18.2探究：通电螺线管外部磁场的方向随堂同步练习 ---2025-2026学年沪科版物理九年级全一册

18.2探究：通电螺线管外部磁场的方向 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．通电螺线管中插入铁芯后，磁性大大增强。其原因是（　　） A．插入铁芯相当于增加了线圈的匝数 B．铁芯原来的磁性使通电螺线管的磁性增强 C．铁芯磁化后的磁场与电流的磁场叠加，磁性增强 D．铁芯磁化后的磁场与电流的磁场互相抵消 2．为了使通电螺线管的磁性增强，应在螺线管中插入下列哪一种材料做成的“芯”（    ） A．铁 B．纸 C．塑料 D．木头 3．如图所示，螺线管内放一枚小磁针，当开关S闭合后，小磁针的北极指向将（　　） A．不动 B．向外转90° C．向里转90° D．旋转180° 4．古籍《武经总要》中记载，将空腔鱼形铁烧红后，让铁鱼头尾指向南北放入水中冷却，随后使之漂浮在水中，就制成了“指南鱼”（如图所示）。下列与磁现象相关的说法错误的是（　　） A．指南鱼静止时总是有一端指向南极附近，这是因为地磁场的北极在地理南极附近 B．用一个条形磁体靠近指南鱼，指南鱼会被吸引或排斥，这表明磁体间的相互作用是通过磁场发生的 C．指南鱼被磁化后，磁性不会消失，属于永磁体 D．若将指南鱼放在通电直导线附近，当导线中有电流通过时，指南鱼可能会发生偏转，这是电流的磁效应造成的 5．如图是某道路限载报警器的工作原理图。工作电路的电源电压不变，R1是压敏电阻，其阻值随压力的变化而变化。闭合开关S，当车的质量超过限载值时，电磁铁吸下衔铁，报警电路接通，电铃响。下列判断正确的是（　　） A．闭合开关后，电磁铁的上端是N极 B．压敏电阻的阻值随压力的增大而增大 C．车的质量越大，电磁铁的磁性越弱 D．若要提高限载值，应将滑片P向左移 6．如图-1所示为我国自主研制的“翼龙”无人机。如图-2所示为该无人机发动机上限速器的简化电路，电源电压12V，定值电阻的阻值20Ω，电磁铁的线圈电阻忽略不计，电阻R的阻值随无人机飞行速度变化的关系图如图-3所示。当飞行速度达到某设定值时，电磁铁刚好吸下衔铁B，减小油门C的喷油量，控制无人机的速度不再增大。下列说法正确的是（　　） A．电磁铁上端的极性为N极 B．当无人机飞行速度达到280km/h时，R的电功率为1.6W C．要使电表示数随飞行速度的增大而增大，则应该在图-2中①位置安装电压表 D．若要增大无人机的最大限速，可以给并联一个电阻 7．通过下图所示的实验第一个发现电与磁之间的联系的科学家是（　　） A．奥斯特 B．帕斯卡 C．牛顿 D．伽利略 8．每个电梯在设计和制造时，都会明确标注其最大载重限制。电梯超载时，自动报警系统的电铃就会响起，电梯无法启动。报警系统的工作原理如图所示，R1是保护电阻，R2是压敏电阻。下列判断正确的是（　　） A．压敏电阻R2的阻值随压力的增大而增大 B．电梯的自动报警电铃应接在CD之间 C．闭合控制电路，通电螺线管的上端为N极 D．增大R1的阻值可以增加电梯的限载质量 9．如图所示，闭合电磁铁开关S，条形磁铁静止在水平桌面上。下列判断正确的是（　　） A．通电螺线管的右端是S极 B．条形磁铁受到电磁铁的斥力 C．将滑动变阻器的滑片向右移动，条形磁铁所受摩擦力的方向改变 D．若只改变电源的正、负极，条形磁铁所受摩擦力的方向不变 10．图是探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。对该实验的操作和分析，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关前，小磁针的S极指向地理的北极 B．闭合开关小磁针静止时，S极的指向为该点的磁场方向 C．改变图中螺线管电流方向，小磁针N极所指方向水平向右 D．若没有小磁针，通电螺线管周围就没有磁场 二、多选题 11．商场内的一种智能电动扶梯如图甲所示，无乘客乘坐电梯时，电动机低速运转，电梯以较小的速度上升；当有乘客乘坐电梯时，电动机高速运转，电梯以较大的速度上升。该电动扶梯内部电路如图乙所示，其中M为带动电梯运转的电动机，R1为定值电阻，R为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，电源两端的电压均保持不变。下列关于这个电路的说法正确的是（　　） A．电磁继电器的作用相当于一个开关 B．若电源左端为正极，则电磁铁上端是S极 C．当无乘客站在电梯上时，R的阻值变小，电路中电流变大 D．当电梯上有乘客时，电磁铁磁性增强，吸引衔铁与触点2接触 12．