18.2 探究：通电螺线管外部磁场的方向 同步练-2026-2027学年沪科版九年级物理全一册

**基本信息** 九年级物理沪科版2024第十八章第二节同步练习，分层覆盖基础概念到综合探究，通过选择、填空、实验题梯度提升，强化物理观念与科学探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|电流磁效应发现者、电磁铁组成等|以记忆性选择和填空为主，如奥斯特实验结论| |能力层|磁场方向判断、电磁铁磁性影响因素|通过实验现象分析题培养科学推理，如小磁针偏转实验分析| |综合层|巨磁电阻应用、实验设计|综合电路分析与探究实验，体现模型建构与科学探究，如电磁铁磁性强弱影响因素实验|

2026-2027学年九年级物理全一册同步练习（沪科版2024） 第十八章 磁及其相互作用 第二节 探究：通电螺线管外部磁场的方向 一、单选题 1．发现电流周围存在磁场的物理学家是 A．奥斯特 B．焦耳 C．法拉第 D．安培 2．下列用电器或设备中，没有电磁铁的是（    ） A．电烙铁 B．电铃 C．电磁起重机 D．电磁继电器 3．某同学研究电流产生的磁场，闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的指向如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中不合理的是（　　） A．由甲、乙两图可得电流可以产生磁场 B．由乙、丙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关 C．由乙、丙两图可得电流产生的磁场强弱与电流大小有关 D．由甲、乙、丙三图可得电流有磁效应 4．如图所示的图中，通电螺线管右侧小磁针静止时N极标注正确的是（　　） A． B． C． D． 5．下列说法中正确的是（　　） A．磁场和磁感线都是真实存在的 B．在磁体的外部，磁感线都是从磁体的北极出发回到南极 C．西方人最早发现地磁两极和地理两极并不重合 D．扬声器、电磁继电器、电铃都应用了电磁铁 6．连接如下图所示电路，提供足够数量的大头针，只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置，无法探究（ ） A．电流的有无对电磁铁磁场有无的影响 B．电流方向对电磁铁磁场方向的影响 C．电流大小对电磁铁磁场强弱的影响 D．线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响 7．如图所示，置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线，在导线中通有电流的瞬间，小磁针发生转动。下列说法中正确的是（　　） A．该实验现象说明电流周围存在磁场 B．该实验中小磁针主要用于检验通电导线周围磁场的强弱 C．若改变导线中的电流方向，小磁针的转动方向不会改变 D．若改变导线中的电流大小，小磁针的转动方向将会改变 8．将条形磁铁周围附近摆放几个可以自由转动的小磁针（涂红的一端表示小磁针的N极），仅考虑小磁针跟磁铁之间的相互作用，图中能正确反映小磁针静止时跟磁铁之间相对位置关系的是（　　） A． B． C． D． 9．如图所示，用细线将螺线管沿东西方向水平悬挂起来，当给导线通电时发生的现象是（　　） A．螺线管转动，最后A端指南，B端指北 B．线管静止不动 C．螺线管转动，最后A端指北，B端指南 D．螺线管会在任意位置静止 10．如图所示，是巨磁电阻特性原理的示意图，其中GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小。闭合开关S1、S2，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的右端为N极 B．当滑片P向右滑动时，电磁铁磁性增强 C．当滑片P向左滑动时，巨磁电阻的阻值增大 D．当滑片P向左滑动时，指示灯变亮 11．图是探究“通电螺线管的磁场方向”实验示意图。实验时，在小圆位置放置小磁针，闭合开关，画出不同位置小磁针静止时N极的指向；对调电源正负极，重复上述操作。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关，通电螺线管的左端是N极，右端是S极 B．闭合开关，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相同 C．小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向 D．对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向不变 12．如图，是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小。R是电阻箱（已调至合适阻值），它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天路灯灭，夜晚路灯亮起。下列说法正确的是（　　） A．电路工作时，电磁铁上端为N极 B．给路灯供电的电源应接在b、c两端 C．路灯发光时把电能全部转化为光能 D．