第2节 电生磁（培优考点练）物理新教材人教版九年级全一册

第2节 电生磁 目录 题型分组练 2 题型01 电流的磁效应 2 题型02 通电螺线管的磁场 3 题型03 探究通电螺线管外部磁场的方向 5 题型04 安培定则 7 创新拓展练 9 链接中考 14 题型分组练 题型01 电流的磁效应 1．世界上第一个证实了电流周围存在磁场的科学家是（　　） A．牛顿 B．欧姆 C．奥斯特 D．阿基米德 【答案】C 【详解】A．牛顿提出了牛顿运动定律和万有引力定律，故A不符合题意； B．欧姆发现了同一段导体中的电流跟电压和电阻之间的定量关系，建立了欧姆定律， B不符题意； C．奥斯特是第一个证实电流周围存在磁场的科学家，故C符合题意； D．阿基米德是发现杠杆原理、阿基米德原理的科学家，故D不符合题意。所以选C。 2．当小磁针自由静止时，它的N极总是指向 （选填“南”或“北”）方，这是因为小磁针受到 的作用。如图甲所示，当给导线通电时，其下方的小磁针的N极向纸内偏转；如图乙所示，如果大量电子沿着水平方向由左向右飞过小磁针正上方，则小磁针的N极将向纸 （选填“内”或“外”）偏转。 【答案】 北 地磁场 外 【详解】地球本身是一个巨大的磁体，周围存在着地磁场。地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近。 根据磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，当小磁针自由静止时，它的N极总是指向北方，这是因为小磁针受到地磁场的作用。 如图乙所示，如果大量电子沿着水平方向由左向右飞过小磁针正上方，电流方向为从右向左，与图甲的电流流动方向相反，则小磁针旋转方向与图甲相反，N极向纸外。 3. 奥斯特的发现 （1）比较甲、乙得出结论：通电导体周围存在着 。 （2）比较甲、丙得出结论：电流产生的磁场方向与 的方向有关。 （3）通电导线周围存在与电流方向有关的 ，这种现象叫作电流的磁效应。 【答案】 磁场 电流 磁场 【解析】比较甲、乙（通电与断电），通电时小磁针偏转，断电时回到原位，说明通电导体周围存在磁场。比较甲、丙（改变电流方向）：电流方向改变，小磁针偏转方向相反，说明电流产生的磁场方向与电流方向有关。通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫作电流的磁效应。 4. 小芳对奥斯特实验非常感兴趣，于是连接如图所示的电路进行探究。她先用两节干电池串联进行实验，发现小磁针只是微微动了一下，接着用三节干电池串联进行实验，而小磁针发生了明显的偏转。根据小芳的实验过程及现象，可以得出两点结论：一是电流周围确实存在着 ，二是电流磁场的强弱与 有关。 【答案】 磁场 电流大小 【详解】小芳通过连接电路并观察小磁针的偏转情况，发现当电路中有电流通过时，小磁针会发生偏转。这个现象说明，电流周围确实存在着磁场，即电流能够产生磁场。 小芳在实验中还注意到，当使用不同数量的干电池（即改变电源电压）时，小磁针的偏转情况有所不同。具体来说，当使用两节干电池时，小磁针只是微微动了一下；而当使用三节干电池时，小磁针发生了明显的偏转。这个现象说明，电流磁场的强弱与电流的大小有关。因为电源电压的改变导致了电路中电流大小的改变，进而影响了电流产生的磁场的强弱。 题型02 通电螺线管的磁场 5．通电螺线管的磁场： 通电螺线管外部的磁场分布和 的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的 ，通电螺线管两端的 跟螺线管中电流的 有关。 【答案】条形磁体，两极，极性，方向。 【详解】实验发现，通电螺线管外部的磁场分布和条形磁铁的磁场一样。通电螺线管相当于磁体，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极。 通电螺线管两端的磁极性跟螺线管中电流的方向有关，当其他条件相同时，螺线管中电流方向不同，通电螺线管两端的磁极不同。 6．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，把小磁针放在甲端的左侧附近静止时N极指向通电螺线管甲端，则以下判断正确的是（　　） A．螺线管甲端为N极，另一端为S极 B．螺线管的极性与电源正负极有关 C．若d为正极，则a为“-”接线柱 D．螺线管的极性跟电源c、d正负极无关 【答案】D 【详解】A．由磁极间的作用规律可知，靠近小磁针N极的螺线管甲端为S极，另一端为N极，故A错误； BD．由安培定则可知，螺线管的极性与电流环绕方向有关，与电源正负极无关，图中无绕线方法，正负极不同，绕法不同，电流方向也能保持一致，故B错误，D正确； C．若d端为正极，则电流从电流表a端流入，故a为“＋”接线柱，故C错误。 故选D。 7. 一个通电螺线管中的电流方向和螺旋管周围磁感线的分布如图所示，其中正确的是（　　） A B   C   D   【答案】B 【详解】A．据安培定则判断，螺线管的右端是N极，左端是S极，故磁感线方向错误，A错误； B．据安培定则判断，该螺线管的右端是N极，左端是S极，故磁感线的方向正确，故B正确； C．