31判断通电螺线管的极性

31判断通电螺线管的极性知识点讲解与点拨（1）通电螺线管外部的磁场方向和条形磁体的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极，通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。（2）安培定则：用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。（3）通电直导线产生的磁场：右手握着直导线，大拇指指向电流方向，四指指向磁场方向。（4）圆环通电线圈的磁场：用右手握螺线管，让四指指向圆环通电线圈中电流的方向，则大拇指所指的那端就是磁场的N极。专题训练一、单选题1．如图所示，在螺线管中插入一根铁棒，把小磁针放到螺线管周围不同位置。通电后，小磁针静止时N极指向正确的是（）A．甲、乙 B．乙、丁C．丙、丁 D．乙、丙【答案】B【详解】由图可知，电流从螺线管的左端流入，右端流出，由安培定则可知螺线管的右端是N极，左端是S极，螺线管外部的磁感线方向从N极出发回到S极，如下图所示：小磁针静止时N极的指向与该点磁感线的方向一致，所以小磁针乙和丁静止时N极指向正确，故B正确，ACD错误。故选B。2．将一绕在铁棒上的线圈连接成如图所示电路，闭合开关S。请根据电磁铁磁感线方向判断下列说法正确的是（）A．电磁铁的下端为N极 B．小磁针静止时上端是S极C．电磁铁利用了电流的热效应 D．电源左端为负极，右端为正极【答案】B【详解】A．在磁体外部，磁感线是由N出发回到S极，电磁铁的上端为N极，故A错误；B．电磁铁的上端为N极，电磁铁的下端为S极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，小磁针静止时下端是N极，上端是S极，故B正确；C．电磁铁利用了电流的磁效应，故C错误；D．电磁铁的上端为N极，根据安培定则知，通过电磁铁的电流从上面流入，从下面流出，电源左端为正极，右端为负极，故D错误。故选B。3．如图甲所示是一种磁悬浮地球仪，地球仪内部装有磁铁，其磁场方向与地磁场磁场方向一致，通电后，底座中的电磁铁就可将地球仪“漂浮”在空中，其工作原理如图乙所示。下列说法正确的是（）A．电磁铁的上端应该为N极B．地球仪利用异名磁极间相互排斥的原理工作C．电源的上端应该为正极D．将电源正负极对调后，地球仪仍能“漂浮”【答案】A【详解】AB．地磁场方向是从地理的南极指向北极的，由于地球仪内部磁场方向与地磁场磁场方向一致，所以地球仪的下端为N极，根据同名磁极相互排斥可知，电磁铁的下端为S极，上端为N极，故A正确，B错误；C．电磁铁的上端为N极，下端为S极，根据安培定则可知，电流从电磁铁的下端流入、上端流出，所以电源的下端为正极，则C错误；D．将电源正负极对调后，通过的电流方向相反，电磁铁的磁极也相反，上端为S极，而地球仪内部磁场方向，下端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，电磁铁吸引地球仪，地球仪不能“漂浮”，故D错误。故选A。4．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，左端的S极正对着在同一水平线上的电磁铁。当电磁铁通电时，条形磁铁静止且受到向左的吸引力，则下列说法错误的是（）A．水平桌面给条形磁铁有向右的摩擦力B．电磁铁的右端为N极，左端为S极C．电磁铁中的电流方向是从b流向aD．电磁铁受到的吸引力和条形磁铁受到的摩擦力是一对相互作用力【答案】D【详解】A．条形磁铁静止且受到向左的吸引力，具有向左的运动趋势会产生向右的摩擦力，故A正确，A不符合题意；B．因为条形磁铁静止且受到向左的吸引力，且条形磁铁左侧为S极，说明电磁铁右侧为N极，左侧为S极，故B正确，B不符合题意；C．电磁铁右侧为N极，左侧为S极，根据安培定则可知，电磁铁中的电流方向是从b流向a，故C正确，C不符合题意；D．电磁铁受到的吸引力和条形磁铁受到的吸引力为一对相互作用力，故D错误，D符合题意。故选D。5．下图是小聪和小明同学探究“通电螺线管的磁场方向”实验示意图。实验时，在小圆位置放置小磁针，闭合开关，画出不同位置小磁针静止时N极的指向；对调电源正负极，重复上述操作。下列说法不正确的是（

）A．小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向B．闭合开关，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相同C．对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向改变D．通过实验可总结出通电螺线管的磁极性和电流方向的关系【答案】B【详解】A．通电螺线管周围存在磁场，小磁针静止时N极的指向即为通电螺线管周围某一点的磁场方向，故A正确，不符合题意；B．闭合开关，通电螺线管周围存的磁场与条形磁铁相似，通电螺线管周围某一点磁场的方向即这点磁感线的切线方向，也就是小磁针静止时N极指向，故放置在a、b处的小磁针静止时N极指向不相同，故B错误，符合题意；C．电流周围的磁场方向与电流方向有关。对调电源正负极，闭合开关，通过通电螺线管的电流方向改变，则通电螺线管的磁场方向改变，故C正确，不符合题意；D．因磁感线都是从Ｎ极发出，回到S极的，根据实验操作过程，总结小磁针的指向，可总结出通电螺线管的磁极性和电流方向的关系，故D正确，不符合题意。故选B。6．如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是（）A．通电螺线管的左端为N极B．通电螺线管外A点磁场的方向向左C．小磁针顺时针转动D．小磁针N极指向左【答案】B【详解】A．闭合开关后，电流由螺线管的左侧流入、右侧流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指指向右端，即通电螺线管的右端为N极、左端为S极，故A错误；B．在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外A点的磁场方向向左，故B正确；CD．通电螺线管的右端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应靠近螺线管的右端，即小磁针的S极指向左，小磁针逆时针转动，故CD错误。故选B。7．在探究通电螺线管外部磁场方向时，小明在玻璃板上均匀地撒上铁屑，螺线管通电后，轻敲玻璃板，铁屑的分布情况如图所示（小磁针深色部分为N极）。下列说法正确的是（）A．通电螺线管的左端是S极B．通电螺线管的外部磁场与蹄形磁体周围的磁场相似C．改变螺线管中电流方向，则小磁针N、S极的指向都会发生改变D．改变螺线管中电流方向，则铁屑分布情况会改变【答案】C【详解】A．如图所示，小磁针深色部分为N极，根据磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管右端为S极，左端为N极，故A错误；B．如图所示，可以看出通电螺线管周围的小磁针指向与条形磁铁周围的小磁针指向相似，由此可看出通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，故B错误；CD．通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关，极性跟电流方向的关系可以用安培定则来判定：用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极，故改变螺线管中电流方向，磁场的方向改变，小磁针N、S极的指向都会发生改变，但磁场的形状不变，所以铁屑分布情况不会改变，故C正确，D错误。故选C。8．电磁铁外部磁感线分布如图1，将磁化后的缝衣针放在电磁铁附近，静止时如图2，a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，则（）A．针尖是S极B．a所处磁场方向向左C．a水平向右运动时，会产生感应电流D．a向上运动时，不会产生感应电流【答案】A【详解】A．图1通电螺线管的右端是S极；图2螺线管中电流方向发生改变，则磁场方向发生改变，螺线管右端是N极，左端是S极；在磁体外部，磁感线从N极指向S极，磁化后的缝衣针（小磁针）静止时N极的指向与该点磁场方向一致，所以缝衣针右端为N极，即针尖是S极，故A正确，符合题意；B．a处的磁场方向向右，故B错误，不符合题意；CD．要使导线（闭合电路的一部分）在磁场中运动时产生感应电流，则导线必须做切割磁感线运动，a水平向右运动时，没做切割磁感线运动，不会产生感应电流；a向上运动时，做切割磁感线运动，会产生感应电流，故CD错误，不符合题意。故选A。9．下列四个图中，磁感线方向标注错误的是（）A．

