16.2电流的磁场 ---2024-2025学年苏科版物理九年级下学期

16.2电流的磁场 知识点一 电流的磁效应 1．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 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，它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆，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 （强/弱），改变直导线中电流的方向，小磁针N极指向 （会/不会）发生改变。 3．如图，探究通电螺线管外部磁场时，在玻璃板上均匀地撒上铁屑，放上小磁针.实验中铁屑的疏密反应了磁场的 ，选用小磁针是为了显示磁场的 .通过探究可知，通电螺线管外部的磁场与 磁体周围的磁场相似. 4．（1）物理学中，对自然界中看不到的事物通过其效应进行研究，使现象变明显，是物理学中的一种重要方法，称为 。例如，我们虽然看不到空气，但可以通过它运动产生的效应——树叶的摆动“观察”到它的存在。在初中物理学习中，通过小磁针是否偏转来判断某个空间是否存在 ； （2）为描述磁场，引入了磁感线这一物理模型。通过研究发现：通电直导线周围的磁感线的形状是 ； （3）关于磁现象的研究，丹麦物理学家奥斯特功不可没，他曾经做过如图所示的实验。 比较甲、丙两图，得到的结论是 。奥斯特实验第一次把电和磁联系在一起，使得电磁学成为一门新学科发展起来。 知识点二 安培定则 5．如图所示，闭合开关S1、S2两个通电螺线管的相互作用情况以及A、B端的极性分别是（　　） A．相斥，A端为N极，B端为N极 B．相斥，A端为S极，B端为S极 C．相吸，A端为S极，B端为N极 D．相吸，A端为N极，B端为S极 6．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（　　） A． B． C． D． 7．请根据图中通电螺线管的磁极名称，在虚线框内标出电源的极性（“+”或“﹣”）和静止小磁针的磁极名称。    8．如图所示，闭合开关S后，通电螺线管上端是 （填“N”或“S”）极，将滑动变阻器的滑片从a端向b端移动，弹簧将 （选填“伸长”或“缩短”）。 知识点三 电磁铁及应用 9．如图所示，下列做法中电磁铁不能吸引更多大头针的是（　　）    A．只提高电源电压 B．只将滑片P向左移动 C．只增加螺线管线圈的匝数 D．只将铁芯换成同规格的铜芯 10．如图是直流电铃的原理图，关于电铃工作时的说法不正确的是（　　） A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极 B．电磁铁吸引衔铁，弹性片发生形变具有弹性势能 C．小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动 D．小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性 11．如图是研究巨磁电阻（GMR电阻在磁场中急剧减小）特性的原理示意图，电磁铁是利用电流的 特点工作的，闭合开关S1、S2后，电磁铁右端为 极，滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变 （选填“亮”或“暗”）。    12．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 （1）电磁铁磁性的强弱是通过观察 来确定的； （2）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 （选填“增加”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强； （3）根据图示的情境可知， （选填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时， ，电磁铁磁性越强； （4）根据安培定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 极； （5）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。 知识点四 电磁继电器及简单应用 13．在图中所示的自动控制电路中，当控制电路的开关S闭合时，工作电路的情况是 A．灯不亮，电铃响 B．灯不亮，电铃不响 C．灯亮，电铃不响 D．灯亮，电铃响 14．如图是温度自动报警器的原理图，它运用了许多物理知识。以下说法中不正确的（　　） A．温度计中的水银是导体 B．当温度达到90℃时，就会启动报警装置，发出红光信号提醒用户 C．报警器中的电磁铁运用了电流的热效应 D．电磁继电器是一种电路开关 15．如图所示，当水位上升到和上金属块接触时 （选填“红灯”或“绿灯”）会发光，此时电磁铁的 （选填“上端”或“下端”）为S极；当绿灯亮时，电磁铁 （选填“有”或“无”）磁性。      16．小明利用热敏电阻设计了动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，电磁继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，电磁继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压U1＝3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω．当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。 （1）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱 相连； （2）根据图甲和图乙可知，当环境温度升高时，电磁继电器的磁性将 （填“增大”、“减小”或“不变”）； （3）请计算当环境温度高于多少摄氏度时，警铃报警 ？ 17．电磁继电器可以实现低压控制高压，它的作用相当于工作电路中的（    ） A．电源 B．开关 C．用电器 D．导线 18．图中小磁针静止时指向正确的是（    ） A． B． C． D． 19．如图是汽车启动装置原理图，对于这一装置及其工作特点，下列说法中不正确的是(  ) A．旋转钥匙能使电磁铁所在电路工作 B．电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低 C．电磁铁通电时，上端是S极，下端是N极 D．电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，使触点A向右与B接触 20．某些商场里的自动扶梯在无人和有人乘坐时运行速度不同，从而节约电能。小明查找了控制电梯运动快慢的电路如图，R是压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当扶梯上有人时，控制电路中的电流 ，电磁铁的磁性变强，衔铁与触点2接触，电动机的转速变 。小明站在扶梯上匀速上行的过程中，他的机械能 。 21．如图所示，闭合开关，通电螺线管的右端是 （选填“N”或“S”）极，此时在水平桌面上的条形磁体仍处于静止状态，条形磁体受到向 （选填“左”或“右”）的摩擦力；若将滑动变阻器滑片向下滑动，条形磁体受到的摩擦力将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。.    22．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，血液会 （选填“流入”或“流出”）活塞筒，该装置工作时，通过线圈AB中的电流是 （直流电/交流电）。 23．如图所示，电流表正确连接在电路中，通电时请在括号中标出电源的正负极及小磁针静止时的N极。    24．在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中； (1)如图甲所示，开关断开时小磁针指向南北，是因为受到了 的作用；开关闭合后，小磁针N极（小磁针黑色端为N极）转向纸外，说明了 ； (2)根据图甲中小磁针静止时的指向可以判断图乙中的小磁针N极的转动情况是 （选填“转向纸内”“转向纸外”或“保持不动”）；通电导线产生的磁场的方向与电流的方向 （选填“有关”或“无关”）； (3)条形磁体周围的小磁针的指向如图丙所示，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丁所示，说明通电螺线管周围的磁场跟 的磁场相似；电源的左端是电源的 （选填“正极”或“负极”）； (4)下列做法中，能使图丁中的通电螺线管磁性增强的是________。（只填字母序号） A．增加螺线管的匝数 B．增大通过螺线管的电流 C．将一铜芯插入螺线管中 D．将没有磁性的铁芯插入螺线管中 25．超载是严重的道路交通违法行为，危及人民群众的生命财产安全。在综合实践活动中，科技小组为交警部门设计了“汽车超载记录器”，原理如图甲所示，电源电压U为6V，电磁继电器线圈电阻R0=10Ω，当通过线圈的电流大于或等于0.1A，电磁继电器的衔铁被吸下，R1为定值电阻，R为压敏电阻，其电阻与所受压力的关系如图乙所示。记录器设置的报警压力F0=2.0×105N。当压力不超过F0时，绿灯亮；超过F0时，报警系统启动，红灯亮，同时电控照相机（图甲中未画出）启动，抓拍违法车辆。 （1）图甲中， （选填“A”或“B”）是绿灯，绿灯上标有“3V3W”的字样，则绿灯正常发光时的电阻为 Ω； （2）定值电阻R1的阻值为 Ω； （3）为保护路面，需要调小报警压力F0，则可把R1换成阻值 （选填“大一些”“小一些”或“不变”）的定值电阻。 16.2电流的磁场 参考答案 题号 1 5 6 9 10 13 14 17 18 19 答案 D C B D D A C B B C 1．D 【详解】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。 2． N 强 会 【详解】[1]根据磁感线上箭头标示的方向，小磁针静止时N极指向与磁场的方向一致，故图中小碰针b端为N极。 [2]从图可以看出，越接近导线磁感线越密集，磁场越强。 [3]通电导线周围的磁场方向与电流的方向有关，故改变直导线中电流的方向，小磁针N极指向会发生改变。 3． 强弱 方向 条形 【详解】在玻璃板上均匀地撒上铁屑，铁屑受到螺线管周围磁场的作用，通过铁屑分布多少说明磁场强弱，即通过铁屑显示磁场的分布情况； 选用小磁针是为了显示磁场的方向，即小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向； 通过探究可知，通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似． 4． 转换法 磁场 以导线为圆心排列的系列同心圆 电流周围的磁场方向与电流方向有关 【详解】（1）[1][2]对于看不见的事物，人们是通过某些“效应”去研究的，实际是物理的一种研究方法，它是转换法，把看不见的或现象不明显的转化成看得见的明显的现象去感知；在初中物理学习中，通过小磁针是否偏转来判断某个空间是否存在磁场，小磁针偏转，说明空间存在磁场。 （2）[3]丹麦物理学家奥斯特的发现，揭示了电与磁的联系，打开了电磁学领域的一扇大门，进一步的研究发现通电直导线周围的磁感线分布是以导线为圆心排列的系列同心圆。 （3）[4]比较甲丙实验可知，改变电流方向后，小磁针转动方向发生改变，实验得出结论：电流周围的磁场方向与电流方向有关。 5．C 【详解】两个通电螺线管正面的电流都是向下，根据安培定则可知，A端为S极，B端为N极，因此它们相互靠近的两端是异名磁极相，相互吸引。故选C。 【点睛】 6．B 【详解】电磁的南极在地理北极附近，故用安培定则判断环形电流方向时右手的拇指需指向南方；根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向向西，故ACD错误，B正确。 故选B。 7．   【详解】由题图可知，电磁体的右端为N极，根据安培定则可知，线圈中电流是右进左出，则电源的左端为负极；根据磁极间的相互作用可以判断出小磁针的左端为S极，右端为N极，如下图所示：    8． N 伸长 【详解】[1]当开关S闭合后，由图可知电流由螺线管的下方流入，则由安培定则可知螺线管上端为N极，下端为S极，则螺线管与磁铁的S极是相互吸引的。 [2]将滑动变阻器的滑片从a端向b端移动，滑动变阻器接入电阻变小，则由欧姆定律可知电路中电流变大，则螺线管的磁性增强，故对磁铁的作用力则增强，吸引力增强，故磁铁应下移，即弹簧长度应伸长。 9．D 【详解】A．只提高电源电压，通过电磁铁的电流变大，磁性增强，可以吸引更多的大头针，故A不符合题意； B．只将滑片P向左移动，滑动变阻器连入电路的电阻变小，通过电磁铁的电流变大，磁性增强，可以吸引更多的大头针，故B不符合题意； C．只增加螺线管线圈的匝数，在电流一定时，电磁铁磁性增强，可以吸引更多的大头针，故C不符合题意； D．只将铁芯换成同规格的铜芯，由于铜不能被磁化，电磁铁磁性将减弱，不能吸引更多大头针，故D符合题意。 故选D。 10．D 【详解】A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性，根据安培定则判断出A端为N极，故A正确，不符合题意； B．电磁铁向下吸引衔铁时，弹性片弯曲发生形变具有弹性势能，故B正确，不符合题意； C．声音是由物体的振动产生的，小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动，故C正确，不符合题意； D．小锤击打铃碗时，弹性片和衔铁分离，电路断开，电磁铁没有磁性，故D错误，符合题意。 故选D。 11． 磁效应 S 亮 【详解】[1]电磁铁通电时有磁性，断电时失去磁性，电磁铁是利用电流的磁效应特点工作的。 [2][3]闭合开关S1、S2后，根据安培定则，电磁铁的左端是N极，电磁铁右端为S极，滑片P向左滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律，电磁铁电路中的电流变大，电磁铁中的磁性增强，GMR的电阻减小，巨磁电阻电路中的电流变大，根据P=UI可知：指示灯的实际功率增大，指示灯明显变亮。 12． 吸引大头针的数量 增加 大 甲 线圈匝数越多 S 同名磁极相互排斥 【详解】（1）[1]通过电磁铁吸引大头针的数量反映电磁铁磁性的强弱。 （2）[2][3]滑动变阻器的滑片向左移，连入电路的电阻变小，由欧姆定律知道，电流变大，在线圈的匝数一定、铁芯一定时，电流越大，吸引大头针的个数增加；说明通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强。 （3）[4][5]图中甲吸引大头针的个数多，根据转换法可知，甲的磁性强；串联电路各处的电流都相等，甲线圈匝数多，吸引大头针的数量多，这说明电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，电磁铁磁性越强。 （4）[6]根据安培定则，结合电流的方向，可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的S极。 （5）[7]由于大头针被磁化，同一端的磁极相同，根据同名磁极相互排斥，所以大头针下端分散。 13．A 【详解】由图知道，当控制电路的开关S闭合时，左边控制电路中有电流，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，使动触头与下面电路接通，与上面的电路断开，所以，电铃工作，电灯不亮，即只有A正确． 14．C 【详解】A．温度计中的液体是水银，当温度达到一定值时，温度计内水银上升，因为水银是导体，控制电路会接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸引，将报警电路接通，电铃响，起到报警作用，故A正确，不符合题意； B．据图可知，该温度自动报警器的原理是：当温度达到90℃时，由于温度计内的液体是导体，这样控制电路会接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸引，将报警电路接通，电铃响，红灯亮，起到报警作用，故B正确，不符合题意； C．电磁铁是运用电流的磁效应，而不是电流的热效应，故C错误，符合题意； D．电磁继电器的实质就是一个由电磁铁控制电路通断的开关，故D正确，不符合题意。 故选C。 15． 红灯 上端 无 【详解】[1]当水位上升到和上金属块接触时，控制电路接通，电磁铁具有磁性，会吸引衔铁，使得红灯的电路接通，红灯发光。 [2]电流从电磁铁的下端流入，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极、上端为S极。 [3]当绿灯亮时，衔铁在弹簧的作用下被拉起，此时电磁铁不会吸引衔铁，电磁铁无磁性。 16． B 增大 90℃ 【详解】（1）[1]因当环境温度超过某一值时，电磁继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响，所以，警铃的接线柱C应与接线柱B连接。 （2）[2]电磁继电器的磁性与线圈匝数和电流大小有关，线圈匝数不变的情况下，流过线圈的电流越大，电磁继电器的磁性越大。由图乙可知，电阻R0与热敏电阻R串联，电路中的总电阻为 当环境温度升高时，热敏电阻阻值R减小，电路中总电阻R总也随之减小。由可知，电路中电压一定时，电路中总电阻R总减小，则电流I会增大，电磁继电器的磁性就会增大。 （3）[3]当线圈中的电流为 I报警＝50mA＝0.05A 电磁继电器的衔铁将被吸合，下触点接触，警铃报警。图甲中电磁继电器的供电电压U1＝3V，电阻R0与热敏电阻R串联。由可得，报警时控制电路的总电阻为 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，热敏电阻的阻值 由图乙可知，此时环境温度t＝90℃，所以，当温度高于90℃时，警铃报警。 17．B 【详解】电磁继电器的主要构成是电磁铁，通过电磁铁磁性强弱变化，把衔铁吸下或释放，实现工作电路的通断，可以实现低电压、弱电流控制高电压、强电流，它的作用相当于工作电路中的开关，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 18．B 【详解】A．由安培定则可知，螺线管右侧为N极，由磁极间的相互作用可知，小磁针N极应向左，故A错误； B．由安培定则可知，螺线管右侧为N极，由磁极间的相互作用可知，小磁针N极应向左，故B正确； C．由安培定则可知，螺线管下端为N极，则由磁极间的相互作用可知，小磁针N极应向下，故C错误； D．由安培定则可知，螺线管左侧为N极，则由磁极间的相互作用可知，小磁针N极应向右，故D错误。 故选B。 19．C 【详解】A. 如图，旋转钥匙时，较低的电源电压，供给电磁铁工作，产生磁性将AB接通，故A正确； B. 而电机工作时，电源提供最大电压，故B正确； C. 电磁铁通电时，根据安培定则判断，上端是N极，下端是S极，故C错误； D. 电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，使得触点A向右与B接触，从而电动机接通，启动汽车，故D正确． 故C错误，符合题意． 20． 变大 大 变大 【详解】[1][2]当扶梯上有人时，R所受压力增大，由题意可知此时压敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律可知控制电路中的电流变大，则电磁铁的磁性增强，将衔铁吸下，使动触点与静触点“2”接触，工作电路只有电动机工作，即电阻减小，电流变大，电动机转速变大。 [3]小明站在扶梯上匀速上行的过程中，他的质量不变，速度不变，则动能不变，同时高度变大，其重力势能变大；因机械能等于动能与势能之和，所以他的机械能增大。 21． S 左 变小 【详解】[1]闭合开关，电流从螺线管的右端流入，根据安培定则可知，通电螺线管的左端是N极，右端是S极。 [2]因同名磁极相互排斥，则通电螺线管对条形磁铁有向右的排斥力作用，条形磁铁有向右运动趋势，所以条形磁铁受到向左的静摩擦力作用。 [3]若将滑动变阻器滑片向下滑动，变阻器接入电路中的电阻变大，由可知，电路中的电流变小，通电螺线管的磁性变弱，条形磁铁受到的排斥力变小，因为条形磁铁始终静止，处于平衡状态，其受到的排斥力和摩擦力是一对平衡力，故条形磁铁受到摩擦力将变小。 22． 流入 交流电 【详解】[1] 线圈中的电流从A流向B时，根据安培定则可以判断线圈的左端为S极，和永磁体的N极相互吸引，拉动活塞向左运动，活塞筒内的压强减小，而外部血管内的压强较大，导致S1关闭，S2打开，血液流入活塞筒。 [2]当血液向外流出时， S1向外开启，同时S2关闭，即活塞筒内的压强增大，需要活塞向右运动，线圈受到磁体向右的排斥力，即需要改变线圈的N、S极，这就需要电流的方向发生改变，所以通过线圈AB中的电流是交流电。 23．     【详解】由电流表的使用方法可知，电流应从电流表的正极流入，负极流出，故可知电源的左端为正极，右端为负极，即电流从螺线管的左端流入，右端流出，由安培定则可知，通电螺线管的左端为S极，右端为N极，再由磁极间的相互作用可知，小磁针静止时左端为S极，右端为N极，如下图所示：    24．(1) 地磁场 通电导线周围存在磁场 (2) 转向纸内 有关 (3) 条形磁体 正极 (4)ABD 【详解】（1）[1]如图甲所示，开关断开时小磁针指向南北，这是因为受到了地磁场的作用。 [2]闭合开关后，导线下方的小磁针N极（小磁针黑色端为N极）转向纸外，说明通电导体周围存在磁场。 （2）[1][2]图甲中，小磁针上方导线电流方向由左向右，小磁针N极转向纸外，图乙中，小磁针上方导线电流方向由右向左，故图乙小磁针转动方向与图甲相反，图乙中的小磁针N极的转动情况是转向纸内，故能得出：通电导线产生的磁场的方向与电流的方向有关。 （3）[1]由图丙和图丁可知，通电螺线管外部小磁针的指向与条形磁体外部小磁针的指向相似，说明通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似。 [2]由图丁可知，通电螺线管右侧为N极，根据安培定则可知，电源的左端是电源的正极。 （4）通电螺线管的磁性强弱由三个因素决定：线圈的匝数、线圈中的电流大小、有无铁芯，故若想增强通电螺线管的磁性，可以增加螺线管的匝数、增大通过螺线管的电流、将没有磁性的铁芯插入螺线管中，故ABD符合题意，C不符合题意。 故选ABD。 25． A 3 30 小一些 【详解】（1）[1]由图乙可知，压力越大，电阻越小，电路中电流越大，电磁铁磁性越强，衔铁被吸下，B灯亮，是红灯，则A是绿灯。 [2]绿灯正常发光时的电阻为 （2）[3]当通过线圈的电流大于或等于0.1A，电磁继电器的衔铁被吸下，报警系统启动，此时电路中总电阻为 记录器设置的报警压力F0=2.0×105N，由图乙可知R=20Ω，定值电阻R1的阻值为 R1=R总-R-R0=60Ω-10Ω-20Ω=30Ω （3）[4]为保护路面，需要调小报警压力F0，则压敏电阻增大，使总电阻不变，可把R1换成阻值小一些的定值电阻。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$