据安培定则判断，该螺线管的右端是S极，左端是N极，故磁感线的方向错误，故C错误； D．据安培定则判断，该螺线管的右端是N极，左端是S极，故磁感线的方向错误，故D错误。 故选B。 8．某电磁门锁如图（a），图（b）是该电磁门锁的原理简化图。当开关S闭合时条形磁体和电磁铁相互吸引，请在图（b）中画出螺线管的绕线，并标出通电螺线管的N极。 【答案】见下图。 【详解】由题意可知，当开关S闭合时条形磁体和电磁铁相互吸引，说明螺线管的左侧为S极，右侧为N极；根据安培定则可知，螺线管外侧的电流方向向下，如下图所示： 9．如图所示，请在两虚线框内分别标出电源和螺线管的极性。 【答案】见右图。 【详解】根据磁极间的相互作用可知，螺线管左端是S极，右端是N极，由安培定则可知，螺线管上电流的方向向下，则电源左端是正极，如图所示。 题型03 探究通电螺线管外部磁场的方向 10．在探究“通电螺线管外部磁场的方向”的实验中，如图所示，闭合开关，小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有 ，通过小磁针静止时 极的指向确定该点磁场方向，调换电源正负极，小磁针偏转方向改变，说明磁场方向与 有关。 【答案】 磁场 N 电流方向 【详解】电流的周围存在磁场，闭合开关，电流通过螺线管，小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有磁场；实验中，通过小磁针静止时N极的指向，可确定该点的磁场方向。 调换电源正负极，即改变电流方向，小磁针偏转方向也改变，说明磁场方向与电流方向有关。 11．在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中： （1）将小磁针放在螺线管周围不同的位置如图甲所示，闭合开关后观察到的现象是 ，此实验说明 ； （2）在穿过螺线管的平板上撒上铁屑，当有电流通过，铁屑的分布情况如图乙所示，此实验说明 周围的磁场分布与条形磁体周围的磁场分布相似。 （3）将图甲中的电源正、负极对调，闭合开关，会发现小磁针的偏转方向 （选填“不改变”或“发生改变”），说明 两端的极性和电流方向有关。 【答案】（1）小磁针指示一定的方向，通电导体的周围存在磁场；（2）通电螺线管；（3）发生改变，通电螺线管。 【详解】（1）放小磁针的目的是便于观察磁场方向，由于通电导体的周围存在特定分布的磁场，所以闭合开关后观察到的现象是小磁针指示一定的方向。 （2）根据图示的通电螺线管周围的小磁针的排布情况和螺线管周围磁感线的形状，可以确定通电螺线管周围磁感线的形状是纺锤形的，这与条形磁体周围磁场分布相似。 （3）通电螺线管周围的磁场方向与通电电流方向有关，把连接电池正负极的导线对调改变电流方向，可以检验通电螺线管周围的磁场方向和电流方向的关系；将图甲中的电源正、负极对调，闭合开关，会发现小磁针的偏转方向发生改变。 12．通过实验探究磁体周围的磁场特点。 （1）如图1所示，在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，再将玻璃板放在条形磁铁上方，然后 ，观察铁屑的分布情况。铁屑在磁场中被 成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来； （2）如图2所示，在条形磁体周围放一些小磁针，小磁针静止时黑色一端表示磁体的N极，由此判断条形磁体右端的磁极为 极； （3）如图3所示： ①观察图中的铁屑排布情况，可知通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似； ②对调螺线管所接电源的正、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 的方向有关； ③拿走图中的小磁针，可利用 来判定通电螺线管的N、S极。 【答案】（1）轻敲玻璃板，磁化；（2）N；（3）条形，电流，安培定则 【详解】（1）如图1所示，在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，再将玻璃板放在条形磁铁上方，然后轻敲玻璃板，观察铁屑的分布情况。 铁屑是铁磁性物质，在磁场中会被磁化成具有磁性的小磁针，从而沿磁场方向有序排列。 （2）根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可判断条形磁体右端的磁极为N极。 （3）通电螺线管的铁屑排列形状与条形磁体的磁场分布相似，外部磁场与条形磁体的磁场相似。 对调螺线管所接电源的正、负极，周围小磁针的指向也随之对调，说明通电螺线管产生的磁场方向改变，即通电螺线管的极性与螺线管中电流的方向有关。 可以利用安培定则来判定通电螺线管的N、S极，用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。 题型04 安培定则 13. 通电螺线管的磁场 （1）螺线管：将导线绕在圆筒上，就可以做成 管。通电后各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场增强。 （2）安培定则：用 手握螺线管，让四指弯向螺线管中 的方向，则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的 极。如图所示。 【答案】（1）螺线；（2）右，电流，N 【详解】（1）一根导线产生的磁场太弱，把导线绕在圆筒上做成螺线管，通电后各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场增强。 （2）安培定则为判断通电螺线管磁极的定则，其内容为；用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流方向，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。 14．据《武经总要》记载，古人将具有磁性的空心铁鱼放入水中漂浮制成指南鱼，如图甲。多次将指南鱼轻轻旋转，待静止后，观察到鱼尾总是指向南方。将该指南鱼靠近如图乙所示的电磁铁左端，发现鱼头始终指向电磁铁，则电源左端为 （选填“正”或“负”）极。 【答案】负 【详解】南方是地磁场的N极，根据磁极间的相互作用知，鱼尾为该磁体的S极，鱼头为该磁体的N极，将该指南鱼靠近如图乙所示的电磁铁左端，发现鱼头始终朝向电磁铁，据磁极间的相互作用知，螺线管左端为S极，右端为N极，由安培定则知，螺线管上导电电流的方向向下，电源的左端为负极。 15. 如图，小磁针静止时N极指向右，则螺线管的右端为 极。将小磁针沿着图中轨迹缓慢移到Q处，下列符合小磁针a端旋转情况的是 。 A      B      C     D 【答案】 N D 【详解】小磁针静止时N极指向右，S极指左，根据磁极间相互作用规律，异名磁极相互吸引，可知螺线管的右端为N极。 磁体外部磁场方向与磁感线方向相同，从N极出发指向S极，规定小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向，所以将小磁针沿着图中轨迹缓慢移到Q处，小磁针a端将逆时针旋转360∘，故选D。 16．如图所示，小磁针静止时的指向如图所示，其中黑端为N极。闭合开关后，小磁针逆时针转动后静止，请在图中标出通电后螺线管的N极和磁感线方向。    【答案】见右图。   【详解】闭合开关，小磁针逆时针转动后静止，此时小磁针的N极指向右侧，根据异名磁极相互吸引知，螺线管左端为N极、右端为S极，在磁体外部，磁感线的方向是从N极指向S极，如图所示。 17．在图中，根据磁感线方向，标出小磁针的N、S极及电源的正、负极。    【答案】见右图。   【详解】磁体外部的磁感线总是从磁体的N即出发，所以螺线管的左端为N极，右端为S极，由磁极间的相互作用可知小磁针的右端为S极，左端是N极，根据安培定则可以判断出电源的右端是正极，左端是负极，如图所示。 18．在探究通电螺线管磁场的实验中，在螺线管附近放两个小磁针，硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后观察到小磁针静止时的指向和铁屑的排列如图甲所示，请你根据图甲所示的实验结果，在图乙中画出螺线管周围的磁感线分布情况（画出5条线），并标出螺线管N极和S极。 【答案】见右图。 【详解】小磁针静止时N极向左，因磁体周围的磁场方向与小磁针N极所指的方向一致，而磁体外部的磁场方向是从N极出发回到S极，则通电螺线管右端为N极，左端为S极，螺线管外部磁感线的方向从N极指向S极，如图所示。 创新拓展练 19．如图甲所示，在螺线管周围①②④⑤及其内部③放置小磁针，闭合开关S1，待小磁针静止时，北极所指方向与②相同的小磁针有 ；图乙中GMR为巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而减小，闭合S1、S2，图甲中滑片向右移动时，图乙中电压表示数 ，R0的电功率 。（后两空选填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】 ③④ 变大 变小 【详解】由图甲可知，电流从螺线管的右端流入，由安培定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，磁体周围的磁感线是从N极到S极，而内部的磁感线从S极到N极，所以②③④三个小磁针北极所指方向相同，都向左。 闭合S1、S2，图甲中滑片向右移动时，电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，螺线管的磁场变弱，由于巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小，所以当磁场变弱时，巨磁电阻的阻值变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小；乙图中，两电阻串联，根据串联正比分压可知，巨磁电阻两端的电压增大，根据串联电路电压规律可知，R0两端的电压变小，根据P=UI可知，R0的功率变小。 20. 如图是全自动洗衣机进水阀门的结构示意图，其核心元件是由线圈和铁芯构成的 ，用来控制进水阀门的通断。当线圈通电后，阀孔打开，水流进洗衣机，请你利用所学物理知识解释其中的道理 。 【答案】 电磁铁 见解析 【详解】在物理学中，由线圈和铁芯组成的装置是电磁铁。 当线圈通电后，电磁铁周围形成磁场，对衔铁产生一个向上的吸引力，从而使得阀孔打开，导致水流进洗衣机。 21．如图所示，开关闭合后，小磁针静止时右端为N极。请在对应括号内和A点分别标出： （1）螺线管“N”或“S”极； （2）电源的“+”或“-”极； （3）A点磁感线方向。 【答案】见下图。 【详解】小磁针静止时右端为N极，左端为S极，根据磁极间相互作用规律可知螺线管右端为N极，左端为S极；根据安培定则可知电流从螺线管左端流入，则电源左端为正极；磁体外部磁感线是从N极出发，指向S极，所以A点磁感线方向水平向左，作图如下： 22. 探究通电螺线管外部磁场的方向 某组同学通过探究，已了解通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极，它们的极性可以用小磁针的指向来判定后，接着探究通电螺线管两端的极性由什么因素决定。 【猜想】 A．可能由螺线管的绕向决定 B．可能由电源正负极的接法决定 C．可能由螺线管中电流的方向决定 （注解：螺线管两接线柱和电源正负极的接法简称电源正负极的接法） 【证据】用 将如图所示的器材连接成电路，把小磁针放在螺线管两端，闭合开关，观察并记录小磁针静止时N极的指向、螺线管的绕向、电源正负极的接法、螺线管中电流的方向。如图所示，是本组同学用画图的方法呈现出的四次实验现象。 【解释】 （1）观察分析图甲、乙两图，螺线管的绕向相同，通电螺线管的同一端磁极 ； （2）观察分析图甲、丙两图，电源正负极的接法相同，通电螺线管的同一端磁极 ； （3）观察分析图 两图，螺线管中电流的方向相同，通电螺线管的同一端磁极相同； （4）分析以上证据可知，通电螺线管的极性由螺线管中 决定，而不决定于 ，也不决定于 。 【答案】导线 不同 不同 甲、丁（或乙、丙） 电流的方向 螺线管的绕向 电源正负极的接法 【详解】可以用导线将如图所示的器材连接成电路，导线具有良好的导电性，能有效连接电路各元件，实现电流通路。 （1）甲、乙两图中螺线管绕向一致，但电源正负极接法相反，导致螺线管中电流方向相反。根据安培定则，电流方向决定磁场方向，因此磁极相反。 （2）甲、丙两图中电源正负极接法相同，但螺线管绕向相反，导致电流在螺线管中的实际流向相反。安培定则中，电流方向决定磁极方向，绕向改变等效于电流方向相对改变，故磁极相反，则通电螺线管的同一端磁极不同。 （3）甲和丁（或乙和丙）两图，螺线管中电流的方向相同，根据安培定则，电流方向决定磁场方向，通电螺线管的同一端磁极相同。 （4）单独改变绕向或电源正负极接法，电流方向改变，则磁极改变；若电流方向不变（如同时改变绕向和电源接法），则磁极不变。因此，通电螺线管的极性由螺线管中电流的方向决定，而不决定于螺线管的绕向，也不决定于电源正负极的接法。 23．“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。甲、乙两同学做了如图所示的实验：在静止的小磁针上方平行地放一根直导线，闭合开关，原来静止的小磁针转动了。对于小磁针转动的原因，两同学有着不同的假设： 甲：是因为导线通电发热，造成导线周围空气温度升高，空气的对流运动使磁针偏转 乙：是因为电流周围产生磁场，磁场对磁针产生了力的作用 （1）没通电时，静止的小磁针的N极指向 ；（填“南方”或“北方”） （2）两同学讨论后，设计了以下实验来验证哪一个观点是正确的：他们调换电池的正负极，改变电流的方向，闭合开关，如果甲同学的假设是正确的，预计应该看到的现象是 ； （3）老师在其它实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，小磁针的转动方向将 （选填“不改变”或“改变”）； （4）在做该实验时，下列操作中现象最明显的是 。 A．电流沿东西方向放置在磁针的正上方 B．电流沿南北方向放置在磁针的正上方 C．沿电流方向放置小磁针，使磁针在导线的正下方 D．沿电流方向放置小磁针，使磁针在导线的延长线上 【答案】（1）北方；（2）磁针偏转的方向不变；（3）改变；（4）B. 【详解】（1）没通电时，通电导线周围无磁场；由于地球是一个巨大的磁体，地理的南极是地磁场的北极，地理的北极是地磁场的南极，所以没通电时，小磁针在地磁场的作用下N极指向北方。 （2）如果乙正确，他们调换电池的正负极，改变电流的方向，磁场方向改变，小磁针偏转方向改变，如果甲同学的假设是正确的，磁针偏转的方向不变。 （3）由于电流产生的磁场在导线上、下方的方向相反，当小磁针从下方移到上方之后，小磁针的转动方向会相反。 （4）地磁场方向是从地理的南极指向北极，若将导线东西放置，导线周围的磁场有很多指向南北方向的，此时很多的磁场方向与地球的磁场方向可能一致，而导致实验现象不明显，但若将导线南北放置，此时导线的磁场方向是东西方向的，所以此时小磁针会在导线磁场的作用下指示东西，故现象更为明显。 24．阅读短文，回答问题。 