1、14.3 电流的磁场 一、单选题1. 如图所示，开关S闭合，发现弹簧缩短，小磁针旋转到如图中所示位置静止，则下列说法正确的是()A. 电源右端是负极B. 小磁针上端是S极C. 滑动变阻器向左移动时，弹簧的长度变短D. 通电螺线管的下端为N极2. 巨磁电阻效应是指巨磁电阻的阻值随外部磁场的增强而减小，如图是巨磁电阻特性原理示意图，下列说法正确的是()A. S1闭合时，螺线管左端为N极B. 闭合S2，保持滑片位置不变，S1由a接到b时灯泡变亮C. 闭合S2，保持滑片位置不变，S1由b接到a时灯泡变暗D. 闭合S2，保持S1的位置不变，滑片向左移动时，灯泡变亮3. 如图所示，小磁针的指向不正确的是(
2、)A. B. C. D. 4. 如图所示，为四位同学判断通电螺线管极性时的做法，正确的是()A. B. C. D. 5. 如图所示，一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，此时小磁针的N极向纸内偏转，这一束粒子可能是()A. 向右飞行的正离子束B. 向左飞行的负离子束C. 向右飞行的电子束D. 向左飞行的电子束6. 下列物理学家中，在世界上第一个发现电流的周围存在着磁场的是()A. 法拉第B. 奥斯特C. 焦耳D. 欧姆7. 如图中有关磁的判断正确的是()A. B. C. D. 8. 下列作图中，错误的是()A. 静止小球的受力分析B. 通电螺线管的极性C. 平面镜成象D. 磁体的磁场9. 最早发
3、现通电导体周围存在磁场的物理学家是()A. 焦耳B. 欧姆C. 安培D. 奥斯特10. 通电螺线管和磁体A磁极附近磁感线分布如图所示，小磁针处于静止。则()A. 小磁针的b端为N极B. 通电螺线管左端为N极C. 电源“+”极为c端D. 电源“+”极为d端二、填空题11. 一个空心小铁球放在盛水的烧杯中置于铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈连接如图所示的电路，开关S闭合后，空心小铁球仍漂浮在水面上，此时A端为电磁铁的_极，当滑片P向左滑动，空心小铁球所受浮力_，烧杯底部受到水的压强_。(选填“增大”、“减小”或“不变”)12. 1820年，丹麦科学家_在课堂上做实验时偶然发现：当导线中有电流通过时
4、，旁边的小磁针发生了偏转，他进而继续研究，终于证实了电流周围存在磁场。实验时，导线中电子定向移动的方向与电流方向_(选填“相同”或“相反”)。13. 如图所示，小明自制了一个带有电磁铁的木船模型。将它放入水中漂浮，船头指向东。闭合开关S，电磁铁的A端为_极；电磁铁由于受到_的作用，船头会指向_。14. 通电螺线管上方的小磁针静止时的指向如图所示，由此可判断该通电螺线管的左端为_极，电源的右端是_极。三、实验探究题15. 小明在“探究通电螺线管的外部磁场”实验中，设计了如图乙所示的电路。(1)用小磁针可以判断磁场的方向。在螺线管周围的玻璃板上均匀撒上铁粉，通电后轻敲玻璃板，铁粉重新如图甲样分布。
5、铁粉相当于_，根据图甲可知通电螺线管的外部磁场与_的磁场相似。(2)小明猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。他将图乙中开关S从1换到2上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目。此时调节滑动变阻器是为了_，来研究通电螺线管磁场强弱与_的关系。16. (1)如图甲是奥斯特实验装置，接通电路后，观察到小磁针偏转，此现象说明了_；断开开关，小磁针在_的作用下又恢复到原来的位置，改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明了_。(2)探究通电螺线管外部磁场分布的实验中，在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后_(填写操作方法)玻璃板，细铁屑的排列如图
6、乙所示，由此可以判断，通电螺线管外部的磁场分布与_周围的磁场分布是相似的，将小磁针放在通电螺线管外部，小磁针静止时_(N/S)极的指向就是该点处磁场的方向。17. 在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中：(1)小磁针的作用：_。(2)在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，而B处小磁针不偏转，试说明B处小磁针不偏转的可能原因：_(3)将电池的正负极对调，重复上述实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与_方向的关系。(4)观察实验现象后，应立即断开开关，是为了_。答案和解析1.【答案】C【解析】解：由题知，开关闭合后，发现弹簧缩短，说明上方的条形磁铁受到排斥力的作
7、用；根据同名磁极相互排斥可知，螺线管上端为N极，下端为S极；由右手螺旋定则可知，电流由螺旋管的上方流入，故电源右侧为正极，左侧为负极；由磁极间的相互作用可知小磁针的上端为N极，下端为S极，如图所示：由此可知：A、电源右端是正极，故A错误；B、小磁针上端是N极，故B错误；C、滑动变阻器向左移动时，电阻变小，则电流变大，电磁铁磁性变强，所以排斥力变大，则弹簧的长度变短，故C正确；D、通电螺线管的下端是S极，故D错误；故选：C。根据开关S闭合，发现弹簧缩短，由磁极间的相互作用可知螺线管的磁极，利用右手螺旋定则可得出电源的正负极。由磁极间的相互作用可知小磁针的磁极。安培定则共涉及三个方向：电流方向、磁
8、场方向、线圈绕向，告诉其中的两个方向可以确定其中的另一个方向。2.【答案】D【解析】解：A、S1闭合时，利用安培定则可知，电磁铁的右端为N极、左端为S极。故A错误。B、闭合S2，保持滑片位置不变，S1由a接到b时，线圈的匝数变少，通电螺线管的磁性减弱。右侧电路中的总电阻变大，总电压不变，总电流减小，根据P=I2R，可知，灯泡的电功率变效，故小灯泡变暗，故B错误；C、闭合S2，保持滑片位置不变，S1由b接到a时，线圈的匝数变多，通电螺线管的磁性增强。因为巨磁电阻的阻值随外部磁场的增强而减小，右侧电路中的总电阻变小，总电压不变，总电流增大，根据P=I2R，可知，灯泡的电功率变大，故小灯泡变亮，故C
9、错误；D、闭合S2，保持S1的位置不变，滑片向左移动时，电路中总电阻变小，总电压不变，总电流变大，通电螺线管的磁性增强，巨磁电阻的阻值变小，右侧电路中的总电阻变小，总电压不变，总电流增大，根据P=I2R，可知，灯泡的电功率变大，故小灯泡变亮，故D正确；故选：D。(1)利用安培定则判断电磁铁的磁极；(2)电磁铁的磁性强弱跟电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯有关，由滑动变阻器滑片的移动得知电路中电流的变化情况，巨磁电阻的阻值随外部磁场的增强而减小，由根据P=I2R，可知灯泡的亮暗变化。本题考查了电路的动态分析，涉及到电磁铁磁性与电流的关系和电功率公式的应用等，判读出巨磁电阻的变化是解题的关键。3.【
10、答案】D【解析】解：A、由右手螺旋定则可得，螺线管左侧为N极，因外部磁感线由N极指向S极，故小磁针所在位置上磁场向左，小磁针N极应指向左，故A正确但不符合题意；B、由右手螺旋定则可得，螺线管左侧为N极，外部磁感线由N极指向S极，故小磁针所在位置磁感线向左，小磁针N极向左，故B正确但不符合题意；C、由右手螺旋定则可得，螺线管右侧为N极，外部磁感线由N极指向S极，故小磁针所在位置磁感线向左，小磁针N极向左，故C正确但不符合题意；D、由右手螺旋定则可得，螺线管左侧为N极，外部磁感线由N极指向S极，故小磁针所在位置磁感线向右，小磁针N极应向右，故D错误但符合题意；故选：D。由右手螺旋定则可知螺线管的极
11、性，由磁感线的特点可知小磁针所在位置的磁场方向，则可知小磁针的正确指向。右手螺旋定则为判断螺线管极性的重要方法，应能做到灵活应用；同时还要注意小磁针静止时N极所指的方向为该点磁感线的方向。4.【答案】A【解析】解：A、让右手四指的方向和电流的方向相同，大拇指所指的一端即为通电螺线管的北极，故A正确；B、图中用的不是右手，故B错误；C、图中四指的方向和电流的方向相反，故C错误；D、图中四指的方向和电流的方向相反，故D错误。故选：A。知道电流方向判断螺线管的极性时，用右手握住通电螺线管，让四指的方向和电流的方向相同，那么大拇指所指的方向即为通电螺线管的北极。此题主要考查的是学生对右手螺旋定则的理解
12、和掌握，解题的关键是弄清楚三个问题：右手；四指的方向和电流方向相同；大拇指所指的一端即为通电螺线管的北极。5.【答案】C【解析】解：电流方向与正电荷定向移动方向相同，与负电荷定向移动方向相反；A、向右飞行的正离子束，其形成的电流方向向右，根据安培定则可知，离子束上方产生的磁场方向向外，则小磁针的N极转向外，S极转向里，故A错误。BD、向左飞行的负离子束或电子束，其形成的电流方向向右，根据安培定则可知，离子束或电子束上方产生的磁场方向向外，则小磁针的N极转向外，S极转向里，故BD错误。C、向右飞行的电子束，其形成的电流方向向左，根据安培定则可知，电子束上方产生的磁场方向向里(纸内)，则小磁针的N
13、极转向里，S极转向外，故C正确。故选：C。小磁针N极受力方向与磁场方向相同。电流方向与正电荷定向移动方向相同，与负电荷定向移动方向相反。根据安培定则，将选项逐一代入检查，选择符合题意的选项。本题考查通电直导线周围磁场的判断和电流形成及电流方向的综合应用。通电直导线的磁场：右手握住直导线，大拇指向电流方向，四指环绕方向是通电直导线周围的磁场方向。6.【答案】B【解析】解：首先通过实验发现了电流周围空间存在磁场是奥斯特。故选：B。由我们所学的物理学史进行分析解答。物理学史不但是考试中的热点，同时也可以让我们了解前辈科学家们的精神培养我们学习物理的兴趣。7.【答案】A【解析】解：A、根据安培定则可知
14、，螺线管左端为S极，异名磁极相互吸引，小磁针右端为N极，故A正确；B、磁体的磁感线应该是从N极出来，回到磁体的S极的，故B错误；C、根据安培定则可知，螺线管右端为S极，故C错误；D、磁体的磁感线应该是从N极出来，回到磁体的S极的，故D错误。故选：A。磁体的磁感线是从N极出来，回到磁体的S极的；同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。本题考查了磁极间的相互作用规律和磁感线的方向，属于基础知识。8.【答案】B【解析】解：A、静止小球受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，二者是一对平衡力，故该图正确；B、根据安培定则可以判断出通电螺线管的左侧为N极，右端为S极，故该图不正确；C、平面镜成像，物体和像关于镜
15、面对称，故该图正确。D、在磁体外部，磁感线方向是从N极到S极，同名磁极相互排斥，图中小磁针的指向正确，故该图正确；故选：B。(1)对静止在水平面上的物体进行受力分析，即物体受到重力、支持力作用。(2)通电螺线管的磁极可以用安培定则判断。(3)物体经平面镜成虚像，并且物像等大、物像等距、物像连线与镜面垂直。(4)磁感线在磁体的外部，从N极出来，回到S极；同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。本题考查了力的示意图、平面镜成像、磁感线、安培定则的图象题，是中考常见的题型，是学生容易出错的重点作图题。9.【答案】D【解析】解：由物理学史可知，焦耳发现了焦耳定律，欧姆发现了欧姆定律，安培发现了安培定则等，
16、奥斯特在1820年一次实验中发现了通电导体周围存在磁场，故D符合题意。故选：D。本题考查物理学史，需知道最早发现通电导体周围存在磁场的是奥斯特。10.【答案】C【解析】解：AB、由于在磁体外部磁感线从磁体的北极出来，回到南极，所以左边磁体A的右端为S极，右边通电螺线管的左端为S极，则右端N极；根据磁极之间的作用规律，小磁针的a端为N极、b端为S极；故AB错；CD、由安培定则可知，大拇指指向右端N极，四指环绕方向为电流方向，电流从螺线管的左边流入、右边流出，则c为正极、d为负极，故C正确、D错。故选：C。(1)在磁体外部，磁感线从磁体的北极出来回到南极，据此确定A的极性和通电螺线管的NS极；(2
17、)利用磁极间的作用规律确定小磁针的N、S极；利用安培定则确定螺线管中电流的方向、电源的正负极。本题考查了磁感线的方向、磁极间的相互作用规律、右手螺旋定则的应用，注意电流从电源正极流出、负极流入。11.【答案】S 增大 增大【解析】解：电流由A流向B，则由右手螺旋定则可知螺线管B端为N极，则A端为S极(南极)；当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则由欧姆定律可知电路中电流增大，则螺线管中的磁性增强，故小铁球所受磁力增强；小铁球受重力、磁力及浮力，因小球处于静止状态，故向下的磁力与重力之和应等于向上的浮力，因磁力增加，故浮力也将增大。据上分析可知，此时浮力变大，所以排开液体的体积变大，故容器
18、中的液面上升，容器中液体的深度增大，故据p=gh可知，容器底部所受液体的压强变大。故答案为：S；增大； 增大。(1)已知电流方向则由右手螺旋定则可知螺线管A的磁极；(2)当滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电阻变小，则由欧姆定律可知螺线管中磁性的变化；则由力的合成可知小铁球所受的浮力的变化。(3)据小球浸入液体中的体积判断出容器中液面的变化，而后结合液体内部压强的特点分析即可判断。本题根据力的合成考查了右手螺旋定则、滑动变阻器的使用及欧姆定律的使用，对学生能力要求较高。12.【答案】奥斯特 相反【解析】解：丹麦物理学家奥斯特做的著名的奥斯特实验：当导线中有电流通过时，它旁边的小磁针发生了偏转，证实
19、了电流周围存在磁场。导线中电子是负电荷，电子定向移动的方向与电流方向相反。故答案为：奥斯特；相反。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。正电荷定向移动的方向为电流的方向。本题考查了学生对奥斯特实验的了解与掌握，是一道基础题目。13.【答案】S；地磁场；北【解析】【分析】由右手螺旋定则可知螺线管的磁极，螺线管处在地球的磁场中，因磁极间的相互作用可知小船静止时船头的指向。通过本题应掌握：(1)知道地球是个巨大的磁体，地磁南极在地理北极的附近，地磁北极在地理南极附近；(2)右手螺旋定则内容为：右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指向的方向为磁感线N极方向。【
20、解答】由右手螺旋定则可知螺线管右侧为N极，左侧为S极；因地磁场沿南北方向，地球南极处为地磁场的N极，地球北极处为地磁场的S极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故船头指向北方故答案为：S；地磁场；北。14.【答案】N 正【解析】解：由图可知，小磁针的N极指向右边，则螺线管的右端为S极，左端为N极，根据安培定则可知，电源的右端为正极。故答案为：N；正。根据磁极间的相互作用规律判定螺线管的极性；由安培定则可得出电流的方向及电源的正负极。本题考查了学生对安培定则的应用以及磁极间相互作用规律的掌握，是电磁学考查的重点。15.【答案】小磁针(或指南针) 条形磁铁 保证两次电流一样 线圈匝数【解析】解
21、：(1)由于通电螺线管周围的铁屑会被磁化，每一个小铁屑都相当于一个小磁针；读图乙可知，螺线和的两端磁性较强，中间磁性较弱，这与条形磁体的磁场分布相类似；(2)实验中，他将开关S从l换到2上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。故答案为：(1)小磁针；条形磁铁；(2)保证两次电流一样；线圈匝数。(1)通电螺线管周围的铁屑会被磁化，每一个小铁屑都相当于一个小磁针；螺线管的磁性两端强，中间弱；(2)影响螺线管磁性强弱的因素有电流的大小和线圈匝数的多少
22、，在实验中，应注意控制变量法的运用。本实验中，既有转换法的运用，也有控制变量法的研究，是物理学中较典型的实验之一，是我们应该掌握的。16.【答案】(1)通电导体周围存在磁场；地磁场；电流的磁场方向与电流方向有关；(2)轻敲；条形磁铁；N。【解析】解：(1)这是著名的奥斯特实验，实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场；断开开关，小磁针在地磁场的作用下又恢复到原来的位置；改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了产生的磁场方向也改变，即表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关；(2)由于周围铁屑会被磁化，但由于其与纸板的摩擦力太大，它不能自己转动，因此实验中轻敲玻璃板
23、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。由以上实验探究的结果是：通电螺线管外部磁场与条形磁体相似；改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动，南北所指方向发生了改变，可知通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。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故答案为：(1)通电导体周围存在磁场；地磁场；磁场方向与电流方向有关；(2)轻敲；条形磁铁；N。(1)奥斯特实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场；小磁针在地磁场的作用下指示南北；当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变，所以小磁针的偏转方向也改变；(2)周围铁屑会被磁化，但由于其
24、与纸板的摩擦力太大，它不能自己转动，因此实验中轻敲玻璃板；通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似；根据改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动，南北所指方向发生了改变可得出结论。小磁针静止时N极的指向就是该点处磁场的方向。本题考查了磁场的性质是对放在磁场中的磁体有力的作用；电流周围存在着磁场和磁场的方向与电流方向有关；通电螺线管的磁场与条形磁铁相类似。更加深入的研究了电流的磁效应，在物理学习中不能只注重了结论的学习，还要注意过程的学习。17.【答案】检验磁场的存在 小磁针N极的指向与磁场方向相同 电流 保护电路，防止螺线管温度过高【解析】解：(1)通电时螺线管周围存在磁场，小磁针在磁场中受到力的作用
25、会发生偏转，所以小磁针能显示磁场的存在；当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变，所以小磁针的偏转方向也改变，因此利用小磁针还可以判断磁场的方向；(2)在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，A处的小磁针会指示磁场的方向；B处小磁针不偏转，可能原因是小磁针N极的指向与磁场方向相同；(3)将电池的正负极对调，此时螺线管中电流的方向发生变化，磁场的方向发生变化，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系；(4)螺线管是由导线绕成的，其电阻较小，根据欧姆定律可知，通过螺线管的电流较大，产生的热量较多，为了保护电路，观察实验现象后，应立即断开开关。故答案为：(1)检验磁场的存在；(2)小磁针N极的指向与磁场方向相同；(3)电流；(4)保护电路，防止螺线管温度过高。(1)通过小磁针的偏转可以检验磁场是否存在；(2)当小磁针N极的指向与磁场方向相同时，小磁针不会发生偏转；(3)通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向有关；(4)从保护电路的角度分析。此题为一道电磁综合题，既考查了磁场方向的认识，又考查了转换法在实验中的应用，还考查了学生对实验现象的分析处理能力和总结归纳能力，对学生的能力要求较高，有一定难度。