6. (教材新增练习改编)小希在探究通电直导线周围的磁场时,将导线接触干电池的正负极,导线 下的小磁针不发生偏转,出现这一现象的原因可能是 (
A.干电池的电压太大
B.通电导线周围不产生磁场
C.导线产生的磁场与地磁场方向一致
D.小磁针周围产生的磁感线太密
C
)A.干电池的电压太大
B.通电导线周围不产生磁场
C.导线产生的磁场与地磁场方向一致
D.小磁针周围产生的磁感线太密
答案
6. C
解析
【分析】
要解决这道题,需明确两个核心知识点:一是通电直导线周围存在磁场(奥斯特实验结论);二是小磁针偏转的本质是受到合磁场力的作用,若导线产生的磁场与地磁场方向一致,小磁针受力平衡就不会偏转。逐一分析选项:A选项电压大电流大,磁场更强,小磁针应更易偏转;B选项违背奥斯特实验结论;C选项符合小磁针不偏转的受力条件;D选项磁感线密说明磁场强,小磁针应偏转。
【解析】
1. 依据奥斯特实验结论:通电直导线周围一定存在磁场,故B选项错误;
2. 小磁针偏转的条件是合磁场力不为零:若导线产生的磁场与地磁场方向一致,小磁针受力平衡,不会发生偏转,故C选项正确;
3. A选项:干电池电压太大时,导线中电流更大,产生的磁场更强,小磁针应更易偏转,错误;
4. D选项:磁感线疏密表示磁场强弱,磁感线太密说明磁场强,小磁针应偏转,错误。
【答案】
C
【知识点】
电流的磁效应、地磁场
【点评】
本题考查通电直导线的磁场特点及小磁针偏转的原理,属于基础概念题,需掌握奥斯特实验结论和小磁针受力与磁场的关系。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,需明确两个核心知识点:一是通电直导线周围存在磁场(奥斯特实验结论);二是小磁针偏转的本质是受到合磁场力的作用,若导线产生的磁场与地磁场方向一致,小磁针受力平衡就不会偏转。逐一分析选项:A选项电压大电流大,磁场更强,小磁针应更易偏转;B选项违背奥斯特实验结论;C选项符合小磁针不偏转的受力条件;D选项磁感线密说明磁场强,小磁针应偏转。
【解析】
1. 依据奥斯特实验结论:通电直导线周围一定存在磁场,故B选项错误;
2. 小磁针偏转的条件是合磁场力不为零:若导线产生的磁场与地磁场方向一致,小磁针受力平衡,不会发生偏转,故C选项正确;
3. A选项:干电池电压太大时,导线中电流更大,产生的磁场更强,小磁针应更易偏转,错误;
4. D选项:磁感线疏密表示磁场强弱,磁感线太密说明磁场强,小磁针应偏转,错误。
【答案】
C
【知识点】
电流的磁效应、地磁场
【点评】
本题考查通电直导线的磁场特点及小磁针偏转的原理,属于基础概念题,需掌握奥斯特实验结论和小磁针受力与磁场的关系。
【难度系数】
0.7
7. 一题多变 如图所示,开关闭合后,位于通电螺线管右侧的小磁针(
A.N极向右偏转
B.S极向右偏转
C.N极向左偏转
D.保持静止状态


变式1题图
A
)A.N极向右偏转
B.S极向右偏转
C.N极向左偏转
D.保持静止状态
变式1题图
答案
7. A 【解析】由图可知,闭合开关,电流由螺线管左边流入右边流出,利用安培定则,右手握住通电螺线管,四指指向电流方向,大拇指指向右端,则通电螺线管的右端为N极,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,小磁针S极指向通电螺线管,向左偏转,小磁针N极远离通电螺线管,向右偏转,A正确.故选A.
