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7.（新趋势 真实情境）如图所示的为甲、乙两组实验，两组实验所用材料相同，乙组较甲组多连接一节电池，铜线的摆放方向均为南北向。已知下列选项中磁针灰色部分为N极，则甲、乙两组实验中磁针的偏转方向，哪一组最合理（
A
）答案
7.A 【点拨】甲、乙两图中电流的大小不同，小磁针放置的位置也不同，电流越大，小磁针偏转的角度越大。甲图中，小磁针的N极向东偏转，角度较小，乙图中，小磁针的N极向西偏转，角度较大，故A正确，BCD错误。
解析
【分析】本题考查电流的磁效应，解题思路如下：1. 先判断甲、乙两组电路的电流大小：乙组用两节电池，电流比甲组（一节）大，电流越大，磁场越强，小磁针偏转角度越大；2. 确定铜线中的电流方向：铜线沿南北方向，电流从电池正极（南端）流向负极（北端）；3. 利用安培定则判断磁场方向：右手握住铜线，大拇指指向电流方向（向北），则铜线上方的磁场方向向东，下方的磁场方向向西；4. 结合小磁针位置：甲组小磁针在铜线上方，N极（灰色）向东偏转，电流小，偏转角度小；乙组小磁针在铜线下方，N极向西偏转，电流大，偏转角度更大，据此判断选项。
【解析】根据安培定则（直线电流的磁场判断）：对于直线电流，右手大拇指指向电流方向，四指环绕方向为磁场方向。甲图中，铜线电流从南（电池正极）向北（电池负极），小磁针在铜线上方，磁场方向向东，因此N极向东偏转；乙图中，电流方向与甲相同，但电流更大（两节电池），小磁针在铜线下方，磁场方向向西，因此N极向西偏转，且电流大，偏转角度更大。观察选项，只有A符合该规律。
【答案】A
【知识点】电流的磁效应、安培定则
【点评】本题结合真实实验情境，考查奥斯特实验的相关知识，需掌握安培定则判断直线电流的磁场方向，同时理解电流大小对磁场强弱的影响，是电磁学的基础实验题，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】根据安培定则（直线电流的磁场判断）：对于直线电流，右手大拇指指向电流方向，四指环绕方向为磁场方向。甲图中，铜线电流从南（电池正极）向北（电池负极），小磁针在铜线上方，磁场方向向东，因此N极向东偏转；乙图中，电流方向与甲相同，但电流更大（两节电池），小磁针在铜线下方，磁场方向向西，因此N极向西偏转，且电流大，偏转角度更大。观察选项，只有A符合该规律。
【答案】A
【知识点】电流的磁效应、安培定则
【点评】本题结合真实实验情境，考查奥斯特实验的相关知识，需掌握安培定则判断直线电流的磁场方向，同时理解电流大小对磁场强弱的影响，是电磁学的基础实验题，难度适中。
【难度系数】0.5
8. 科学家猜测，某地的海龟在春季是利用地磁场向南返回出生地的，以下为相关研究。春季某地某屏蔽磁场的实验室，无磁场环境下海龟无固定游向；再把海龟置于模拟地磁场中（如图所示），按科学家猜测，海龟应向
左
（填“左”或“右”）游动。地磁场在缓慢变化，科学家每年记录海龟出生地筑巢地点移动的方向，并追踪地磁场的微小移动方向，发现海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向一致，并与地理南北方向有一个夹角
，现象符合猜测。答案
8.左；海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向一致，并与地理南北方向有一个夹角
【点拨】由安培定则可知，图中左为通电螺线管的N极，右为通电螺线管的S极，海龟春季利用地磁场向南返回，因地磁北极在地理的南极的附近，故海龟朝地磁的N极运动，所以向左运动。即使地磁场的方向改变，海龟仍会向着N极移动，所以海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向一致。
【点拨】由安培定则可知，图中左为通电螺线管的N极，右为通电螺线管的S极，海龟春季利用地磁场向南返回，因地磁北极在地理的南极的附近，故海龟朝地磁的N极运动，所以向左运动。即使地磁场的方向改变，海龟仍会向着N极移动，所以海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向一致。
解析
【分析】
要解决本题，需分三步思考：第一步，利用安培定则判断模拟地磁场的螺线管磁极；第二步，结合地磁场的特点，确定海龟向南游动对应的方向；第三步，根据海龟利用地磁场导航的原理，推导其筑巢地点移动与地磁场变化的关系。
【解析】
1. 判断螺线管磁极：根据安培定则（右手螺旋定则），右手握住螺线管，四指指向电流的环绕方向，大拇指指向螺线管的N极。图中电流从螺线管左端流入，可判断左侧螺线管的左端为N极，右端为S极，模拟了地磁场的磁极（地磁北极在地理南极附近）。
2. 确定海龟游动方向：海龟春季利用地磁场向南返回，地磁场的北极对应地理南极附近，因此海龟会向地磁北极方向游动，结合螺线管磁极可知，应向左游动。
3. 推导筑巢移动规律：由于海龟依靠地磁场导航，当地磁场缓慢变化时，海龟筑巢地点的移动方向会与地磁场的微小移动方向一致，且与地理南北方向存在夹角，符合猜测。
【答案】
左；海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向一致，并与地理南北方向有一个夹角
【知识点】
安培定则、地磁场
【点评】
本题将物理知识与生物导航现象结合，考查学生对安培定则、地磁场知识点的应用能力，需要先判断螺线管磁极，再结合地磁场特点分析问题，是一道基础的跨学科应用题。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需分三步思考：第一步，利用安培定则判断模拟地磁场的螺线管磁极；第二步，结合地磁场的特点，确定海龟向南游动对应的方向；第三步，根据海龟利用地磁场导航的原理，推导其筑巢地点移动与地磁场变化的关系。
【解析】
1. 判断螺线管磁极：根据安培定则（右手螺旋定则），右手握住螺线管，四指指向电流的环绕方向，大拇指指向螺线管的N极。图中电流从螺线管左端流入，可判断左侧螺线管的左端为N极，右端为S极，模拟了地磁场的磁极（地磁北极在地理南极附近）。
2. 确定海龟游动方向：海龟春季利用地磁场向南返回，地磁场的北极对应地理南极附近，因此海龟会向地磁北极方向游动，结合螺线管磁极可知，应向左游动。
3. 推导筑巢移动规律：由于海龟依靠地磁场导航，当地磁场缓慢变化时，海龟筑巢地点的移动方向会与地磁场的微小移动方向一致，且与地理南北方向存在夹角，符合猜测。
【答案】
左；海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向一致，并与地理南北方向有一个夹角
【知识点】
安培定则、地磁场
【点评】
本题将物理知识与生物导航现象结合，考查学生对安培定则、地磁场知识点的应用能力，需要先判断螺线管磁极，再结合地磁场特点分析问题，是一道基础的跨学科应用题。
【难度系数】
0.5
9.(新趋势真实情境)如图所示的是人工心脏泵示意图，它可短时间代替心脏工作，磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上，活塞筒通过阀门与血管相通，阀门$S_1$只能向外开启，$S_2$只能向内开启，线圈中的电流从A流向B时，活塞向
左
(填“左”或“右”)运动，血液会流入
(填“流入”或“流出”)活塞筒。工作时，通过改变线圈AB的电流方向
来改变活塞的运动方向。答案
9.左；流入；电流方向
解析
【分析】
要解决此题，需分三步思考：①根据安培定则判断线圈的磁极，结合左侧磁体的磁极，利用磁极间的相互作用确定活塞的运动方向；②根据活塞运动方向判断活塞筒内气压变化，结合阀门的开闭规则，确定血液的流动方向；③明确通电螺线管的磁极与电流方向的关系，得出改变活塞运动方向的方法。
【解析】
1. 判断活塞运动方向：线圈中电流从A流向B，根据安培定则，右手握住线圈，四指指向电流方向，大拇指指向螺线管左端，可知螺线管左端为S极；左侧磁体右端为N极，异名磁极相互吸引，因此活塞向左运动。
2. 判断血液流动方向：活塞向左运动时，活塞筒内部容积增大，内部气压减小，外部血液在大气压作用下推开只能向内开启的阀门S₂，流入活塞筒；阀门S₁只能向外开启，此时内部气压小，S₁无法打开，血液不会流出。
3. 确定改变活塞运动方向的因素：通电螺线管的磁极由电流方向决定，改变线圈AB中的电流方向，螺线管的磁极改变，与左侧磁体的相互作用力方向改变，从而改变活塞的运动方向。
【答案】
左；流入；电流方向
【知识点】
安培定则；磁极间的相互作用；电磁铁
【点评】
本题结合人工心脏泵的真实情境，考查电磁学知识的实际应用，将物理知识与医疗场景结合，注重考查知识的应用能力，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决此题，需分三步思考：①根据安培定则判断线圈的磁极，结合左侧磁体的磁极，利用磁极间的相互作用确定活塞的运动方向；②根据活塞运动方向判断活塞筒内气压变化，结合阀门的开闭规则，确定血液的流动方向；③明确通电螺线管的磁极与电流方向的关系，得出改变活塞运动方向的方法。
【解析】
1. 判断活塞运动方向：线圈中电流从A流向B，根据安培定则，右手握住线圈，四指指向电流方向，大拇指指向螺线管左端，可知螺线管左端为S极；左侧磁体右端为N极，异名磁极相互吸引，因此活塞向左运动。
2. 判断血液流动方向：活塞向左运动时，活塞筒内部容积增大，内部气压减小，外部血液在大气压作用下推开只能向内开启的阀门S₂，流入活塞筒；阀门S₁只能向外开启，此时内部气压小，S₁无法打开，血液不会流出。
3. 确定改变活塞运动方向的因素：通电螺线管的磁极由电流方向决定，改变线圈AB中的电流方向，螺线管的磁极改变，与左侧磁体的相互作用力方向改变，从而改变活塞的运动方向。
【答案】
左；流入；电流方向
【知识点】
安培定则；磁极间的相互作用；电磁铁
【点评】
本题结合人工心脏泵的真实情境，考查电磁学知识的实际应用，将物理知识与医疗场景结合，注重考查知识的应用能力，难度适中。
【难度系数】
0.6
10.小磁针在通电螺线管磁场的作用下静止在如图所示的位置,请标出:
①图中磁感线的方向;②螺线管上的导线绕法。
导线连接电源的极性
①图中磁感线的方向;②螺线管上的导线绕法。
导线连接电源的极性
答案
10.【解】如图所示。
解析
【分析】
要解决本题，需分三步思考：①小磁针静止时N极的指向等于该点磁感线的方向，据此确定磁感线方向；②螺线管外部磁感线从N极指向S极，由此判断螺线管的磁极；③结合电源正极位置，利用安培定则（右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指弯曲方向为电流方向）确定螺线管的导线绕法。
【解析】
1. 磁感线方向：小磁针N极向右，说明螺线管上方的磁感线方向向右；
2. 螺线管磁极：根据螺线管外部磁感线由N极指向S极，可知螺线管左端为N极，右端为S极；
3. 螺线管绕法：电源正极在右侧，电流从正极流出进入螺线管右端；根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向左端（N极），四指弯曲方向为电流环绕方向，因此螺线管的绕线为：从右端正面（朝向观察者的一侧）向下绕，向左依次环绕，最终左端导线连接电源负极。
【答案】
如图所示。
【知识点】
安培定则、磁感线
【点评】
本题结合小磁针指向考查磁感线特点与安培定则的应用，是电磁学基础题型，需熟练掌握安培定则的操作方法，明确小磁针指向与磁感线方向的关系。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需分三步思考：①小磁针静止时N极的指向等于该点磁感线的方向，据此确定磁感线方向；②螺线管外部磁感线从N极指向S极，由此判断螺线管的磁极；③结合电源正极位置，利用安培定则（右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指弯曲方向为电流方向）确定螺线管的导线绕法。
【解析】
1. 磁感线方向：小磁针N极向右，说明螺线管上方的磁感线方向向右；
2. 螺线管磁极：根据螺线管外部磁感线由N极指向S极，可知螺线管左端为N极，右端为S极；
3. 螺线管绕法：电源正极在右侧，电流从正极流出进入螺线管右端；根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向左端（N极），四指弯曲方向为电流环绕方向，因此螺线管的绕线为：从右端正面（朝向观察者的一侧）向下绕，向左依次环绕，最终左端导线连接电源负极。
【答案】
如图所示。
【知识点】
安培定则、磁感线
【点评】
本题结合小磁针指向考查磁感线特点与安培定则的应用，是电磁学基础题型，需熟练掌握安培定则的操作方法，明确小磁针指向与磁感线方向的关系。
【难度系数】
0.5
11. (新考法 装置新) 1820年，奥斯特用铂丝连接伏打电堆(相当于电源)的两端，铂丝水平沿南北方向放置，下方放置一个被玻璃罩封闭的小磁针。闭合开关后，小磁针发生了轻微的偏转(逆时针)，如图甲所示。
他做出以下猜想：
猜想1：电流使导线产生了热，加热玻璃罩内的空气，引起了对流，从而导致小磁针偏转；
猜想2：电流产生了磁场，从而导致小磁针偏转；
奥斯特通过实验很快就否定了猜想1，又做了如图乙、丙所示的两组实验。
(1)图乙实验中将细铂丝换成了粗铂丝基于的假设是
(2)结合实验与所学知识，图丙中闭合开关后小磁针将
A.顺时针偏转，偏转角度比图甲更大
B.顺时针偏转，偏转角度比图甲更小
C.逆时针偏转，偏转角度比图甲更大
D.逆时针偏转，偏转角度比图甲更小
他做出以下猜想：
猜想1：电流使导线产生了热，加热玻璃罩内的空气，引起了对流，从而导致小磁针偏转；
猜想2：电流产生了磁场，从而导致小磁针偏转；
奥斯特通过实验很快就否定了猜想1，又做了如图乙、丙所示的两组实验。
(1)图乙实验中将细铂丝换成了粗铂丝基于的假设是
小磁针的偏转角度大小可能与电流大小有关
。(2)结合实验与所学知识，图丙中闭合开关后小磁针将
A
(填字母)。A.顺时针偏转，偏转角度比图甲更大
B.顺时针偏转，偏转角度比图甲更小
C.逆时针偏转，偏转角度比图甲更大
D.逆时针偏转，偏转角度比图甲更小
答案
11.(1)小磁针的偏转角度大小可能与电流大小有关 (2)A
【点拨】(1)将细铂丝换成粗铂丝，电阻会变小，通过粗铂丝的电流会变大，从而可以探究磁场强弱和电流大小的关系，所以基于的假设是小磁针的偏转角度大小可能与电流大小有关。(2)图乙与图甲比较可知，图乙中粗铂丝电阻较小，电路中的电源正、负极方向相同，所以闭合开关后，图乙中电流较大，小磁针偏转方向相同，偏转角度更大；图丙与图乙比较可知，电路中的电源正、负极方向相反，铂丝中的电流方向相反，所以产生的磁场方向相反，因此小磁针的偏转方向相反，即图丙中小磁针将顺时针偏转，图丙和图乙都是粗铂丝，故图丙中闭合开关后小磁针偏转角度比图甲更大，故选A。