B．

C．

D．【答案】A【详解】A．用右手握住螺线管，让四指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极（在螺线管的外部，磁感线从N极发出回到S极）。本选项中，四指向螺线管中电流的反方向，故A错误，A符合题意；B．磁感线都是从N极发出回到S极，故B正确，B不符合题意；C．磁感线都是从N极发出，故C正确，C不符合题意；D．地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，磁感线从地磁北极发出回到地磁南极，故D正确，D不符合题意。故选A。10．如图所示，将某发光二极管的两极接入电路的a、b两点，闭合开关时，通电螺线管旁边小磁针S极向右偏转。下列判断正确的是（）A．通电螺线管右端为N极B．电源左端为正极，右端为负极C．发光二极管极接点，极接点D．图中P处磁感线的方向从螺线管右端到左端【答案】C【详解】A．根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，故A错误；B．根据安培定则可知，当通电螺线管的左端为N极时，螺线管上的电流方向向上，因为电流是从电源正极流出的，所以电源右端为正极，左端为负极，故B错误；C．发光二极管具有单向导电性，只有电流从长针进短针出时，二极管才发光，所以发光二极管极接点，极接点，故C正确；D．磁感线的方向是从N极到S极，所以图中P处磁感线的方向从螺线管左端到右端，故D错误。故选C。11．如图所示为双线并绕的螺线管，a、b、c、d为四个接线柱，其中a、c之间连接一根较细的导线；b、d之间连接一根较粗的导线。如用两端电压恒定的同一个电源供电，下列连接方式中磁性最强的方法是（）A．将bc相连，然后a、d分别接电源两极B．将cd相连，然后a、b分别接电源两极C．将ab相连、cd相连，然后分别接电源两极D．将ad相连、bc相连，然后分别接电源两极【答案】C【详解】A．b、c相连，a、d分别接在电源两极，两条导线串联，电阻相对较大，通过的电流较小，所以螺线管磁性较弱，故A不符合题意；B．c、d相连，a、b分别接在电源两极，两条导线串联，电阻相对较大，通过的电流较小，所以螺线管磁性较弱，故B不符合题意；C．a、b相连，cd相连后分别接在电源两极，两条导线并联，电阻相对较小，通过的电流较大，并且磁极极性一致，所以螺线管磁性较强，故C符合题意；D．a、d相连，bc相连后分别接在电源两极，两条导线并联，电阻相对较小，通过的电流较大，与C选项不同的是两螺线管中电流方向相反，两螺线管磁极极性相反，所以螺线管磁性较弱，故D不符合题意。故选C。二、填空题12．小雯做课本上探究通电螺线管外部的磁场与什么因素有关的实验，请完成下列问题：（1）她拿到一螺线管，在螺线管的一端放一小磁针，通电后小磁针S极总是靠近螺线管的该端，它将电源的正负极对调，她发现通电后小磁针N极总是靠近螺线管的该端，她得出的初步结论是；（2）通电螺线管的极性可以用右手螺旋定则来判定，请在图中括号内标出电源左侧的极性。【答案】通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关

