蘇科版物理九年級(jí)全冊(cè)16.2電流的磁場(chǎng)素養(yǎng)提升練含解析

第第頁(yè)蘇科版物理九年級(jí)全冊(cè)16.2電流的磁場(chǎng)素養(yǎng)提升練（含解析）第十六章電磁轉(zhuǎn)換

二、電流的磁場(chǎng)

基礎(chǔ)過(guò)關(guān)全練

知識(shí)點(diǎn)1通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)

1.如圖所示,將一根直導(dǎo)線放在靜止的小磁針正上方,且與小磁針平行,探究通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng),有關(guān)說(shuō)法正確的是()

A.直導(dǎo)線可沿東西方向放置B.磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)

C.接通電路,小磁針肯定偏轉(zhuǎn)D.拿走小磁針磁場(chǎng)立即消失

2.通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng),研究表明,在垂直于通電直導(dǎo)線的平面內(nèi),它的磁感線是以導(dǎo)線為圓心的一系列同心圓,如圖所示。圖中小磁針b端為極,離直導(dǎo)線越近的位置磁場(chǎng)越(選填“強(qiáng)”或“弱”),理由是;改變直導(dǎo)線中電流的方向,小磁針N極指向(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生改變。

知識(shí)點(diǎn)2通電螺線管周圍的磁場(chǎng)

3.(2023江蘇睢寧期末)如圖,小明想利用細(xì)鐵屑和小磁針來(lái)顯示通電螺線管外部的磁場(chǎng),下列方法錯(cuò)誤的是()

A.用細(xì)鐵屑的疏密來(lái)顯示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱

B.用小磁針的偏轉(zhuǎn)來(lái)顯示磁場(chǎng)的存在

C.用細(xì)鐵屑的分布來(lái)顯示磁場(chǎng)的分布

D.用小磁針S極的指向來(lái)顯示磁場(chǎng)的方向

4.(2023江蘇常州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校期末)如圖所示,電磁鐵甲和乙通電后,它們相近的兩個(gè)磁極互相排斥,則()

A.乙電磁鐵的左端為N極,電源左端為正極

B.乙電磁鐵的左端為S極,電源右端為正極

C.乙電磁鐵的左端為N極,電源右端為正極

D.乙電磁鐵的左端為S極,電源左端為正極

5.(2022江蘇蘇州立達(dá)中學(xué)調(diào)研)一小磁針?lè)旁谕娐菥€管周圍,靜止時(shí)N極指向如圖所示。請(qǐng)用箭頭標(biāo)出磁感線的方向,并用“+”“-”符號(hào)在括號(hào)內(nèi)標(biāo)出電源正、負(fù)極。

6.(2023江蘇南通啟東中學(xué)期末)閉合開(kāi)關(guān),螺線管右側(cè)的小磁針立即轉(zhuǎn)動(dòng),最后靜止時(shí)N極指向螺線管,如圖所示,請(qǐng)畫(huà)出螺線管上導(dǎo)線的環(huán)繞方式,并標(biāo)出螺線管的N極和S極。

7.(2023江蘇南京鼓樓調(diào)研)在“探究通電螺線管磁場(chǎng)的方向”的實(shí)驗(yàn)中:

(1)開(kāi)關(guān)閉合后,小磁針的指向如圖所示。請(qǐng)按小磁針的指向在括號(hào)中用“S”或“N”標(biāo)出通電螺線管的南北極,用“+”或“-”標(biāo)出電源的正負(fù)極。

(2)將連接電源正、負(fù)極的導(dǎo)線對(duì)調(diào),小磁針的指向也改變了,說(shuō)明通電螺線管的磁場(chǎng)方向與方向有關(guān)。

(3)為了使通電螺線管的磁場(chǎng)增強(qiáng),可采取的有效措施是(請(qǐng)寫(xiě)出兩條)

①;

②。

知識(shí)點(diǎn)3電磁鐵、電磁繼電器

8.(2023江蘇蘇州星海中學(xué)調(diào)研)如圖是一種水位自動(dòng)報(bào)警器的原理圖。關(guān)于它的工作原理下列說(shuō)法正確的是()

A.水位達(dá)到金屬塊A時(shí),綠燈亮

B.水位達(dá)到金屬塊A時(shí),兩燈同時(shí)亮

C.水位達(dá)到金屬塊A時(shí),紅燈亮

D.電磁鐵中的電流越大,燈越亮

9.【新獨(dú)家原創(chuàng)】小明學(xué)習(xí)了電磁鐵的知識(shí)后,設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易按摩棒,如圖所示。ABO為一根彈性細(xì)桿,可以繞O點(diǎn)上下轉(zhuǎn)動(dòng),B處固定一個(gè)條形磁體(黑色為N極),A為按摩槌頭。某一時(shí)刻,電磁鐵與條形磁體間的磁感線如圖所示。此時(shí)E處應(yīng)接電源的(選填“正”或“負(fù)”)極,槌頭A向(選填“上”或“下”)運(yùn)動(dòng)。若改變線圈中的電流方向,槌頭A的運(yùn)動(dòng)方向(選填“改變”或“不變”)。

10.【新素材·現(xiàn)代科技】(2023江蘇蘇州景范中學(xué)模擬)如圖甲所示是一個(gè)磁懸浮音箱,音箱內(nèi)有一個(gè)條形磁體,下方環(huán)形底座內(nèi)有一個(gè)電磁鐵,通過(guò)磁極間的相互作用使音箱懸浮在空中,如圖乙是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

甲乙

(1)請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出開(kāi)關(guān)閉合后,電磁鐵的磁感線方向和電源的“+”“-”極;

(2)音箱工作時(shí),音箱懸浮于空中,此時(shí)音箱的重力與(選填“浮力”或“磁力”)平衡;停止工作時(shí),應(yīng)先(選填“拿開(kāi)音箱”或“切斷電源”);

(3)換用一個(gè)質(zhì)量較大的音箱仍然要懸浮在空中,且距離不變,可以電磁鐵線圈中的電流。

能力提升全練

11.(2022江蘇連云港中考,7,★★☆)一個(gè)通電螺線管中的電流方向和螺線管周圍磁感線的分布如圖所示,其中正確的是()

ABCD

12.(2023北京中考,10,★★☆)在探究通電螺線管的磁場(chǎng)特點(diǎn)時(shí),通電螺線管在某狀態(tài)下的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖所示,其中小磁針(黑色一端為N極)靜止時(shí)的指向情況如圖甲所示,鐵屑靜止時(shí)的分布情況如圖乙所示。選項(xiàng)能正確用磁感線描述這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的是()

甲乙

ABCD

13.(2023湖南湘潭中考,18,★★★)小明設(shè)計(jì)了一款“智能照明燈”,其電路的原理圖如圖所示,光線較暗時(shí)燈泡自動(dòng)發(fā)光,光線較亮?xí)r燈泡自動(dòng)熄滅,控制電路中,電源電壓恒定,R0為定值電阻,R為光敏電阻,其阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小。以下說(shuō)法正確的是()

A.電磁鐵的上端為S極

B.當(dāng)光照強(qiáng)度增強(qiáng),控制電路的電流變小

C.當(dāng)光照強(qiáng)度減弱,電磁鐵的磁性增強(qiáng)

D.燈泡應(yīng)設(shè)計(jì)在A和B兩接線柱之間

14.(2022四川達(dá)州中考,18,★★☆)如圖所示,開(kāi)關(guān)S閉合,根據(jù)通電螺線管周圍的磁感線分布判斷直流電源的左端為(選填“正極”或“負(fù)極”);彈簧測(cè)力計(jì)吊著銅塊在通電螺線管的上方從右端水平勻速運(yùn)動(dòng)到左端的過(guò)程中,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)(選填“先變小后變大”“一直不變”或“先變大后變小”)。

15.(2023江蘇南京中考,17,★★☆)人工心臟泵可短時(shí)間代替心臟工作,如圖是該裝置的示意圖。磁體固定在左側(cè),線圈AB固定在用軟鐵制成的活塞柄上(相當(dāng)于一個(gè)電磁鐵),活塞筒通過(guò)閥門與血管相通。閥門S1只能向外開(kāi)啟,S2只能向內(nèi)開(kāi)啟。線圈中的電流從A流向B時(shí),電磁鐵左端是極,血液會(huì)(選填“流入”或“流出”)活塞筒。該裝置工作時(shí),線圈AB中的電流方向(選填“需要”或“不需要”)改變。

16.[2023江蘇鎮(zhèn)江中考,22(2),★★☆]開(kāi)關(guān)S閉合后,小磁針靜止時(shí)指向如圖所示。請(qǐng)?jiān)趫D中兩個(gè)虛線框內(nèi)分別標(biāo)出螺線管的磁極和電源的極性。

17.(2022江蘇淮安中考,19,★★☆)如圖所示,探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向。

(1)玻璃板上均勻撒上鐵屑,放上小磁針。閉合開(kāi)關(guān)后,玻璃板,鐵屑分布情況表明,螺線管的外部磁場(chǎng)與磁體周圍的磁場(chǎng)相似。

(2)接通電路,小磁針靜止時(shí)極的指向是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。

(3)調(diào)換電源的正負(fù)極,閉合開(kāi)關(guān),小磁針?lè)捶较蚱D(zhuǎn),說(shuō)明通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向與有關(guān)。

素養(yǎng)探究全練

18.【科學(xué)思維】國(guó)家規(guī)定燃?xì)庠铐毎惭b熄火自動(dòng)保護(hù)裝置,在意外熄火(如湯水溢出)時(shí),裝置能自動(dòng)關(guān)閉氣路。如圖甲為小華設(shè)計(jì)的模擬裝置示意圖,電源電壓U=6V,定值電阻R0=200Ω,當(dāng)電磁鐵線圈中的電流I≤0.02A時(shí),銜鐵K被釋放從而關(guān)閉氣路(未畫(huà)出)啟動(dòng)保護(hù),反之打開(kāi)氣路,線圈電阻不計(jì),熱敏電阻Rt的阻值與溫度的關(guān)系如圖乙中圖線①所示。閉合開(kāi)關(guān)S,則:

甲乙

(1)電磁鐵下端為(選填“N”或“S”)極,停止加熱(意外熄火)后,隨著Rt溫度降低,線圈中電流將(選填“變大”或“變小”)。

(2)當(dāng)溫度為20℃時(shí),電路的總功率是多少

(3)裝置啟動(dòng)保護(hù)時(shí),Rt的最高溫度是多少℃

(4)若僅將Rt更換為圖線②所示的熱敏電阻(兩個(gè)熱敏電阻的吸、放熱本領(lǐng)相同),小華發(fā)現(xiàn)裝置啟動(dòng)保護(hù)的靈敏度會(huì)(選填“降低”或“升高”)。

答案全解全析

基礎(chǔ)過(guò)關(guān)全練

1.B為了減小地磁場(chǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,直導(dǎo)線必須沿南北方向放置;實(shí)驗(yàn)中改變電流的方向,小磁針的偏轉(zhuǎn)方向會(huì)發(fā)生變化,這說(shuō)明磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān);若電流過(guò)小,產(chǎn)生的磁場(chǎng)較弱,小磁針可能不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn);小磁針可以顯示磁場(chǎng)的存在,但磁場(chǎng)的存在與小磁針的有無(wú)無(wú)關(guān),拿走小磁針磁場(chǎng)不會(huì)消失。

2.N強(qiáng)離直導(dǎo)線越近,磁感線越密,磁場(chǎng)越強(qiáng)會(huì)

解析小磁針b端所指方向與磁感線方向一致,故b端為N極;由通電直導(dǎo)線周圍磁感線的分布可知,離直導(dǎo)線越近,磁感線越密,磁場(chǎng)越強(qiáng);通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的方向與電流方向有關(guān),所以改變直導(dǎo)線中電流的方向,直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的方向發(fā)生改變,小磁針N極的指向?qū)?huì)發(fā)生改變。

