中考物理實驗29 （考點(diǎn)精練）探究通電螺線管外部磁場的方向（解析版）

實驗29探究通電螺線管外部磁場的方向一．選擇題（共5小題）1．小磁針靜止在螺線管的附近，閉合開關(guān)時，通電螺線管磁感線方向如圖所示，則下列判斷正確的是A．通電螺線管的右端為極 B．電源的右端為正極 C．小磁針一直保持靜止 D．小磁針極逆時針轉(zhuǎn)動【解答】解：在磁體的周圍，磁感線從磁體的極發(fā)出，回到極，所以利用磁感線的方向，可以確定螺線管的左端為極，右端為極。故錯誤。小磁針在電磁鐵的作用下，根據(jù)異名磁極相互吸引的理論可以確定小磁針的極向左偏轉(zhuǎn)，即順時針轉(zhuǎn)動，故錯誤。根據(jù)螺線管的左端為極結(jié)合圖示的線圈繞向，利用安培定則可以確定電流從螺線管的右端流入左端流出。所以電源的右端為正極。故正確。故選：。2．如圖所示，閉合開關(guān)，、、、四個小磁針靜止時指向正確的是A．小磁針 B．小磁針 C．小磁針 D．小磁針【解答】解：由安培定則，右手握住螺線管，四指指向電流的方向，大拇指指向通電螺線管的左端為極，右端為極，由同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引知，小磁針的左端應(yīng)為極，右端為極，小磁針的左端應(yīng)為極，右端為極，小磁針左端應(yīng)為極，右端為極，小磁針左端應(yīng)為極，右端為極，故錯誤；正確。故選：。3．1820年，安培在科學(xué)院的例會上做了一個小實驗，引起了到會科學(xué)家的興趣。如圖所示，把螺線管沿東西方向水平懸掛起來，然后給導(dǎo)線通電，會發(fā)生的現(xiàn)象是A．通電螺線管仍保持原位置靜止 B．通電螺線管轉(zhuǎn)動，但最后又回到原位置 C．通電螺線管轉(zhuǎn)動，直至指向北，指向南 D．通電螺線管能在任意位置靜止【解答】解：由右手螺旋定則可知，螺線管端為極；地球的南極為極，北極為極，螺線管東西懸掛，故在磁極的相互作用下，螺線管會轉(zhuǎn)動，直至指向北，指向南才能處于平衡狀態(tài)。故選：。4．如圖所示，條形磁鐵置于水平桌面上，電磁鐵水平放置且左端固定，當(dāng)電路中滑動變阻器的滑片逐漸向左移動，條形磁鐵仍靜止，下列說法中正確的是A．電磁鐵右端是極 B．條形磁鐵受到的摩擦力方向向右，逐漸增大 C．條形磁鐵受到的摩擦力方向向左，逐漸減小 D．條形磁鐵受到兩對平衡力的作用【解答】解：、由圖可知，螺線管中的電流方向是從右端流入左端流出，結(jié)合螺線管的繞向，由安培定則可知，螺線管左端為極，右端為極；故錯誤；、根據(jù)磁極間作用規(guī)律可知，條形磁鐵左端要受到電磁鐵對它一個向右的摩擦力；條形磁鐵在向右排斥力的作用下仍處于平衡狀態(tài)，說明其在水平方向上受到平衡力的作用，由此可知，桌面對條形磁鐵有一個向左的摩擦力來平衡排斥力；當(dāng)滑片向左滑動時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，電源電壓不變，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流增大，所以電磁鐵的磁性增強(qiáng)，電磁鐵對條形磁鐵的排斥力增大；由于條形磁鐵仍然靜止，摩擦力始終等于電磁鐵的排斥力，所以摩擦力也隨之增大，故錯誤；、條形磁鐵在水平方向上受到一對摩擦力的作用，這兩個力是一對平衡力；在豎直方向上受到重力和支持力的作用，這兩個力是一對平衡力，故受到2對平衡力的作用，故正確。故選：。5．如圖所示，電源、滑動變阻器與螺線管相連，在螺線管的右端放置一個小磁針，閉合開關(guān)，小磁針靜止時極水平向右，則A．通電螺線管左端為極 B．電源右端為正極 C．滑動變阻器的滑片向左移動，通電螺線管的磁性增強(qiáng) D．滑動變阻器的滑片向右移動，通過螺線管的電流增大【解答】解：（1）已知小磁針靜止時極水平向右，根據(jù)磁極間的相互作用可知，通電螺線管的右端為極，左端為極，伸出右手握住螺線管，四指彎曲指示電流的方向，大拇指所指的方向為通電螺線管的極，因電源左端為正極，右端為負(fù)極；故、錯誤；（2）滑動變阻器滑片向左移動時，滑動變阻器接入電路中的電阻變大，電流變小，因此通電螺線管的磁性減弱，故錯誤；滑動變阻器的滑片向右移動，滑動變阻器接入電路中的電阻變小，電流變大，因此通電螺線管的磁性增強(qiáng)，故正確。故選：。二．填空題（共4小題）6．為了探究通電螺線管外部磁場的方向，小明設(shè)計了如圖甲所示實驗。（1）閉合開關(guān)，小磁針轉(zhuǎn)動到如圖乙所示位置；斷開開關(guān)，小磁針又回到原來位置（指向南北），這說明通電螺線管周圍有磁場，通電螺線管的端為極。（2）調(diào)換電源正負(fù)極接線后再閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小磁針轉(zhuǎn)動情況與圖所示相反。這說明通電螺線管的磁場方向與電流的有關(guān)。【解答】解：（1）閉合開關(guān)，小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動，斷開開關(guān)，小磁針恢復(fù)到原來位置，說明通電螺線管周圍存在磁場。根據(jù)異名磁極相互吸引，可以判斷通電螺線管端是極，端是極。（2）調(diào)換電源正負(fù)極接線后再閉合開關(guān)，通電螺線管的電流方向相反，小磁針偏轉(zhuǎn)方向相反，說明小磁針受到的磁力相反，說明磁場方向相反，所以通電螺線管的磁場方向跟電流方向有關(guān)。故答案為：（1）磁場；；（2）方向。7．將小磁針放在通電螺線管的上方，如圖所示，小磁針靜止時，左端是極（選填“”或“”?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)螺線管中電流的方向和線圈的繞向，利用安培定則用右手握住導(dǎo)線，讓四指指向電流方向，則大拇指指向右端，即螺旋管的右端為極，左端為極。當(dāng)小磁針靜止時，根據(jù)磁極間的作用規(guī)律可知，相互靠近的一定是異名磁極，因此可以確定小磁針的左端為極，右端為極。故答案為：。8．如圖所示，在通電螺線管下方的地面上放有一條形磁體。開關(guān)閉合后，滑動變阻器滑片向端移動，通電螺線管的磁性將減弱，條形磁體對地面的壓力將。【解答】解：開關(guān)閉合后，滑動變阻器滑片向端移動，滑動變阻器連入電路中的電阻變大，電流減小，故電磁鐵的磁性將減弱；由安培定則可知電磁鐵的下端是極，與條形磁體極相互排斥，故條形磁體對地面的壓力將減小。故答案為：減弱；減小。9．如圖所示，在通電螺線管下方的地面上放有一條形磁體。開關(guān)閉合后，滑動變阻器滑片向端移動，通電螺線管的磁性將增強(qiáng)，條形磁體對地面的壓力將?！窘獯稹拷猓洪_關(guān)閉合后，滑動變阻器滑片向端移動，滑動變阻器連入電路中的電阻減小，電流增大，故電磁鐵的磁性將增強(qiáng)；由安培定則可知電磁鐵的下端是極，與條形磁體極相互排斥，故條形磁體對地面的壓力將增大。故答案為：增強(qiáng)；增大。三．實驗探究題（共4小題）10．在探究“通電螺線管外部磁場”的實驗中，采用如圖甲所示的實驗裝置。（1）當(dāng)閉合開關(guān)后，小磁針會（選填“會”或“不會”發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電螺線管與小磁針之間是通過發(fā)生力的作用。（2）用鐵屑來做實驗，得到如圖乙所示的情形，它與磁體的磁場分布相似。（3）小明做了如圖丙所示的實驗，通過實驗現(xiàn)象可以得出：通電螺線管的磁極極性與螺線管中電流的有關(guān)?！窘獯稹拷猓海?）圖甲中，螺線管通電后，由于電流的磁效應(yīng)，螺線管的周圍存在磁場，小磁針在磁場中會受到磁力的作用，從而會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這表明通電螺線管與小磁針之間是通過磁場發(fā)生力的作用的；（2）由圖乙可知，通電螺線管的外部磁場與條形磁鐵的磁場相似；（3）由圖可知，兩個螺線管中導(dǎo)線的纏繞方式相同，電流的方向不同，通電螺線管的磁極極性不同，這說明通電螺線管的磁極極性與電流的方向有關(guān)。故答案為：（1）會；磁場；（2）條形；（3）方向。11．小明同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的裝置來探究通電螺線管周圍的磁場。（1）組裝好器材，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)豎直懸掛的小鐵球向右運(yùn)動，是因為小鐵球受到磁力的作用，該現(xiàn)象說明通電螺線管周圍存在；若將小鐵球換成大小相同的鋁球，鋁球?qū)ⅲㄟx填“向右運(yùn)動”“向左運(yùn)動”或“靜止”。（2）去掉小鐵球，將小磁針放在螺線管周圍不同位置，放小磁針的目的是確定通電螺線管周圍磁場的。（3）閉合開關(guān)后，小磁針靜止時的情景如圖乙所示，由此可知通電螺線管周圍的磁場和磁體的磁場相似，小磁針涂黑的一端應(yīng)是極?！窘獯稹拷猓海?）通電螺線管周圍存在磁場，對小鐵球存在磁力作用，鋁球不受磁力作用；（2）因為小磁針放在螺線管周圍不同位置，小磁針靜止時極指向和該點(diǎn)磁場方向相同，所以實驗中使用小磁針是為了判斷該點(diǎn)的磁場方向；（3）由圖可看出，通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似，由右手安培定則可以判斷，通電螺線管的右端為極，異名磁極相互吸引；故最右邊的小磁針的左端為極，右端為極，故小磁針涂黑的一端極。故答案為：（1）磁力；磁場；靜止；（2）方向；（3）條形；。12．在探究“通電螺線管外部磁場特點(diǎn)”的實驗中，小華設(shè)計了如圖甲所示的電路。實驗時：（1）可通過觀察小磁針極所指的方向來判斷通電螺線管的磁極。（2）如圖乙所示是通電螺線管周圍有機(jī)玻璃板上小磁針的分布狀態(tài)，觀察可知通電螺線管的外部磁場與的磁場相似。若改變螺線管中的電流方向，發(fā)現(xiàn)小磁針指向發(fā)生改變，該現(xiàn)象說明通電螺線管外部的磁場方向與有關(guān)。（3）要探究影響通電螺線管磁場強(qiáng)弱的因素，除了圖中所示的器材外，還需。若開關(guān)接“1”時，電流表的示數(shù)為，現(xiàn)將開關(guān)從“1”換接到“2”上，接下來他的操作是，這樣可以探究通電螺線管磁場的強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系?！窘獯稹拷猓海?）讀圖可知，在螺線管旁有兩個小磁針，我們可以通過觀察小磁針靜止時極（或極）的指向來判斷通電螺線管的磁極；（2）通電螺線管的磁場分布與條形磁體相似，都是具有兩個磁性較強(qiáng)的磁極；若改變螺線管中的電流方向，發(fā)現(xiàn)小磁針指向發(fā)生改變，說明磁場的方向發(fā)生了變化，即通電螺線管外部的磁場方向與電流方向有關(guān)；（3）要探究影響通電螺線管磁場強(qiáng)弱的因素，需要用到大頭針，螺線管具有磁性能吸引大頭針，根據(jù)大頭針吸引的個數(shù)能判定磁性的強(qiáng)弱；實驗中，他將開關(guān)從換到2上時，連入電路的線圈匝數(shù)發(fā)生了變化，為了保證電流不變，應(yīng)調(diào)節(jié)變阻器的滑片，控制兩次實驗的電流大小不變，再次觀察電流表示數(shù)及吸引的回形針數(shù)目，這樣才能探究出通電螺線管磁場強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系。故答案為：（1）小磁針極所指的方向；（2）條形磁體；電流方向；（3）大頭針；調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，保持電路中的電流大小為不變。13．在探究“通電螺線管的外部磁場分布”的實驗中，小明在螺線管周圍擺放了一些小磁針。（1）通電后小磁針靜止時的分布如圖甲所示，此時，小磁針（填“”或“”極的指向就是該點(diǎn)的磁場方向。還可看到通電螺線管外部的磁場與的磁場相似。（2）小明改變通電螺線管中的電流方向，發(fā)現(xiàn)小磁針指向轉(zhuǎn)動，由此可知：通電螺線管兩端的極性與螺線管中的方向有關(guān)。（3）小明繼續(xù)探究，并按圖乙連接電路，他先將開關(guān)接，觀察電流表的示數(shù)及吸引大頭針的數(shù)目；再將開關(guān)從換到，調(diào)節(jié)變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)不變，并觀察吸引大頭針的數(shù)目。他這樣做的目的是為了探究通電螺線管的磁場強(qiáng)弱與的關(guān)系?！窘獯稹拷猓海?）將小磁針放在通電螺線管外部，小磁針靜止時極的指向就是該點(diǎn)處磁場的方向；通電螺線管外部的磁場和條形磁體外部的磁場一樣。通電螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩個極；