国产磁悬浮列车 如图甲所示是一款国产磁悬浮列车，车体使用了碳纤维密封材料，较铝合金减重30%。采用无接触“抱轨”的方式设计运行，避免了来自车轮与轨道的摩擦力，图乙所示的轨道下部安装有轨道线圈，在列车的下部安装有车身线圈，有电流通过时，两线圈之间就会产生强大的作用力，使列车悬浮在间距10mm以内的轨道上方。牵引供电系统布置在地面上，采用感应发电装置分段供电，同一供电区间只能有一列列车行驶，避免追尾风险。与轮轨列车相比，磁悬浮列车运行安全、耗能低、时速大、噪声小，并且具有全寿命周期成本低的优势。 （1）车体使用了碳纤维密封材料，较铝合金减重30%，这是利用了这种材料 的性质。 （2）由于电流的 效应，导致两线圈中有电流通过时，会产生强大的作用力使列车悬浮；在图丙中，若A是车身线圈，B是轨道线圈，则车身线圈上端是 （填“N”或“S”）极。 （3）磁悬浮列车采用无接触“抱轨”的方式设计运行，避免了来自车轮与轨道的 。 （4）请结合短文内容，写出一条磁悬浮列车的优点： 。 【答案】（1）密度小；（2）磁，N；（3）摩擦力；（4）见解析 【详解】（1）车体使用碳纤维密封材料，在体积相同的情况下，较铝合金减重30%，根据ρ=m/V可知，这种材料密度小。 （2）电流流过导体时，导体周围产生磁场，这是电流的磁效应。两线圈中有电流通过时，产生磁场，产生强大的作用力使列车悬浮。 根据右手螺旋定则知，通电螺线管的上端是N极，下端是S极，要使车悬浮起来，车身线圈与轨道线圈相对的两个磁极应相互吸引，则车身线圈上端是N极。 （3）采用无接触“抱轨”的方式设计运行，这是通过使接触面分离来减小车轮与轨道间的摩擦力。 （4）与轮轨列车相比，磁悬浮列车运行安全、耗能低、时速大、噪声小，故优点是运行安全、耗能低、时速大、噪声小。 链接中考 25. （2025·江苏徐州·中考真题）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中，在螺线管周围的不同位置放上小磁针，接通电路，小磁针静止时的指向如图所示，小磁针 极的指向就是该点的磁场方向，由此可知通电螺线管的右端是 极。把电池的正负极对调，再进行实验，目的是探究通电螺线管外部磁场方向与 方向是否有关。 【答案】 N S 电流 【详解】物理学规定，磁场中某一点小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向；由图可知，小磁针的N极指向通电螺线管的右端，由于异名磁极相互吸引，可知通电螺线管的右端是S极。 把电池的正负极对调，这样就改变了通电螺线管中的电流方向，再进行实验，观察小磁针指向，目的是探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向是否有关。 26. （2025·云南·中考真题）指南针能帮助人们在森林中定向，是因为它在地磁场作用下N极总是指向 方。如图中电源的左边是 极。 【答案】 北 负 【详解】指南针能帮助人们在森林中定向，由于受到地磁场的作用，小磁针静止时，指向北方的一端叫N极，所以它的N极总是指向北方。 磁体外部的磁感线，从N极出发回到S极，所以图中螺线管的左端是N极，由安培定则可知电流从螺线管的右端流入，电源的右边是正极，左边是负极。 27. （2025·广东广州·中考真题）医学上用“人工心脏泵”替代心脏推动血液循环，如图是其工作原理的简图，活塞在电磁铁的带动下左右移动，代表心脏的舒张和收缩。“人工心脏泵”正常工作过程中，电磁铁的电流从a流向b时，则（　　） A．电磁铁左端为S极，活塞向右移动 B．电磁铁左端为S极，活塞向左移动 C．电磁铁左端为N极，活塞向右移动 D．电磁铁左端为N极，活塞向左移动 【答案】B 【详解】当电磁铁的电流从a流向b时，根据安培定则可知，电磁铁的左端为S极，右端为N极，由磁极间的相互作用可知，永磁体对电磁铁产生吸引力，活塞向左运动，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 28. （2025·山东日照·中考真题）某电磁阀的工作原理如图所示。当开关S1、S2如图连接时，固定线圈磁场，推动强磁阀门向左运动，封闭液管通道，阻止液体流动。请： （1）标出此时通电螺线管右端的极性； （2）标出强磁阀门右端的极性； （3）画出通电螺线管外部磁场的磁感线（画出一条即可）。 【答案】见下图。 【详解】当开关S1、S2如图连接时，电流从螺线管左端流入，右端流出，由安培定则可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极；固定线圈磁场，推动强磁阀门向左运动，磁阀门受到向左的推力，由同名磁极互相排斥可知，强磁阀门右端为N极；在磁体的外部磁感线从N极出发，回到S极，如下图所示： 29. （2025·江苏淮安·中考真题）“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。 （1）在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，需要经历下列步骤：①轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布；②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上；③闭合开关。