3.D在研究磁場(chǎng)時(shí),可在磁體周圍撒鐵屑,通過(guò)鐵屑分布來(lái)反映磁場(chǎng)的分布,鐵屑越密集的地方,磁場(chǎng)越強(qiáng),所以細(xì)鐵屑的疏密能顯示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,故A、C正確;磁場(chǎng)不能直接觀察,通過(guò)觀察小磁針來(lái)判斷磁場(chǎng)的有無(wú)和方向,小磁針在磁場(chǎng)中靜止時(shí),N極的指向?yàn)榇艌?chǎng)的方向,故B正確,D錯(cuò)誤。

4.C通電后電流從電磁鐵甲的左端流入,右端流出,由安培定則可判斷出電磁鐵甲的右端為N極;根據(jù)同名磁極相互排斥可知,圖中電磁鐵乙的左端應(yīng)為N極,則由安培定則可知,電流從電磁鐵乙的右端流入,左端流出,電路中的電源的左端為負(fù)極,右端為正極。故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。

5.如圖所示

解析由題圖可知,小磁針的左側(cè)為N極,根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律可知,通電螺線管左端為S極,右端為N極,利用安培定則可以確定通電螺線管中電流的方向是從螺線管的左端流入,右端流出,因此電源的左端為正極,右端為負(fù)極。通電螺線管外部磁感線的方向是從N極指向S極。

6.如圖所示

解析由題知,閉合開(kāi)關(guān)后,小磁針靜止時(shí)其N極指向螺線管;根據(jù)同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引,可以判斷通電螺線管的右端是S極,其左端是N極。根據(jù)安培定則,用右手握住螺線管,大拇指指向螺線管的N極,則彎曲四指所指的方向就是電流方向,導(dǎo)線環(huán)繞方式如答案圖所示。

7.(1)如圖所示(2)通過(guò)螺線管的電流(3)①增加螺線管線圈匝數(shù)②增大通過(guò)螺線管的電流

解析(1)小磁針N極指向左側(cè),因此通電螺線管的右側(cè)為S極,左側(cè)為N極,根據(jù)安培定則可知,電源左側(cè)為“-”極。

(2)將連接電源正、負(fù)極的導(dǎo)線對(duì)調(diào),小磁針的指向也改變了,說(shuō)明通電螺線管的磁場(chǎng)方向與通過(guò)螺線管的電流方向有關(guān)。

(3)螺線管線圈匝數(shù)越多、通過(guò)螺線管的電流越大,通電螺線管的磁場(chǎng)越強(qiáng),因此為了使通電螺線管的磁場(chǎng)增強(qiáng),可采取的有效措施是①增加螺線管線圈匝數(shù);②增大通過(guò)螺線管的電流。

8.C由題圖可知,當(dāng)水位到達(dá)A時(shí)控制電路接通,電磁鐵有磁性,銜鐵被吸下,紅燈亮,綠燈滅,故A、B錯(cuò)誤,C正確;受控電路中的電流大小與控制電路中電流大小無(wú)關(guān),所以電磁鐵中的電流變大不影響燈的亮度,故D錯(cuò)誤。

9.負(fù)下改變

解析根據(jù)磁感線的特點(diǎn)可知,條形磁體下端磁極與電磁鐵上端磁極為異名磁極,所以槌頭A向下運(yùn)動(dòng),電磁鐵的上端C處為N極,下端D處為S極;根據(jù)安培定則可知,電流由F處流入,E處流出,故E處應(yīng)接電源的負(fù)極;若改變線圈中的電流方向,電磁鐵的極性隨之改變,故槌頭A的運(yùn)動(dòng)方向也會(huì)改變。

10.(1)如圖所示(2)磁力拿開(kāi)音箱(3)增大

解析(1)已知條形磁體上端為S極,下端為N極,根據(jù)同名磁極相互排斥可知,電磁鐵的上端為N極,下端為S極;電磁鐵外部磁感線從N極出發(fā),回到S極;根據(jù)安培定則可知,電流從螺線管的上端流入,所以電源的上端為正極,下端為負(fù)極。

(2)通電后,電磁鐵具有磁性,由于同名磁極相互排斥,因此音箱受電磁鐵排斥力而在空中靜止,音箱受力平衡,即音箱的重力與磁力是一對(duì)平衡力;當(dāng)磁懸浮音箱停止工作時(shí),應(yīng)先拿開(kāi)音箱再切斷電源,防止音箱在重力作用下會(huì)落下來(lái)而摔壞。

(3)因?yàn)橐粝湓诳罩徐o止,處于平衡狀態(tài),所以音箱受力平衡,即重力和磁力大小相等,故換用一個(gè)質(zhì)量較大的音箱時(shí),重力增大,磁力也應(yīng)增大,所以可以增大電磁鐵線圈中的電流。

能力提升全練

11.B據(jù)安培定則判斷,A中螺線管的右端是N極,左端是S極,故磁感線的方向錯(cuò)誤;B中螺線管的右端是N極,左端是S極,故磁感線的方向正確;C中螺線管的右端是S極,左端是N極,故磁感線的方向錯(cuò)誤;D中螺線管的右端是N極,左端是S極,故磁感線的方向錯(cuò)誤。

12.C由題圖乙可知,通電螺線管周圍的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似,由題圖甲可知,小磁針N極靜止時(shí)的指向即該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,故通電螺線管的左端為S極,右端為N極;在通電螺線管的外部,磁感線是從N極出來(lái)回到S極的,在螺線管的內(nèi)部,磁感線是從S極到N極,磁感線是一條條封閉的曲線。

13.D根據(jù)安培定則可知,電磁鐵的上端為N極,A錯(cuò);當(dāng)光照強(qiáng)度增強(qiáng),光敏電阻的阻值減小,總電阻減小,控制電路中的電流變大,B錯(cuò);當(dāng)光照強(qiáng)度減弱時(shí),光敏電阻的阻值變大,總電阻變大,控制電路中的電流變小,電磁鐵磁性變?nèi)?C錯(cuò);光線較暗時(shí),光敏電阻的阻值大,則控制電路中的電流小,電磁鐵的磁性弱,銜鐵在彈簧的作用下被拉起,燈泡自動(dòng)發(fā)光,說(shuō)明燈泡在A和B兩接線柱之間,D正確。

14.負(fù)極一直不變

解析在通電螺線管的外部,磁感線是從N極出來(lái)回到S極的,所以通電螺線管的左端為N極,根據(jù)安培定則可知,電流是從螺線管的右端流入,左端流出,所以電源的左端為負(fù)極,右端為正極;磁性材料是指鐵、鈷、鎳等物質(zhì),銅不是磁性材料,不能與通電螺線管周圍的磁場(chǎng)發(fā)生力的作用,故彈簧測(cè)力計(jì)吊著銅塊在通電螺線管的上方從右端水平勻速運(yùn)動(dòng)到左端的過(guò)程中,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)一直不變。

15.S流入需要

解析線圈中的電流從A流向B時(shí),由安培定則可知,電磁鐵的右端為N極,左端為S極,電磁鐵和左側(cè)磁體的異名磁極相對(duì),因異名磁極相互吸引,故活塞左移,活塞筒的血壓減小,而血管內(nèi)血壓較大,使得閥門S1關(guān)閉,S2打開(kāi),則血液經(jīng)過(guò)S2流入活塞筒;要使活塞筒內(nèi)血液推開(kāi)閥門S1流入血管,則應(yīng)使活塞向右運(yùn)動(dòng),此時(shí)需要改變線圈AB中電流方向,從而改變電磁鐵的磁極極性,使其與左側(cè)磁體同名磁極相對(duì)而相互排斥,故線圈AB中的電流方向需要改變。

16.如圖所示

解析小磁針靜止時(shí),右端為N極,則小磁針的左端為S極,根據(jù)異名磁極相互吸引可知,通電螺線管右側(cè)為N極,左側(cè)為S極;由安培定則可知,電流是從通電螺線管的右端流入,左端流出,因此電源的右端為正極,左端為負(fù)極。

17.(1)輕敲條形(2)N(3)電流方