12.3 通电螺线管的磁场 同步练习

第十二章磁现象三、通电螺线管的磁场基础过关全练知识点1电流的磁场1.(2023北京五十七中月考)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.奥斯特知识点2通电螺线管的磁场2.(2023北京房山期末)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。根据甲图和乙图所示的实验现象，用磁感线描述通电螺线管磁场情况如图丙所示。下列说法中正确的是() A.在图甲所示的实验中，说明通电螺线管某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的B.在图乙所示的实验中，说明利用撒在通电螺线管周围的铁屑可以判断各点的磁场方向C.图丙所示的通电螺线管的磁感线是人们为了描述磁场建立的物理模型D.由图丙可知，磁感线是由磁场中的铁屑被磁化后形成的3.(2023北京五十七中月考)在中国科技馆“探索与发现A厅”，有一个有趣的磁悬浮灯泡，其示意图如图所示。在磁悬浮灯泡的内部装有一块永磁体，在灯泡上方的展柜中安装有永磁体和一个励磁线圈，给励磁线圈通电，在控制电路的调节下，永磁体和励磁线圈所产生的磁场能使灯泡静止悬浮在空中。关于灯泡受力情况，下列说法中正确的是()A.灯泡受到的磁场力方向竖直向下 B.灯泡受到的磁场力方向竖直向上C.灯泡受到的磁场力小于灯泡受到的重力 D.灯泡受到的磁场力大于灯泡受到的重力4.请根据电源正、负极标出通电螺线管中的电流方向、通电螺线管的N、S极和磁感线的方向、小磁针的N、S极。5.(2023北京丰台期末)小明想研究通电螺线管外部磁场分布情况，他组装了如图1所示的电路。然后在螺线管周围放置了一些小磁针，闭合开关后，小磁针的指向情况如图2所示(小磁针黑色的一端为N极)；将小磁针拿掉之后，在硬板上均匀地撒上一些铁屑，闭合开关后轻轻敲打硬板，可以看到铁屑的分布情况如图3所示。(1)根据图(选填“2”或“3”)所示实验可知通电螺线管周围磁场方向的特点；

(2)观察图3实验现象可知通电螺线管的外部磁场分布特点与磁体的磁场相似；

(3)我们可以通过改变电流的(选填“方向”或“大小”)，实现通电螺线管的两极对调；

(4)若用磁感线描述本次实验中通电螺线管的磁场，则图(选填“4”“5”或“6”)符合。

能力提升全练6.(2022湖南益阳中考)如图所示的螺线管，当闭合开关后，下列判断正确的是()A.螺线管的左端为S极B.右边小磁针的N极向左偏转C.当滑片P右移时，螺线管的磁性会减弱D.改变电流方向，通电螺线管的外部磁场方向不会改变7.(2022江苏连云港中考，7改编，)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() A B C D8.(2023北京东城期末)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。图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是() 9.(2022北京中考，17节选，)根据图中的电流方向，可知通电螺线管的端是N极。

10.(2022河南中考)在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中：(1)在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需轻敲纸板，观察到铁屑排列成如图所示的形状。可见，通电螺线管外部磁场与磁体的磁场相似；

(2)用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标N、S极，请写出一种判断小磁针N、S极的做法：；

(3)对调螺线管所接电源正、负极，周围小磁针的指向也随之对调，说明通电螺线管的极性与螺线管中电流的有关。

11.(2022吉林长春中考)在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：(1)开关闭合前，小磁针均指南北，说明地球周围存在；

(2)开关闭合后，小磁针的指向如图所示，可知通电螺线管的左端为极，电源的左端为极；(3)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；(4)为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是。(写出一条即可)

12.(2023北京大兴期末)在探究通电螺线管外部的磁场分布情况时，小明按如图1所示的电路连接好实验器材。 (1)开关闭合后，(选填“A”或“B”)端为通电螺线管的N极；

(2)图2是用铁屑研究甲、乙两个磁体外部磁场分布的情形，则图1所示的通电螺线管，其外部的磁场跟图2中的(选填“甲”或“乙”)的外部磁场相似。

素养探究全练13.如图所示，探究通电螺线管外部的磁场特点。(1)当开关S闭合后，螺线管的左端是(选填“N”或“S”)极。

(2)在图中画出通电螺线管周围的磁感线分布情况(画出一条即可)，并标出磁感线的方向。(3)请用小磁针判断通电螺线管附近M点的磁场方向，写出你的判断方法。

第十二章磁现象三、通电螺线管的磁场答案全解全析基础过关全练1.D在1820年丹麦的物理学家奥斯特发现了电流周围存在磁场，故选D。2.C磁场中某点的磁场方向是由磁场本身决定的，它决定了放在该点的小磁针北极的指向，换句话说小磁针N极只是反映了磁场中该点的磁场方向，并不能决定该点的磁场方向，故A不正确；利用铁屑可以看到磁体周围磁场的分布情况，但看不到磁场方向，所以不能判断各点的磁场方向，故B不正确；磁场是客观存在的，而磁感线是人们为了描述磁场建立的物理模型，磁感线客观上是不存在的，不是由磁场中的铁屑被磁化后形成的，故C正确，D不正确。3.B永磁体和通电的励磁线圈所产生的磁场能使灯泡静止悬浮在空中，说明灯泡受到平衡力的作用，则灯泡受到的重力和灯泡受到的磁场力是一对平衡力，重力的方向竖直向下，则磁场力的方向竖直向上，故选B。4.答案如图所示解析由电源的正、负极，标出通电螺线管中的电流方向，根据通电螺线管中的电流方向，由右手螺旋定则判断出螺线管的右端为N极，左端为S极，外部磁感线从螺线管的N极出发，回到螺线管的S极。由通电螺线管的N极和磁极间相互作用规律可知小磁针的左端为N极，右端为S极。5.答案(1)2(2)条形(3)方向(4)4解析(1)由于小磁针静止时，北极的指向为磁场方向，根据图2所示实验可知通电螺线管周围磁场方向的特点；(2)观察图3实验现象可知通电螺线管的外部磁场分布与条形磁体相似；(3)通电螺线管的磁场方向与电流的方向有关，通过改变电流的方向，实现通电螺线管的两极对调；(4)通电螺线管的外部磁感线是从N极出来，回到S极的，内部磁感线由S极指向N极，所以图4正确。能力提升全练6.B由安培定则可知通电螺线管的左端是N极，右端是S极，因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的N极向左偏转，故A不正确，B正确；滑片P向右滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻减小，电路中的电流增大，通电螺线管的磁性增强，故C不正确；通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场相似，它的两端分别是N极、S极，当改变螺线管中的电流方向时，外部磁场方向会改变，故D不正确。7.B由安培定则可知，A中通电螺线管的右端是N极，左端是S极，故磁感线的方向错误，A不正确；B中通电螺线管的左端是N极，右端是S极，且磁感线的方向正确，B正确；C中通电螺线管的右端是N极，左端是S极，故磁感线的方向错误，C不正确；D中通电螺线管的左端是N极，右端是S极，故磁感线的方向错误，D不正确。8.C由图甲中小磁针N极的指向可以判断出甲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，磁感线从N极出来，回到S极，在通电螺线管的内部，磁感线从S极到N极，且磁感线是闭合的曲线，故C符合题意。9.答案A解析电流从螺线管的左端流入，根据安培定则可知，螺线管的A端为N极。10.答案(1)条形(2)见解析(3)方向解析(1)根据通电螺线管周围铁屑的分布可知，通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极。(2)在地磁场的作用下，小磁针静止时，指向北方的一端即小磁针的N极，另外一端为S极。(3)改变螺线管中的电流方向，发现小磁针的指向对调，由此可知：通电螺线管的极性与螺线管中的电流方向有关。11.答案(1)磁场(2)N负(3)电流(4)增加线圈匝数解析(1)地球是一个巨大的磁体，其周围存在磁场，小磁针静止时均指南北是受到了地磁场的作用。(2)已知小磁针左端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知，螺线管的左端为N极，伸出右手握住螺线管，大拇指指向通电螺线管的N极，四指指向为电流方向，因此电源的右端为正极，左端为负极。(3)对调连接电源正、负极的导线后，螺线管中的电流方向发生了改变，小磁针的N极指向与原来相反，说明磁场的方向与原来相反，由此可以确定，通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。(4)要想增强通电螺线管的磁场，可以增加线圈匝数或者增大螺线管中的电流。12.答案(1)A(2)甲解析(1)开关闭合后，螺线管正面导线中的电流方向是向上的，根据安培定则可知，A端是螺线管的N极。(2)通电螺线管的外部磁场与条形磁体的外部磁场相似，甲图是条形磁体周围铁屑