根据图中磁感线的方向和小磁针的指向判断，下列四幅图片正确的是（　　） A． B． C． D． 13．关于下列四个实验的说法正确的是（　　） A．图甲说明通电导线的周围有磁场 B．图乙中，闭合开关后，小磁针N极将顺时针偏转 C．图丙反映的是电动机的工作原理 D．图丁说明在其他条件相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强 14．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．螺线管的极性与电流环绕方向有关 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 三、填空题 15．在探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验中，小聪连接了如图所示的电路，电磁铁A端放有一小磁针，闭合开关，小磁针 （选填“顺”或“逆”）时针转动，向右移动滑动变阻器的滑片，电磁铁磁性 （选填“增强”、“减弱”或“不变”）。电磁铁磁性的强弱还与线圈匝数有关，匝数越多，磁性越 （选填“强”或“弱”）。 16．如图-1，是室内自动换气系统的电路图。控制电路的电源电压为3V，R0为电阻箱，RK的阻值与烟雾浓度K的关系如图-2所示。当电磁铁线圈中的电流I≥0.03A时，衔铁被吸下，电风扇转动，开始排气。 (1)电磁铁工作时，利用了通电导体周围存在 ，其上端为 极。 (2)当烟雾浓度升高时，控制电路中线圈的电流 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 (3)控制电路的电源电压低于3V时，若保持空气质量的标准不变，R0的阻值应 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 17．大型电磁起重机一次可以吊起几吨重的钢材，其主要是利用 工作。 18．如图所示，开关闭合后，位于螺线管右侧的小磁针的指向将 （“顺时针”“逆时针”或“不”）偏转。 19．如图甲所示，“悬浮灯泡”能够悬浮发光，其内部结构如图乙所示。基座内电路接通后，灯泡悬浮是利用同名磁极相互 的原理。图乙中“电源”左侧为 （填“正”或“负”）极，想让灯泡悬浮得更高，应该将滑片P向 （填“左”或“右”）移动。 四、实验题 20．某同学的实验装置如图所示，弹簧下端吊的是铁块，当他将开关闭合以后，弹簧的长度 ；当他将滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流表的示数 ，弹簧的长度 。如果其他条件不变，他只是将电源的正负极调换了一下，弹簧的长度 。 五、综合题 21．小军在学习了电磁继电器后，决定为刚出生的妹妹设计一款温奶报警器，他的设想是：加热奶液的过程中，当奶液温度上升到设定温度时，报警器就会自动报警。 (1)他准备利用教科书上的电路图进行设计，电路图如图甲所示，在水银温度计中封入一段金属丝，有关该电路图的相关说法不合理的是（　　） A．当温度升高时，温度计的水银柱将下降 B．控制电路的电源正负极互换后也可以正常工作 C．两个电路中可各增加一个变阻器来保护电路 D．该电路的工作原理：当温度达到金属丝下端所指的温度时，控制电路接通将衔铁吸引过来，同时受控电路接通使电铃发出报警信号 (2)聪明的小军联想到热敏电阻的阻值会随着温度的变化而变化，于是尝试用热敏电阻替代温度计，改进并设计了如图乙所示的电路，小军认为电路中热敏电阻的阻值应随着温度的升高而增大，你认为是否合理?答： ； (3)器材准备完毕，按照图乙连接电路，将热敏电阻放入到42℃的奶液中并充分接触后，要使在该温度下报警器报警，需要做的初步调试工作是： ； (4)关于探究过程的反思，下列说法中不合理的是（　　） A．图甲进行操作时，两个电路不能离得太远 B．图乙要提高报警器的温度，可以适当减小变阻器接入电路的阻值 C．图乙要求报警时，报警器响，灯亮，灯可以与报警器并联 D．图乙为保证测温的方便，应该使热敏电阻两端的导线尽量长一些 《18.2探究：通电螺线管外部磁场的方向》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A A C D B A D B C 题号 11 12 13 14 答案 AD ABC ABD BD 1．C 【详解】铁芯可以被磁化，磁化后的磁场与电流的磁场叠加，磁性增强。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．A 【详解】要使通电螺线管的磁性增强，应该插入‌铁‌做成的“芯”。  这是因为铁是铁磁性材料，能被通电螺线管的磁场磁化，产生与原磁场方向相同的附加磁场，两者叠加后，总磁场会大大增强。而纸、塑料和木头都是非磁性材料，无法被磁化，所以不能增强螺线管的磁性。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．A 【详解】根据安培定则可知，当开关S闭合后，通电螺线管左侧是南极，右侧是北极，在通电螺线管的内部，磁感线的方向是从南极到北极，图中小磁针的北极指向与通电螺线管内部的磁感线的方向相同，所以小磁针的北极指向不动，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．C 【详解】A．将空腔鱼形铁烧红后，让铁鱼头尾指向南北放入水中冷却，空腔鱼就被磁化；地磁场的北极在地理南极附近，指南鱼静止时总是有一端指向南极附近，指南鱼静止时指南的是南极，故A正确，不符合题意； B．磁体的周围存在磁场，条形磁体靠近指南鱼，并没有接触，就会出现吸引或排斥现象，表明磁体间的相互作用是通过磁场发生的，故B正确，不符合题意； C．指南鱼是软磁体，被磁化后磁性容易消失，不是永磁体，故C错误，符合题意； D．通电直导线周围有磁场，是电流的磁效应，会使指南鱼受力偏转，故D正确，不符合题意。 故选C。 5．D 【详解】A．闭合开关后，电流从电磁铁的下端流入，由右手螺旋定则得，电磁铁的下端是N极，故A错误； BC．工作电路中，闭合开关S，R1、R、电磁铁串联，当车的质量超过限载值时，电磁铁吸下衔铁，说明此时电磁铁的磁性较强，通过电磁铁的电流较大，由欧姆定律得，此时电路的电阻较小，由串联电路电阻特点得，R1电阻较小；压敏电阻R1受到的压力等于车的重力，车的质量超过限载值时，说明压敏电阻R1受到的压力较大，则压敏电阻的阻值随压力的增大而减小，车的质量越大，电磁铁的磁性越强，故BC错误； D．将滑片P向左移，增大变阻器接入电路中的电阻，当电磁铁吸下衔铁时，工作电路的电流不变，工作电路的电阻不变，由串联电路电阻特点得，此时R1的阻值变小，压敏电阻的阻值随压力的增大而减小，则此时压敏电阻受到的压力变大，可以提高限载值，故D正确。 故选D。 6．B 【详解】A．图-2中，电磁铁的线圈电流由上端流入，下端流出，据安培定则知，电磁铁的上端为S极，下端为N极，故A错误； B．由图-3知，无人机的速度达到280km/h时，R的阻值为10欧。图-2中，两个电阻串联接入电路，电磁铁线圈的电阻忽略不计，则电路中的总电阻 电路中的电流 R的电功率，故B正确； C．由图-3知，R的阻值随着无人机飞行速度的增大而减小，据串联电路的分压特点知，无人机速度增大时，R两端的电压变小，R0两端的电压增大，要使飞行电表示数随飞行速度增大而增大，应该在图-2中的②位置安装电压表。故C错误； D．图-2中，R减小到某个值时，电路中的电流增大到设定值，衔铁B被吸下，油门C喷油量减小，达到限速作用。为了让R减小到某个值，电路的电流仍未达到设定值，可在电路中给R0串联一个电阻，让电路的总电阻增大，电流减小，故D错误。 故选B。 7．A 【详解】1820年，丹麦物理学家奥斯特做实验时偶然发现，当导线中通过电流时，它旁边的磁针发生了偏转，由此说明了通电导体周围存在磁场，在世界上第一个发现了电与磁的联系，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8．D 【详解】AB．电梯超载时电梯无法启动，电动机断电，报警电铃响，说明电动机与电铃不同时工作，由图可知，自动报警电铃应接在E、F之间，实现超载停机并发出提醒时电铃响，电磁继电器的衔铁被吸合，则电磁铁线圈里的电流应变大，根据欧姆定律可知控制电路的电阻减小，即压敏电阻R2的阻值减小，所以R2的阻值随压力的增大而减小，故AB错误； C．如图所示，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极、上端为S极，故C错误； D．报警时控制电路电流不变，根据欧姆定律可知总电阻不变，当增大R1的阻值，根据串联电路的电阻特点可知压敏电阻R2的阻值变小，因R2的阻值随压力的增大而减小，则R2的阻值随压力变大，即限载质量变大，故D正确。 故选D。 9．B 【详解】A．根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指的一端为 N 极。观察可知，电流从螺线管左端流入，右端流出，所以电磁铁的左端为S极，右端为 N极，故A 错误； B．