内容正文:
第20章电与磁
20.2电生磁
练基础
知识点1电流的磁效应
1、利用如图所示的装置研究电与磁的关系,请仔细观察图中的装置、操作和现象,然后归纳
出初步结论。比较甲、乙可知,
。比较甲、丙可知,
这种现象叫作
触接
触接
甲:通电
乙:断电
丙:改变电流方向
答案:通电导体周围存在磁场;磁场方向与电流的方向有关;电流的磁效应
解析:题图甲中电路有电流,小磁针发生了偏转,题图乙中电路无电流,小磁针未偏转,因
此可知通电导体周围存在磁场。题图甲和题图丙电路中都有电流通过,但电流方向相反,同时
小磁针偏转的方向也相反,因此比较题图甲、丙可得出磁场方向与电流方向有关的结论。这种
现象叫作电流的磁效应。
2、如图所示,结合原子结构与电磁现象可知,原子中绕核运动的电子形成环形电流,从而具
有磁性。每个环形电流都可看作一个微型小磁针,这表明物质磁性的本质来源于
的
定向运动;当这些微型小磁针排列整齐时,物体就具有了
答案:
电荷;磁性
解析:由题意可知,原子中绕核运动的电子形成环形电流,从而具有磁性。每个环形电流都
可看作一个微型小磁针,这表明物质磁性的本质来源于电荷的定向运动;当这些微型小磁针排
列整齐时,物体就具有了磁性。
知识点2通电螺线管的磁场
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第20章电与磁
3、科学探究是物理学科核心素养的重要内容,小明同学设计了如图所示的装置来探究通电螺
线管外部磁场的方向。
(1)开关闭合前,可自由转动的小磁针均指南北,说明地球周围存在
(2)开关闭合后,小磁针的指向如图所示,说明通电螺线管外部的磁场与
的磁场
相似,根据小磁针的指向可以判断出通电螺线管的左端为
极。
(3)如果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系,接下来的操作是
观察小磁针的指向。
电源
答案:(1)磁场;(2)条形磁体;N;(3)断开开关,将电源正、负极对调,闭合开关
解析:(1)开关闭合前,小磁针均指南北,说明地球周围存在磁场。(2)通电螺线管外部
的磁场与条形磁体的磁场相似,根据小磁针指向可判断通电螺线管左端为N极。(3)要探究
通电螺线管的极性与电流方向的关系,需改变电流方向,即断开开关,将电源正、负极对调,
闭合开关,观察小磁针的指向。
变式、如图所示,通电螺线管旁的小磁针分别静止在图示位置。请科学推断,最终决定通电螺
线管极性的是()
甲
丙
A.电源正、负极的接法
B.螺线管导线的环绕方向
C.小磁针静止时N极的指向
D.螺线管中电流的方向
答案:D
解析:由于通电螺线管周围存在磁场能使小磁针偏转,则小磁针静止时N极的指向由通电螺
线管的极性决定,C错误。比较题中甲、丁两图发现电源的正、负极接法相同,但绕线方向不
同,导致小磁针的偏转方向不同,说明通电螺线管的极性与螺线管绕线方式有关;比较题中甲、
乙两图绕线方向相同,电源的正、负极接法不同,小磁针的偏转方向也不同,说明通电螺线管
的极性与电源的正、负极有关。由于电源的正、负极与绕线方向共同决定螺线管中电流的方向,
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第20章电与磁
故通电螺线管的极性由螺线管中电流的方向决定。
知识点3安培定则
4、在奥斯特发现电流的磁场之后,法国的物理学家安培又进一步做实验研究磁场方向和
方向的关系,并总结出了
。如图所示,通电螺线管的极性跟电流方向的关
系可以这样来判定:用
手握住螺线管,让四指指向螺线管中
的方向,则
拇指所指的那端就是螺线管的
极。
答案:电流;安培定则;右;电流;N
解析:由物理学史可知,在奥斯特发现电流的磁场之后,法国的物理学家安培又进一步做实
验研究磁场方向和电流方向的关系,并总结出了安培定则,也叫右手螺旋定则。安培定则判定
通电螺线管的极性跟电流方向的关系时,用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,
则拇指所指的那端就是螺线管的N极。
5、如图所示,螺线管与电源的X、Y两极相连接,右端有一静止小磁针。当开关闭合后,N
极的指向变为水平向左,则()
A.X为电源的正极
B.通电后螺线管的右端为N极
C.仅将电源X、Y极对调,闭合开关后小磁针静止时N极仍然水平指向左
D.仅将小磁针置于通电螺线管正上方,闭合开关后小磁针静止时N极水平指向右
电源
答案:D
解析:由题可知,当开关闭合时,N极的指向变为水平向左,根据磁极间的相互作用可知,
通电螺线管的右端为S极,左端为N极,根据安培定则,伸出右手握住螺线管,拇指指向通
电螺线管的N极,四指弯曲指示电流的方向,由此可知,通电螺线管上缠绕的导线中电流方
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第20章电与磁
向朝上,因此电源X极为负极,Y极为正极,故A、B不符合题意。将电源X、Y极对调,闭
合开关,电流方向改变,则螺线管的磁极改变,改变后通电螺线管的右端为N极,左端为S
极,小磁针N极水平指向右,故C不符合题意。通电螺线管的右端为S极,左端为N极,则
通电螺线管磁场周围磁场方向从N极指向S极,将小磁针置于通电螺线管正上方,磁场中小
磁针N极指向该点磁场的方向,因此小磁针静止后N极水平指向右,故D符合题意。
练能力
1、如图是小聪和小明同学探究"通电螺线管的磁场方向"实验的示意图。实验时,在圆圈位置
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。下列说法不正确的是()
@00
A.实验中不可用铁屑替代小磁针反映磁场的方向
O0中O
B.闭合开关,放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相同
000
C.对调电源正、负极,闭合开关,通电螺线管的磁场方向改变
D.通过实验可总结出通电螺线管的极性和电流方向的关系
答案:B
解析:磁场中某点的磁场方向与放在该点的小磁针静止时N极的指向相同,由于、b两处
的位置不同,磁场方向不同,故放在、b两处的小磁针静止时N极指向不同,B错误,符合
题意。
2、如图所示,在通电螺线管(导线中箭头表示电流方向)附近放置的小磁针(黑端为N极),
静止时其指向正确的是()
答案:A
解析:对于A选项,根据安培定则可知,通电螺线管N极在右端,由同名磁极互相排斥,异
名磁极互相吸引可知,小磁针左端为S极,右端为N极,故A正确;同理可知B、C、D错误。
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第20章电与磁
3、欧姆当年研究电流跟电阻和电压的关系时,电流大小还不能准确测量,他巧妙设计了如图
所示的装置来测量电流,用一根细丝悬挂磁针,平行放置在导线上方,当电路中有电流时,导
线周围产生
,因为力能改变物体的
,所以磁针发生偏转,偏转角度就能
反映电流大小。
答案:磁场;运动状态
解析:欧姆测量电流所用的装置利用了电流的磁效应。当电路中有电流时,导线周围产生磁
场,因为力能改变物体的运动状态,故磁针发生偏转。
4、全磁悬浮"人工心脏"已研发成功,如图甲,其核心部件是一个带有叶轮的泵,通电后叶轮
会悬浮起来。图乙是叶轮悬浮原理简化图,螺线管通电后,周围存在
,叶轮受斥力
悬浮,叶轮下端的磁极是
极。
m☑-叶轮
乙
答案:磁场;N
解析:根据奥斯特实验可知,通电后,螺线管周围存在磁场;由安培定则可知,通电螺线管
的上端为N极,由于叶轮受到斥力作用(关键信息),由同名磁极互相排斥可知,叶轮下端的
磁极是N极。
5、如图所示,闭合开关后,条形磁体向左偏。请在括号内标出通电螺线管左侧的磁极名称和
电源的"+"或""极。
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第20章电与磁
J3L33J33533L
电源
答案:
如图所示
3B33
N)
(-电源令
解析:根据条形磁体向左偏,结合磁极间的相互作用和安培定则,可判断通电螺线管左侧的
磁极名称及电源正负极。
练素养
6、小明捡到一块废弃的正方体磁体,为了探测其极性,他将相邻的三面分别用A、B、C标记,
然后放在透明的塑料袋里,用细线悬挂起来。第一次将磁体按图甲所示放置在塑料袋中,确保
C面向上,结果A、B面在任意方向均可静止。第二次将磁体按图乙所示放置在塑料袋中,结
果磁体静止时总是C面朝南。
根据以上操作,请你帮助小明推断:
B
B
甲
(1)A、B、C三面中,
是磁极所在面。
(2)该面对应的极性是
极。
(3)为了进一步判断其极性,让图丙所示的通电螺线管P端靠近上述磁极面,它们之间将相
互
0
答案:(1)C面;(2)S;(3)吸引
解析:(1)第一次将磁体按题图甲所示放置在塑料袋中,确保C面向上,结果A、B面在任
意方向均可静止。第二次将磁体按题图乙所示放置在塑料袋中,结果磁体静止时总是C面朝南,
说明C面是磁极所在面。(2)C面朝南,根据指南针原理,指向南方的为S极。(3)根据安培
定则判断通电螺线管的P端是N极,异名磁极互相吸引。
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20.2电生磁
练基础
知识点1电流的磁效应
1、利用如图所示的装置研究电与磁的关系,请仔细观察图中的装置、操作和现象,然后归纳
出初步结论。比较甲、乙可知,
。比较甲、丙可知,
这种现象叫作
触接
触接
甲:通电
乙:断电
丙:改变电流方向
2、如图所示,结合原子结构与电磁现象可知,原子中绕核运动的电子形成环形电流,从而具
有磁性。每个环形电流都可看作一个微型小磁针,这表明物质磁性的本质来源于
的
定向运动;当这些微型小磁针排列整齐时,物体就具有了
烈
知识点2通电螺线管的磁场
3、科学探究是物理学科核心素养的重要内容,小明同学设计了如图所示的装置来探究通电螺
线管外部磁场的方向。
(1)开关闭合前,可自由转动的小磁针均指南北,说明地球周围存在
(2)开关闭合后,小磁针的指向如图所示,说明通电螺线管外部的磁场与
的磁场
相似,根据小磁针的指向可以判断出通电螺线管的左端为
极。
(3)如果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系,接下来的操作是
观察小磁针的指向。
N
o中。
电源
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第20章电与磁
变式、如图所示,通电螺线管旁的小磁针分别静止在图示位置。请科学推断,最终决定通电螺
线管极性的是()
甲
丙
A.电源正、负极的接法
B.螺线管导线的环绕方向
C.小磁针静止时N极的指向
D.螺线管中电流的方向
知识点3安培定则
4、在奥斯特发现电流的磁场之后,法国的物理学家安培又进一步做实验研究磁场方向和
方向的关系,并总结出了
。如图所示,通电螺线管的极性跟电流方向的关
系可以这样来判定:用
手握住螺线管,让四指指向螺线管中
的方向,则
拇指所指的那端就是螺线管的
极。
5、如图所示,螺线管与电源的X、Y两极相连接,右端有一静止小磁针。当开关闭合后,N
极的指向变为水平向左,则()
A.X为电源的正极
B.通电后螺线管的右端为N极
C.仅将电源X、Y极对调,闭合开关后小磁针静止时N极仍然水平指向左
D.仅将小磁针置于通电螺线管正上方,闭合开关后小磁针静止时N极水平指向右
电源、
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第20章电与磁
练能力
1、如图是小聪和小明同学探究"通电螺线管的磁场方向"实验的示意图。实验时,在圆圈位置
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。下列说法不正确的是()
@0
A.实验中不可用铁屑替代小磁针反映磁场的方向
O0中O
B.闭合开关,放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相同
0o0
C对调电源正、负极,闭合开关,通电螺线管的磁场方向改变
D.通过实验可总结出通电螺线管的极性和电流方向的关系
2、如图所示,在通电螺线管(导线中箭头表示电流方向)附近放置的小磁针(黑端为N极),
静止时其指向正确的是()
3、
欧姆当年研究电流跟电阻和电压的关系时,电流大小还不能准确测量,他巧妙设计了如图
所示的装置来测量电流,用一根细丝悬挂磁针,平行放置在导线上方,当电路中有电流时,导
线周围产生
,因为力能改变物体的
,所以磁针发生偏转,偏转角度就能
反映电流大小。
血叶轮
甲
3题图
4题图
4、全磁悬浮"人工心脏"已研发成功,如图甲,其核心部件是一个带有叶轮的泵,通电后叶轮
会悬浮起来。图乙是叶轮悬浮原理简化图,螺线管通电后,周围存在一,叶轮受斥力
悬浮,叶轮下端的磁极是
极。
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第20章电与磁
5、如图所示,闭合开关后,条形磁体向左偏。请在括号内标出通电螺线管左侧的磁极名称和
电源的"+"或""极。
电源
练素养
6、小明捡到一块废弃的正方体磁体,为了探测其极性,他将相邻的三面分别用A、B、C标记,
然后放在透明的塑料袋里,用细线悬挂起来。第一次将磁体按图甲所示放置在塑料袋中,确保
C面向上,结果A、B面在任意方向均可静止。第二次将磁体按图乙所示放置在塑料袋中,结
果磁体静止时总是C面朝南。
根据以上操作,请你帮助小明推断:
甲
乙
丙
(1)A、B、C三面中,
是磁极所在面。
(2)该面对应的极性是
极。
(3)为了进一步判断其极性,让图丙所示的通电螺线管P端靠近上述磁极面,它们之间将相
互
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