18.2 探究：通电螺线管外部磁场的方向 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．海鲜保存常要求温度低于。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，乙图为热敏电阻随温度变化的图象。冷库温度等于或高于时，工作电路报警。下列说法不正确的是（　　） A．冷库温度为时，控制电路消耗的电功率为 B．工作电路报警时，控制电路的衔铁被吸下，铃响灯不亮 C．若控制电路中电源电压降低，将导致冷库报警温度低于时 D．控制电路开关闭合时，电磁铁的上端为极，且冷库温度越高电磁铁的磁性越强 2．小薛设计了一款“智能照明灯”，其电路原理如图所示，R0为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。光照增强时，灯泡自动熄灭；光照减弱时，灯泡自动发光。以下说法正确的是（　　） A．电磁铁的上端为S极 B．灯泡应设计在C、D两接线柱之间 C．当光照强度减弱，电磁铁的磁性增强 D．当光照强度增强，左侧控制电路中的电流变大 3．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 4．如图甲是某家庭电路连接示意图，图乙为电路中空气开关（断路器）的原理图，P为电磁铁，Q为衔铁，S为开关。下列分析正确的是（　　） A．导线a是中性线 B．空气开关跳闸，原因一定是电路中出现短路 C．电流过大时，图乙中P的磁性增强，吸引Q向左偏转，弹簧拉起S切断电路 D．图乙中电磁铁P的左端为N极 5．小明在户外实践中，利用随身所带物品制作了简易指南针。他首先利用电池、带绝缘皮的导线、铁钉制成电磁铁，然后将缝衣针磁化并用细线水平悬挂，最后将两者靠近，静止时位置关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．铁钉的钉尖是S极 B．缝衣针的针尖是N极 C．地磁场N极在地理北极附近 D．移开电磁铁后，缝衣针静止时针尖所指方向为南 6．物理知识在下列生活中的应用，说法错误的是（　　） A．人利用斜面搬运货物更费力 B．电磁继电器控制电铃工作 C．在冰箱里面有温度传感器 D．连通器原理能解释茶壶内液面相平 7．某展览厅为保护展品设置了调光天窗，其电路原理如图所示，图中为定值电阻，R为光敏电阻。当外界光照较弱时，自动启动节能灯给予补光；当外界光照较强时启动电动卷帘调整进光量。下列关于说法正确的是（    ） A．光敏电阻阻值不随光照强度的变化而变化 B．光敏电阻阻值随光照强度的增大而增大 C．光敏电阻与互换位置，会影响电路元件连接方式 D．光敏电阻阻值随光照强度的增大而减小 8．下列事例中，不属于利用电热工作的是（　　） A．用家用电饭锅煮米饭 B．用电烙铁焊接电器元件 C．用电热孵卵器孵小鸡 D．用继电器做烟雾报警器 9．小畅同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中，使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法错误的是（　　） A．滑片P向右滑动，电磁铁的磁性减弱 B．电磁铁能吸引大头针越多，表明它的磁性越强 C．电磁铁A、B的上端均为N极 D．该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系 10．如图所示，当滑动变阻器的滑片P向A端移动时，图中电磁铁的（    ） A．甲端是S极，磁性增强 B．甲端是N极，磁性不变 C．乙端是N极，磁性减弱 D．乙端是S极，磁性减弱 二、填空题 11．小明家有一款磁悬浮音箱，如图（a）所示，闭合开关，音箱悬浮空中。经过研究，小明发现音箱底部有一块磁铁，底座内部有电磁铁，他画出了如图（b）所示的电路原理图，音箱底部磁铁的A端应该是 （选填“N”或“S”）极。 12．将两根缝衣针磁化后，按如图甲所示的方式组装，制成了一个 ，该装置静止时A端总是指向北方；将图乙所示的通电螺线管的端靠近小磁针的端，它们互相 。 13．如图所示，根据电流I的方向可以判断电磁铁的上端是 （选填“N”或“S”）极。 14．螺线管的右端放置一个可自由转动的小磁针，小磁针静止时如图所示。闭合开关S后，小磁针N极将 （选填“沿顺时针方向偏转”、“沿逆时针方向偏转”或“静止不动”）。 15．如图是学校物理兴趣小组自制的一个带有电磁铁的木船模型，闭合开关S，电磁铁的A端是 极；将模型放入水中漂浮，由于受地磁场的作用，船头会指向地理的 方。（两空均选填“南”或“北”） 三、实验题 16．某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的方向”。 (1)在玻璃板上均匀地撒满铁屑，闭合开关，轻敲玻璃板，观察到铁屑的分布情况如图乙所示。则通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似。 (2)若要进一步探究通电螺线管外部磁场的方向，还需增加的器材是 。 (3)如图丙所示，在实验过程中，闭合开关S后，通电螺线管左侧为 极。 四、综合题 17．图甲是小明设计的一种家用即热式饮水机，R为电阻箱，RF为置于储水箱底部的压力传感电阻，其阻值随上方水的压力的变化而变化，已知U=6V；当电磁铁线圈中的电流I≤0.04A时，开关K被释放，指示灯L亮起，表示水量不足；当I≥0.04A，K被吸上；电磁铁线圈电阻不计。 (1)随着水箱内水量的减少，RF所受水的压力 ；RF的阻值应随压力的减小而 。（均填“增大”或“减小”） (2)若将电阻箱接入电路的阻值调至100Ω，指示灯L刚亮起时RF的阻值为 。 (3)如图乙所示，水泵使水箱内的水以v=0.1m/s的恒定速度流过粗细均匀的管道，管道的横截面积S=1cm²；虚线框内是长L=0.1m的加热区，阻值R1=44Ω的电阻丝均匀缠绕在加热区的管道上，两端电压为U1=220V。设水仅在加热区才被加热，且在通过加热区的过程中受热均匀，电阻丝产生的热量全部被水吸收，水的初温为。[水的比热容c水=4.2×10³J/（kg·℃），水的密度ρ水=1×10³kg/m³] ①经过加热区后水吸收的热量是 J，若水的初温为25℃，经过加热区后热水的温度为 ℃（结果保留2位小数）。 ②为提高经过加热区后热水的温度，下列哪个解决办法合理： 。 A．加快水的流速    B．减小电阻丝的阻值 18．水位报警器是一种用于监测水位变化，并在水位达到预设的危险值时发出警报信号的装置，在日常生活、工业生产、水利工程等领域有着广泛应用。如图是利用压敏电阻、电阻箱和电磁铁设计的水位报警装置。浮子Q由圆柱体和硬杆构成，圆柱体的底面积，高，密度，硬杆的质量和体积均不计。Q只能沿图中竖直虚线运动。当向水池内缓慢注水使水位达到某处时，衔铁K被释放，电铃开始报警。已知：电源电压，当电磁铁线圈中的电流时，衔铁K被吸住，当I时，衔铁K才会被释放：不计线圈电阻，g取10N/kg，水的密度为。请结合上述信息完成下面的问题： (1)电磁铁通电时，下端为 极。 (2)当水位不断上升时，池底所受水的压强将变 。 (3)当Q刚开始向上运动时，它浸在水中的体积为 m³。 (4)压敏电阻的阻值随压力F变化的规律如下表所示： 压力/N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 阻值R₂/ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ①若电阻箱阻值一定，当压敏电阻受到压力增大时，电磁铁所在电路的电流会 （填“变大”或“变小”）。 ②若电阻箱阻值为80，报警装置刚开始报警时，压敏电阻受到的压力为 N。 (5)在报警装置能正常报警的情况下，为降低刚开始报警时的水位，请提出一条可行的措施 。 19．珠海的春季，天气潮湿，需要除湿。如图1所示为某实验室的自动除湿器。除湿器内部的电路结构由控制电路和工作电路两部分组成。简化后的电路图如图2所示。控制电路中的电源电压，调控电阻的阻值范围为。R为装在除湿器内的湿敏电阻。其阻值随相对湿度（空气中含有水蒸气的百分比，单位为：%RH）变化的图像如图3所示。L为磁控开关，当湿敏电阻R的阻值发生变化时，控制电路中的电流随之发生变化，当电流大于或等于25mA时，L的两个由磁性材料制成的弹片具有了磁性并相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。工作电路两端电压，为保护电阻，磁控开关L的线电阻不计。问： (1)当S接通时，可判断出图2中线圈上端P的磁极是 极； (2)磁性弹片可能是下列哪些材料组成（　　） A．钻、锌 B．铁、铝 C．钴、镍 D．