《20电生磁》同步练习【答案】

《20.2电生磁》同步练习参考答案与试题解析一．选择题（共8小题）1．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【解答】解：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。2．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【解答】解：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即，右端为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。3．如图所示，小明同学在做实验时，在一通电导线N内部有一个通电螺线管M，则M受力作用而（）A．向右运动 B．向左运动 C．绕OO’转动 D．以上都有可能【解答】解：通电导线N相当于一螺线管，有磁场，在中心处的磁场方向从里向外。通电螺线管相当于一个条形磁体，左S右N，它的N极会指向磁场方向，所以会绕OO’转动。故选：C。4．如图所示，小明自制了一个带有电磁铁的木船模型。将它放入水中漂浮，船头B指向东。闭合开关S，则小船将会在水平面内自由转动，当小船再次处于静止状态时，船头B指向（）A．东 B．北 C．西 D．南【解答】解：闭合开关S，由右手螺旋定则可知通电螺线管右侧为N极，左侧为S极；因地磁场沿南北方向，地球南极处为地磁场的N极，地球北极处为地磁场的S极；因同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，故船头B指向北方。故选：B。5．在光滑的玻璃棒上套有两个可自由移动的螺线管A和B，如图所示，当开关S闭合时，A、B两螺线管将（）A．向左右分开 B．向中间靠拢 C．静止不动 D．先向左右分开，后向中间靠拢【解答】解：由安培定则知，开关闭合后，A的右端是N极，B的左端是S极，由异名磁极相互吸引知，要相互吸引，故B的说法正确。故选B。6．某宿舍楼一单元的几家住户为增强安全感。在单元楼梯口安装了防盗门。如图所示为单元防盗门门锁的原理图。各家住户都安有一个控制开关S，用来控制门锁，图中只画出了其中一家住户的控制开关。该门锁的工作过程是：楼上的人闭合控制开关S．门锁上通电后的电磁铁吸引卡入右侧门上门扣中的衔铁，衔铁脱离门扣，门可打开。关于该门锁。下列说法中正确的是（）①闭合开关后，电磁铁的右端为S极；②闭合开关后，电磁铁的右端为N极；③该单元的各住户控制门锁的开关是并联的；④该单元的各住户控制门锁的开关是串联的。A．①③ B．①④ C．②③ D．②④【解答】解：由图可知电流由右侧流入，则由右手螺旋定则可知电磁铁的左端为N极，右侧为S极；故①正确；因各用户要独立控制门锁，即有一个开关闭合即能打开门锁，故只有并联电路才能完成该功能；若为串联应让各开关均闭合才能控制门锁；故③正确；故选：A。7．如图所示，条形磁铁置于水平面上，电磁铁与其在同一水平面上，右端固定并保持水平，当电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时，条形磁铁仍保持静止。下列说法不正确的是（）A．开关闭合后，电磁铁左端是N极，右端是S极 B．条形磁铁受到的摩擦力方向水平向左 C．条形磁铁仍保持静止，说明条形磁铁受力平衡 D．滑动变阻器滑片P逐渐向左，条形磁铁受到的摩擦力逐渐增大【解答】解：（1）根据螺线管的线圈绕向和电流从螺线管的左端流入，利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极，右端是S极，故A正确。（2）因为条形磁铁与螺线管相邻的一端为同名磁极而相互排斥，所以条形磁铁受到螺线管对它向左的斥力，条形磁铁处于静止状态，受到平衡力的作用，桌面对它施加了一个摩擦力，即磁铁受到的螺线管斥力与桌面对它的摩擦力平衡，所以摩擦力方向向右，故B错误，C正确；（3）滑片P向左滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，对条形磁铁的斥力增大，由于条形磁铁始终处于平衡状态，所以摩擦力始终等于斥力，故摩擦力会随着斥力的增大而增大，故D正确。故选：B。8．以下措施中，不能使通电螺线管磁性增强的是（）A．插入铁芯 B．增大电流 C．改变电流方向 D．增加线圈匝数【解答】解：通电螺线管磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数及是否有铁芯插入有关。螺线管中的电流越大，螺线管线圈的匝数越多，有铁芯插入都可以使通电螺线管的磁性增强；改变电流的方向只能改变通电螺线管周围的磁场方向，不能使通电螺线管磁性增强。故选：C。二．填空题（共7小题）9．丹麦物理学家奥斯特于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N极（选填“N”或“S”）。【解答】解：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。故答案为：奥斯特；N。10．如图是奥斯特实验的示意图，当水平导线中有电流通过时，小磁针将发生偏转，说明通电导体周围存在磁场，如果移走小磁针，该结论成立（选填“成立”、“不成立”）。【解答】解：当将通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，说明了通电导线周围存在磁场，该磁场与小磁针的有无无关，故移走小磁针后，该结论仍成立；故答案为：偏转；磁场；成立。11．在原子内部，核外电子绕原子核运动会形成一种环形电流，该环形电流产生的磁场使物质微粒（原子）的两侧相当于两个磁极。若图中箭头表示的是电子绕原子核运动的方向，则环形电流的右侧应为N极（选填“N”或“S”）。【解答】解：物理学上规定，正电荷定向移动的方向为电流的方向，所以图中电流的方向与电子绕原子核运动的方向相反。利用右手螺旋定则，伸开右手让四指弯曲的方向与电流的方向一致，大拇指所指的那端（环形电流的右端）为N极，则环形电流的左侧应为S极。故答案为：N。12．安培在法国科学院的例会上做了一个有趣的实验。如图所示，在做好的螺线管中央穿一条细线，把它悬挂起来。从理论上分析，螺线管通电后产生磁场的N极会指向地理北极（填“南极”或“北极”）附近，进一步研究发现，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。【解答】解：螺线管通电后，在地磁场的作用下，螺线管将会发生转动，螺线管的S极指向地理的南极，螺线管的N极指向地理的北极；进一步研究发现，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。故答案为：北极；条形。13．为了确定标示不清的铅蓄电池的正、负极，小军同学将该电池和一螺线管相连，闭合开关S后，小磁针静止时的指向如图所示，由此可以判断，c端是铅蓄电池的正极，螺线管外部的磁感线从b端出来。【解答】解：小磁针的S极与螺线管的右端靠近，根据磁极间的作用规律：异名磁极相互吸引，所以螺线管的右端为N极。故螺线管外部的磁感线从b端出来；再结合螺线管的绕向，利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从螺线管的左端流入，右端流出。在电源外部，电流是从电源正极出发，经过外电路回到电源负极。由此可知，c端为电源的正极。故答案为：正；b。14．如图所示中柔软的导线稀疏的绕在光滑的玻璃管上，形成一个螺线管，当开关S闭合后，螺线管的长度将变大（选填“变大”、“不变”或“变小”）。【解答】解：用安培定则判断可知，L线圈的左端为S极，右端为N极，P线圈的左端是N极，右端是S极；也就是说，中间靠近的位置，两线圈的极性相同，因为同名磁极互相排斥，则这两个线圈相互排斥而左右分开，而使螺线管的长度变大。如图所示：故答案为：变大。15．如图所示实验装置中，A为废灯泡的玻璃芯（钨丝已断），小磁针处于静止状态。当用酒精灯把玻璃芯加热到红炽状态时，发现小磁针发生了偏转，表明红炽的玻璃变成了导体，此时小磁针的S极将向螺线管偏转。【解答】解：当用酒精灯把玻璃芯加热到红炽状态时，发现小磁针发生了偏转，表明红炽的玻璃变成了导体，由右手螺旋定则知，通电螺线管的右端为N极，左端为S，由磁极间的相互作用规律知，小磁针的S极将向螺线管偏转。故答案为：S。三．作图题（共3小题）16．将电磁铁连入你设计的电路中（在方框内完成），要求：使小磁针静止时如图所示。【解答】解：小磁针静止时N极所指示的方向﹣﹣向右，为该点磁场的方向。在磁体外部，磁感线从N极指向S极，所以螺线管的右端为S极，左端为N极。根据安培定则，电流应该从电磁铁的左端流入，右端流出，所以通电螺线管左端的导线连接电源的正极，右端的导线连接电源的负极。故答案如图所示：17．在图中标出螺线管的N极和磁感线的方向。【解答】解：电源右侧为正极，则电流由右侧流入，根据安培定则：用右手握住螺线管，使四指所指的方向为电流的方向，则大拇指所指的左侧为N极，右侧为S极，外部磁感线由N指向S．如图所示：18．如图所示是由一根导线绕成的两根通电螺线管，要使两根通电螺线管相吸，请在图中画出螺线管上导线的绕向。（3至5匝）【解答】解：要使两根通电螺线管相吸，应使两磁铁磁极相反；故用右手握住螺线管，大拇指指向右侧，则可知左端螺线管的右端为N极，由磁极间的相互作用可知，右端螺线管的左端应为S极，故线圈的绕向如图所示：四．实验探究题（共2小题）19．为了研究通电螺线管周围不同位置的磁场强弱，某小组同学将通电螺线管放置在水平玻璃板正下方，在玻璃板上均匀撒上铁屑，轻敲玻璃板后发现，在不同位置处铁屑的分布不同。如图（a）所示，该小组同学选取通电螺线管两端对称的A、B、C、D、E和F六个区域。为便于观察，图（b）所示为放大的这六个区域的铁屑分布情况。（1）实验中磁场的强弱是通过铁屑的分布来反映的；（2）分析比较图中的A、B、C三个区域或D、E、F三个区域可得出的初步结论是在通电螺线管周围，距离螺线管两端越远磁场越弱；（3）分析比较图中的A、F或B、E或C、D区域可初步推测，在通电螺线管左右两侧，到通电螺线管两端距离相等的对称区域，磁场强弱是相同的。【解答】解：（1）由图可以看出通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场一样，并且可以看到C点铁屑的分布比B点密集，B点铁屑的分布比A点密集，由此可以确定C点的磁场比B、A点强；因此实验中磁场的强弱是通过铁屑的分布来反映的；（2）由图可以看出通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场一样，并且可以看到C点铁屑的分布比B点密集，B点铁屑的分布比A点密集，由此可以确定C点的磁场比B、A点强；D点铁屑的分布比E点密集，E点铁屑的分布比F点密集，由此可以确定D点的磁场比E、F点强；由此可知：在通电螺线管周围，距离螺线管两端越远磁场越弱；（3）分析比较图（b）A、F或B、E或C、D可知：在通电螺线管周围，与螺线管两端距离相同的区域磁场强弱相同；故答案为：（1）铁屑的分布；（2）在通电螺线管周围，距离螺线管两端越远磁场越弱；（3）A、F或B、E或C、D。20．法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝尔由于发现巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖。这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图：（1）通电螺线管的右端是S极；（2）闭合开关S2，指示灯不亮，再闭合开关S1，指示灯发光，由此可知：巨磁电阻的大小与磁场强弱有关；（3）若滑片P向左移动，电磁铁的磁场增强（填“增强”、“减弱”），观察到指示灯变得更亮，由此实验可得出结论：磁场越强巨磁电阻阻值越小；（4）请举出一个应用巨磁电阻效应相关的实例电脑读卡器。【解答】解：（1）当开关闭合后，电磁铁中的电流是从右端流入，左端流出，根据安培定则可知，电磁铁的左端