三个步骤合理的顺序是 （填序号）； （2）经过对铁屑分布的观察，发现通电螺线管外部磁场与 磁体周围磁场分布相似； （3）把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后，小磁针分布如图乙所示，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，此时的螺线管可能是向 （选填“南北”或“东西”）方向放置的； （4）根据图丙中小磁针静止时的指向，在括号中标出电源左端的极性； （5）未来，科学家想研究月球是否也像地球一样是一个磁体，在月球科研站内将小磁针放在不同位置，若观察到 现象，则说明月球也是一个磁体。 【答案】（1）②③①；（2）条形；（3）南北；（4）见下图；（5）小磁针指示固定的方向 【详解】（1）铁屑在磁场中容易被磁化，故可以用铁屑来显示通电螺线管周围的磁场分布。在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，应先将铁屑均匀撒在有机玻璃板上，再闭合开关使得螺线管产生磁场将铁屑磁化，最后轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布。所以三个步骤合理的顺序是②③①。 （2）观察铁屑分布可知通电螺线管两端铁屑分布较多，中间较少，说明两端磁性强，中间磁性弱，说明通电螺线管外部磁场与条形磁体周围磁场分布相似。 （3）小磁针静止时指示南北，通电后，A、B两个小磁针所在位置的磁场方向是水平方向的，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，说明此时的螺线管可能是向南北方向放置的。 （4）图丙中小磁针静止时左端为N极，根据磁极间相互作用规律可知螺线管左端为S极，右端为N极，根据安培定则可知电流从螺线管左端流入，则电源左端为正极，作图如下： （5）若月球也是一个磁体，则会对放入其中的小磁针产生磁场力的作用。所以在月球科研站内将小磁针放在不同位置，若观察到小磁针指示固定的方向，则说明月球也是一个磁体。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 电生磁 目录 题型分组练 2 题型01 电流的磁效应 2 题型02 通电螺线管的磁场 3 题型03 探究通电螺线管外部磁场的方向 4 题型04 安培定则 5 创新拓展练 6 链接中考 9 题型分组练 题型01 电流的磁效应 1．世界上第一个证实了电流周围存在磁场的科学家是（　　） A．牛顿 B．欧姆 C．奥斯特 D．阿基米德 2．当小磁针自由静止时，它的N极总是指向 （选填“南”或“北”）方，这是因为小磁针受到 的作用。如图甲所示，当给导线通电时，其下方的小磁针的N极向纸内偏转；如图乙所示，如果大量电子沿着水平方向由左向右飞过小磁针正上方，则小磁针的N极将向纸 （选填“内”或“外”）偏转。 3. 奥斯特的发现 （1）比较甲、乙得出结论：通电导体周围存在着 。 （2）比较甲、丙得出结论：电流产生的磁场方向与 的方向有关。 （3）通电导线周围存在与电流方向有关的 ，这种现象叫作电流的磁效应。 4. 小芳对奥斯特实验非常感兴趣，于是连接如图所示的电路进行探究。她先用两节干电池串联进行实验，发现小磁针只是微微动了一下，接着用三节干电池串联进行实验，而小磁针发生了明显的偏转。根据小芳的实验过程及现象，可以得出两点结论：一是电流周围确实存在着 ，二是电流磁场的强弱与 有关。 题型02 通电螺线管的磁场 5．通电螺线管的磁场： 通电螺线管外部的磁场分布和 的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的 ，通电螺线管两端的 跟螺线管中电流的 有关。 6．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，把小磁针放在甲端的左侧附近静止时N极指向通电螺线管甲端，则以下判断正确的是（　　） A．螺线管甲端为N极，另一端为S极 B．螺线管的极性与电源正负极有关 C．若d为正极，则a为“-”接线柱 D．螺线管的极性跟电源c、d正负极无关 7. 一个通电螺线管中的电流方向和螺旋管周围磁感线的分布如图所示，其中正确的是（　　） A B   C   D   8．某电磁门锁如图（a），图（b）是该电磁门锁的原理简化图。当开关S闭合时条形磁体和电磁铁相互吸引，请在图（b）中画出螺线管的绕线，并标出通电螺线管的N极。 9．如图所示，请在两虚线框内分别标出电源和螺线管的极性。 题型03 探究通电螺线管外部磁场的方向 10．在探究“通电螺线管外部磁场的方向”的实验中，如图所示，闭合开关，小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有 ，通过小磁针静止时 极的指向确定该点磁场方向，调换电源正负极，小磁针偏转方向改变，说明磁场方向与 有关。 