铁、钢 (3)开关S闭合后，磁控开关L的两个弹片在一定条件下相互吸合，未涉及的知识有（　　） A．电流的磁效应 B．通电导体在磁场中受力的作用 C．磁化 D．磁极间相互作用 (4)由图3可知，湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而 ；在磁控开关L闭合条件不变的情况下，若要早点开始除湿，则应将控制电阻 （以上两空均选填“变小”、“不变”或“变大”）； (5)因实验室内有较敏感的器件，要求相对湿度控制在45%RH以内，则调控电阻的阻值不能超过 ； (6)若除湿过程中工作电路的总功率为1100W，保护电阻，压缩机功率是 W。 学科网（北京）股份有限公司 《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 D B C D A D D C C 1．C 【详解】A．根据图像乙，冷库温度上升后，热敏电阻阻值变小，冷库温度为时，，控制电路消耗的电功率为，故A正确，不符合题意； B．温度过高，热敏电阻阻值变小，控制电路电流变大，衔铁被吸下，工作电路中电铃响，灯不亮，故B正确，不符合题意； C．冷库温度时，热敏电阻阻值为，利用欧姆定律得到 若控制电路中电源电压降低，吸引衔铁时的电流大小不变，故电阻的阻值将变小，将导致冷库报警温度高于，故C错误，符合题意； D．控制电路开关闭合时，根据安培定则可知，电磁铁的上端为极，且冷库温度越高，阻值越小，控制电路电流变大，电磁铁的磁性越强，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．D 【详解】 A．根据右手螺旋定则，用右手握住电磁铁线圈，让四指指向电流方向（电源正极流出，负极流入），则大拇指所指的方向为电磁铁的N极。由图可知，电流从电磁铁的下端流入，所以电磁铁的上端为N极，下端为S极，故A错误； B．光照增强时，光敏电阻阻值减小，控制电路中电流增大，电磁铁磁性增强，会吸引衔铁，使灯泡所在电路断开，灯泡熄灭。所以灯泡应设计在A、B两接线柱之间，这样当衔铁被吸引时，A、B间电路断开，灯泡熄灭；光照减弱时，衔铁复位，A、B间电路接通，灯泡发光，故B错误； C．当光照强度减弱，光敏电阻R的阻值增大，根据串联电路的特点和欧姆定律，控制电路中的电流减小，电磁铁的磁性减弱，故C 错误； D．当光照强度增强，光敏电阻的阻值减小，根据串联电路的电阻特点，总电阻减小，由可知，左侧控制电路中的电流变大，故D正确。 故选D。 3．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。 4．C 【详解】A．三孔插座连接时，上孔接保护线，左孔接中性线，右孔接相线；图中三孔插座的右孔接导线a，所以导线a是相线，故A错误； B．空气开关跳闸，原因是电路中电流过大，电流过大可能是电路中出现了短路，也可能总功率过大，故B错误； C．电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关，电流过大时，图中P的磁性增强，吸引衔铁Q向左偏转，弹簧拉起开关S切断电路，故C正确； D．由图可知，电流从P的左端流入，右端流出，由安培定则可知，图乙中P的右端为N极，其左端为S极，故D错误。 故选C。 5．D 【详解】A．由图可知，电流从铁钉的钉尖流入，根据安培定则，右手握住铁钉，四指指向电流方向，大拇指指向钉尖，所以钉尖是 N 极，故A错误； B．因为异名磁极相互吸引，钉尖是 N 极，所以与钉尖靠近的缝衣针的针尖是S极，故B错误； C．地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近，故C错误； D．缝衣针被磁化后，移开电磁铁，由于地磁场的作用，缝衣针静止时针尖（S极）所指方向为南，故D正确。 故选D。 6．A 【详解】A．根据斜面的省力原理，斜面是一种简单机械，使用斜面可以省力，但费距离。所以利用斜面搬运货物应该是更省力，而不是更费力，故A错误，符合题意； B．开关闭合时，电磁铁通电产生磁性，衔铁被吸下，电铃连入电路开始工作，是通过电磁继电器控制电铃工作，故B正确，不符合题意； C．冰箱能自动控制温度，是因为内部有温度传感器，它可以感知温度变化，从而控制制冷系统的工作，故C正确，不符合题意； D．