苏科版物理九年级全册16.2电流的磁场素养提升练含解析

第第页苏科版物理九年级全册16.2电流的磁场素养提升练（含解析）第十六章电磁转换

二、电流的磁场

基础过关全练

知识点1通电直导线周围的磁场

1.如图所示,将一根直导线放在静止的小磁针正上方,且与小磁针平行,探究通电直导线周围的磁场,有关说法正确的是()

A.直导线可沿东西方向放置B.磁场方向与电流方向有关

C.接通电路,小磁针肯定偏转D.拿走小磁针磁场立即消失

2.通电导线周围存在磁场,研究表明,在垂直于通电直导线的平面内,它的磁感线是以导线为圆心的一系列同心圆,如图所示。图中小磁针b端为极,离直导线越近的位置磁场越(选填“强”或“弱”),理由是;改变直导线中电流的方向,小磁针N极指向(选填“会”或“不会”)发生改变。

知识点2通电螺线管周围的磁场

3.(2023江苏睢宁期末)如图,小明想利用细铁屑和小磁针来显示通电螺线管外部的磁场,下列方法错误的是()

A.用细铁屑的疏密来显示磁场的强弱

B.用小磁针的偏转来显示磁场的存在

C.用细铁屑的分布来显示磁场的分布

D.用小磁针S极的指向来显示磁场的方向

4.(2023江苏常州外国语学校期末)如图所示,电磁铁甲和乙通电后,它们相近的两个磁极互相排斥,则()

A.乙电磁铁的左端为N极,电源左端为正极

B.乙电磁铁的左端为S极,电源右端为正极

C.乙电磁铁的左端为N极,电源右端为正极

D.乙电磁铁的左端为S极,电源左端为正极

5.(2022江苏苏州立达中学调研)一小磁针放在通电螺线管周围,静止时N极指向如图所示。请用箭头标出磁感线的方向,并用“+”“-”符号在括号内标出电源正、负极。

6.(2023江苏南通启东中学期末)闭合开关,螺线管右侧的小磁针立即转动,最后静止时N极指向螺线管,如图所示,请画出螺线管上导线的环绕方式,并标出螺线管的N极和S极。

7.(2023江苏南京鼓楼调研)在“探究通电螺线管磁场的方向”的实验中:

(1)开关闭合后,小磁针的指向如图所示。请按小磁针的指向在括号中用“S”或“N”标出通电螺线管的南北极,用“+”或“-”标出电源的正负极。

(2)将连接电源正、负极的导线对调,小磁针的指向也改变了,说明通电螺线管的磁场方向与方向有关。

(3)为了使通电螺线管的磁场增强,可采取的有效措施是(请写出两条)

①;

②。

知识点3电磁铁、电磁继电器

8.(2023江苏苏州星海中学调研)如图是一种水位自动报警器的原理图。关于它的工作原理下列说法正确的是()

A.水位达到金属块A时,绿灯亮

B.水位达到金属块A时,两灯同时亮

C.水位达到金属块A时,红灯亮

D.电磁铁中的电流越大,灯越亮

9.【新独家原创】小明学习了电磁铁的知识后,设计了一个简易按摩棒,如图所示。ABO为一根弹性细杆,可以绕O点上下转动,B处固定一个条形磁体(黑色为N极),A为按摩槌头。某一时刻,电磁铁与条形磁体间的磁感线如图所示。此时E处应接电源的(选填“正”或“负”)极,槌头A向(选填“上”或“下”)运动。若改变线圈中的电流方向,槌头A的运动方向(选填“改变”或“不变”)。

10.【新素材·现代科技】(2023江苏苏州景范中学模拟)如图甲所示是一个磁悬浮音箱,音箱内有一个条形磁体,下方环形底座内有一个电磁铁,通过磁极间的相互作用使音箱悬浮在空中,如图乙是其内部结构示意图。

甲乙

(1)请在图中标出开关闭合后,电磁铁的磁感线方向和电源的“+”“-”极;

(2)音箱工作时,音箱悬浮于空中,此时音箱的重力与(选填“浮力”或“磁力”)平衡;停止工作时,应先(选填“拿开音箱”或“切断电源”);

(3)换用一个质量较大的音箱仍然要悬浮在空中,且距离不变,可以电磁铁线圈中的电流。

能力提升全练

11.(2022江苏连云港中考,7,★★☆)一个通电螺线管中的电流方向和螺线管周围磁感线的分布如图所示,其中正确的是()

ABCD

12.(2023北京中考,10,★★☆)在探究通电螺线管的磁场特点时,通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示,其中小磁针(黑色一端为N极)静止时的指向情况如图甲所示,铁屑静止时的分布情况如图乙所示。选项能正确用磁感线描述这两个实验现象的是()

甲乙

ABCD

13.(2023湖南湘潭中考,18,★★★)小明设计了一款“智能照明灯”,其电路的原理图如图所示,光线较暗时灯泡自动发光,光线较亮时灯泡自动熄灭,控制电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小。以下说法正确的是()

A.电磁铁的上端为S极

B.当光照强度增强,控制电路的电流变小

C.当光照强度减弱,电磁铁的磁性增强

D.灯泡应设计在A和B两接线柱之间

14.(2022四川达州中考,18,★★☆)如图所示,开关S闭合,根据通电螺线管周围的磁感线分布判断直流电源的左端为(选填“正极”或“负极”);弹簧测力计吊着铜块在通电螺线管的上方从右端水平匀速运动到左端的过程中,弹簧测力计示数(选填“先变小后变大”“一直不变”或“先变大后变小”)。

15.(2023江苏南京中考,17,★★☆)人工心脏泵可短时间代替心脏工作,如图是该装置的示意图。磁体固定在左侧,线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁),活塞筒通过阀门与血管相通。阀门S1只能向外开启,S2只能向内开启。线圈中的电流从A流向B时,电磁铁左端是极,血液会(选填“流入”或“流出”)活塞筒。该装置工作时,线圈AB中的电流方向(选填“需要”或“不需要”)改变。

16.[2023江苏镇江中考,22(2),★★☆]开关S闭合后,小磁针静止时指向如图所示。请在图中两个虚线框内分别标出螺线管的磁极和电源的极性。

17.(2022江苏淮安中考,19,★★☆)如图所示,探究通电螺线管外部磁场的方向。

(1)玻璃板上均匀撒上铁屑,放上小磁针。闭合开关后,玻璃板,铁屑分布情况表明,螺线管的外部磁场与磁体周围的磁场相似。

(2)接通电路,小磁针静止时极的指向是该点的磁场方向。

(3)调换电源的正负极,闭合开关,小磁针反方向偏转,说明通电螺线管外部的磁场方向与有关。

素养探究全练

18.【科学思维】国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置,在意外熄火(如汤水溢出)时,装置能自动关闭气路。如图甲为小华设计的模拟装置示意图,电源电压U=6V,定值电阻R0=200Ω,当电磁铁线圈中的电流I≤0.02A时,衔铁K被释放从而关闭气路(未画出)启动保护,反之打开气路,线圈电阻不计,热敏电阻Rt的阻值与温度的关系如图乙中图线①所示。闭合开关S,则:

甲乙

(1)电磁铁下端为(选填“N”或“S”)极,停止加热(意外熄火)后,随着Rt温度降低,线圈中电流将(选填“变大”或“变小”)。

(2)当温度为20℃时,电路的总功率是多少

(3)装置启动保护时,Rt的最高温度是多少℃

(4)若仅将Rt更换为图线②所示的热敏电阻(两个热敏电阻的吸、放热本领相同),小华发现装置启动保护的灵敏度会(选填“降低”或“升高”)。

答案全解全析

基础过关全练

1.B为了减小地磁场对实验的影响,直导线必须沿南北方向放置;实验中改变电流的方向,小磁针的偏转方向会发生变化,这说明磁场方向与电流方向有关;若电流过小,产生的磁场较弱,小磁针可能不会发生偏转;小磁针可以显示磁场的存在,但磁场的存在与小磁针的有无无关,拿走小磁针磁场不会消失。

2.N强离直导线越近,磁感线越密,磁场越强会

解析小磁针b端所指方向与磁感线方向一致,故b端为N极;由通电直导线周围磁感线的分布可知,离直导线越近,磁感线越密,磁场越强;通电直导线周围磁场的方向与电流方向有关,所以改变直导线中电流的方向,直导线周围磁场的方向发生改变,小磁针N极的指向将会发生改变。

3.D在研究磁场时,可在磁体周围撒铁屑,通过铁屑分布来反映磁场的分布,铁屑越密集的地方,磁场越强,所以细铁屑的疏密能显示磁场的强弱,故A、C正确;磁场不能直接观察,通过观察小磁针来判断磁场的有无和方向,小磁针在磁场中静止时,N极的指向为磁场的方向,故B正确,D错误。

4.C通电后电流从电磁铁甲的左端流入,右端流出,由安培定则可判断出电磁铁甲的右端为N极;根据同名磁极相互排斥可知,图中电磁铁乙的左端应为N极,则由安培定则可知,电流从电磁铁乙的右端流入,左端流出,电路中的电源的左端为负极,右端为正极。故C正确,A、B、D错误。

5.如图所示

解析由题图可知,小磁针的左侧为N极,根据磁极间的相互作用规律可知,通电螺线管左端为S极,右端为N极,利用安培定则可以确定通电螺线管中电流的方向是从螺线管的左端流入,右端流出,因此电源的左端为正极,右端为负极。通电螺线管外部磁感线的方向是从N极指向S极。

6.如图所示

解析由题知,闭合开关后,小磁针静止时其N极指向螺线管;根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引,可以判断通电螺线管的右端是S极,其左端是N极。根据安培定则,用右手握住螺线管,大拇指指向螺线管的N极,则弯曲四指所指的方向就是电流方向,导线环绕方式如答案图所示。

7.(1)如图所示(2)通过螺线管的电流(3)①增加螺线管线圈匝数②增大通过螺线管的电流

解析(1)小磁针N极指向左侧,因此通电螺线管的右侧为S极,左侧为N极,根据安培定则可知,电源左侧为“-”极。

(2)将连接电源正、负极的导线对调,小磁针的指向也改变了,说明通电螺线管的磁场方向与通过螺线管的电流方向有关。

(3)螺线管线圈匝数越多、通过螺线管的电流越大,通电螺线管的磁场越强,因此为了使通电螺线管的磁场增强,可采取的有效措施是①增加螺线管线圈匝数;②增大通过螺线管的电流。

8.C由题图可知,当水位到达A时控制电路接通,电磁铁有磁性,衔铁被吸下,红灯亮,绿灯灭,故A、B错误,C正确;受控电路中的电流大小与控制电路中电流大小无关,所以电磁铁中的电流变大不影响灯的亮度,故D错误。

9.负下改变

解析根据磁感线的特点可知,条形磁体下端磁极与电磁铁上端磁极为异名磁极,所以槌头A向下运动,电磁铁的上端C处为N极,下端D处为S极;根据安培定则可知,电流由F处流入,E处流出,故E处应接电源的负极;若改变线圈中的电流方向,电磁铁的极性随之改变,故槌头A的运动方向也会改变。

10.(1)如图所示(2)磁力拿开音箱(3)增大

解析(1)已知条形磁体上端为S极,下端为N极,根据同名磁极相互排斥可知,电磁铁的上端为N极,下端为S极;电磁铁外部磁感线从N极出发,回到S极;根据安培定则可知,电流从螺线管的上端流入,所以电源的上端为正极,下端为负极。

(2)通电后,电磁铁具有磁性,由于同名磁极相互排斥,因此音箱受电磁铁排斥力而在空中静止,音箱受力平衡,即音箱的重力与磁力是一对平衡力;当磁悬浮音箱停止工作时,应先拿开音箱再切断电源,防止音箱在重力作用下会落下来而摔坏。

(3)因为音箱在空中静止,处于平衡状态,所以音箱受力平衡,即重力和磁力大小相等,故换用一个质量较大的音箱时,重力增大,磁力也应增大,所以可以增大电磁铁线圈中的电流。

能力提升全练

11.B据安培定则判断,A中螺线管的右端是N极,左端是S极,故磁感线的方向错误;B中螺线管的右端是N极,左端是S极,故磁感线的方向正确;C中螺线管的右端是S极,左端是N极,故磁感线的方向错误;D中螺线管的右端是N极,左端是S极,故磁感线的方向错误。

12.C由题图乙可知,通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似,由题图甲可知,小磁针N极静止时的指向即该点的磁场方向,故通电螺线管的左端为S极,右端为N极;在通电螺线管的外部,磁感线是从N极出来回到S极的,在螺线管的内部,磁感线是从S极到N极,磁感线是一条条封闭的曲线。

13.D根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极,A错;当光照强度增强,光敏电阻的阻值减小,总电阻减小,控制电路中的电流变大,B错;当光照强度减弱时,光敏电阻的阻值变大,总电阻变大,控制电路中的电流变小,电磁铁磁性变弱,C错;光线较暗时,光敏电阻的阻值大,则控制电路中的电流小,电磁铁的磁性弱,衔铁在弹簧的作用下被拉起,灯泡自动发光,说明灯泡在A和B两接线柱之间,D正确。

14.负极一直不变

解析在通电螺线管的外部,磁感线是从N极出来回到S极的,所以通电螺线管的左端为N极,根据安培定则可知,电流是从螺线管的右端流入,左端流出,所以电源的左端为负极,右端为正极;磁性材料是指铁、钴、镍等物质,铜不是磁性材料,不能与通电螺线管周围的磁场发生力的作用,故弹簧测力计吊着铜块在通电螺线管的上方从右端水平匀速运动到左端的过程中,弹簧测力计示数一直不变。

15.S流入需要

解析线圈中的电流从A流向B时,由安培定则可知,电磁铁的右端为N极,左端为S极,电磁铁和左侧磁体的异名磁极相对,因异名磁极相互吸引,故活塞左移,活塞筒的血压减小,而血管内血压较大,使得阀门S1关闭,S2打开,则血液经过S2流入活塞筒;要使活塞筒内血液推开阀门S1流入血管,则应使活塞向右运动,此时需要改变线圈AB中电流方向,从而改变电磁铁的磁极极性,使其与左侧磁体同名磁极相对而相互排斥,故线圈AB中的电流方向需要改变。

16.如图所示

解析小磁针静止时,右端为N极,则小磁针的左端为S极,根据异名磁极相互吸引可知,通电螺线管右侧为N极,左侧为S极;由安培定则可知,电流是从通电螺线管的右端流入,左端流出,因此电源的右端为正极,左端为负极。

17.(1)轻敲条形(2)N(3)电流方