11．在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中： （1）将小磁针放在螺线管周围不同的位置如图甲所示，闭合开关后观察到的现象是 ，此实验说明 ； （2）在穿过螺线管的平板上撒上铁屑，当有电流通过，铁屑的分布情况如图乙所示，此实验说明 周围的磁场分布与条形磁体周围的磁场分布相似。 （3）将图甲中的电源正、负极对调，闭合开关，会发现小磁针的偏转方向 （选填“不改变”或“发生改变”），说明 两端的极性和电流方向有关。 12．通过实验探究磁体周围的磁场特点。 （1）如图1所示，在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，再将玻璃板放在条形磁铁上方，然后 ，观察铁屑的分布情况。铁屑在磁场中被 成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来； （2）如图2所示，在条形磁体周围放一些小磁针，小磁针静止时黑色一端表示磁体的N极，由此判断条形磁体右端的磁极为 极； （3）如图3所示： ①观察图中的铁屑排布情况，可知通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似； ②对调螺线管所接电源的正、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 的方向有关； ③拿走图中的小磁针，可利用 来判定通电螺线管的N、S极。 题型04 安培定则 13. 通电螺线管的磁场 （1）螺线管：将导线绕在圆筒上，就可以做成 管。通电后各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场增强。 （2）安培定则：用 手握螺线管，让四指弯向螺线管中 的方向，则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的 极。如图所示。 14．据《武经总要》记载，古人将具有磁性的空心铁鱼放入水中漂浮制成指南鱼，如图甲。多次将指南鱼轻轻旋转，待静止后，观察到鱼尾总是指向南方。将该指南鱼靠近如图乙所示的电磁铁左端，发现鱼头始终指向电磁铁，则电源左端为 （选填“正”或“负”）极。 15. 如图，小磁针静止时N极指向右，则螺线管的右端为 极。将小磁针沿着图中轨迹缓慢移到Q处，下列符合小磁针a端旋转情况的是 。 A      B      C     D 16．如图所示，小磁针静止时的指向如图所示，其中黑端为N极。闭合开关后，小磁针逆时针转动后静止，请在图中标出通电后螺线管的N极和磁感线方向。    17．在图中，根据磁感线方向，标出小磁针的N、S极及电源的正、负极。    18．在探究通电螺线管磁场的实验中，在螺线管附近放两个小磁针，硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后观察到小磁针静止时的指向和铁屑的排列如图甲所示，请你根据图甲所示的实验结果，在图乙中画出螺线管周围的磁感线分布情况（画出5条线），并标出螺线管N极和S极。 创新拓展练 19．如图甲所示，在螺线管周围①②④⑤及其内部③放置小磁针，闭合开关S1，待小磁针静止时，北极所指方向与②相同的小磁针有 ；图乙中GMR为巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而减小，闭合S1、S2，图甲中滑片向右移动时，图乙中电压表示数 ，R0的电功率 。（后两空选填“变大”、“变小”或“不变”） 20. 如图是全自动洗衣机进水阀门的结构示意图，其核心元件是由线圈和铁芯构成的 ，用来控制进水阀门的通断。当线圈通电后，阀孔打开，水流进洗衣机，请你利用所学物理知识解释其中的道理 。 21．如图所示，开关闭合后，小磁针静止时右端为N极。请在对应括号内和A点分别标出： （1）螺线管“N”或“S”极； （2）电源的“+”或“-”极； （3）A点磁感线方向。 22. 探究通电螺线管外部磁场的方向 某组同学通过探究，已了解通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极，它们的极性可以用小磁针的指向来判定后，接着探究通电螺线管两端的极性由什么因素决定。 【猜想】 A．可能由螺线管的绕向决定 B．可能由电源正负极的接法决定 C．可能由螺线管中电流的方向决定 （注解：螺线管两接线柱和电源正负极的接法简称电源正负极的接法） 【证据】用 将如图所示的器材连接成电路，把小磁针放在螺线管两端，闭合开关，观察并记录小磁针静止时N极的指向、螺线管的绕向、电源正负极的接法、螺线管中电流的方向。如图所示，是本组同学用画图的方法呈现出的四次实验现象。 【解释】 （1）观察分析图甲、乙两图，螺线管的绕向相同，通电螺线管的同一端磁极 ； （2）观察分析图甲、丙两图，电源正负极的接法相同，通电螺线管的同一端磁极 ； （3）观察分析图 两图，螺线管中电流的方向相同，通电螺线管的同一端磁极相同； （4）分析以上证据可知，通电螺线管的极性由螺线管中 决定，而不决定于 ，也不决定于 。 23．“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。甲、乙两同学做了如图所示的实验：在静止的小磁针上方平行地放一根直导线，闭合开关，原来静止的小磁针转动了。对于小磁针转动的原因，两同学有着不同的假设： 甲：是因为导线通电发热，造成导线周围空气温度升高，空气的对流运动使磁针偏转 乙：是因为电流周围产生磁场，磁场对磁针产生了力的作用 （1）没通电时，静止的小磁针的N极指向 ；（填“南方”或“北方”） （2）两同学讨论后，设计了以下实验来验证哪一个观点是正确的：他们调换电池的正负极，改变电流的方向，闭合开关，如果甲同学的假设是正确的，预计应该看到的现象是 ； （3）老师在其它实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，小磁针的转动方向将 （选填“不改变”或“改变”）； （4）在做该实验时，下列操作中现象最明显的是 。 A．电流沿东西方向放置在磁针的正上方 B．电流沿南北方向放置在磁针的正上方 C．沿电流方向放置小磁针，使磁针在导线的正下方 D．沿电流方向放置小磁针，使磁针在导线的延长线上 24．阅读短文，回答问题。 国产磁悬浮列车 如图甲所示是一款国产磁悬浮列车，车体使用了碳纤维密封材料，较铝合金减重30%。采用无接触“抱轨”的方式设计运行，避免了来自车轮与轨道的摩擦力，图乙所示的轨道下部安装有轨道线圈，在列车的下部安装有车身线圈，有电流通过时，两线圈之间就会产生强大的作用力，使列车悬浮在间距10mm以内的轨道上方。牵引供电系统布置在地面上，采用感应发电装置分段供电，同一供电区间只能有一列列车行驶，避免追尾风险。与轮轨列车相比，磁悬浮列车运行安全、耗能低、时速大、噪声小，并且具有全寿命周期成本低的优势。 （1）车体使用了碳纤维密封材料，较铝合金减重30%，这是利用了这种材料 的性质。 （2）由于电流的 效应，导致两线圈中有电流通过时，会产生强大的作用力使列车悬浮；在图丙中，若A是车身线圈，B是轨道线圈，则车身线圈上端是 （填“N”或“S”）极。 （3）磁悬浮列车采用无接触“抱轨”的方式设计运行，避免了来自车轮与轨道的 。 （4）请结合短文内容，写出一条磁悬浮列车的优点： 。 链接中考 25. （2025·江苏徐州·中考真题）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中，在螺线管周围的不同位置放上小磁针，接通电路，小磁针静止时的指向如图所示，小磁针 极的指向就是该点的磁场方向，由此可知通电螺线管的右端是 极。把电池的正负极对调，再进行实验，目的是探究通电螺线管外部磁场方向与 方向是否有关。 26. （2025·云南·中考真题）指南针能帮助人们在森林中定向，是因为它在地磁场作用下N极总是指向 方。如图中电源的左边是 极。 27. （2025·广东广州·中考真题）医学上用“人工心脏泵”替代心脏推动血液循环，如图是其工作原理的简图，活塞在电磁铁的带动下左右移动，代表心脏的舒张和收缩。“人工心脏泵”正常工作过程中，电磁铁的电流从a流向b时，则（　　） A．电磁铁左端为S极，活塞向右移动 B．电磁铁左端为S极，活塞向左移动 C．电磁铁左端为N极，活塞向右移动 D．电磁铁左端为N极，活塞向左移动 28. （2025·山东日照·中考真题）某电磁阀的工作原理如图所示。当开关S1、S2如图连接时，固定线圈磁场，推动强磁阀门向左运动，封闭液管通道，阻止液体流动。请： （1）标出此时通电螺线管右端的极性； （2）标出强磁阀门右端的极性； （3）画出通电螺线管外部磁场的磁感线（画出一条即可）。 29. （2025·江苏淮安·中考真题）“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。 （1）在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，需要经历下列步骤：①轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布；②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上；③闭合开关。三个步骤合理的顺序是 （填序号）； （2）经过对铁屑分布的观察，发现通电螺线管外部磁场与 磁体周围磁场分布相似； （3）把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后，小磁针分布如图乙所示，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，此时的螺线管可能是向 （选填“南北”或“东西”）方向放置的； （4）根据图丙中小磁针静止时的指向，在括号中标出电源左端的极性； （5）未来，科学家想研究月球是否也像地球一样是一个磁体，在月球科研站内将小磁针放在不同位置，若观察到 现象，则说明月球也是一个磁体。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $