2024年初中物理讲义专题练习9全册（人教版）20.2 电生磁（专题训练）【四大题型】（解析版）

20.2电生磁（专题训练）【四大题型】TOC\o"1-3"\h\u【题型1电流的磁效应】 1【题型2通电螺线管的磁场】 6【题型3探究通电螺线管外部的磁场分布】 12【题型4安培定则】 17【题型1电流的磁效应】 1．（2022秋•潍城区期末）据物理学史记载，最先发现通电导线周围存在磁场的科学家是（）A．安培 B．欧姆 C．伏特 D．奥斯特【答案】D【分析】丹麦的物理学家奥斯特做的著名的奥斯特实验证实了：通电导线周围存在磁场。【解答】解：A、安培总结了安培定则，故A不合题意；B、欧姆发现了欧姆定律，故B不合题意；C、伏特发明了“伏打电池”，故C不合题意；D、奥斯特首先发现通电导线周围存在磁场，故D符合题意。故选：D。2．（2023•防城区模拟）如图所示是奥斯特实验的示意图，关于该实验下列说法正确的是（）A．将小磁针移走，磁场仍存在 B．该实验说明“通电导体在磁场中受到力的作用” C．根据该原理制成发电机 D．改变电流方向，小磁针的偏转方向不变【答案】A【分析】（1）（2）奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场，通过小磁针显示磁场的方向。（3）发电机的原理是电磁感应；（4）电流周围的磁场方向与电流方向有关。【解答】解：AB．奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场，通过小磁针显示磁场的方向，将小磁针移走，磁场仍存在，故A正确，B错误；C．该实验是电生磁，而发电机的电磁感应，是磁生电，故C错误；D．改变电流方向，磁场方向改变，小磁针的偏转方向改变，故D错误。故选：A。3．（2023•青羊区校级模拟）如图是家庭电路的一部分，下列说法正确的是（）A．空气开关内电磁铁利用了电流的热效应工作 B．白炽灯丝由电阻率小、熔点高的超导材料制成 C．螺丝口灯座的丝口应该接火线，才能满足电压为220V D．大功率用电器应使用三孔插座【答案】D【分析】（1）电流的周围存在磁场；（2）灯丝发光时的温度较高；（3）为了保证用电安全，螺丝口灯座的螺丝套应接在零线上；（4）为防止因用电器漏电使其金属外壳带电而发生触电事故，一般用电器的金属外壳接地。【解答】解：A、空气开关内电磁继电器利用了电流的磁效应工作的，故A错误；B、白炽灯使用时电能转化为内能和光能，灯丝温度会很高，所以选择熔点高、电阻率大的的钨制作，故B错误；C、螺丝口灯座的螺丝套应接在零线上，故C错误；D、为了防止因漏电而发生触电事故，大功率用电器应使用三孔插座，外壳一定要接地，故D正确。故选：D。4．（2023•东方校级模拟）下列说法不正确的是（）A．船闸利用大气压强的原理工作 B．电铃的工作原理是电流的磁效应 C．大型客机升力的形成利用流体在流速大的地方压强小的原理 D．潜水艇通过改变水舱中水的重力实现沉与浮【答案】A【分析】（1）上面开口、底部相连通的容器都称为连通器；（2）电铃的主要部件是电磁铁，电磁铁通电后具有磁性，这是电流的磁效应，是丹麦物理学家奥斯特发现的；（3）流体流速越大的位置，压强越小；（4）潜水艇是靠改变自身重力来实现浮沉的。【解答】解：A、船闸底部相通、上端开口，是利用了连通器，故A错误；B、电铃的主要部件是电磁铁，电磁铁通电后具有磁性，这是电流的磁效应，故B正确；C、大型客机的机翼上凸下平，可产生向上的升力，利用了流体在流速大的地方压强小，流速小的地方压强大的原理，故C正确；D、潜水艇通过改变水舱中水的重力，从而改变自身的重力来实现沉与浮，故D正确。故选：A。5．（2023•泰安）关于下列四幅图的说法中（）①如图甲，向下压活塞使筒内的硝化棉燃烧，说明压缩空气做功，空气的内能增加②如图乙，从纸条上方吹气使纸条飘起来，说明气体流速大的位置压强小③如图丙，奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场④如图丁，古人用桔槔提水既省力又省功A．只有②③正确 B．只有①④正确 C．只有②③④正确 D．只有①②③正确【答案】D【分析】（1）改变内能的方式有做功和热传递；（2）流体中流速越快的位置，压强越小；（3）通电导体周围存在磁场；（4）使用任何机械都不能省功。【解答】解：①如图甲，向下压活塞使筒内的硝化棉燃烧，说明压缩空气做功，空气的内能增加，温度升高，达到硝化棉的着火点，故①正确；②如图乙，从纸条上方吹气上方的空气流速快，使纸条飘起来，上方的压强小于大气压，说明气体流速大的位置压强小，故②正确；③如图丙，通电小磁针转动，奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场，故③正确；④任何机械都不能省功，如图丁，古人用桔槔提水可以省力但不能省功，故④错误。综上所述，只有①②③正确。故选：D。6．（2023•武进区校级模拟）奥斯特实验装置如图所示，下列操作及判断正确的是（）A．将直导线与小磁针垂直放置，通电后实验效果最好 B．移去小磁针，通电直导线周围不会存在磁场 C．将小磁针移至直导线上方，通电后小磁针不会偏转 D．改变通电直导线中的电流方向，小磁针的偏转方向将发生改变【答案】D【分析】（1）根据奥斯特实验装置的要求分析解答；（2）磁场看不见摸不着，可以通过它对其它物体的作用来认识，即能使小磁针发生偏转；（3）电流产生磁场的方向与电流的方向有关。【解答】解：A、为了避免地磁场对该实验的影响，实验中导线与小磁针平行放置效果最好，故A错误；B、奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场，小磁针受到磁场的作用发生偏转，将小磁针移走，磁场仍然存在，不因小磁针的消失而消失，故B错误；C、将小磁针移至直导线上方，通电后小磁针会发生偏转，故C错误；D、改变导线中的电流方向，通电导线周围的磁场方向改变，小磁针的偏转方向也会改变，故D正确。故选：D。7．（2023•吉安模拟）科学家的每次重大发现，都有力地推动了人类文明的进程。1820年丹麦物理学家奥斯特发现通电导体周围存在磁场，揭示了电和磁之间的联系。【答案】奥斯特；磁场。【分析】奥斯特发现了电能生磁。即通电导线周围有磁场，且通电导体周围的磁场取决于电流的方向，这就是电流的磁效应。【解答】解：据课本知识可知，1820年，丹麦的物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，第一个揭示了电和磁之间的联系，且通电导体周围的磁场取决于电流的方向，这就是电流的磁效应。故答案为：奥斯特；磁场。8．（2023•河南模拟）司南是我国早期的指南针，如图所示，《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。“柢”是磁体的S（选填“N”或“S”）极。丹麦物理学家奥斯特证实电流的周围存在着磁场，是世界上第一个发现了电与磁之间联系的人。【答案】S；奥斯特【分析】（1）司南指示南北是因为受到地磁场的作用。（2）奥斯特实验证实了通电导体的周围存在磁场。【解答】解：《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。“柢”是磁体的S极。丹麦物理学家奥斯特证实电流的周围存在着磁场，是世界上第一个发现了电与磁之间联系的人。故答案为：S；奥斯特。9．（2023•广东）如图所示，桌面上有一枚转动灵活的小磁针，静止时，小磁针S极指南。当导线与电池触接时，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场；断开电路，小磁针会（选填“会”或“不会”）回到原来位置。【答案】S；磁场；会。【分析】（1）地磁场的方向是从地理的南极（地磁的北极）出发回到地理的北极（地磁的南极），磁极间的作用规律：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引；（2）1820年丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电流周围存在磁场，即电流的磁效应；（3）断开电路，电路中无电流，小磁针仍指示南北。【解答】解：地理的南方是地磁的北极，根据异名磁极互相吸引的规律，静止时，小磁针的S极指南；在实验中，当直导线接触电池通电时，可以看到小磁针发生偏转，即小磁针受到磁场力的作用，说明通电导线周围存在磁场；断开电路，电路中无电流，小磁针在地磁场作用下回到原来的位置，且磁针静止时，其S极将指向地理南极附近。故答案为：S；磁场；会。【题型2通电螺线管的磁场】 10．（2023•郴州模拟）下列说法中正确的是（）A．磁感线是磁场中实际存在的曲线 B．磁极间的相互作用规律是：同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥 C．磁体上磁性最强的部分叫磁极 D．通电螺线管外部的磁场与蹄形磁体的磁场相似【答案】C【分析】（1）根据理想模型方法的思路进行分析，即为了人们可以形象直观的认识磁场，科学家通过想象引入了磁感线；（2）利用磁极间的相互作用规律来分析判断；（3）利用磁极的定义来分析判断；（4）通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。【解答】解：A．磁感线是科学家为了形象、直观的研究磁场，是通过想象而描绘出来的，所以不是真实存在的，故A错误；B．磁极间的相互作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故B错误；C．磁体上磁性最强的部分叫做磁极，每个磁体有两个磁极，故C正确；D．通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，故D错误。故选：C。11．（2023•岳阳一模）如图所示，电和磁存在着许多相似的地方，曾激发人们探索电和磁之间的联系，下列关于各图的描述错误的是（）A．电池有“+”、“﹣”两极，磁铁有N、S两极 B．同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥；同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 C．通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似 D．电源外部，电流总是从电源的正极流向负极；磁体外部，磁感线总是从磁体的北极指向南极【答案】B【分析】（1）电池有正、负极，磁体有两极：N极和S极；（2）同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引；同名磁极相互排斥，异名磁极互相吸引；（3）通电螺线管的外部磁场和条形磁体的外部磁场相类似，也是具有规律的；（4）在电源外部，电流从正极流向负极；磁体外部的磁感线是从N极出来回到S极的。【解答】解：A、电荷有正、负两种电荷，电池有正、负两极，磁体只有南、北两极，故A正确；B、电荷间的相互作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故B错误；C、通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似，都是两极磁性强，中间弱，磁体外部的磁感线都是从N极出发，回到S极，故C正确；D、在电源外部，电流总是从电源的正极流经用电器，流向负极；磁体外部，磁感线总是从磁体的北极指向南极，故D正确。故选：B。12．（2023•杨浦区三模）如图所示，通电螺线管周围有四个小磁针E、F、P、Q（图中涂黑端为小磁针的N极），当小磁针静止时N极所指方向正确的是（）A．E B．F C．P D．Q【答案】C【分析】首先根据电源的正负极判定电流方向，由电流方向根据安培定则（用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向与螺线管中的电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极）判断通电螺线管的磁极；根据磁极间的作用规律判断小磁针的指向是否正确。【解答】解：根据电源的正负极在图上标出通电螺线管的电流方向从左边流入、从右边流出；根据电流方向，利用安培定则判断螺线管的右端为N极、左端为S极；而同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，可见小磁针P的指向正确。故选：C。13．（2023•天长市校级二模）如图所示，电源、滑动变阻器与螺线管相连，闭合开关，在通电螺线管的右端放置一个小磁针，小磁针静止时N极水平向右。则（）A．通电螺线管的右端为S极 B．电源右端为正极 C．若改变螺线管中的电流方向，小磁针仍静止 D．滑动变阻器的滑片P向右移动，通电螺线管的磁性增强【答案】D【分析】（1）根据磁极间的相互作用确定通电螺线管的磁极，根据安培定则判断电源的正负极。（2）当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变，所以小磁针的偏转方向也改变。（3）通电螺线管磁性的强弱与电流的大小有关，电流越大，磁性越强。【解答】解：AB、由图知，小磁针静止时左端为S极，根据磁极间的相互作用可知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极；根据安培定则，伸出右手握住螺线管，大拇指所指的方向为通电螺线管的N极，四指弯曲指向电流的方向，则可知电源左端为正极，右端为负极；故A、B错误；C、通电导体周围的磁场方向与电流方向有关，改变螺线管中的电流方向，小磁针将发生偏转，故C错误；D、滑动变阻器的滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电流变大，因此通电螺线管的磁性增强，D正确。故选：D。14．（2023春•鄱阳县期中）（多选）如图所示，这是小明所画的几种情景下的示意图，其中正确的是（）A．甲图，从岸上看水中鱼的光路图 B．乙图，通电螺线管的磁场分布 C．丙图，家庭电路的连线情况 D．丁图，地铁站台边，人必须站在安全黄线以外【答案】ACD【分析】（1）水中鱼反射的光斜射入空气中时，发生折射，折射角大于入射角，折射光线偏离法线进入人的眼睛，光的传播方向是从水中到空气中。（2）利用安培定则分析。（3）灯泡连接：火线首先过开关，然后接灯泡顶端的金属点，零线直接连接灯泡的螺丝口。三孔插座的连接：左孔接零线，右孔接火线，上孔接地线。（4）流体压强跟流速有关，流速大的地方压强小。【解答】解：A、鱼反射的光线斜射入空气中时，发生折射，折射角大于入射角，折射光线偏离法线，射入人的眼睛，故A正确。B、由安培定则可知，通电螺线管的左端应该是N极，右端应该是S极，小磁针N极应指向左侧，磁感线应从通电螺线管的左端出发，回到右端，故B错误。C、图中开关连接在了灯泡和火线之间，灯泡的螺口接零线，三孔插座上孔接地线，右孔接火线，左孔接零线，故C正确。D、当列车驶来，人和地铁之间空气流速大压强小，人的外侧空气流速小压强大，人容易被压向地铁，容易发生交通事故，故人必须站在安全黄线以外，故D正确。故选：ACD。15．（2023•庐阳区校级三模）磁感线是闭合的曲线，磁体周围的磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极；如图所示是垂直于纸面放置的螺线管，通过沿箭头方向的电流时，原来静止在螺线管内部的小磁针的N极将会偏向纸外（选填“偏向纸内”或“偏向纸外”）。【答案】偏向纸外【分析】根据安培定则判断出环形电流内部和外部的磁场，根据小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向，判断出小磁针N极的偏转。【解答】解：根据安培定则知，环形电流内部的磁场方向向外，外部的磁场方向向里，则小磁针的N极向纸面外偏转。故答案为：偏向纸外。16．（2023•双流区校级二模）小明自制了一个带有电磁铁的木船模型（如图所示）。将它放入水中漂浮，闭合开关S，电磁铁的A端为S极；电磁铁由于受到地磁杨的作用，船头会指向北方（选填“南方”或“北方”）。【答案】S；北方。【分析】由右手螺旋定则可知螺线管的磁极，螺线管处在地球的磁场中，因磁极间的相互作用可知小船静止时船头的指向。【解答】解：由右手螺旋定则可知螺线管B侧为N极，A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，故船头指向北方。故答案为：S；北方。17．（2023•肇东市一模）开关闭合后，小磁针静止如图所示位置，请标出小磁针的N极，并画出通电螺线管外部的一条磁感线。【答案】见试题解答内容【分析】由右手螺旋定则可得螺线管N极方向，由磁感线的特点可求得小磁针的指向和磁感线的方向。【解答】解：由右手螺旋定则可得，螺线管左侧方向为N极方向；外部磁感线由N极指向S极，故小磁针所在位置处磁感线向右，故小磁针右侧为N极，左侧为S极。故答案如图：18．（2023•菏泽）小明捡到一块废弃的正方体磁铁，为了探测其磁极性，他将相邻的三面分别用A、B、C标记，然后放在透明的塑料袋里，用细线悬挂起来。第一次将磁铁按图甲所示放置在塑料袋中，确保C面向上，结果A、B面在任意方向均可静止。第二次将磁铁按图乙所示放置在塑料袋中，结果磁铁静止时总是C面朝南。根据以上操作，请你帮助小明推断：①A、B、C三面中，C是磁极所在面；②该面对应的磁极性是S极；③为了进一步判断其磁极性，让图丙所示的通电螺线管P端靠近上述磁极面，它们之间将相互吸引。【答案】①C；②S；③吸引。【分析】（1）磁体的不同部位磁性强弱不同，磁体的两端磁性最强，称为磁极，一个磁体上有两个磁极，指南的叫南（S）极和指北的叫北（N）极；（2）根据安培定则判断通电螺线管的磁极；（3）磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。【解答】解：①第一次将磁铁按图甲所示放置在塑料袋中，确保C面向上，结果A、B面在任意方向均可静止。第二次将磁铁按图乙所示放置在塑料袋中，结果磁铁静止时总是C面朝南，说明C面是磁极所在；②指南的叫南极，也叫S极；③根据安培定则判断通电螺线管的左端是N极，异名磁极相互吸引；故答案为：①C；②S；③吸引。【题型3探究通电螺线管外部的磁场分布】 19．（2023•宛城区校级三模）在探究通电螺线管的实验中，小明连接了如图所示的电路，通电螺线管A端放有一小磁针，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是（）A．磁感线是磁体周围真实存在的曲线，总是从N极出发，回到S极 B．闭合开关时，小磁针逆时针转动 C．滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性增强 D．通电螺线管外C点的磁场方向向右【答案】D【分析】（1）磁感线是人们为了形象地描绘磁场而假想出来的一系列的闭合曲线；（2）闭合开关，依据右手螺旋定则可知，螺线管A端为N极；（3）滑动变阻器的滑片P向b移动，使变阻器的阻值变大，电路中的电流变小；（4）通电螺线管相当于条形磁铁，在其外部磁场的方向由N极指向S极，内部由S极指向N极，据此解答。【解答】解：A、磁感线是人们为了形象地描绘磁场而假想出来的一系列的闭合曲线，在磁铁的外部由N极指向S极，内部由S极指向N极，故A错误；B、闭合开关时，螺线管外部的电流方向向上，依据右手螺旋定则可知，螺线管A端相当于条形磁铁的N极，又根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，则小磁针顺时针转动，故B错误；C、滑动变阻器的滑片P向b移动，使变阻器的阻值变大，电路中的电流变小，磁场减弱，故C错误；D、通电后，螺线管的A端相当于N极，则螺线管中点正上方C点的磁场方向水平向右，故D正确。故选：D。20．（2023•成都）如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【分析】（1）小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向。（2）通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场分布相似。（3）通电螺线管的磁极方向与电流的方向有关。【解答】解：A、小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向，故A正确；B、闭合开关，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向是不同的，因为a点小磁针N指向左下；b点小磁针N指向左上，磁场方向不同，故B错误；C、对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向改变，故C正确；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，故D正确。故选：B。21．（2023•海陵区校级二模）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甲、乙所示，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。图丙所示的是用磁感线对上述两个实验现象的描述。下列说法正确的是（）A．图甲所示的实验，探究的是通电螺线管的磁场分布特点 B．图乙所示的实验，探究的是通电螺线管的磁场方向和分布特点 C．由图丙可知，通电螺线管周围的磁场与条形磁体相似均由磁感线组成的 D．由实验可知，通电螺线管外部的磁场分布具有一定的对称性【答案】D【分析】（1）通电螺线管的磁场方向与电流方向有关，可以通过周围放置的小磁针来显示某点的磁场方向；（2）可以在通电螺线管的周围撒铁粉形象的显示它周围的磁场分布；（3）通电螺线管的周围存在磁场，用磁感线来形象表示；（4）电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场相似，具有一定的对称性。【解答】解：A、图甲所示的实验，通过周围的小磁针静止时N极指向来探究的通电螺线管的磁场方向特点，故A错误；B、图乙所示的实验，通过被磁化后的铁粉的排列来探究的是通电螺线管的磁场分布特点，不能探究磁场方向，故B错误；C、由图丙可知，通电螺线管周围的磁场是客观存在的，但是磁感线是为了研究磁场的分布而假想出来的几何曲线，故C错误；D、由实验可知，通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场相似，具有一定对称性，故D正确。故答案为：D。22．（2023•房山区二模）（多选）某同学研究通电螺线管产生的磁场情况，闭合开关前，小磁针处于静止状态，如图甲所示；闭合开关，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是（）A．由甲、乙两图可得：通电螺线管可以产生磁场 B．由甲、乙两图可得：电流产生磁场的强弱与线圈匝数有关 C．由乙、丙两图可得：电流产生磁场的强弱与电流大小有关 D．由乙、丙两图可得：电流产生磁场的方向与电流方向有关【答案】AD【分析】要掌握电流的磁效应，知道电流周围存在磁场，磁场方向与电流方向有关。