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10. 接通电路后，螺线管内部的小磁针静止时N极的指向如图14-3-17所示，请标出：电源的正、负极，通电后螺线管的N、S极以及螺线管外部小磁针N极的偏转方向。（小磁针均可自由转动）
图14-3-17
图14-3-17
答案
解：
1. 螺线管内部小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向，由内部小磁针N极水平向右，可知螺线管内部磁场方向水平向右，因此螺线管的左端为S极，右端为N极。
2. 根据安培定则（右手螺旋定则）：右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（向右），四指弯曲的方向与电流的环绕方向一致，可判断电流从螺线管左端流入、右端流出，因此电源的左端为正极，右端为负极。
3. 螺线管外部的磁感线从N极出发指向S极，螺线管右侧的外部小磁针所在位置的磁场方向水平向右，因此外部小磁针的N极将向右侧偏转，最终静止时N极沿水平向右指向。
标注结果：螺线管左端点标注S，右端点标注N；电源左侧标注“+”，右侧标注“-”；外部小磁针的N极处画水平向右的箭头表示偏转方向。
1. 螺线管内部小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向，由内部小磁针N极水平向右，可知螺线管内部磁场方向水平向右，因此螺线管的左端为S极，右端为N极。
2. 根据安培定则（右手螺旋定则）：右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（向右），四指弯曲的方向与电流的环绕方向一致，可判断电流从螺线管左端流入、右端流出，因此电源的左端为正极，右端为负极。
3. 螺线管外部的磁感线从N极出发指向S极，螺线管右侧的外部小磁针所在位置的磁场方向水平向右，因此外部小磁针的N极将向右侧偏转，最终静止时N极沿水平向右指向。
标注结果：螺线管左端点标注S，右端点标注N；电源左侧标注“+”，右侧标注“-”；外部小磁针的N极处画水平向右的箭头表示偏转方向。
解析
【分析】
要解决该问题，需掌握两个核心要点：一是小磁针静止时N极的指向等于该点的磁场方向；二是安培定则（右手螺旋定则）可用于判断螺线管的磁极与电流方向。首先根据螺线管内部小磁针的指向确定内部磁场方向，进而推导螺线管的磁极；再通过安培定则判断电流方向，确定电源的正负极；最后依据螺线管外部磁场方向，判断外部小磁针的偏转方向。
【解析】
1. 确定螺线管的磁极：小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向，图中螺线管内部小磁针N极水平向右，说明螺线管内部磁场方向水平向右。由于螺线管内部磁场从S极指向N极，因此螺线管左端为S极，右端为N极。
2. 判断电源正负极：根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（右端），四指弯曲方向为电流的环绕方向，由此可知电流从螺线管左端流入、右端流出。结合电路规律，电流从电源正极流出、负极流入，因此电源左端为正极，右端为负极。
3. 判断外部小磁针偏转方向：螺线管外部磁感线从N极出发指向S极，故螺线管右侧外部的磁场方向水平向右，小磁针静止时N极指向磁场方向，因此外部小磁针的N极将向水平向右偏转。
【答案】
螺线管左端标注“S”，右端标注“N”；电源左侧标注“+”，右侧标注“-”；螺线管外部右侧小磁针的N极处画水平向右的箭头表示偏转方向。
【知识点】
磁场方向、安培定则、螺线管的磁场
【点评】
本题考查磁场方向的判断和安培定则的应用，属于电磁学基础题型，需明确螺线管内部与外部磁场方向的差异，熟练运用安培定则即可完成解答。
【难度系数】
0.5
要解决该问题，需掌握两个核心要点：一是小磁针静止时N极的指向等于该点的磁场方向；二是安培定则（右手螺旋定则）可用于判断螺线管的磁极与电流方向。首先根据螺线管内部小磁针的指向确定内部磁场方向，进而推导螺线管的磁极；再通过安培定则判断电流方向，确定电源的正负极；最后依据螺线管外部磁场方向，判断外部小磁针的偏转方向。
【解析】
1. 确定螺线管的磁极：小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向，图中螺线管内部小磁针N极水平向右，说明螺线管内部磁场方向水平向右。由于螺线管内部磁场从S极指向N极，因此螺线管左端为S极，右端为N极。
2. 判断电源正负极：根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（右端），四指弯曲方向为电流的环绕方向，由此可知电流从螺线管左端流入、右端流出。结合电路规律，电流从电源正极流出、负极流入，因此电源左端为正极，右端为负极。
3. 判断外部小磁针偏转方向：螺线管外部磁感线从N极出发指向S极，故螺线管右侧外部的磁场方向水平向右，小磁针静止时N极指向磁场方向，因此外部小磁针的N极将向水平向右偏转。
【答案】
螺线管左端标注“S”，右端标注“N”；电源左侧标注“+”，右侧标注“-”；螺线管外部右侧小磁针的N极处画水平向右的箭头表示偏转方向。
【知识点】
磁场方向、安培定则、螺线管的磁场
【点评】
本题考查磁场方向的判断和安培定则的应用，属于电磁学基础题型，需明确螺线管内部与外部磁场方向的差异，熟练运用安培定则即可完成解答。
【难度系数】
0.5
11. 如图14-3-18所示，请用笔画线代替导线将实物图补充完整，闭合开关后，要求：①小磁针的指向满足如图所示的方向；②滑动变阻器的滑动头向右端移动时，通电螺线管的磁性减弱。
答案
解：
1. 由小磁针静止时N极指向左，根据磁极间的相互作用规律，可得通电螺线管的右端为S极，左端为N极。结合安培定则，可判断电流需要从螺线管的右端流入、左端流出。
2. 滑动变阻器滑片向右端移动时，通电螺线管磁性减弱，说明电路中电流减小，滑动变阻器接入电路的电阻变大，因此滑动变阻器需要接入左下的A接线柱，与已连接的左上接线柱配合，滑片右移时接入电路的电阻丝长度变长，电阻增大。
3. 实物连线操作：
① 用导线将电源正极与螺线管的右侧接线柱相连；
② 用导线将开关未连接电源的空闲接线柱，与滑动变阻器的左下A接线柱相连，构成完整闭合回路。
连线完成后满足题目所有要求。
1. 由小磁针静止时N极指向左，根据磁极间的相互作用规律，可得通电螺线管的右端为S极，左端为N极。结合安培定则，可判断电流需要从螺线管的右端流入、左端流出。
2. 滑动变阻器滑片向右端移动时，通电螺线管磁性减弱，说明电路中电流减小，滑动变阻器接入电路的电阻变大，因此滑动变阻器需要接入左下的A接线柱，与已连接的左上接线柱配合，滑片右移时接入电路的电阻丝长度变长，电阻增大。
3. 实物连线操作：
① 用导线将电源正极与螺线管的右侧接线柱相连；
② 用导线将开关未连接电源的空闲接线柱，与滑动变阻器的左下A接线柱相连，构成完整闭合回路。
连线完成后满足题目所有要求。
解析
【分析】
要完成实物电路连接，需分三步推导：①根据小磁针指向判断通电螺线管的磁极，再用安培定则确定电流方向；②根据滑动变阻器的磁性变化要求，确定其接入的接线柱；③按上述结论连接导线，满足题目条件。首先，小磁针N极向左，结合磁极间相互作用，可判断螺线管的磁极，再通过安培定则明确电流路径；其次，滑动变阻器滑片右移时磁性减弱，说明电流减小，需接入电阻变大的接线柱；最后按电流逻辑连接导线。
【解析】
1. 判断螺线管磁极：小磁针静止时N极指向左，根据“异名磁极相互吸引”，可知通电螺线管的右端为S极，左端为N极。
2. 确定电流方向：根据安培定则（右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指指向电流方向），可判断电流需从螺线管的右端流入、左端流出。
3. 确定滑动变阻器接线：滑动变阻器滑片向右端移动时，通电螺线管磁性减弱，说明电路中电流减小，滑动变阻器接入电阻变大，因此需接入左下的A接线柱（滑片右移时，接入电阻丝长度增加，电阻增大）。
4. 实物连线：①用导线将电源正极与螺线管的右侧接线柱相连；②用导线将开关的空闲接线柱与滑动变阻器的左下A接线柱相连，形成完整闭合回路，满足题目所有要求。
【答案】
电源正极接螺线管右端，开关未接电源的接线柱接滑动变阻器的A接线柱，其余部分已连接，连线后符合题目条件。
【知识点】
磁极间相互作用、安培定则、滑动变阻器的使用
【点评】
本题结合磁极判断、安培定则和滑动变阻器的使用，考查电磁学实物电路连接，需综合运用多个知识点，逻辑清晰，是电磁学基础综合题型。
【难度系数】
0.5
要完成实物电路连接，需分三步推导：①根据小磁针指向判断通电螺线管的磁极，再用安培定则确定电流方向；②根据滑动变阻器的磁性变化要求，确定其接入的接线柱；③按上述结论连接导线，满足题目条件。首先，小磁针N极向左，结合磁极间相互作用，可判断螺线管的磁极，再通过安培定则明确电流路径；其次，滑动变阻器滑片右移时磁性减弱，说明电流减小，需接入电阻变大的接线柱；最后按电流逻辑连接导线。
【解析】
1. 判断螺线管磁极：小磁针静止时N极指向左，根据“异名磁极相互吸引”，可知通电螺线管的右端为S极，左端为N极。
2. 确定电流方向：根据安培定则（右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指指向电流方向），可判断电流需从螺线管的右端流入、左端流出。
3. 确定滑动变阻器接线：滑动变阻器滑片向右端移动时，通电螺线管磁性减弱，说明电路中电流减小，滑动变阻器接入电阻变大，因此需接入左下的A接线柱（滑片右移时，接入电阻丝长度增加，电阻增大）。
4. 实物连线：①用导线将电源正极与螺线管的右侧接线柱相连；②用导线将开关的空闲接线柱与滑动变阻器的左下A接线柱相连，形成完整闭合回路，满足题目所有要求。
【答案】
电源正极接螺线管右端，开关未接电源的接线柱接滑动变阻器的A接线柱，其余部分已连接，连线后符合题目条件。
【知识点】
磁极间相互作用、安培定则、滑动变阻器的使用
【点评】
本题结合磁极判断、安培定则和滑动变阻器的使用，考查电磁学实物电路连接，需综合运用多个知识点，逻辑清晰，是电磁学基础综合题型。
【难度系数】
0.5
12. 通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似，如图14-3-19甲所示，其磁极极性可以用右手螺旋定则来判定。
(1)螺线管实际上就是由多个单匝圆形线圈组成的，通电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场叠加而成，因此应用右手螺旋定则也可以判定单匝圆形通电线圈的磁极极性。现一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图14-3-19乙所示，则其B端是
(2)地球周围存在磁场，有学者认为，地磁场是由地球带电自转形成圆形电流引起的，地球自转的方向为自西向东（如图14-3-19丙所示），则形成的圆形电流的方向与地球自转方向
(1)螺线管实际上就是由多个单匝圆形线圈组成的，通电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场叠加而成，因此应用右手螺旋定则也可以判定单匝圆形通电线圈的磁极极性。现一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图14-3-19乙所示，则其B端是
N
（选填“N”或“S”）极。(2)地球周围存在磁场，有学者认为，地磁场是由地球带电自转形成圆形电流引起的，地球自转的方向为自西向东（如图14-3-19丙所示），则形成的圆形电流的方向与地球自转方向
相反
（选填“相同”或“相反”）。物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向，那么地球带负
（选填“正”或“负”）电。答案
12. (1) N
(2) 相反 负
(2) 相反 负
解析
【分析】
本题考查安培定则（右手螺旋定则）的应用，需结合单匝线圈和地磁场的特点分析：
(1) 对于单匝圆形通电线圈，利用右手螺旋定则，通过电流方向判断磁极；
(2) 根据地磁场的分布，结合安培定则判断地球自转形成的电流方向，再根据电流方向的规定判断地球的带电性质。
【解析】
(1) 对于单匝圆形通电线圈，应用右手螺旋定则：右手握住线圈，使四指指向线圈中电流的方向，大拇指所指的一端为线圈的N极。观察图乙，从B端一侧看，线圈电流沿顺时针方向，右手四指顺着电流方向弯曲时，大拇指指向B端，因此B端是N极。
(2) 地磁场的北极在地理南极附近，南极在地理北极附近。根据安培定则，要使地球自转形成的圆形电流产生的磁场符合地磁场分布，右手大拇指需指向地理北极（地磁南极），此时四指环绕的电流方向为自东向西，与地球自转方向（自西向东）相反。物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动方向与电流方向相反，因此形成的电流方向与地球自转方向相反时，地球带负电。
【答案】
(1) N；(2) 相反；负
【知识点】
安培定则，地磁场，电流方向的规定
【点评】
本题通过单匝线圈和地磁场的实例考查安培定则的应用，需准确掌握安培定则的操作方法，结合地磁场的分布规律分析，属于基础应用类题目，能较好地检验学生对电磁学基础定则的掌握情况。
【难度系数】
0.5
本题考查安培定则（右手螺旋定则）的应用，需结合单匝线圈和地磁场的特点分析：
(1) 对于单匝圆形通电线圈，利用右手螺旋定则，通过电流方向判断磁极；
(2) 根据地磁场的分布，结合安培定则判断地球自转形成的电流方向，再根据电流方向的规定判断地球的带电性质。
【解析】
(1) 对于单匝圆形通电线圈，应用右手螺旋定则：右手握住线圈，使四指指向线圈中电流的方向，大拇指所指的一端为线圈的N极。观察图乙，从B端一侧看，线圈电流沿顺时针方向，右手四指顺着电流方向弯曲时，大拇指指向B端，因此B端是N极。
(2) 地磁场的北极在地理南极附近，南极在地理北极附近。根据安培定则，要使地球自转形成的圆形电流产生的磁场符合地磁场分布，右手大拇指需指向地理北极（地磁南极），此时四指环绕的电流方向为自东向西，与地球自转方向（自西向东）相反。物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动方向与电流方向相反，因此形成的电流方向与地球自转方向相反时，地球带负电。
【答案】
(1) N；(2) 相反；负
【知识点】
安培定则，地磁场，电流方向的规定
【点评】
本题通过单匝线圈和地磁场的实例考查安培定则的应用，需准确掌握安培定则的操作方法，结合地磁场的分布规律分析，属于基础应用类题目，能较好地检验学生对电磁学基础定则的掌握情况。
【难度系数】
0.5
