電壓去控制較大電流、較高電壓的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。
【易錯(cuò)點(diǎn)】
判斷通電螺線管的極性，不僅可以使用右手螺旋定則來(lái)判定，也可以根據(jù)擺放在通電螺線管周圍的小磁針的指向來(lái)判定（轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用）。
【規(guī)律總結(jié)】
右手螺旋定則闡述了通電螺線管中電流方向與磁場(chǎng)方向的關(guān)系。根據(jù)右手螺旋定則，已知通電螺線管的電流方向、磁場(chǎng)方向中的一個(gè)，可以判斷另一個(gè)。
【典例分析】
（2021山東日照中考）將通電螺線管和條形磁鐵如圖放置，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，請(qǐng)?jiān)谧髠?cè)小虛線框內(nèi)標(biāo)明通電螺線管左端的磁極，在中間大虛線框內(nèi)畫(huà)出磁感線的分布情況（三條即可）。
【答案】
【解析】
由圖可得，通電螺線管表面的電流方向?yàn)橄峦?，根?jù)右手螺旋定則得，通電螺線管左端的磁極N極，右端為S極端，磁場(chǎng)外部磁感線方向?yàn)镹極流向S極，如下圖所示：
【思路小結(jié)】
本題先根據(jù)作圖確定電流方向，然后利用右手螺旋定則確定磁極，然后根據(jù)磁感線方向的規(guī)定判斷磁感線的分布。
【真題操練】
1．（2021江蘇鎮(zhèn)江九年級(jí)）世界上第一個(gè)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)電與磁之間有聯(lián)系的物理學(xué)家是（ ）
A．奧斯特B．法拉第C．歐姆D．安培
【答案】A
【解析】
奧斯特通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)，故A符合題意。故選A。
2．（2021廣西百色中考）下列關(guān)于磁現(xiàn)象描述中錯(cuò)誤的是（ ）
A．磁體周圍的磁場(chǎng)是真實(shí)存在的B．地面上的指南針N極總是指向地理的南極
C．通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)D．磁感線是為了描述磁場(chǎng)而引入的假想曲線
【答案】B
【解析】
磁體周圍存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)是真實(shí)存在的，故A正確，不符合題意；地球是一個(gè)大磁體，地磁的南北極與地理的南北極相反，所以指南針靜止時(shí)，指南針的N極指向地磁的南極即地理的北極，故B錯(cuò)誤，符合題意；根據(jù)奧斯特實(shí)驗(yàn)即電流的磁效應(yīng)可知，通電導(dǎo)體周圍存在著磁場(chǎng)，故C正確，不符合題意；磁感線是為了形象描述磁場(chǎng)的分布引入的物理模型，是虛擬的封閉曲線，故D正確，不符合題意。故選B。
3．（2021江蘇錫山九年級(jí)期中）如圖所示，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān) S1、S2時(shí)，兩個(gè)通電螺線管的相互作用情況以及 A、B 端的極性分別是（ ）
A．相吸，A 端為 N 極，B 端為 S 極B．相吸，A 端為 S 極，B 端為 N 極
C．相斥，A 端為 N 極，B 端為 N 極D．相斥，A 端為 S 極，B 端為 S 極
【答案】B
【解析】
由安培定則可知，左邊通電螺線管的A端為S極，右端為N極，右邊通電螺線管的B端為N極，左端為S極，故由異名磁極相互吸引可知，兩個(gè)通電螺線管相吸，故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。
4．（2021四川廣元中考）如圖所示，在電磁鐵正上方用彈簧掛著一條形磁鐵，開(kāi)關(guān)閉合后，當(dāng)滑片P從a端向b端滑動(dòng)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象是（ ）
A．電流表示數(shù)變大，彈簧長(zhǎng)度變長(zhǎng)
B．電流表示數(shù)變大，彈簧長(zhǎng)度變短
C．電流表示數(shù)變小，彈簧長(zhǎng)度變短
D．電流表示數(shù)變小，彈簧長(zhǎng)度變長(zhǎng)
【答案】B
【解析】
由圖可知，當(dāng)滑片P從a端向b端滑動(dòng)過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻變小，由歐姆定律可知，電路中電流變大，即電流表示數(shù)變大，電磁鐵的磁性變強(qiáng)，由安培定則可知，電磁鐵上端為N極，與條形磁鐵之間相互排斥，由于電磁鐵磁性變強(qiáng)，所以與條形磁鐵之間斥力變大，彈簧長(zhǎng)度變短。故選B。
5．（2021青海西寧中考）如圖所示，用漆包線（導(dǎo)線表面涂有絕緣漆）繞在圓筒上做成了一個(gè)螺線管，用來(lái)研究通電螺線管磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)。閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)該通電螺線管的磁性較弱，下列措施能夠使它的磁性增強(qiáng)的是（ ）
A．在圓筒中插入一根鐵芯B．減少線圈匝數(shù)
C．滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)D．將電源正負(fù)極互換
【答案】A
【解析】
影響通電螺線管磁性強(qiáng)弱的因素有：電流的強(qiáng)弱、線圈的匝數(shù)及鐵芯的有無(wú)。在圓筒中插入鐵芯，能增強(qiáng)通電螺線管的磁性，故A符合題意；減少線圈匝數(shù)，會(huì)減小通電螺線管的磁性，故B不符合題意；圖示中的滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)是，變阻器接入電路的阻值變大，則通過(guò)電路的電流減小，那么螺線管的磁性會(huì)減弱，故C不符合題意；將電源正負(fù)極互換，只能改變通過(guò)螺線管的電流，不會(huì)影響其磁性的強(qiáng)弱，故D不符合題意。故選A。
6．（2021江蘇蘇州九年級(jí)月考）彈簧下端掛一磁體（下面的電磁鐵電路沒(méi)有連接好），如圖所示，若把電路連接好，發(fā)現(xiàn)彈簧長(zhǎng)度會(huì)變短，若要使滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度變得更短，則變阻器接入電路的方式可以是（）
A．C接E，B接FB．C接E，D接F
C．A接E，D接FD．A接E，B接F
【答案】A
【解析】
根據(jù)右手螺旋定則可知，通電螺線管上端為S極，電路接通后，由于同名磁極相互排斥，彈簧長(zhǎng)度會(huì)變短；若要使滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度變得更短，則應(yīng)使電路中電流變大，使通電螺線管磁性增強(qiáng)，所以滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)該減小，所以滑動(dòng)變阻器要接B接線柱，又因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器要采用“一上一下”的接法，所以另一接線柱應(yīng)該接入C或者D，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。
7．（2021山東煙臺(tái)中考）某興趣小組設(shè)計(jì)了一種路燈自動(dòng)控制裝置，路燈的通斷由光控開(kāi)關(guān)控制，兩路燈的額定電壓為220V，R為保護(hù)電阻，S為光控開(kāi)關(guān)，白天光控并關(guān)斷開(kāi)兩路燈不發(fā)光，晚上光控開(kāi)關(guān)閉合，兩路燈正常發(fā)光。下列電路設(shè)計(jì)符合要求的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】
當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，將銜鐵吸引下來(lái)，下面的燈亮，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，上面的燈亮，即每一次只能亮一個(gè)燈，故A不符合題意；工作電壓只有220V，而此選項(xiàng)中兩個(gè)燈泡串聯(lián)，兩個(gè)燈泡都不能正常發(fā)光，故B不符合題意；兩燈泡并聯(lián)，都能正常發(fā)光，且當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，銜鐵被吸下，燈泡正常發(fā)光，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，兩燈泡都不發(fā)光，故C符合題意；不論開(kāi)關(guān)是否閉合，兩個(gè)燈泡都能同時(shí)正常發(fā)光，不能同時(shí)熄滅，故D不符合題意。故選C。
8．（2021廣東三模）如圖所示為通電螺線管磁場(chǎng)強(qiáng)弱演示儀的示意圖（導(dǎo)線電阻不計(jì)），由圖可知以下說(shuō)法中正確的是（ ）
A．當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a點(diǎn)時(shí)，儀表指針向右偏轉(zhuǎn)
B．若將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)，儀表指針偏轉(zhuǎn)方向不變
C．保持滑片P的位置不變，開(kāi)關(guān)S由a點(diǎn)換到b點(diǎn)，儀表示數(shù)變小
D．當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a點(diǎn)，滑片P向上移動(dòng)時(shí)，儀表示數(shù)變小
【答案】D
【解析】由安培定制可知，通電螺線管的右端為N極，小磁片的左端為N極，根據(jù)同名磁極相互排斥可知，儀表指針向左偏轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤；若將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)，電流方向改變，磁場(chǎng)方向改變，儀表指針偏轉(zhuǎn)方向也會(huì)改變，故B錯(cuò)誤；保持滑片P的位置不變，開(kāi)關(guān)S由a點(diǎn)換到b點(diǎn)，電源電壓不變，電阻不變，因此電路中電流不變，線圈匝數(shù)增加，則磁性增強(qiáng)，排斥力變大，儀表指針偏轉(zhuǎn)角度變大，儀表示數(shù)變大，故C錯(cuò)誤；當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a點(diǎn)，滑片P向上移動(dòng)時(shí)，電源電壓不變，電阻增大，電流減小，則磁性減弱，排斥力變小，儀表指針偏轉(zhuǎn)角度變小，儀表示數(shù)變小，故D正確。故選D。
9．（2019廣東深圳三模）如圖所示是小明同學(xué)設(shè)計(jì)的一種限流器原理圖。當(dāng)電流超過(guò)限制電流時(shí)，限流器會(huì)自動(dòng)切斷電路。根據(jù)圖中小磁針靜止時(shí)的指向，請(qǐng)你指出下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．電磁鐵C的右端是N極B．D點(diǎn)接的是電源負(fù)極
C．銜鐵B發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，是利用了電流的熱效應(yīng)D．滑片P向左移動(dòng)，電磁鐵C 的磁性增強(qiáng)
【答案】B
【解析】
小磁針靜止時(shí)，右端為S極，根據(jù)異名磁極相互吸引知道，電磁鐵的左端為N極，右端為S極，故A錯(cuò)誤；電磁鐵的左端為N極，由安培定則判斷知道，電流從右端流入、左端流出，故D點(diǎn)接的是電源負(fù)極，故B正確；銜鐵B發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，是利用了電流的磁效應(yīng)，故C錯(cuò)誤；滑片P向左移動(dòng)，變阻器接入電路的阻值變大，則電路中的電流變小，電磁鐵C的磁性減弱，故D錯(cuò)誤。故選B。
10．（2021湖南長(zhǎng)沙二模）小麗利用電磁繼電器設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)恒溫加熱魚(yú)缸，如圖所示，A為一段軟導(dǎo)線，B為一個(gè)小型電熱器。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．該裝置使用的是煤油溫度計(jì)
B．該裝置能使魚(yú)缸中的水溫大致保持在18℃
C．電磁鐵上端的磁極是N極
D．當(dāng)溫度未達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，小型電熱器B一直工作
【答案】D
【解析】
溫度計(jì)與電路連接，煤油不導(dǎo)電，故不可能是煤油溫度計(jì)，故A錯(cuò)誤；由圖可知，當(dāng)溫度計(jì)中液柱到26℃時(shí)，控制電路接通，電磁鐵吸引銜鐵切斷工作電路停止加熱，故溫度維持在26℃，故B錯(cuò)誤；由圖可知，電磁鐵正面電流方向向左，根據(jù)安培定則可知，電磁鐵下端為N極，故C錯(cuò)誤；當(dāng)溫度未達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，控制電路斷路，電磁鐵不工作，工作電路一直處于通路狀態(tài)，小型電熱器B一直工作，故D正確。故選D。
11．（2021四川攀枝花中考）攀枝花市某學(xué)校研學(xué)小組在探究通電螺線管磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)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(dòng)。開(kāi)關(guān)S閉合后，小磁針的指向如圖所示，則電源A端為_(kāi)_____（選填“正”或“負(fù)”）極。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，小磁針N極將______（選填“不”、“向北”或“向南”）偏轉(zhuǎn)。
【答案】負(fù) 向北
【解析】
由小磁針靜止時(shí)，其左端為N極，右端為S極，根據(jù)磁體間的相互作用規(guī)律可知，螺線管左端為N極，右端為S極；根據(jù)螺線管的線圈繞向，利用右手螺旋定則可以確定電流從螺線管的右端流入，左端流出，由于電流是從電源的正極流出，經(jīng)過(guò)外電路回到電源的負(fù)極，所以可以確定電源的A端為負(fù)極。由于未斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，小磁針是東西走向，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，小磁針由于受到地磁場(chǎng)的影響，N指向地磁南極，即地理北極，小磁針N極將向北偏轉(zhuǎn)。
12．（2021遼寧中考）如圖所示，電源電壓恒定，R1、R2為定值電阻。閉合開(kāi)關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器R3的滑片調(diào)節(jié)到圖示位置，待電路穩(wěn)定后，小磁針靜止時(shí)B端為_(kāi)_____（選填“N”或“S”）極。將滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)，電阻R1的電流變化量______（選填“大于”、“小于”或“等于”）電阻R3的電流變化量。（不考慮地磁場(chǎng)的影響）
【答案】N 小于
【解析】
將滑動(dòng)變阻器R3的滑片調(diào)節(jié)到圖示位置，待電路穩(wěn)定后，根據(jù)安培定則可知，通電螺線管的右側(cè)為N極，左側(cè)為S極，根據(jù)異名磁極相互吸引，故小磁針靜止時(shí)B端為N極。上圖中，通電螺線管與R2串聯(lián)后與變阻器并聯(lián)，最后再與R1串聯(lián)，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)，變阻器連入電路的電阻變大，電路的總電阻變大。由分壓原理，并聯(lián)部分的電壓變大，由歐姆定律，通過(guò)R2的電流變大；根據(jù)串并聯(lián)電阻的規(guī)律，并聯(lián)部分的電阻變大，電路的總電阻變大，由歐姆定律，通過(guò)電阻R1的電流變小，根據(jù)并聯(lián)電路的電流等于各支路電流之和，故電阻R1的電流變化量小于電阻R3的電流變化量。
13．（2021河南九年級(jí)月考）如圖所示，A、B彈簧下方分別吊著軟鐵棒和條形磁鐵，閉合開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸向右移動(dòng)時(shí)，彈簧將伸長(zhǎng)的是______（選填“A”、“B”或“A和B”）；若改變電源的正負(fù)極，則______彈簧會(huì)縮短。
【答案】A和B B
【解析】
由電路圖知，滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的阻值變小，那么電路中的電流變大，通電螺線管的磁性增強(qiáng)，那么左邊的螺線管對(duì)炊鐵棒的吸引力增大，A彈簧伸長(zhǎng)，據(jù)安培定則知，兩個(gè)螺線管的N極都在下方，根據(jù)異名磁極相互吸引知，右邊的螺線管對(duì)條形磁鐵的吸引力也增大，所以B彈簧也伸長(zhǎng)。改變電源的正負(fù)極，電路中電流的大小不變，方向發(fā)生改變，那么通電螺線管的磁性強(qiáng)弱不變，左邊螺線管對(duì)軟鐵棒的吸引力不變，A彈簧的長(zhǎng)度不變，而右邊螺線管此時(shí)的N極在上方，對(duì)條形磁鐵有排斥作用，所以B彈簧會(huì)縮短。
14．（2021湖南湘潭中考）如圖所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的水位自動(dòng)報(bào)警裝置，當(dāng)水位上升到與金屬片A接觸時(shí)，控制電路接通，此時(shí)，工作電路中的 ______（選填“燈亮”或“鈴響”），通電螺線管上方為_(kāi)_____（選填“N”或“S”）極。
【答案】鈴響 S
【解析】
由圖可知，當(dāng)水位上升到與金屬片A接觸時(shí)，控制電路接通，此時(shí)，電磁鐵吸引銜鐵落下，工作電路中電鈴被接通，電鈴響。根據(jù)安培定則可知，通電路線管的下端為N極，則上端為S極。
15．如圖是小軍設(shè)計(jì)的短跑比賽“搶跑判斷器”。運(yùn)動(dòng)員蹲在起跑器上后，工作人員閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，發(fā)令指示燈亮，運(yùn)動(dòng)員搶跑后，R0所受壓力變小，電阻變小，電磁鐵的磁性____________（填“增強(qiáng)”或“減弱”），其上端的__________（填“N”或“S”）極將銜鐵吸下，搶跑指示燈____________（填“L1”或“L2”）亮，判定運(yùn)動(dòng)員搶跑。
【答案】增強(qiáng) N L2
【解析】
R0所受壓力變小，電阻變小，根據(jù)可知，電源電壓恒定不變，電阻變小，那么電流變大，這時(shí)電磁鐵的磁性變強(qiáng)。從圖中可以看到，電流從電磁鐵的上端流入，根據(jù)安培定則可知，用右手握住螺線管，讓彎曲的四指指向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是通電螺線管的N極，即上端是N極，其上端的N極將銜鐵吸下。從圖中右邊的電路圖可以看到，當(dāng)銜鐵吸下時(shí)，電流從電源正極流出，流過(guò)開(kāi)關(guān)S2，再流過(guò)燈泡L2，最后回負(fù)極，電流不會(huì)流過(guò)燈泡L1，因?yàn)闊襞軱1所在的支路是斷開(kāi)的，即搶跑指示燈L2會(huì)亮，判定運(yùn)動(dòng)員搶跑。
16．（2020福建仙游九年級(jí)期末）圖是一種溫度自動(dòng)報(bào)警器的原理圖，制作_____（填“酒精”、“煤油”或“水銀”）溫度計(jì)時(shí)插入一段金屬絲，當(dāng)溫度達(dá)到金屬絲下端所指的溫度時(shí)，電磁鐵具有_____，將銜鐵吸引過(guò)來(lái)，使電鈴發(fā)出報(bào)警信號(hào)。根據(jù)圖中電磁鐵的極性，請(qǐng)你判斷出控制電路中電源_____端為“+”極，_____端為“?”極。（選填“左”或“右”）
【答案】水銀 磁性 左 右
【解析】
這是水銀溫度計(jì)，只有導(dǎo)體水銀才能導(dǎo)電，酒精和煤油是不能導(dǎo)電的；當(dāng)溫度達(dá)到金屬絲下端所指的溫度時(shí)，電路中會(huì)有電流，電磁鐵會(huì)產(chǎn)生磁性，將銜鐵吸引過(guò)來(lái)，使電鈴發(fā)出報(bào)警信號(hào)；根據(jù)安培定則可知，電流從左端流入，右端流出，所以電源左端為“+”極，右端為“?”極。
17．（2021湖南張家界中考）如圖是研究巨磁電阻（GMR電阻在磁場(chǎng)中急劇減?。┨匦缘脑硎疽鈭D，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2后，電磁鐵右端為 ______極，滑片P向左滑動(dòng)過(guò)程中，指示燈明顯變 ______（選填“亮”或“暗”）。
【答案】S 亮
【解析】
根據(jù)右手螺旋定則，四指的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，大拇指為N極，故電磁鐵的右端為S極?；琍向左滑動(dòng)過(guò)程中，電阻變小，電流變大，磁性變強(qiáng)，GMR電阻變小，總電阻變小，電流變大，故燈泡變亮。
18．（2021山東威海中考）請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫(huà)出1條能夠描述通電螺線管外部磁場(chǎng)的磁感線。
【答案】
【解析】
由圖示知，電流從螺線管的左端流入，右端流出，據(jù)安培定則知，螺線管的右端為N極，而螺線管外部磁感線從N極出來(lái)回到S極，所以作圖如下：
19．（2021江蘇鎮(zhèn)江中考）請(qǐng)按題目要求作答。
開(kāi)關(guān)S閉合后，小磁針靜止時(shí)指向如圖所示。請(qǐng)?jiān)趫D中兩個(gè)虛線框內(nèi)分別標(biāo)出螺線管的磁極和電源的極性。
【答案】
【解析】
小磁針左側(cè)S極，所以螺線管右側(cè)N極，左側(cè)S極，根據(jù)安培定則，電流右進(jìn)左出，電源左側(cè)負(fù)極。
20．（2021山東淄博中考）電與磁之間存在著相互聯(lián)系，彰顯物理現(xiàn)象的對(duì)稱、統(tǒng)一之美。
（1）如圖1所示，小雨利用干電池、導(dǎo)線和小磁針進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷電后小磁針復(fù)位。實(shí)驗(yàn)表明______；
（2）小雨又將直導(dǎo)線繞成螺線管形狀，在螺線管的兩端各放一個(gè)小磁針，并在硬紙板上均勻地撒滿鐵屑。通電后觀察小磁針的指向及鐵屑的排列情況，如圖2所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：通電螺線管外部的磁場(chǎng)與______的磁場(chǎng)一樣；
（3）在螺線管中插入軟鐵棒，制成電磁鐵。下列設(shè)備中沒(méi)有用到電磁鐵的是______（填字母）。
A．大型發(fā)電機(jī)
B．電磁起重機(jī)
C．電爐
【答案】通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng) 條形磁體 C
【解析】
（1）通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷電后小磁針復(fù)位。實(shí)驗(yàn)表明表明通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)。（2）通電后觀察小磁針的指向及鐵屑的排列情況，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。（3）電爐是完全的發(fā)熱裝置，而發(fā)電機(jī)和電磁起重機(jī)均需要電磁鐵產(chǎn)生磁性進(jìn)行工作。故選C。
21．（2021云南昆明中考）為了探究磁場(chǎng)，小華做了如下實(shí)驗(yàn)。
甲 乙 丙
（1）探究磁體周圍的磁場(chǎng)：
①在玻璃板上均勻撒上一層鐵屑，再將玻璃板放在條形磁體上方，然后______玻璃板，觀察鐵屑的分布情況。鐵屑在磁場(chǎng)中被______成一個(gè)個(gè)小磁針，從而在磁場(chǎng)中有序地排列起來(lái)，如圖甲所示；
②再在玻璃板上放一些小磁針，小磁針靜止時(shí)的情況如圖乙所示，黑色一端表示磁體的N極，某點(diǎn)小磁針______極所指的方向就是該點(diǎn)的______方向；
③人們仿照鐵屑在磁場(chǎng)中排列的情況和小磁針N極的指向畫(huà)出一些帶箭頭的曲線來(lái)形象、直觀地描述磁場(chǎng)，物理學(xué)中把這樣的曲線叫作______。
（2）探究通電螺線管周圍的磁場(chǎng)：
①把小磁針?lè)旁诼菥€管四周不同的位置，通電后發(fā)現(xiàn)小磁針的指向如圖丙所示，說(shuō)明通電螺線管周圍的磁場(chǎng)跟______磁體的磁場(chǎng)相似，圖中_____（選填“左”成“右”）端是螺線管的N極；
②對(duì)調(diào)電源的正負(fù)極重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，小磁針的指向與之前相反，說(shuō)明通電螺線管的極性跟______有關(guān)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后，小磁針靜止時(shí)______極指向南方。
【答案】輕敲 磁化 N 磁場(chǎng) 磁感線 條形 右 電流方向 S
【解析】
（1）輕敲玻璃板的目的是減小摩擦力對(duì)鐵屑的影響。鐵屑在磁場(chǎng)中會(huì)被磁體磁化，成為一個(gè)個(gè)小磁針，具有了磁性，從而在磁場(chǎng)中有序地排列起來(lái)。物理學(xué)規(guī)定，磁場(chǎng)中某點(diǎn)小磁針N極方向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。為了形象地描述磁場(chǎng)，人們用一些帶箭頭的曲線來(lái)表示磁場(chǎng)的存在以及磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，這樣的曲線叫做磁感線，磁感線不是實(shí)際存在的。
（2）由圖丙從鐵屑的排列情況可以看出，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；電流左進(jìn)右出，根據(jù)安培定則，右邊為N極。對(duì)調(diào)電源的正負(fù)極重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，電流方向相反，小磁針的指向與之前相反，說(shuō)明通電螺線管的極性跟電流方向有關(guān)；小磁針相當(dāng)于指南針，靜止時(shí)S極指地理南方。
22．（2021江西九江九年級(jí)期末）在探究“影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”實(shí)驗(yàn)中，小明制成簡(jiǎn)易電磁鐵甲、乙，并設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。
（1）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察________來(lái)判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱，這種研究方法______。當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)，電磁鐵甲、乙吸引大頭針的個(gè)數(shù)______（填“增加”或“減少”），說(shuō)明電流越______，電磁鐵磁性越強(qiáng)；
（2）根據(jù)圖示的情境可知，______（填“甲”或“乙”）的磁性強(qiáng)，說(shuō)明電流一定時(shí)，________，電磁鐵磁性越強(qiáng)；
（3）根據(jù)右手螺旋定則，可判斷出乙鐵釘?shù)纳隙耸请姶盆F的______極；
（4）電磁鐵吸引的大頭針下端分散的原因是______。
【答案】電磁鐵吸引大頭針數(shù)目的多少 轉(zhuǎn)換法 增加 大 甲 線圈匝數(shù)越多 S 大頭針被磁化，同名磁極相互排斥
【解析】
（1）磁性的強(qiáng)弱是無(wú)法直接觀察的。利用磁性的強(qiáng)弱不同，產(chǎn)生的磁力不同來(lái)認(rèn)識(shí)電磁鐵磁性的強(qiáng)弱不同，此題中就是利用電磁鐵吸引大頭針數(shù)目的不同來(lái)反映磁性強(qiáng)弱的不同的，這是一種轉(zhuǎn)換的方法。當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻減小，通過(guò)的電流變大，所以電磁鐵甲、乙的磁性增強(qiáng)，吸引大頭針的個(gè)數(shù)增加；大頭針的個(gè)數(shù)增加說(shuō)明了電磁鐵的磁性越強(qiáng)，即說(shuō)明電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。（2）根據(jù)圖示的情境可知，電磁鐵甲吸引的大頭針數(shù)目多，說(shuō)明甲的磁性強(qiáng)；兩電磁鐵串聯(lián)，電流相同，甲的線圈匝數(shù)較多，所以得出的結(jié)論是：電流一定時(shí)，線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)。（3）乙螺線管中的電流是從上邊導(dǎo)線流入的，用右手握住螺線管，四指的方向和電流方向相同，那么，大拇指所指的下端為N極，所以上端為S極。（4）大頭針被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散。

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初中物理滬科版（2024）九年級(jí)全冊(cè)電子課本

第二節(jié) 電流的磁場(chǎng)

版本： 滬科版（2024）

年級(jí)： 九年級(jí)全冊(cè)

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