控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮 二、填空题 13．1820 年，丹麦科学家奥斯特在课堂上做试验时偶然发现，当导线中通过电流时，它旁边的磁针发生了偏转，证实了通电导线周围存在___________；实验还表明，电流的磁场方向跟___________有关。 14．如图所示，用两根缝衣针、一个按扣、一只大头针和一块橡皮制作一个指南针，如果图中指南针静止下来后，针头指南，那么针头是___________（选填“N”或“S”）极。实验表明，电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越多，电磁铁的磁性___________（选填“越弱”、“越强”或“不变”）。 15．如图所示是电铃的工作原理图，当闭合开关后，电磁铁产生磁性，“a”端为_______极，电磁铁吸引______ （选填“螺钉A”或“衔铁B”），带动小球敲击铃碗发声，但同时A和B又会分离，电路断开，电磁铁失去磁性，B复位又将电路接通，如此反复，电铃持续发声；若要使得小球敲击铃碗的声音响度更大些，可将滑动变阻器的滑片P向_______ （选填“左”或“右”）滑动。 三、作图题 16．如图所示，电流表接线正确，请在图中标出A处磁感线的方向和小磁针的N极。 17．如图所示，小磁针放在两通电螺线管A、B之间，静止时小磁针的N、S极处于如图所示的状态，请画出螺线管B的绕线方式，并标出电源的正、负极（用“”“”表示）。 四、实验题 18．如图所示，探究通电螺线管外部磁场的方向。 （1）玻璃板上均匀撒上铁屑，放上小磁针。闭合开关后，______玻璃板，铁屑分布情况表明，螺线管的外部磁场与______磁体周围的磁场相似； （2）接通电路，小磁针静止时______极的指向是该点的磁场方向； （3）调换电源的正负极，闭合开关，小磁针反方向偏转，说明通电螺线管外部的磁场方向与______有关。 19．为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，小红同学利用大头针及两个相同的大铁钉绕制成的电磁铁进行实验，如图所示。    （1）小红是根据电磁铁吸引大头针的数量来判断磁性强弱的，这属于______________（选填“控制变量法”或“转换法”）的应用； （2）两电磁铁串联是为了保证______________相同，从而探究磁性强弱与______________ 的关系，观察图中的现象，你的结论是：______________ ； （3）图中甲电磁铁的下端为______________极，要使两电磁铁的磁性增强，滑动变阻器的滑片应向______________端滑动。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年九年级物理全一册同步练习（沪科版2024） 第十八章 磁及其相互作用 第二节 探究：通电螺线管外部磁场的方向 一、单选题 1．发现电流周围存在磁场的物理学家是 A．奥斯特 B．焦耳 C．法拉第 D．安培 【答案】A 【详解】A．丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，发现电流周围存在磁场，符合题意； B．焦耳建立了焦耳定律，提供了对电流通过导体时产生热量的计算，不符合题意； C．法拉第在1831年发现了电磁感应现象，不符合题意； D．安培发现了电流间的相互作用力，不符合题意． 2．下列用电器或设备中，没有电磁铁的是（    ） A．电烙铁 B．电铃 C．电磁起重机 D．电磁继电器 【答案】A 【详解】电磁铁是通电产生电磁的一种装置，在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性．电烙铁、电铃、电磁起重机、电磁继电器中只有电烙铁是完全的发热装置，而其它电器中均需要电磁铁产生磁性进行工作，故选A． 3．某同学研究电流产生的磁场，闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的指向如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中不合理的是（　　） A．由甲、乙两图可得电流可以产生磁场 B．由乙、丙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关 C．由乙、丙两图可得电流产生的磁场强弱与电流大小有关 D．由甲、乙、丙三图可得电流有磁效应 【答案】C 【详解】A．甲图中小磁针保持静止状态，乙图中通电后小磁针转动，由甲、乙两图可得电流可以产生磁场，故A不符合题意； BC．由乙、丙两图可得，电流方向改变后，磁场的方向也会发生变化，即电流产生的磁场方向与电流方向有关，但无法判断电流产生的磁场强弱与电流大小是否有关，故B不符合题意、C符合题意； D．由甲、乙、丙三图可得电流有磁效应，即任何通有电流的导线都可以在其周围产生磁场的现象，故D不符合题意。 故选C。 4．如图所示的图中，通电螺线管右侧小磁针静止时N极标注正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．根据右手安培定则可知，四指的方向为电流的方向，大拇指的方向为N极的指向，图A螺线管左端是N极，右端是S极，小磁针的左端应为N极，故A错误； B．根据右手安培定则可知，图B螺线管右端是N极，小磁针的右端应为N极，故B错误； C．根据右手安培定则可知，图C螺线管右端是N极，小磁针的右端应为N极，故C正确； D．根据右手安培定则可知，图D螺线管左端是N极，右端是S极，小磁针的左端应为N极，故D错误。 故选C。 5．下列说法中正确的是（　　） A．磁场和磁感线都是真实存在的 B．在磁体的外部，磁感线都是从磁体的北极出发回到南极 C．西方人最早发现地磁两极和地理两极并不重合 D．扬声器、电磁继电器、电铃都应用了电磁铁 【答案】B 【详解】试题分析：磁场是磁体周围存在的能传递磁极间相互作用的特殊物质，是真实存在的，磁感线是人们为了形象地描述磁场的方向和强弱而引出的模型，不是真实存在的，故A选项是错误的；在磁体的外部，磁感线都是从磁体的北极出发回到南极，而磁体的内部，磁感线从磁体的南极出发回到北极，故B是正确的；最早是中国科学家沈括发现地磁两极和地理两极并不重合，C选项是错误的；D选项中扬声器应用了磁场对电流的作用，而电磁继电器、电铃都应用了电磁铁，是错误的．故本题应选B． 考点：磁现象的应用 6．连接如下图所示电路，提供足够数量的大头针，只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置，无法探究（ ） A．电流的有无对电磁铁磁场有无的影响 B．电流方向对电磁铁磁场方向的影响 C．电流大小对电磁铁磁场强弱的影响 D．线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响 【答案】B 【详解】A．通过控制开关的闭合和断开，可以探究电流的有无对电磁铁磁场有无的影响，故A不符合题意； B．只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置，其他不动，无法改变通过线圈的电流方向，所以无法探究电流方向对电磁铁磁场方向的影响，故B符合题意； C．调节滑动变阻器滑片的位置，改变电流大小，可以探究电流大小对电磁铁磁场强弱的影响，故C不符合题意； D．通过比较左右两个线圈吸引大头针的个数，探究线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响，故D不符合题意。 故选B。 7．如图所示，置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线，在导线中通有电流的瞬间，小磁针发生转动。下列说法中正确的是（　　） A．该实验现象说明电流周围存在磁场 B．该实验中小磁针主要用于检验通电导线周围磁场的强弱 C．若改变导线中的电流方向，小磁针的转动方向不会改变 D．若改变导线中的电流大小，小磁针的转动方向将会改变 【答案】A 【详解】给直导线通电后，本来静止于水平桌面并且指向与导线平行的小磁针会发生转动，说明通电导线周围存在磁场，而改变导线中电流方向，小磁针转动的方向也会改变，所以小磁针在此处的作用是检验通电导线周围是否存在磁场，及磁场方向是否与电流方向有关，但不能检验通电导线周围磁场的强弱，故A正确，BCD错误。 故选A。 8．将条形磁铁周围附近摆放几个可以自由转动的小磁针（涂红的一端表示小磁针的N极），仅考虑小磁针跟磁铁之间的相互作用，图中能正确反映小磁针静止时跟磁铁之间相对位置关系的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由条形磁铁的磁感线分布可知，条形磁铁的磁感线在外部从N极出发回到S极，小磁针的N极的指向为该处磁感线的方向，故可知ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 9．如图所示，用细线将螺线管沿东西方向水平悬挂起来，当给导线通电时发生的现象是（　　） A．螺线管转动，最后A端指南，B端指北 B．线管静止不动 C．螺线管转动，最后A端指北，B端指南 D．螺线管会在任意位置静止 【答案】A 【详解】根据图示的螺线管线圈的绕向和螺线管中电流的方向，利用安培定则可以确定螺线管的A端为S极，B端为N极，在地磁场的作用下，螺线管将会发生转动，最后静止时，螺线管的N极（B端）指向北，螺线管的S极（A端）指向南，综上所述，A选项正确。 故选A。 10．如图所示，是巨磁电阻特性原理的示意图，其中GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小。闭合开关S1、S2，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的右端为N极 B．当滑片P向右滑动时，电磁铁磁性增强 C．当滑片P向左滑动时，巨磁电阻的阻值增大 D．当滑片P向左滑动时，指示灯变亮 【答案】D 【详解】A．闭合开关S1，电流从电磁铁的右端流入，左端流出，根据安培定则可知电磁铁左端为N极，右端为S极，故A错误； BCD．闭合开关S1、S2，滑片P向右滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，电压一定，由可知，电流变小，电磁铁磁性减弱；滑片P向左滑动时，电磁铁磁性增强，由题可知，巨磁电阻的阻值减小，电压一定，由可知，电流变大，由P=UI可知，指示灯的实际功率变大，所以指示灯变亮，故BC错误，D正确。 故选D。 11．图是探究“通电螺线管的磁场方向”实验示意图。实验时，在小圆位置放置小磁针，闭合开关，画出不同位置小磁针静止时N极的指向；对调电源正负极，重复上述操作。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关，通电螺线管的左端是N极，右端是S极 B．闭合开关，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相同 C．小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向 D．对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向不变 【答案】C 【详解】A．根据右手螺旋定则可知，闭合开关，通电螺线管的左端是S极，右端是N极，故A错误； B．根据磁极间的相互作用规律可知，闭合开关，放置在a处的小磁针静止时N极指向右，放置在b处的小磁针静止时N极指向左，故B错误； C．小磁针的作用是检验通电螺线管周围的磁场方向，故C正确； D．对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向改变，故D错误。 故选C。 12．如图，是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小。R是电阻箱（已调至合适阻值），它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天路灯灭，夜晚路灯亮起。下列说法正确的是（　　） A．电路工作时，电磁铁上端为N极 B．给路灯供电的电源应接在b、c两端 C．路灯发光时把电能全部转化为光能 D．控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮 【答案】D 【详解】A．根据图示可知，电流从电磁铁的上端流入，根据右手螺旋定则，四指电流方向，大拇指指向N极，所以电磁铁的上端为S极，故A错误； B．晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以静触点与a接通，要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯供电的电源应接在a、b之间，故B错误； C．路灯工作时电能转化为光能、内能，不是全部转化为光能，故C错误； D．电源电压减小后，在其它条件不变时，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁中的磁性变弱，傍晚时路灯比原来早一些亮，故D正确。 故选D。 二、填空题 13．1820 年，丹麦科学家奥斯特在课堂上做试验时偶然发现，当导线中通过电流时，它旁边的磁针发生了偏转，证实了通电导线周围存在___________；实验还表明，电流的磁场方向跟___________有关。 【答案】 磁场 电流方向 【分析】(1)奥斯特实验证明了电流的周围存在磁场，这是第一个发现了电和磁存在联系的实验； (2)电流的磁场方向与电流的方向有关。 【详解】[1]丹麦的物理学家奥斯特做的著名的奥斯特实验，即：当导线中有电流通过时，它旁边的小磁针发生了偏转，证实了电流周围存在磁场。 [2]实验中发现，导线中电流方向不同时，小磁针的偏转方向也不同，这说明电流方向不同，磁场方向也不同，电流的磁场方向与电流方向有关。 【点睛】本题考查了电流的磁效应，电流磁场方向与电流方向间的关系等问题。 14．如图所示，用两根缝衣针、一个按扣、一只大头针和一块橡皮制作一个指南针，如果图中指南针静止下来后，针头指南，那么针头是___________（选填“N”或“S”）极。实验表明，电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越多，电磁铁的磁性___________（选填“越弱”、“越强”或“不变”）。 【答案】 S 越强 【分析】(1)指南针是根据地磁场的作用工作的，地磁的南极在地理的北极附近，而地磁的北极在地理的南极附近，再根据磁极间的作用规律，可判断指南针的指向。 (2)电磁铁的磁性强弱的影响因素：电流的大小、线圈匝数的多少；电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强；线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强。 【详解】(1)[1]指南针静止时，指向南的一端是磁体的南极，指向北的一端是磁体的北极；因图中指南针静止下来后，针头指南，那么针头是S极。 (2)[2]实验表明，在电流一定，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 【点晴】本题考查了地磁场和电磁铁磁性强弱的影响因素，这些都是基础性内容，一定要熟练掌握。 15．如图所示是电铃的工作原理图，当闭合开关后，电磁铁产生磁性，“a”端为_______极，电磁铁吸引______ （选填“螺钉A”或“衔铁B”），带动小球敲击铃碗发声，但同时A和B又会分离，电路断开，电磁铁失去磁性，B复位又将电路接通，如此反复，电铃持续发声；若要使得小球敲击铃碗的声音响度更大些，可将滑动变阻器的滑片P向_______ （选填“左”或“右”）滑动。 【答案】 N/北 衔铁B 右 【详解】[1]当闭合开关后，电流从电磁铁的右端流入，左端流出，由安培定则可知a端为N极。 [2]闭合开关，电磁铁有电流通过，电磁铁具有了磁性，衔铁B被吸引过来，使小球打击铃碗发出声音，同时衔铁与螺钉分离，电路断开，电磁铁失去了磁性，小球又被弹簧片弹回，B与螺钉A再次接触，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击打声了。 [3]要使得小球敲击铃碗的声音响度更大些，电磁铁的磁性强一些，通过电磁铁的电流变大，可将滑动变阻器的滑片P向右移动。 三、作图题 16．如图所示，电流表接线正确，请在图中标出A处磁感线的方向和小磁针的N极。 【答案】 【详解】由图中电流表可知，电流从螺线管右侧流入，左侧流出；右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的左端为N极，故螺线管右侧为S极；当小磁针静止时，根据磁极间的作用规律可知，异名磁极相互吸引，螺线管右侧为S极，故小磁针的左端为N极；在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发回到S极，所以图中A点磁感线的方向是指向右边的。如图所示： 17．如图所示，小磁针放在两通电螺线管A、B之间，静止时小磁针的N、S极处于如图所示的状态，请画出螺线管B的绕线方式，并标出电源的正、负极（用“”“”表示）。 【答案】 【详解】小磁针的N极靠近了螺线管A的右端，根据磁极间的作用规律可知，螺线管的右端为S极，左端为N极．同理可以确定螺线管B的左端为N极，右端为S极。根据螺线管A的左端为N极，右端为S极，结合其线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向是从螺线管的右端流入，左端流出，即电源的右端为“+”极，左端为“﹣”极。根据电流方向是从螺线管的右端流入左端流出，结合螺线管B的左端为N极，右端为S极，利用安培定则可以确定螺线管的线圈绕向。如图所示： 四、实验题 18．如图所示，探究通电螺线管外部磁场的方向。 （1）玻璃板上均匀撒上铁屑，放上小磁针。闭合开关后，______玻璃板，铁屑分布情况表明，螺线管的外部磁场与______磁体周围的磁场相似； （2）接通电路，小磁针静止时______极的指向是该点的磁场方向； （3）调换电源的正负极，闭合开关，小磁针反方向偏转，说明通电螺线管外部的磁场方向与______有关。 【答案】 轻轻敲击 条形 N 电流方向 【详解】（1）[1][2]实验中轻敲玻璃板的目的是减小铁屑与玻璃板的摩擦，使铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列；实验探究的结果是：通电螺线管外部磁场与条形磁体相似。 （2）[3]物理学中规定：将小磁针放在通电螺线管外部，小磁针静止时N极的指向就是该点处磁场的方向。 （3）[4]调换电源的正负极后闭合开关，发现小磁针反方向偏转，即磁场方向发生了偏转，故有此可得通电螺线管外部的磁场方向与通电导线的电流方向有关。 19．为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，小红同学利用大头针及两个相同的大铁钉绕制成的电磁铁进行实验，如图所示。    （1）小红是根据电磁铁吸引大头针的数量来判断磁性强弱的，这属于______________（选填“控制变量法”或“转换法”）的应用； （2）两电磁铁串联是为了保证______________相同，从而探究磁性强弱与______________ 的关系，观察图中的现象，你的结论是：______________ ； （3）图中甲电磁铁的下端为______________极，要使两电磁铁的磁性增强，滑动变阻器的滑片应向______________端滑动。 【答案】 转换法 电流 线圈匝数 见解析 S/南 左 【详解】（1）[1]磁性的强弱无法用肉眼直接观察，因此，可借助观察电磁铁能够吸起的大头针的数量来判断其磁性的强弱，这属于转换法的应用。 （2）[2][3][4]由图可知，两只电磁铁是串联在电路中的，所以流经它们的电流是相同时，同时还可以看到，它们线圈的匝数是不同的，因此，本实验研究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系；观察图中的现象，甲电磁铁匝数较多，吸引大头针个数较多，可得到电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。 （3）[5][6]由安培定则可知，图中甲电流从上端流入，下端流出，故图中甲电磁铁下端是S极；要使电磁铁磁性增强，电流需要变大，需要将变阻器连入电路的电阻减小，滑动变阻器滑片应向左端滑动。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $