中考物理实验29 （考点精练）探究通电螺线管外部磁场的方向（解析版）

实验29探究通电螺线管外部磁场的方向一．选择题（共5小题）1．小磁针静止在螺线管的附近，闭合开关时，通电螺线管磁感线方向如图所示，则下列判断正确的是A．通电螺线管的右端为极 B．电源的右端为正极 C．小磁针一直保持静止 D．小磁针极逆时针转动【解答】解：在磁体的周围，磁感线从磁体的极发出，回到极，所以利用磁感线的方向，可以确定螺线管的左端为极，右端为极。故错误。小磁针在电磁铁的作用下，根据异名磁极相互吸引的理论可以确定小磁针的极向左偏转，即顺时针转动，故错误。根据螺线管的左端为极结合图示的线圈绕向，利用安培定则可以确定电流从螺线管的右端流入左端流出。所以电源的右端为正极。故正确。故选：。2．如图所示，闭合开关，、、、四个小磁针静止时指向正确的是A．小磁针 B．小磁针 C．小磁针 D．小磁针【解答】解：由安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向通电螺线管的左端为极，右端为极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，小磁针的左端应为极，右端为极，小磁针的左端应为极，右端为极，小磁针左端应为极，右端为极，小磁针左端应为极，右端为极，故错误；正确。故选：。3．1820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，引起了到会科学家的兴趣。如图所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，会发生的现象是A．通电螺线管仍保持原位置静止 B．通电螺线管转动，但最后又回到原位置 C．通电螺线管转动，直至指向北，指向南 D．通电螺线管能在任意位置静止【解答】解：由右手螺旋定则可知，螺线管端为极；地球的南极为极，北极为极，螺线管东西悬挂，故在磁极的相互作用下，螺线管会转动，直至指向北，指向南才能处于平衡状态。故选：。4．如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁水平放置且左端固定，当电路中滑动变阻器的滑片逐渐向左移动，条形磁铁仍静止，下列说法中正确的是A．电磁铁右端是极 B．条形磁铁受到的摩擦力方向向右，逐渐增大 C．条形磁铁受到的摩擦力方向向左，逐渐减小 D．条形磁铁受到两对平衡力的作用【解答】解：、由图可知，螺线管中的电流方向是从右端流入左端流出，结合螺线管的绕向，由安培定则可知，螺线管左端为极，右端为极；故错误；、根据磁极间作用规律可知，条形磁铁左端要受到电磁铁对它一个向右的摩擦力；条形磁铁在向右排斥力的作用下仍处于平衡状态，说明其在水平方向上受到平衡力的作用，由此可知，桌面对条形磁铁有一个向左的摩擦力来平衡排斥力；当滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，所以电磁铁的磁性增强，电磁铁对条形磁铁的排斥力增大；由于条形磁铁仍然静止，摩擦力始终等于电磁铁的排斥力，所以摩擦力也随之增大，故错误；、条形磁铁在水平方向上受到一对摩擦力的作用，这两个力是一对平衡力；在竖直方向上受到重力和支持力的作用，这两个力是一对平衡力，故受到2对平衡力的作用，故正确。故选：。5．如图所示，电源、滑动变阻器与螺线管相连，在螺线管的右端放置一个小磁针，闭合开关，小磁针静止时极水平向右，则A．通电螺线管左端为极 B．电源右端为正极 C．滑动变阻器的滑片向左移动，通电螺线管的磁性增强 D．滑动变阻器的滑片向右移动，通过螺线管的电流增大【解答】解：（1）已知小磁针静止时极水平向右，根据磁极间的相互作用可知，通电螺线管的右端为极，左端为极，伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向为通电螺线管的极，因电源左端为正极，右端为负极；故、错误；（2）滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，电流变小，因此通电螺线管的磁性减弱，故错误；滑动变阻器的滑片向右移动，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，故正确。故选：。二．填空题（共4小题）6．为了探究通电螺线管外部磁场的方向，小明设计了如图甲所示实验。（1）闭合开关，小磁针转动到如图乙所示位置；断开开关，小磁针又回到原来位置（指向南北），这说明通电螺线管周围有磁场，通电螺线管的端为极。（2）调换电源正负极接线后再闭合开关，发现小磁针转动情况与图所示相反。这说明通电螺线管的磁场方向与电流的有关。【解答】解：（1）闭合开关，小磁针发生转动，断开开关，小磁针恢复到原来位置，说明通电螺线管周围存在磁场。根据异名磁极相互吸引，可以判断通电螺线管端是极，端是极。（2）调换电源正负极接线后再闭合开关，通电螺线管的电流方向相反，小磁针偏转方向相反，说明小磁针受到的磁力相反，说明磁场方向相反，所以通电螺线管的磁场方向跟电流方向有关。故答案为：（1）磁场；；（2）方向。7．将小磁针放在通电螺线管的上方，如图所示，小磁针静止时，左端是极（选填“”或“”。【解答】解：根据螺线管中电流的方向和线圈的绕向，利用安培定则用右手握住导线，让四指指向电流方向，则大拇指指向右端，即螺旋管的右端为极，左端为极。当小磁针静止时，根据磁极间的作用规律可知，相互靠近的一定是异名磁极，因此可以确定小磁针的左端为极，右端为极。故答案为：。8．如图所示，在通电螺线管下方的地面上放有一条形磁体。开关闭合后，滑动变阻器滑片向端移动，通电螺线管的磁性将减弱，条形磁体对地面的压力将。【解答】解：开关闭合后，滑动变阻器滑片向端移动，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，电流减小，故电磁铁的磁性将减弱；由安培定则可知电磁铁的下端是极，与条形磁体极相互排斥，故条形磁体对地面的压力将减小。故答案为：减弱；减小。9．如图所示，在通电螺线管下方的地面上放有一条形磁体。开关闭合后，滑动变阻器滑片向端移动，通电螺线管的磁性将增强，条形磁体对地面的压力将。【解答】解：开关闭合后，滑动变阻器滑片向端移动，滑动变阻器连入电路中的电阻减小，电流增大，故电磁铁的磁性将增强；由安培定则可知电磁铁的下端是极，与条形磁体极相互排斥，故条形磁体对地面的压力将增大。故答案为：增强；增大。三．实验探究题（共4小题）10．在探究“通电螺线管外部磁场”的实验中，采用如图甲所示的实验装置。（1）当闭合开关后，小磁针会（选填“会”或“不会”发生偏转，说明通电螺线管与小磁针之间是通过发生力的作用。（2）用铁屑来做实验，得到如图乙所示的情形，它与磁体的磁场分布相似。（3）小明做了如图丙所示的实验，通过实验现象可以得出：通电螺线管的磁极极性与螺线管中电流的有关。【解答】解：（1）图甲中，螺线管通电后，由于电流的磁效应，螺线管的周围存在磁场，小磁针在磁场中会受到磁力的作用，从而会发生偏转，这表明通电螺线管与小磁针之间是通过磁场发生力的作用的；（2）由图乙可知，通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似；（3）由图可知，两个螺线管中导线的缠绕方式相同，电流的方向不同，通电螺线管的磁极极性不同，这说明通电螺线管的磁极极性与电流的方向有关。故答案为：（1）会；磁场；（2）条形；（3）方向。11．小明同学设计了如图甲所示的装置来探究通电螺线管周围的磁场。（1）组装好器材，闭合开关，发现竖直悬挂的小铁球向右运动，是因为小铁球受到磁力的作用，该现象说明通电螺线管周围存在；若将小铁球换成大小相同的铝球，铝球将（选填“向右运动”“向左运动”或“静止”。（2）去掉小铁球，将小磁针放在螺线管周围不同位置，放小磁针的目的是确定通电螺线管周围磁场的。（3）闭合开关后，小磁针静止时的情景如图乙所示，由此可知通电螺线管周围的磁场和磁体的磁场相似，小磁针涂黑的一端应是极。【解答】解：（1）通电螺线管周围存在磁场，对小铁球存在磁力作用，铝球不受磁力作用；（2）因为小磁针放在螺线管周围不同位置，小磁针静止时极指向和该点磁场方向相同，所以实验中使用小磁针是为了判断该点的磁场方向；（3）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，由右手安培定则可以判断，通电螺线管的右端为极，异名磁极相互吸引；故最右边的小磁针的左端为极，右端为极，故小磁针涂黑的一端极。故答案为：（1）磁力；磁场；静止；（2）方向；（3）条形；。12．在探究“通电螺线管外部磁场特点”的实验中，小华设计了如图甲所示的电路。实验时：（1）可通过观察小磁针极所指的方向来判断通电螺线管的磁极。（2）如图乙所示是通电螺线管周围有机玻璃板上小磁针的分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场与的磁场相似。若改变螺线管中的电流方向，发现小磁针指向发生改变，该现象说明通电螺线管外部的磁场方向与有关。（3）要探究影响通电螺线管磁场强弱的因素，除了图中所示的器材外，还需。若开关接“1”时，电流表的示数为，现将开关从“1”换接到“2”上，接下来他的操作是，这样可以探究通电螺线管磁场的强弱与线圈匝数的关系。【解答】解：（1）读图可知，在螺线管旁有两个小磁针，我们可以通过观察小磁针静止时极（或极）的指向来判断通电螺线管的磁极；（2）通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，都是具有两个磁性较强的磁极；若改变螺线管中的电流方向，发现小磁针指向发生改变，说明磁场的方向发生了变化，即通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关；（3）要探究影响通电螺线管磁场强弱的因素，需要用到大头针，螺线管具有磁性能吸引大头针，根据大头针吸引的个数能判定磁性的强弱；实验中，他将开关从换到2上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。故答案为：（1）小磁针极所指的方向；（2）条形磁体；电流方向；（3）大头针；调节滑动变阻器的滑片，保持电路中的电流大小为不变。13．在探究“通电螺线管的外部磁场分布”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。（1）通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，此时，小磁针（填“”或“”极的指向就是该点的磁场方向。还可看到通电螺线管外部的磁场与的磁场相似。（2）小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动，由此可知：通电螺线管两端的极性与螺线管中的方向有关。（3）小明继续探究，并按图乙连接电路，他先将开关接，观察电流表的示数及吸引大头针的数目；再将开关从换到，调节变阻器的滑片，使电流表的示数不变，并观察吸引大头针的数目。他这样做的目的是为了探究通电螺线管的磁场强弱与的关系。【解答】解：（1）将小磁针放在通电螺线管外部，小磁针静止时极的指向就是该点处磁场的方向；通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极；