由前面判断电磁铁左端为S 极，与条形磁铁的 S极相对，同名磁极相互排斥，条形磁铁受到电磁铁对其向左的斥力，故B 正确； C．滑动变阻器的滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律（电源电压不变），电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱。条形磁铁受到电磁铁向左的排斥力减小，因为条形磁铁静止，处于平衡状态，水平方向受到向左的排斥力和向右的摩擦力，排斥力减小，摩擦力也减小，但方向不变，故C 错误； D．若只改变电源的正负极，根据安培定则，电磁铁的磁极会改变，此时电磁铁与条形磁铁由同名磁极相互排斥变为异名磁极相互吸引，条形磁铁所受磁力方向改变，那么条形磁铁受到的摩擦力方向也会改变，故D 错误。 故选 B。 10．C 【详解】A．闭合开关前，小磁针受到地磁场的作用，具有指南北的性质，所以小磁针的S极指向地理的南极，故A错误； B．闭合开关，通电螺线管周围产生磁场，物理学中对磁场方向的规定是小磁针在磁场中静止时，N极的指向为该点的磁场方向，故B错误； C．改变图中螺线管电流方向，则电流从螺线管左端流入，从螺线管右端流出，由安培定则可以判断，螺线管右端为N极，由于同名磁极相互排斥，所以小磁针N极所指方向水平向右，故C正确； D．由于磁体周围的磁场是看不见，摸不着的，但是确确实实是真实存在的，所以没有小磁针，通电螺线管周围的磁场仍然存在，故D错误。 故选C。 11．AD 【详解】A．电磁继电器是利用低电压、弱电流，控制高电压、强电流的装置，实质相当于一个开关，故A正确； B．若电源左端为正极，电流从电磁铁的下端内侧进入，根据安培定则可以判断电磁铁的下端是S极，上端是N极，故B错误； C．当无乘客站在电梯上时，压敏电阻受到的压力小，其阻值变大。根据可知，在控制电路中电源电压不变，总电阻变大，电路中电流变小，故C错误； D．当有人乘坐电梯时，压敏电阻受到的压力大，其阻值变小，根据可知，在控制电路中电源电压不变，总电阻变小，电路中电流变大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁与触点2接触，故D正确。 故选AD。 12．ABC 【详解】A．由右手螺旋定则可知，螺线管右侧为N极，则由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，小磁针右侧为S极，左侧为N极，故A正确； B．由右手螺旋定则可知，螺线管左侧为N极，则由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，小磁针右侧为N极，左侧为S极，故B正确； C．因磁铁外部磁感线的方向为由N极指向S极，图中两S极相对，故两边磁铁的磁感线都应为指向磁铁，故C正确； D．条形磁铁外部的磁感线由N极指向S极，而图中磁感线画成了由S极指向N极，故D错误； 故选 ABC。 13．ABD 【详解】A．图甲是奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，故A正确； B．由安培定则可知，图乙中螺线管的左端为S极，右端为N极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，闭合开关后，小磁针N极将顺时针偏转，故B正确； C．图丙中，当导体棒做切割磁感线运动时，会有感应电流产生，是探究电磁感应现象的装置，反映的是发电机的工作原理，故C错误； D．图丁中，两个电磁铁串联，通过它们的电流相等，两个电磁铁的线圈匝数不同，电磁铁的线圈匝数越多，吸引的大头针越多，即磁性越强，故D正确。 故选ABD。 14．BD 【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BD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 BD。 15． 顺 减弱 强 【详解】[1]由图可知螺线管中电流由左侧流入，则由安培定则可知，螺线管A端为N极，B端为S极，因异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，则可知小磁针顺时针转动。 [2]若滑动变阻器的滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，则由欧姆定律可得线圈中的电流变小，则电磁铁的磁性减弱。 [3]电磁铁磁性的强弱除了和电流的大小有关，还与线圈的匝数有关，且匝数越多，磁性越强。 