茶壶的壶嘴和壶身上端开口、底部相互连通，构成连通器，当液体静止时，壶嘴和壶身内的液面相平，故D正确，不符合题意。 故选A。 7．D 【详解】ABD．控制电路中R0、R、电磁铁串联。依题意，当外界光照较弱时，自动启动节能灯给予补光，此时衔铁被释放，节能灯接入电路中，此时电磁铁的磁性较弱，控制电路电流较小，控制电路的电阻较大，R的阻值较大；当外界光照较强时启动电动卷帘调整进光量，此时衔铁被吸下，卷帘工作，此时电磁铁的磁性较强，控制电路电流较大，控制电路的电阻较小，R的阻值较小，则光敏电阻阻值随光照强度的变化而变化，光敏电阻阻值随光照强度减弱而增大，光敏电阻阻值随光照强度的增大而减小，故AB错误，D正确； C．光敏电阻与R0互换位置，控制电路仍采用串联方式，则不会影响电路元件连接方式，故C错误。 故选D。 8．D 【详解】A．用家用电饭锅煮米饭，将电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故A不符合题意； B．用电烙铁焊接电器元件，将电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故B不符合题意； C．用电热孵卵器孵小鸡，将电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故C不符合题意； D．用继电器做烟雾报警器，电磁继电器中的主要部件是电磁铁，利用的是电流的磁效应，故D符合题意。 故选D。 9．C 【详解】A．变阻器的滑片向右滑动，电阻的阻值增大，电路中的电流减小，所以电磁铁的磁性减弱，故A正确，不符合题意； B．在实验中电磁铁的磁性强弱无法直接看出，通过吸引大头针的多少进行判断，吸引的大头针越多，说明电磁铁的磁性越强，否则越弱，故B正确，不符合题意； C．根据安培定则，A的下端为N极，上端为S极，B的上端为S极，下端为N极，故C错误，符合题意； D．两电磁铁的线圈串联是为了使通过两线圈的电流相等，线圈的匝数不同，研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数之间的关系，故D正确，不符合题意。 故选 C。 10．C 【详解】由于电源的下端为正极，上端为负极，所以电磁铁中的电流方向是从右端流入左端流出，结合线圈绕向利用安培定则可以确定电磁铁的甲端为S极，乙端为N极；当滑片向A端移动时，滑动变阻器中接入电阻变大，则电流变小，故电磁铁的磁性减弱，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 11．S 【详解】根据安培定则：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极；即螺线管的下端是N极，上端是S极。根据同名磁极相互排斥原理可知，音箱底部磁铁的A端应该是S极。 12． 指南针 吸引 【详解】[1]缝衣针磁化后，按如图甲所示的方式组装，静止时两端总是指南北方向，它受到了地磁场的作用，所以是一个指南针。 [2]该装置静止时A端总是指向北方，所以A端为N极；由图乙可知，电流从螺线管的右端流入，由安培定则可知通电螺线管的B端是S极，通电螺线管的B端和小磁针的A端是异名磁极，相互吸引。 13．N 【详解】判断电磁铁极性用安培定则（右手螺旋定则）： 右手握住螺线管，四指环绕方向为电流方向（图中电流从螺线管下端流入、上端流出），大拇所指的方向为螺线管的N极方向。 按此方法，大拇指指向上端，故上端为N极。 14．沿顺时针方向偏转 【详解】从图可知，闭合开关S后，电流从螺线管的左端流入，右端流出，根据安培定则可知，螺线管右端是N极，左端是S极；由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针N极沿顺时针方向偏转。 15． 南 北 【详解】[1]根据安培定则知识，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指所指的B端为电磁铁的北极，则A端为电磁铁的南极。 [2]根据磁极间的相互作用可知，船头N极指向地磁的南极，即地理的北极。 16．(1)条形 (2)小磁针 (3)S 【详解】（1）通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的磁场相似，两端磁性较强，中间较弱。 （2）要探究磁场的方向，需要在磁场中放入小磁针，通过观察小磁针静止时N极的指向来确定各点的磁场方向。 （3）根据安培定则（右手螺旋定则）： 用右手握住螺线管，四指指向电流方向，电流从螺线管的右端流入、左端流出。 大拇指指向的右端即为N（北）极，故通电螺线管左侧为S极。 17．(1) 减小 增大 (2)50Ω (3) 1100 51.19 B 【详解】（1）[1][2]由“当电磁铁线圈中的电流时，开关K被释放，指示灯L亮起，表示水量不足”知，水箱内水量越少，电路中总电流越小；根据欧姆定律知：电源电压不变，电路中总电流越小，总电阻越大。即随着水箱内水量的减少，所受水的压力减小，的阻值应随压力的减小而增大。 （2）由图甲可知，、串联，且、、，由可知，两端的电压 根据串联电路的电压特点可知，两端的电压 由可知，指示灯L刚亮起时的阻值 （3）[1]由可知，水经过加热区的时间 电阻丝产生的热量 由于电阻丝产生的热量全部被水吸收，所以水吸收的热量 [2]由可知，经过加热区水的质量 由可知，水经过加热区后的温度 [3]由可知，要提高经过加热区后热水的温度，可以减小水的质量或增大水吸收的热量。 A．加快水的流速，增大了相同时间内通过加热区水的质量，故A不符合题意； B．根据可知，减小电阻丝的阻值，可以增大电阻丝的发热功率，则电阻丝在相同的时间内产生的热量增加，故B符合题意。 故选B。 18．(1)N (2)大 (3)6×10-4 (4) 变小 3 (5)见解析 【详解】（1）如图所示，闭合开关S，电磁铁通电时，电流从上端流入，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极。 （2）当水位不断上升时，水的深度h变大，由可知，池底所受水的压强将变大。 （3）当浮子Q刚开始向上运动时，受到的浮力和重力相等，即 根据可得，其浸在水中的体积 （4）[1]由表可知，当压敏电阻受到压力增大时，压敏电阻变大，电磁铁所在电路为串联电路，根据串联电路电阻的特点和欧姆定律可知，总电阻变大，总电流变小。 [2]由题可知，当向水池内缓慢注水使水位达到某处时，衔铁K被释放，电铃开始报警，此时I，该电路为串联电路，电流处处相等，根据欧姆定律可知，分到电阻箱的电压为 根据串联电路电压的特点，压敏电阻分到的电压为 根据欧姆定律可知，压敏电阻的电阻为 有表可知，当压敏电阻的电阻为40Ω时，压敏电阻受到的压力为3N。 （5）要降低刚开始报警时的水位，可采取增大电阻箱的阻值的措施。因为增大的阻值，在报警电流不变时，电源电压不变，总电阻不变，根据，则压敏电阻的阻值变小，由表格可知压敏电阻受到的压力变小，即浮子受到的浮力变小，排开水的体积变小，从而降低刚开始报警时的水位。 19．(1)N (2)C (3)B (4) 变小 变小 (5)380 (6)900 【详解】（1）根据右手安培定则可知，四指的方向为电流的方向，大拇指的指向为N极的方向，故线圈上端P的磁极是N极。 （2）磁铁可以吸引铁、钴、镍等物质，故磁性弹片可能是铁、钴、镍，故C符合题意；ABD不符合题意。 故选C。 （3）根据题文可知，当电流大于或等于25mA时，L的两个由磁性材料制成的弹片具有了磁性并相互吸合； A．由于电流的磁效应，使通电螺线管具有磁性，故A不符合题意； B．该弹片在吸合前，没有闭合，电路中没有电流，无法形成通电导线，故不涉及通电导线在磁场中受到力的作用，故B符合题意； C．通电螺线管将磁性材料被磁化从而具有了磁性，故C不符合题意； D．磁化后的弹片由于异名磁极相互吸引而相互吸合，涉及了磁极间的相互作用。故D不符合题意。 故选B。 （4）[1]由图3可知，相对湿度的增加，湿敏电阻R的阻值变小，湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而减小。 [2]当电流大于或等于25mA时，L的两个由磁性材料制成的弹片具有了磁性并相互吸合，电路中的电流为，电路中的临界电流是一个定值，电源电压是一个定值，若要早点开始除湿，湿敏电阻的阻值变大，控制电阻变小。 （5）当电流大于或等于25mA时，弹片相互吸合，除湿机开始工作，此时控制电路总电阻最大值为 根据图3可知，当相对湿度控制在45%RH，此时R的阻值为100Ω，调控电阻的阻值不能超过 （6）若除湿过程中工作电路的总功率为1100W，电路中的电流为 保护电阻两端的电压为 压缩机两端的电压为 压缩机功率是 学科网（北京）股份有限公司 $