6.如图16.2-6所示,在“探究通电螺线管的磁场”活动中,下列说法正确的是()

A.闭合开关前,小磁针的S极指向地理的北极
B.改变图中螺线管的电流方向,小磁针的N极所指方向为水平向右
C.闭合开关,小磁针静止时,S极的指向为该点的磁场方向
D.若没有小磁针,通电螺线管周围就没有磁场
A.闭合开关前,小磁针的S极指向地理的北极
B.改变图中螺线管的电流方向,小磁针的N极所指方向为水平向右
C.闭合开关,小磁针静止时,S极的指向为该点的磁场方向
D.若没有小磁针,通电螺线管周围就没有磁场
答案
B
解析
【分析】本题考查地磁场和通电螺线管磁场的相关知识,需结合地磁场特点、安培定则、磁场方向的规定逐一分析选项:首先明确,地磁场的S极在地理北极附近,N极在地理南极附近,小磁针静止时N极指向地理北极;通电螺线管的磁极由电流方向决定,用安培定则(右手螺旋定则)判断,磁体外部磁场方向从N极指向S极,磁场方向是小磁针静止时N极的指向;磁场是客观存在的,与是否有小磁针无关。
【解析】
选项A:闭合开关前,小磁针受地磁场作用,S极指向地理南极,而非地理北极,故A错误;
选项B:根据安培定则,原电路中电流从电源正极(左侧)流入螺线管,结合绕线方式,右手握住螺线管,四指沿电流方向,大拇指指向左端,可知螺线管左端为N极、右端为S极;改变电流方向后,电流从右端流入螺线管,再次用安培定则,大拇指指向右端,此时螺线管右端为N极,其外部磁场方向向右,因此小磁针静止时N极指向水平向右,故B正确;
选项C:磁场方向的规定是:磁场中某点的磁场方向为小磁针静止时N极的指向,而非S极,故C错误;
选项D:磁场是客观存在的物质,通电螺线管周围的磁场不会因没有小磁针而消失,故D错误。
【答案】B
【知识点】地磁场、通电螺线管的磁场、安培定则
【点评】本题属于基础概念题,重点考查地磁场特点、通电螺线管磁场的判断及磁场方向的规定,需准确掌握相关知识点,避免概念混淆。
【难度系数】0.6
【解析】
选项A:闭合开关前,小磁针受地磁场作用,S极指向地理南极,而非地理北极,故A错误;
选项B:根据安培定则,原电路中电流从电源正极(左侧)流入螺线管,结合绕线方式,右手握住螺线管,四指沿电流方向,大拇指指向左端,可知螺线管左端为N极、右端为S极;改变电流方向后,电流从右端流入螺线管,再次用安培定则,大拇指指向右端,此时螺线管右端为N极,其外部磁场方向向右,因此小磁针静止时N极指向水平向右,故B正确;
选项C:磁场方向的规定是:磁场中某点的磁场方向为小磁针静止时N极的指向,而非S极,故C错误;
选项D:磁场是客观存在的物质,通电螺线管周围的磁场不会因没有小磁针而消失,故D错误。
【答案】B
【知识点】地磁场、通电螺线管的磁场、安培定则
【点评】本题属于基础概念题,重点考查地磁场特点、通电螺线管磁场的判断及磁场方向的规定,需准确掌握相关知识点,避免概念混淆。
【难度系数】0.6
7.某实验小组做“探究通电螺线管外部磁场的分布”实验,如图16.2-7所示。

图16.2-7
(1)闭合开关后,观察到螺线管周围的小磁针发生偏转,说明此时通电螺线管周围存在;小磁针由于受到(选填“磁场”或“重力”)的作用而发生偏转。
(2)在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒满细铁屑,闭合开关后(填写操作方法)玻璃板,细铁屑的排列情况如图甲所示。
(3)把小磁针放到螺线管四周不同位置,给螺线管通电后记录小磁针极的方向,这个方向就是该点的磁场方向。
(4)通电螺线管周围的小磁针N极指向如图乙所示,由图可知在通电螺线管外部,磁感线从极出发,最后回到极。
(5)由此可以判断,通电螺线管外部的磁场分布与磁体的磁场分布相似。
(6)在螺线管外部A、B两处放置小磁针,如图16.2-8所示,闭合开关,发现A处小磁针发生偏转,而B处小磁针不偏转。B处小磁针不偏转的原因可能是。

图16.2-8
图16.2-7
(1)闭合开关后,观察到螺线管周围的小磁针发生偏转,说明此时通电螺线管周围存在;小磁针由于受到(选填“磁场”或“重力”)的作用而发生偏转。
(2)在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒满细铁屑,闭合开关后(填写操作方法)玻璃板,细铁屑的排列情况如图甲所示。
(3)把小磁针放到螺线管四周不同位置,给螺线管通电后记录小磁针极的方向,这个方向就是该点的磁场方向。
(4)通电螺线管周围的小磁针N极指向如图乙所示,由图可知在通电螺线管外部,磁感线从极出发,最后回到极。
(5)由此可以判断,通电螺线管外部的磁场分布与磁体的磁场分布相似。
(6)在螺线管外部A、B两处放置小磁针,如图16.2-8所示,闭合开关,发现A处小磁针发生偏转,而B处小磁针不偏转。B处小磁针不偏转的原因可能是。
图16.2-8
答案
解:
(1) 磁场;磁场
(2) 轻敲(轻轻敲击)
(3) N(北)
(4) N(北);S(南)
(5) 条形
(6) 通电螺线管在B处的磁场方向与地磁场方向一致,小磁针原本的指向就与该点磁场方向重合,因此不会发生偏转
(1) 磁场;磁场
(2) 轻敲(轻轻敲击)
(3) N(北)
(4) N(北);S(南)
(5) 条形
(6) 通电螺线管在B处的磁场方向与地磁场方向一致,小磁针原本的指向就与该点磁场方向重合,因此不会发生偏转
解析
【分析】
这是一道探究通电螺线管外部磁场分布的实验题,需结合电流的磁效应、磁场的基本性质、磁感线特点、通电螺线管磁场分布等知识点逐一分析各小问:
1. 第(1)问:通电后小磁针偏转,说明通电螺线管周围存在磁场;小磁针偏转是因为受到磁场的作用力,重力为竖直方向,无法使小磁针水平偏转,故需判断对应填空。
2. 第(2)问:撒细铁屑后,轻敲玻璃板可减小铁屑与玻璃板的摩擦力,让铁屑在磁场力作用下按规律排列,以此显示磁场分布。
3. 第(3)问:物理学规定,磁场方向是小磁针静止时N极的指向,因此需记录小磁针N极的方向。
4. 第(4)问:磁体外部的磁感线规律是从N极出发,回到S极,据此完成填空。
5. 第(5)问:实验中细铁屑排列和小磁针指向显示,通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场分布相似。
6. 第(6)问:小磁针偏转是因为受磁场力,若B处小磁针不偏转,说明该处磁场方向与小磁针原本的指向(地磁场方向)一致,受力平衡,故不偏转。
【解析】
(1) 闭合开关后小磁针偏转,说明通电螺线管周围存在磁场;小磁针的偏转是由于受到磁场的作用力,重力无法使小磁针发生水平偏转,故依次填磁场、磁场。
(2) 撒细铁屑后,轻敲玻璃板可减小铁屑与玻璃板间的摩擦力,使铁屑在磁场力作用下排列成规则形状,操作方法为轻敲(轻轻敲击)。
(3) 物理学规定,磁场方向为小磁针静止时N极的指向,因此需记录小磁针N极的方向。
(4) 磁体外部的磁感线从N极出发,最终回到S极,据此依次填N(北)、S(南)。
(5) 实验结果表明,通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的磁场分布相似,故填条形。
(6) 小磁针在磁场中受力偏转,若B处小磁针不偏转,说明该处通电螺线管的磁场方向与地磁场方向一致,小磁针原本的指向已与该点磁场方向重合,因此不会发生偏转。
【答案】
(1) 磁场;磁场
(2) 轻敲(轻轻敲击)
(3) N(北)
(4) N(北);S(南)
(5) 条形
(6) 通电螺线管在B处的磁场方向与地磁场方向一致,小磁针原本的指向就与该点磁场方向重合,因此不会发生偏转
【知识点】
电流的磁效应;通电螺线管的磁场;磁场的方向
【点评】
本题为基础实验题,围绕通电螺线管外部磁场的核心知识点展开,考查学生对实验操作、磁场规律的掌握情况,属于课本实验的常规考查内容,侧重基础应用。
【难度系数】
0.6
这是一道探究通电螺线管外部磁场分布的实验题,需结合电流的磁效应、磁场的基本性质、磁感线特点、通电螺线管磁场分布等知识点逐一分析各小问:
1. 第(1)问:通电后小磁针偏转,说明通电螺线管周围存在磁场;小磁针偏转是因为受到磁场的作用力,重力为竖直方向,无法使小磁针水平偏转,故需判断对应填空。
2. 第(2)问:撒细铁屑后,轻敲玻璃板可减小铁屑与玻璃板的摩擦力,让铁屑在磁场力作用下按规律排列,以此显示磁场分布。
3. 第(3)问:物理学规定,磁场方向是小磁针静止时N极的指向,因此需记录小磁针N极的方向。
4. 第(4)问:磁体外部的磁感线规律是从N极出发,回到S极,据此完成填空。
5. 第(5)问:实验中细铁屑排列和小磁针指向显示,通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场分布相似。
6. 第(6)问:小磁针偏转是因为受磁场力,若B处小磁针不偏转,说明该处磁场方向与小磁针原本的指向(地磁场方向)一致,受力平衡,故不偏转。
【解析】
(1) 闭合开关后小磁针偏转,说明通电螺线管周围存在磁场;小磁针的偏转是由于受到磁场的作用力,重力无法使小磁针发生水平偏转,故依次填磁场、磁场。
(2) 撒细铁屑后,轻敲玻璃板可减小铁屑与玻璃板间的摩擦力,使铁屑在磁场力作用下排列成规则形状,操作方法为轻敲(轻轻敲击)。
(3) 物理学规定,磁场方向为小磁针静止时N极的指向,因此需记录小磁针N极的方向。
(4) 磁体外部的磁感线从N极出发,最终回到S极,据此依次填N(北)、S(南)。
(5) 实验结果表明,通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的磁场分布相似,故填条形。
(6) 小磁针在磁场中受力偏转,若B处小磁针不偏转,说明该处通电螺线管的磁场方向与地磁场方向一致,小磁针原本的指向已与该点磁场方向重合,因此不会发生偏转。
【答案】
(1) 磁场;磁场
(2) 轻敲(轻轻敲击)
(3) N(北)
(4) N(北);S(南)
(5) 条形
(6) 通电螺线管在B处的磁场方向与地磁场方向一致,小磁针原本的指向就与该点磁场方向重合,因此不会发生偏转
【知识点】
电流的磁效应;通电螺线管的磁场;磁场的方向
【点评】
本题为基础实验题,围绕通电螺线管外部磁场的核心知识点展开,考查学生对实验操作、磁场规律的掌握情况,属于课本实验的常规考查内容,侧重基础应用。
【难度系数】
0.6
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