16．(1) 磁场 S (2)变大 (3)减小 【详解】（1）[1][2]电磁铁通电后具有磁性，断电后磁性消失，电磁铁工作时，利用了电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场；电流从上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极。 （2）控制电路中，电阻Rk与R0串联。由图2可知，当烟雾浓度升高时，电阻Rk的阻值减小，根据串联电路电阻关系可知，R0不变的情况下，总电阻变小，根据可知，电压不变时，控制电路中线圈的电流变大。 （3）若保持空气质量的标准不变，电阻Rk接入阻值不变；而电磁铁线圈中的控制电流不变，根据可知，当电源电压低于3V时，Rk+R0之和变小，而Rk阻值不变，所以R0的阻值应减小。 17．电流的磁效应 【详解】电磁起重机有一个巨大的电磁铁，当有电流时，电磁铁有磁性，可以吸起重物；当无电流时，电磁铁无磁性．无法吸起重物，所以电磁起重机是根据电流的磁效应来工作的。 18．逆时针 【详解】根据电源的正负极，可以确定开关闭合后电流从螺线管的左端流入，右端流出，结合线圈的绕向，利用安培定则可知螺线管的右端为N极，左端为S极；由于异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，所以小磁针的N极被排斥，S极被螺线管吸引，则小磁针会逆时针转动90°，最后小磁针的N极水平指向右。 19． 排斥 负 左 【详解】[1]灯泡悬浮停在空中时，受到的重力和磁力是一对平衡力，灯泡能克服重力悬浮在空中是因为同名磁极相互排斥。 [2]图乙中上方螺线管的下端为S极，根据同名磁极相互排斥可知，则下方通电螺线管上端应为S极，下端为N极，由安培定则知道，电源右端为正极，左端为负极。 [3]要使灯泡悬浮的高度增加，就要增大其磁性，可以向左调节滑动变阻器的滑片增大电流。 20． 伸长 变大 伸长 不变 【详解】[1]当开关闭合后，电磁铁产生磁性，会吸引铁块，对铁块的拉力变大，所以弹簧的长度伸长。 [2][3]当滑动变阻器的滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律，电路中的电流变大，故电流表的示数变大；电流变大后，电磁铁的磁性增强，对铁块的吸引力更大，弹簧受到的拉力更大，故弹簧的长度伸长。 [4]如果调换电源正负极，电流方向改变，但电磁铁的磁性强弱不变，对铁块的吸引力大小也不变，故弹簧的长度不变。 21．(1)A (2)不合理 (3)将变阻器调到最大阻值处，闭合开关S1、S2，逐渐减小变阻器接入电路的阻值，直到警报器恰好发出警报 (4)B 【详解】（1）A．水银温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的，所以当温度升高时，温度计的水银柱将上升，故A错误，符合题意； B．由题意可知，电路原理是当温度达到金属丝下端所指温度时，控制电路接通将衔铁吸引过来，同时受控电路接通使电铃发出报警信号，所以控制电路的电源两极互换后也可以正常工作，故B正确，不符合题意； C．为了保护电路，两个电路中可以各增加一个变阻器，故C正确，不符合题意； D．由题意得，当温度达到设定温度时，温度计内水银上升，水银与金属丝接触，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D正确，不符合题意。 故选A。 （2）要想报警器响起，则图乙左边电路中的电流应增大，使电磁铁的磁性增强，将衔铁吸引过来，即温度升高时，热敏电阻的阻值减小，电路中的电流增大，从而达到报警的效果，因此电路中热敏电阻的阻值应随着温度的升高而减小，故小军的想法不合理。 （3）要使在该温度下报警器报警，初步调试的操作应该为：将变阻器调到最大阻值处，闭合开关S1、S2，逐渐减小变阻器接入电路的阻值，直到警报器恰好发出警报。 （4）A．图甲进行操作时，若离得太远，控制电路中电磁铁产生的磁场作用较小，会造成受控电路不能接通，所以两个电路不能离得太远，故A正确，不符合题意； B．图乙要提高报警器的温度，即要使乙装置推迟报警，可以适当增大变阻器接入电路的阻值，故B错误，符合题意； C．图乙中，如果灯与报警器并联，到达设定温度时，报警器响，灯亮，故C正确，不符合题意； D．图乙中，为保证测温的方便，应该使热敏电阻两端的导线尽量长一些，以方便放入奶液中，故D正确，不符合题意。 故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $