内容正文:
第十四章 电与磁
第三节 电流的磁场
基础夯实
电流的磁效应
1.(2025北京丰台期末)如图所示是奥斯特实验中小磁针发生
偏转的情景。下列关于该实验的分析,正确的是 ( )
D
A.通电导线周围存在磁场
B.电流具有热效应
C.小磁针的指向决定了该点的磁场方向
D.若改变导线中的电流方向,小磁针的偏转
方向将会改变
解析 奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场,故A错误。奥
斯特实验说明电流具有磁效应,故B错误。小磁针静止时北极
的指向显示了该点的磁场方向,故C错误。若改变导线中的电
流方向,小磁针的偏转方向将会改变,故D正确。
2.(2025上海静安期末)如图所示,将一枚可以自由转动的小磁
针放在水平桌面上,当导线与电池触接时,小磁针发生偏转,说
明 周围存在磁场;断开电路后,当小磁针静止时,它的
N极指 (选填“南”或“北”)。
通电导体
北
解析 将一枚可以自由转动的小磁针放在水平桌面上,当导
线与电池触接时,小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在磁
场;断开电路后,当小磁针静止时,受地磁场的作用,它的N极将
指北。
通电螺线管周围的磁场
3.如图所示是探究通电螺线管磁场特点的实验装置。下列操
作能改变螺线管两端磁极的是( )
A.移动滑动变阻器滑片
B.对调电源正负极
C.改变螺线管线圈匝数
D.在螺线管中加铁芯
B
解析 移动滑动变阻器的滑片(改变通电螺线管线圈中的电
流大小)、改变螺线管线圈匝数、在螺线管中加铁芯,不会改
变螺线管两端磁极,故A、C、D不符合题意。对调电源正负
极可以改变通电螺线管中的电流方向,能改变螺线管两端磁
极,故B符合题意。
4.【新课标·物理观念】(2025江苏兴化开学考)在探究通电螺
线管周围的磁场分布的实验中,在一块有机玻璃板上安装了
一个用导线绕成的螺线管,在板面上均匀撒满铁屑,通电后轻
敲玻璃板,铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是 ( )
D
A.不同位置的铁屑可以反映该处磁场的方向
B.铁屑有规律地排列,它们共同组成了磁体周围客观存在的
磁感线
C.用木屑代替铁屑进行实验,木屑也会有规律地排列
D.如果在P处自由静止的小磁针的右端是N极,则在Q处自由
静止的小磁针的左端是S极
解析 铁屑不同于小磁针,没有N、S极的标示,所以并不能反
映该处磁场的方向,故A错误。铁屑有规律地排列显示了磁体
周围客观存在的磁场,而磁感线是人们为了描述磁场而构想
出来的,实际并不存在,故B错误。木屑不是磁性材料,不能被
磁化,代替铁屑进行实验时并不会有规律地排列,故C错误。
如果在P处自由静止的小磁针的右端是N极,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S极、
右端为N极,则在Q处自由静止的小磁针的左端是S极、右端
为N极,故D正确。
右手螺旋定则
5.(2025北京大兴期末)通电螺线管中的电流方向和绕线方式
如图所示,则通电螺线管的 (选填“A”或“B”)端是N
极,在它上方自由静止的小磁针a端是 (选填“N”或
“S”)极。
B
N
解析 由图可知,电流从通电螺线管的右后端进入,从左前端
流出,根据右手螺旋定则可以判断通电螺线管的B端是N极、
A端是S极;根据磁极间的相互作用可知,小磁针a端为N极、b
端为S极。
6.(2024北京门头沟期末)在探究通电螺线管外部磁场的方向
时,使用的实验装置如图所示。闭合开关后,螺线管周围可自
由转动的小磁针静止时的指向如图所示,深色是小磁针的N
极,根据此时螺线管周围小磁针的指向可知,通电螺线管的右
端是 (选填“N”或“S”)极;电源的A端为
(选填“正”或“负”)极。
N
正
解析 磁场对放入其中的磁体产生力的作用,小磁针静止时N
极指向跟该点的磁场方向相同,则通电螺线管周围的磁感线
从右端出发回到左端,所以通电螺线管的右端是N极,左端是S
极;根据右手螺旋定则可知,电流从通电螺线管的左端进入,从
右端流出,所以电源A端是正极,B端是负极。
7.(2025江苏高邮模拟)根据图中通电螺线管的南北极,标出小
磁针的N极和电源的“+”极。
解析 通电螺线管的下端为N极,根据磁极间作用规律可知,
小磁针靠近螺线管下端的一端为S极、另一端为N极;利用螺
线管线圈的绕向和N、S极,结合右手螺旋定则可以确定,线圈
中电流的方向是从螺线管的上端流入、下端流出,从而可以
确定电源的上端为正极、下端为负极,如解析图所示。
能力提升
8.(2025安徽合肥模拟,★★☆)对如图所示的实验现象,下列判
断正确的是 ( )
A.通电螺线管的右端为N极
B.电源右端为正极
C.小磁针右端为S极
D
D.通过小磁针的磁感线方向
水平向右
解析 在磁体周围,磁感线从磁体的N极出发,回到S极,因此通
电螺线管的右端为S极、左端为N极,故A错误。根据右手螺
旋定则可知,电流从通电螺线管的左侧流入、右侧流出,因此
电源左端为正极、右端为负极,故B错误。因为同名磁极互相
排斥、异名磁极互相吸引,所以小磁针右端为N极、左端为S
极,故C错误。小磁针静止时N极所指方向与该点的磁感线方
向一致,因此通过小磁针的磁感线方向水平向右,故D正确。
9.(2025江西抚州金溪模拟,★★☆)如图所示,a、b分别为电流
表两接线柱,c、d分别为电源两极。闭合开关后,小磁针静止
时N极指向通电螺线管甲端,则以下判断正确的是 ( )
B
A.通电螺线管甲端为N极,另一端为S极
B.通电螺线管的极性与电流环绕方向有关
C.若d为正极,则a为“-”接线柱
D.通电螺线管的极性由电源正负极决定
解析 由磁极间的相互作用规律可知,通电螺线管靠近小磁
针N极的甲端为S极,另一端为N极,故A错误。螺线管的极性
与电流环绕方向有关,不由电源正负极决定,故B正确,D错
误。若d端为正极,a为“+”接线柱,故C错误。
10.【新课标·科学思维】(2025上海模拟,★★☆)小明用自制
的电磁小船(如图所示)放在水中判断方向。开关S闭合后,小
船船头(右端)在地磁场的作用下,将 (选填“顺时针”
或“逆时针”)偏转。
顺时针
解析 根据右手螺旋定则,右手握住螺线管,大拇指所指的左
端是通电螺线管的N极,右端是S极;船头在地磁场的作用下,最
终会指向南方,即顺时针偏转。
11.【新课标·科学态度与责任】(2025山东青岛即墨期末,★
★☆)2024年11月16日,“天舟八号”货运飞船与中国空间站
成功对接。当飞船和核心舱靠近对接时,为减缓撞击带来的
影响,需配置对接缓冲装置。小蓝设计了如图所示的缓冲装
置简化图。
(1)通电后,螺线管的b端为 极。
(2)当条形磁体和通电螺线管靠近时,产生相互 的力。
N
排斥
解析 (1)由题意可知,电流从螺线管的右端流入,左端流出,由
右手螺旋定则可知,通电后,螺线管的b端为N极。(2)由同名磁
极相互排斥可知,当条形磁体和通电螺线管靠近时,产生相互
排斥的力。
12.(2025天津和平期末,★★☆)将一个通电螺线管悬挂起来,
闭合开关,最后静止时小磁针如图所示。在螺线管两端标
出N、S极,画出螺线管上导线的环绕图示。
解析 闭合开关后,小磁针静止时其N极指向右方,说明通电
螺线管的右端为N极;根据右手螺旋定则,用右手握住螺线管,
大拇指指向螺线管的N极,弯曲的四指所指的方向就是电流方
向,则螺线管上的导线环绕如解析图所示。
素养提优
13.【新课标·科学探究】(2025陕西延长期末)如图所示为
“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验装置。
(1)由实验装置图可知,该实验通过 来判断通电
螺线管外部磁场的方向。
小磁针的指向
(2)在螺线管外部A、B两处放置小磁针,闭合开关,发现A处小
磁针发生偏转,而B处小磁针没有偏转,B处小磁针没有偏转的
原因可能是 。
(3)将电源的正、负极对调,重复上述实验,是为了探究通电螺
线管外部磁场的方向与 方向的关系。
(4)请写出一条对这个实验进行优化的可行方案:
。
小磁针N极的指向与磁场方向相同
电流
在电路中加装一个滑动变阻器,用于保护电路
解析 (1)通电时螺线管周围存在磁场,小磁针在磁场中受到
力的作用会发生偏转,所以小磁针能显示磁场的存在;当电流
方向改变时,产生的磁场方向也改变,导致小磁针的偏转方向
也改变,因此利用小磁针的指向可以判断磁场的方向。
(2)在螺线管外部A、B两处放置小磁针,闭合开关,发现A处小
磁针发生偏转,则A处的小磁针能指示磁场的方向;B处小磁针
不偏转,可能的原因是小磁针N极的指向已经与磁场方向相同
了。
(3)将电池的正负极对调,此时螺线管中电流的方向发生变化,
磁场的方向发生变化;根据控制变量法可知目的是探究通电
螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系。
(4)因螺线管的电阻较小,通电时通过螺线管的电流较大,因此
为了保护电路,可以在电路中加装一个滑动变阻器,减小通过
电路的电流。
$$