【解答】解：A、当小磁针受到地磁场的作用时，一端指南一端指北如图甲，当导线中有向左的电流时，小磁针的N极向纸外偏转如图乙，这说明小磁针受到磁场力的作用，由此可知，甲、乙两图可说明电流周围存在磁场，故A正确。B、甲、乙只能说明通电导体周围存在磁场，由于线圈的匝数没有改变，无法探究电流产生磁场的强弱与线圈匝数的关系，故B错误。C、乙、丙只是改变了电流方向，没有改变电流大小，不能说明磁场强弱跟电流大小有关，故C错误。D、当导线中电流向左时，小磁针的N极向纸外偏转如图乙，当导线中电流向右时，小磁针的N极向纸里偏转如图丙，所以，小磁针的偏转方向发生了改变，受到的磁场力的方向改变，说明电流周围的磁场跟电流方向有关，故D正确。故选：AD。23．（2023•二道区校级模拟）探究通电螺线管周围的磁场，做了如下实验。（1）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所示，说明通电螺线管周围的磁场跟条形磁体的磁场相似，图中右（选填“左”或“右”）端是螺线管的N极。（2）对调电源的正负极重复上述实验，小磁针的指向与之前相反。说明通电螺线管的极性跟电流方向有关，断开开关后，小磁针静止时S极指向南方。【答案】（1）条形；右；（2）电流方向；S。【分析】（1）通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的磁场相似；根据小磁针分析通电螺线管的极性；（2）当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变，所以小磁针的偏转方向也改变；地球本身就是一个大磁体；地磁场与条形磁铁的磁场相似；地磁的北极在地理的南极附近；地磁的南极在地理的北极附近。【解答】解：（1）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；根据小磁针可知，螺线管的右端是N极；（2）对调电源的正负极重复上述实验，电流的方向发生了变化，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管的极性跟电流方向有关；断开开关后，在地磁场的作用下，小磁针静止时S极指向南方。故答案为：（1）条形；右；（2）电流方向；S。24．（2023•济南）实验室备有嵌入螺线管的玻璃板和电源，小明和小亮分别选用铁屑和小磁针来“探究通电螺线管外部磁场的方向”。（1）小明在螺线管周围的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑。给螺线管通电后，轻敲玻璃板，小明观察到螺线管周围铁屑的分布情况如图甲所示。小明的实验说明，通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场相似。（2）小亮在螺线管周围的玻璃板上整齐、均匀地放置了32个小磁针，如图乙所示。给螺线管通电后，小亮观察到这32个小磁针的指向更接近于图中的B。（3）小明的实验方案具有明显的不足，其不足之处是无法判断出通电螺线管外部磁场的方向。（4）为了弥补小明实验方案的不足，请提出一条改进建议：增加小磁针，把小磁针放到螺线管四周不同位置。【答案】（1）条形磁体；（2）B；（3）无法判断出通电螺线管外部磁场的方向；（4）增加小磁针，把小磁针放到螺线管四周不同位置。【分析】（1）通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似；（2）小磁针在磁场中静止时北极指向与该点的磁感线方向一致，由此分析；（3）根据安培定则内容和铁屑静止时不能由转换法判断通电螺线管外部磁场的方向分析；（4）小磁针静止时N极指向的方向为该点磁场方向。【解答】解：（1）通电后小磁针的指向如图甲所示，说明通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似；（2）小磁针涂黑部分为N极，在图中，根据周围小磁针N极指向与该点磁感线方向一致，在通电螺线管外部，磁感线是从北极发出，最后回到南极，只有B图所示小磁针N极指向一致，左侧小磁针N极都指向外侧，右侧小磁针N极都指向内侧，其它三个图示小磁针N极指向均有不同方向之处；（3）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那一端，是电磁铁N极，另一端为S极；但此方案中无法从图示判断出电流的方向确定四指指向，且铁屑静止时也不能够通过铁屑的分布判断通电螺线管外部磁场的方向，故无法判断出通电螺线管外部磁场的方向；（4）根据周围小磁针N极指向与该点磁感线方向一致，在通电螺线管外部，磁感线是从北极发出，最后回到南极，小磁针与铁屑相比，能更好地显示出各点的磁场方向，增加小磁针，把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后，小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向。故答案为：（1）条形磁体；（2）B；（3）无法判断出通电螺线管外部磁场的方向；（4）增加小磁针，把小磁针放到螺线管四周不同位置。【题型4安培定则】 25．（2023•青岛自主招生）下列四幅图中，小磁针静止时指向正确的是（）A． B． C． D．【答案】A【分析】先确定通电螺线管中电流的方向、绕法，再利用安培定则判定通电螺线管的极性；根据同名磁极相排斥，异名磁极相吸引判断小磁针的偏转方向。【解答】解：A、由图知，电流从左侧流入、右侧流出，由安培定则可知右端为通电螺线管的N极，由异名磁极相吸可知小磁针左侧为S极，故A正确；B、由图知，电流从右侧流入、左侧流出，由安培定则可知右端为通电螺线管的N极，由异名磁极相吸可知小磁针右侧为S极，故B错误；C、由图知，电流从右侧流入、左侧流出，由安培定则可知右端为通电螺线管的S极，由异名磁极相吸可知小磁针左侧为N极，故C错误；D、由图知，电流从左侧流入、右侧流出，由安培定则可知左端为通电螺线管的N极，由异名磁极相吸可知小磁针左侧为S极，故D错误。故选：A。26．（2023•西山区二模）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【分析】（1）知道电磁铁磁感线方向，则可判断出电磁铁的N、S极；（2）小磁针静止时N极指向该处磁感线方向；（3）电磁铁利用了电流的磁效应；（4）知道电磁铁的磁极，根据安培定则确定电流方向。【解答】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、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，电磁铁的电流是上进下出，电源左端为正极，右端为负极，故D错误。故选：B。27．（2023•柞水县模拟）科技小组设计了如图﹣1所示的照明灯控制电路，其特点是通过光敏电阻R1使灯在天暗时自动点亮，天亮时自动熄灭。调试时，保持环境光照强度不变，闭合开关S后，滑片P由a端向b端移动过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图﹣2所示，电磁继电器线圈的电阻不计。下列分析正确的是（）A．开关S闭合后，通电螺线管的上端为N极 B．滑动变阻器的最大阻值为100Ω C．控制电路的最小功率为7.2W D．光照强度增大，光敏电阻R1的阻值增大【答案】B【分析】（1）根据安培定则判断磁极；（2）当滑片位于b端时，控制电路是光敏电阻的简单电路，电压表测电源电压，电流表测电路中的电流；根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大，由图象可知电源电压和通过电路的最大电流，根据P＝UI计算控制电路消耗的最大功率；当滑片位于a端时，滑动变阻器的最大阻值与光敏电阻串联，电压表测光敏电阻两端的电压，电流表测电路中的电流；根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知此时通过电路的电流最小，由图象读出此时两表的示数，根据欧姆定律求出电路中的总电阻和光敏电阻的阻值，根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值。（3）天亮时（光照强度增加）照明灯自动熄灭，说明此时照明电路断开即衔铁被吸下，由图可知此时电磁铁磁性变强，进一步判断控制电路中电流的变化，根据欧姆定律判断控制电路中电阻的变化，即可判断光敏电阻的阻值随光照强度增加时如何变化。【解答】解：A．根据安培定则知，电流上端外侧流体电磁铁，则下端为N极，上端为S极，故A错误；BC．当滑片位于b端时，控制电路为光敏电阻的简单电路，电压表测电源电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大，由图丙可知电源电压为12V，当滑片位于a端时，滑动变阻器的最大阻值与光敏电阻串联，电压表测光敏电阻两端的电压，电流表测电路中的电流，因串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最小，由图象可知此时通过电路的电流为0.1A，电压表示数为2V，则滑动变阻器的电压为U＝12V﹣2V＝10V；根据串联电流特点知I＝0.1A；滑动变阻器的最大阻值R＝＝＝100Ω，通过电路的最小电流为0.1A，则控制电路消耗的最小功率为P小＝U0I小＝12V×0.1A＝1.2W，故B正确，C错误；D．天亮时（光照强度增加）照明灯自动熄灭，说明此时照明电路断开即衔铁被吸下，则此时电磁铁的磁性增强，根据电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系可知控制电路中的电流变大，根据欧姆定律可知控制电路中的电阻变小，即此时光敏电阻的阻值变小，所以光敏电阻R1的阻值应随光照强度的增加而减小，故D错误；故选：B。28．（2023•邹城市模拟）小华画了几种情景下的示意图，其中正确的是（）A．图甲光从空气斜射入水中 B．图乙物体的受力示意图 C．图丙力F的力臂L D．图丁小磁针N极指向【答案】D【分析】（1）光从空气斜射入水中时，折射光线靠近法线偏折，折射角小于入射角。（2）重力的方向是竖直向下。（3）从支点到动力作用线的距离叫动力臂。（4）根据安培定则判断通电螺线管的磁极。【解答】解：A．光从空气斜射入水中，折射角应该小于入射角，折射光线的偏折方向不正确，故A错误；B．重力的方向是竖直向下，图中重力方向错误，故B错误；C．施加在剪刀上的力F的力臂是从支点到力F作用线的距离，不是支点到力F作用点的距离，故C错误；D．根据安培定则可知：通电螺线管的右端是N极，根据异名磁极相互吸引，小磁针的S极向左，则N极指向右侧，故D正确。故选：D。29．（2023•禅城区二模）如图甲是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。工作电路电压恒为220V，R3、R4电热丝，均置于水箱中，R3＝22Ω；当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。如果忽略R1产生的热量对水温的影响，且电磁铁线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是（）A．当R3与R4时工作时，电热器处于加热状态 B．若将电热水器水温设为60℃，R2的阻值应该调至30Ω C．加热时，热水器的功率为2200W D．图甲中电磁铁的上端为N极【答案】C【分析】（1）由P＝UI＝可知，当电源电压一定时，电路电阻越大，功率越小，根据工作电路图分析电路结构，结合串联电路电阻规律和P＝UI＝可知各挡位时电路的连接；（2）如果将热水器中的水温设置为60℃，此时控制电路中的电流刚好为0.2A，由欧姆定律求出此时控制电路的总电阻，然后由图象求出热敏电阻的阻值，最后由串联电路的特点求出R2的阻值；（3）根据P＝UI＝可求出电热水器处于加热状态时的电功率；（4）根据控制电路中的电流方向，应用安培定则判断出线圈上端的磁极。【解答】解：A．由甲图可知，工作电路中，当衔铁与下方触点接通时，电路中R3与R4串联，电路的总电阻最大，由P＝UI＝可知，此时工作电路的功率最小，处于保温状态，故A错误；B．如果将热水器中的水温设置为60℃，此时控制电路中的电流刚好为0.2A，由欧姆定律可知此时控制电路的总电阻，由图像可知，60℃时R1的阻值为10Ω，则R2的阻值为R2＝R总﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω，故B错误；C．当衔铁与上方触点接通时，电路中只有R3工作，电路的总电阻最小，由P＝UI＝可知，此时工作电路的功率最大，处于加热状态，加热功率为：，故C正确；D．图甲中控制电路中的电流从电磁铁的上端外侧流入，由安培定则可知，线圈的下端为N极，其上端的磁极为S极，故D错误。故选：C。30．（2023春•永丰县期中）（多选）如图所示，是同学们所画的几种情景下的示意图，其中不正确的是（）A．图甲：人眼看到鞋在平面镜中所成的像光路 B．图乙：羊角锤拔钉子最小动力F C．图丙：永磁体的极性和电源的正负极 D．图丁：人观察树在水中的“倒影”的光路【答案】CD【分析】根据平面镜成像的特点可知，像与物关于镜面对称，平面镜成虚像，据此分析；根据杠杆平衡的条件，F1×L1＝F2×L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长。磁体外部的磁感线由磁体的N极指向S极。【解答】解：A．根据平面镜成像的特点可知，像与物关于镜面对称，先确定鞋在平面镜形成的像点B'，再根据光的直线传播就可以确定光是怎样反射的，所以人眼就可利用光的反射看到鞋在平面镜中所成的像，故A正确；B．由F1L1＝F2L2可得，该杠杆的阻力F2和阻力臂L2大小不变，要使所用的动力F1最小，就应让动力臂L1最大，由图可知，最大的动力臂就是支点到力的作用点的距离，即L1＝L，故B正确；C．磁体外部的磁感线由磁体的N极指向S极，图丙中，永磁铁的右端为N极，可得出通电螺线管的左端为S极，由右手螺旋定则可得，电源左端为正极，故C错误；D．树在水中的“倒影”是平面镜成像，由光的反射形