【点拨】(1)将细铂丝换成粗铂丝，电阻会变小，通过粗铂丝的电流会变大，从而可以探究磁场强弱和电流大小的关系，所以基于的假设是小磁针的偏转角度大小可能与电流大小有关。(2)图乙与图甲比较可知，图乙中粗铂丝电阻较小，电路中的电源正、负极方向相同，所以闭合开关后，图乙中电流较大，小磁针偏转方向相同，偏转角度更大；图丙与图乙比较可知，电路中的电源正、负极方向相反，铂丝中的电流方向相反，所以产生的磁场方向相反，因此小磁针的偏转方向相反，即图丙中小磁针将顺时针偏转，图丙和图乙都是粗铂丝，故图丙中闭合开关后小磁针偏转角度比图甲更大，故选A。
解析
【分析】
要解决这两个问题，需结合实验装置的变量和电流的磁效应知识分析：
(1) 图甲用细铂丝，图乙换粗铂丝，电源相同，粗铂丝电阻更小，电路电流更大，实验变量为电流大小，因此换铂丝的假设与电流大小对小磁针偏转的影响有关。
(2) 电流的磁效应中，电流方向改变时，产生的磁场方向改变，小磁针偏转方向相反；电流越大，磁场越强，小磁针偏转角度越大。对比甲和丙，电源正负极相反→电流方向相反→偏转方向相反；丙用粗铂丝→电流比甲大→偏转角度更大，据此判断选项。
【解析】
(1) 电源电压不变时，导体电阻越小，电路电流越大。将细铂丝换成粗铂丝，电阻减小，电流增大，实验目的是探究电流大小对小磁针偏转的影响，因此基于的假设是：小磁针的偏转角度大小可能与电流大小有关。
(2) 图甲与图丙对比：电源正负极方向相反，铂丝中电流方向相反，电流产生的磁场方向相反，因此小磁针偏转方向与甲相反，即顺时针偏转；图丙与图甲对比，丙中用粗铂丝，电阻更小，电路电流更大，磁场更强，小磁针偏转角度比甲更大。综上，图丙中闭合开关后小磁针顺时针偏转，偏转角度比图甲更大，故选A。
【答案】
(1) 小磁针的偏转角度大小可能与电流大小有关 (2) A
【知识点】
电流的磁效应、影响电流大小的因素
【点评】
本题以奥斯特实验为背景，考查电流的磁效应及控制变量法的应用，需要理解电流方向与磁场方向的关系、电流大小与磁场强弱的关系，结合实验装置的变量分析，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这两个问题，需结合实验装置的变量和电流的磁效应知识分析：
(1) 图甲用细铂丝，图乙换粗铂丝，电源相同，粗铂丝电阻更小，电路电流更大，实验变量为电流大小，因此换铂丝的假设与电流大小对小磁针偏转的影响有关。
(2) 电流的磁效应中，电流方向改变时，产生的磁场方向改变，小磁针偏转方向相反；电流越大，磁场越强，小磁针偏转角度越大。对比甲和丙，电源正负极相反→电流方向相反→偏转方向相反；丙用粗铂丝→电流比甲大→偏转角度更大，据此判断选项。
【解析】
(1) 电源电压不变时，导体电阻越小，电路电流越大。将细铂丝换成粗铂丝，电阻减小，电流增大，实验目的是探究电流大小对小磁针偏转的影响，因此基于的假设是：小磁针的偏转角度大小可能与电流大小有关。
(2) 图甲与图丙对比：电源正负极方向相反，铂丝中电流方向相反，电流产生的磁场方向相反，因此小磁针偏转方向与甲相反，即顺时针偏转；图丙与图甲对比，丙中用粗铂丝，电阻更小，电路电流更大，磁场更强，小磁针偏转角度比甲更大。综上，图丙中闭合开关后小磁针顺时针偏转，偏转角度比图甲更大，故选A。
【答案】
(1) 小磁针的偏转角度大小可能与电流大小有关 (2) A
【知识点】
电流的磁效应、影响电流大小的因素
【点评】
本题以奥斯特实验为背景，考查电流的磁效应及控制变量法的应用，需要理解电流方向与磁场方向的关系、电流大小与磁场强弱的关系，结合实验装置的变量分析，难度适中。
【难度系数】
0.5