【详解】[1]在螺线管的一端放一小磁针，通电后小磁针S极总是靠近螺线管的该端，根据异名磁极相互吸引，此时螺线管的该端为N极；它将电源的正负极对调，她发现通电后小磁针N级总是靠近螺线管的该端，说明此时螺线管的该端变为S极，得出的初步结论是：通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关。[2]右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极，即大拇指指向左侧，四指的环绕方向即为电流方向，即螺线管电流方向为右进左出，即电源左侧为负极，如图13．如图所示是“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验，在通电螺线管周围均匀撒上铁屑，从图中铁屑的分布情况可知，通电螺线管的外部磁场与磁体的磁场相似；当改变螺线管中的电流方向时，发现小磁针N极指向发生改变，此现象说明通电螺线管外部磁场方向与方向有关。【答案】条形螺线管中的电流【详解】[1][2]在通电螺线管周围均匀撒上铁屑，从图中铁屑的分布情况可知，通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似；改变螺线管中的电流方向，发现小磁针静止时北极所指方向与原来相反，说明通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。14．探究通电螺线管外部磁场的方向：条形磁铁周围的小磁针的指向如图甲所示，现把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后发现小磁针的指向如图乙所示，说明通电螺线管周围的磁场跟磁体的磁场相似；图乙中端是螺线管的N极。【答案】条形右【详解】[1][2]由图可看出，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似；图乙中电流从通电螺线管的左后侧流入，右前侧流出，根据安培定则可知，螺线管的右端是N极。15．开关S闭合时，通电螺线管的磁感线如图所示，则小磁针的N极将（选填“向左偏转”或“向右偏转”）；电源的（选填“A”或“B”）端为正极。【答案】向左偏转A【详解】[1][2]在磁体外部磁感线总是从N极出发回到S极，根据磁感线方向可知，通电螺线管的左侧为N极，根据右手定则判断可知电源的A端为正极；自由小磁针静止时，通电螺线管的左侧为N极，右侧为S极，根据磁极间异名磁极相吸，所以小磁针的N极向左偏转。16．丹麦科学家奥斯特通过实验证明：电流具有效应。电流产生的磁场方向与有关；通电直导线周围的磁感线分布如图所示，图中小磁针的a端是极。【答案】磁电流方向S【详解】通电导线能产生磁场，并且磁场方向与电流方向有关。用右手握住直导线，让大拇指指向直导线中电流的方向，则弯曲的四指所指方向为磁场方向；小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向。[1][2]奥斯特发现了电流的磁效应；电流周围的磁场方向与电流的方向有关。[3]通电直导线周围的磁感线是以直导线为中心的一系列的同心圆，磁感线是闭合的曲线；图中小磁针的a端的指向与磁感线的方向相反，故为小磁针的S极。17．通电导线周围存在磁场最早是丹麦物理学家发现的。如图所示，闭合开关使螺线管通电，A螺线管的上端相当于磁体的极，可以观察到右边弹簧（选填“伸长”“不变”或“缩短”）。【答案】奥斯特N缩短【详解】[1]通电导体周围存在磁场的现象最早是丹麦物理学家奥斯特发现的，通电时，小磁针发生偏转，说明了通电导线周围存在磁场。[2][3]闭合开关使螺线管通电，由右手螺旋定则可以判断，A、B螺线管的上端相当于磁体的N极，由同名磁极相互排斥可知，右边弹簧缩短。18．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，螺线管的b端为N极，铅蓄电池的c端是（选填“正”或“负”）极，小磁针所在位置的磁感线方向与小磁针N极所指的方向（选填“相同”或“相反”）。【答案】正相同【详解】[1]根据安培定则可知，螺线管上导线的电流向下，所以可知电源的c端为正极，b端为负极。[2]由螺线管周围的磁感线分布可知，磁感线从N极出发回S极，所以小磁针N极所指的方向与该位置磁感线的方向相同。19．通电线圈相当于一匝通电螺线管，其两侧的磁极与线圈中电流的方向的关系符合右手螺旋定则。把两个线圈A、B挂在水平光滑的固定绝缘细杆MN上，且平行靠近放置。当两线圈通入方向如图所示的、大小相同的电流时，线圈A、B将（选填“靠近”“远离”或“距离不变”）。【答案】靠近【详解】从图可知两个线圈A和B中电流的方向向上，用右手握住线圈A、B，让四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极，则线圈A的左端为N极，右端为S极；线圈B的左端为N极，右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，线圈A和B将互相靠近。20．如图所示，电磁铁通电时，小磁针的N极指向左端，则电流表的上端应为（选填“正”或“负”）接线柱。【答案】正【详解】由于小磁针静止时，其左端为N极，右端为S极，根据磁极间的作用规律可知，螺线管的右端S极，左端为N极。根据螺线管的N、S极和螺线管的线圈绕向，利用安培定则可以确定电流是从螺线管的左端流入、右端流出，所以电流表的上端应该为正接线柱。21．通电螺线管周围的磁感线如图所示。电源的A端是极，小磁针的B端是极。【答案】负N【详解】[1][2]由图可知，磁感线从通电螺线管的右侧出来，回到通电螺线管的左侧，则通电螺线管左侧为S极，右侧为N极，根据安培定则可知，螺线管中电流从左后侧流入，从右前侧流出，即电源的A端为负极；异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端为S极，右端为N极。22．如图所示，电磁铁的左端固定，条形磁铁固定于小车上，闭合开关，小车向右运动，那么可以判断电磁铁左端是极，条形磁铁左端是极；重新摆好小车，对调电源正负极，再次闭合开关，小车将（选填“向左”、“向右”或“不”）运动。【答案】SN向左【详解】[1][2][3]由安培定则可知，电磁铁左端是S极，右端是N极；闭合开关，小车向右运动，说明小车上的条形磁铁与电磁铁之间产生的是相互排斥的作用力，根据同名磁极相互排斥可知，条形磁铁左端是N极；重新摆好小车，对调电源正负极，再次闭合开关，电路中电流方向改变，由安培定则得，电磁铁右端为S极，左端为N极，由于条形磁铁左端是N极，根据异名磁极相吸引可知，条形磁铁与电磁铁之间相互吸引，小车将向左运动。23．如图所示，闭合开关S，发光二极管发光，电源的端是正极。此时永磁体所受摩擦力的大小为5N，且保持静止，永磁体所受摩擦力的方向为对调电源正、负极，闭合开关，永磁体所受摩擦力的大小变为N。【答案】左水平向左0【详解】[1]闭合开关S，发光二极光发光，说明电源右端是负极，左端是正极。[2]由安培定则可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，则通电螺线管与永磁体的异名磁极相对，会相互吸引，即永磁体受到通电螺线管向右的吸引力，永磁体受到桌面对条形磁铁的水平向左的摩擦力。[3]二极管具有单向导电性，只改变电源的正负极，电路中无电流，则螺线管无磁性，永磁体与螺线管之间没有力的作用，此时永磁体不受摩擦力，所以永磁体所受摩擦力的大小变为0N。24．两根平行导线通电后会出现如图甲所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前后的情况），由此可以推断出在图乙所示的电路中，当开关S闭合时，螺线管的长度会（选填“变长”或“变短”，不考虑摩擦），你判断的依据是；如果螺线管左端是N极，则电源的右端是极。【答案】变短由于螺线管上相邻导线中电流方向都相同，导线相互吸引正【详解】[1][2]根据图（甲）所示的现象可知，电流方向相同时，两导线会相互吸引；图乙中，当开关S闭合时，由于螺线管上相邻导线中电流方向都相同，导线相互吸引，故螺线管的长度会变短。[3]图乙中，螺线管的左端为N极，右端为S极，根据螺线管的线圈绕向，利用安培定则可知，电流从螺线管的右端流入，左端流出；所以电源右端是正极。三、作图题25．根据通电螺线管的磁感线，在括号里标出静止小磁针的“N”或“S”极。【答案】

【详解】通电螺旋圈的外部磁感线由N发出，最终回到S极，由图可知，通电螺旋圈的右端为S极，左端为N极，通电螺线圈周围小磁针的N极均指向磁感线的方向，小磁针所在位置的磁感线方向向右，所以小磁针的右端为N极，如图所示26．如图所示，小明通过实验探究“通电螺线管的磁场”，已知通电螺线管周围磁感线方向，请在图中标出电源的正、负极，通电螺线管的N、S极。【答案】

【详解】在磁体的周围，磁感线从磁体的N极发出回到S极，所以，根据螺线管周围磁感线的方向可知，螺线管的右端为N极，左端为S极。由安.培定则可知电源的右端为正极、左端为负极，如图所示：27．通电螺线管左侧有一个条形磁体，闭合开关后，能自由转动的小磁针静止在如图所示的位置。请你：（1）在括号中标出电流表上方接线柱的正负情况（用“+”或“﹣”表示）；（2）标出a点磁感线方向；（3）在括号中标出小磁针静止时右端的磁极（用“N”或“S”表示）。【答案】

【详解】（1）由图可以看出，条形磁体与通电螺线管间的磁感线呈吸引状，说明通电螺线管的左端为N极，右端为S极；利用安培定则可以确定电流从通电螺线管的右前侧流入，左后侧流出，电源左端为负极，右端为正极，因此电流表上方接线柱应为负接线柱；（2）在磁体外部，磁感线方向从N极指向S极，据此标出a点磁感线的方向；（3）由磁极间的相互作用规律可知小磁针左端为N极，右端为S极。如图所示：28．如图所示，开关闭合后，位于螺线管右侧的小磁针静止时的指向。请你在图中括号内标出螺线管左端磁极（用“N”或“S”），菠萝电池左端的极性（用“+”或“﹣”）和磁感线的方向。【答案】【详解】图中小磁针的左端是N极，由异名磁极相吸引可知螺线管的右端是S极，螺线管的左端是N极，由安培定则可知电流从螺线管的右端流入，菠萝电池的右端是正极，左端是负极，磁体周围的磁感线都是从N极出发回到S极，如图所示：29．如图所示，处于光滑水平面的小车上放有一条形磁铁，左侧有一螺线管，当开关S闭合时，发现小车向右运动，请在图括号中标出电源的正负极。【答案】

【详解】由图知道，条形磁铁的右端是S极，左端为N极；由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知通电螺线管的右端是N极，左端是S极；根据安培定则，伸出右手握住螺线管使大拇指指示通电螺线管的N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电源的右端为正极，左端是负极，如下图30．如图所示已画出永磁体与通电螺线管之间的磁感线分布情况中的一条。请标出磁感线的方向和电源右侧的极性（用“+”或“﹣”表示）。【答案】【详解】由图可知，永磁体的左端为S极，右端为N极，在磁体外部，磁感线是从磁体的N极出来，回到磁体的S极的，所以螺线管的左端为S极，右端为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管左侧流入、右侧流出，所以电源的右侧为负极，如下图所示：四、实验题31．实验小组在“探究通电螺线管的磁场”实验中，采用了如图甲所示的实验装置。（1）在嵌有螺线管的硬纸板上均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，只有少量铁屑发生移动；此时应纸板（填写操作方法），利用惯性使铁屑与纸板微微分