解析
【分析】
解决本题可按以下思路进行:首先确定闭合开关后通电螺线管的电流方向,再利用安培定则判断螺线管的磁极,最后根据磁极间的相互作用规律判断小磁针的偏转方向。
【解析】
1. 确定电流方向:闭合开关后,电流从螺线管的左端流入、右端流出。
2. 判断螺线管磁极:根据安培定则,右手握住通电螺线管,四指指向电流的方向,大拇指所指的一端为螺线管的N极,由此可知通电螺线管的右端为N极。
3. 判断小磁针偏转:根据磁极间的相互作用规律“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”,螺线管右端为N极,因此小磁针的S极会被吸引向左偏转,小磁针的N极会被排斥向右偏转,故选项A正确。
【答案】
A
【知识点】
安培定则、磁极间的相互作用
【点评】
本题属于电与磁的基础题型,核心考查安培定则的应用和磁极间的相互作用规律,解题关键是正确运用安培定则判断螺线管的磁极,再结合磁极作用分析小磁针的偏转,难度适中。
【难度系数】
0.6
解决本题可按以下思路进行:首先确定闭合开关后通电螺线管的电流方向,再利用安培定则判断螺线管的磁极,最后根据磁极间的相互作用规律判断小磁针的偏转方向。
【解析】
1. 确定电流方向:闭合开关后,电流从螺线管的左端流入、右端流出。
2. 判断螺线管磁极:根据安培定则,右手握住通电螺线管,四指指向电流的方向,大拇指所指的一端为螺线管的N极,由此可知通电螺线管的右端为N极。
3. 判断小磁针偏转:根据磁极间的相互作用规律“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”,螺线管右端为N极,因此小磁针的S极会被吸引向左偏转,小磁针的N极会被排斥向右偏转,故选项A正确。
【答案】
A
【知识点】
安培定则、磁极间的相互作用
【点评】
本题属于电与磁的基础题型,核心考查安培定则的应用和磁极间的相互作用规律,解题关键是正确运用安培定则判断螺线管的磁极,再结合磁极作用分析小磁针的偏转,难度适中。
【难度系数】
0.6
如图所示,闭合开关后,图中通电螺线管外部磁感线的方向是
从右端出发回到左端
(选填“从左端出发回到右端”或“从右端出发回到左端”),若将一个小磁针放在通电螺线管内部的a点处,静止时该小磁针的右端为N
极.答案
变式1 从右端出发回到左端 N
解析
【分析】
要解决这道题,需分两步思考:①先利用安培定则判断通电螺线管的N、S极,再根据磁体外部磁感线的规律确定外部磁感线方向;②明确磁体内部磁感线方向与外部相反,结合小磁针静止时N极指向与磁场方向一致的特点,判断内部小磁针的极性。
【解析】
1. 判断螺线管磁极:根据安培定则(右手螺旋定则),右手握住通电螺线管,四指指向电流的方向,大拇指所指的一端为螺线管的N极,由此可确定该螺线管右端为N极,左端为S极。
2. 确定外部磁感线方向:磁体外部的磁感线总是从N极出发,回到S极,因此通电螺线管外部磁感线的方向是从右端出发回到左端。
3. 判断内部小磁针极性:磁体内部的磁感线方向是从S极指向N极(即内部磁场方向向右),小磁针静止时N极的指向与磁场方向一致,因此小磁针的右端为N极。
【答案】
从右端出发回到左端;N
【知识点】
安培定则、磁感线的方向、通电螺线管的磁场
【点评】
本题考查通电螺线管的磁场相关知识,核心是安培定则的应用和磁感线的分布规律,属于电磁学基础题型,需区分磁体内部与外部磁感线方向的差异。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需分两步思考:①先利用安培定则判断通电螺线管的N、S极,再根据磁体外部磁感线的规律确定外部磁感线方向;②明确磁体内部磁感线方向与外部相反,结合小磁针静止时N极指向与磁场方向一致的特点,判断内部小磁针的极性。
【解析】
1. 判断螺线管磁极:根据安培定则(右手螺旋定则),右手握住通电螺线管,四指指向电流的方向,大拇指所指的一端为螺线管的N极,由此可确定该螺线管右端为N极,左端为S极。
2. 确定外部磁感线方向:磁体外部的磁感线总是从N极出发,回到S极,因此通电螺线管外部磁感线的方向是从右端出发回到左端。
3. 判断内部小磁针极性:磁体内部的磁感线方向是从S极指向N极(即内部磁场方向向右),小磁针静止时N极的指向与磁场方向一致,因此小磁针的右端为N极。
【答案】
从右端出发回到左端;N
【知识点】
安培定则、磁感线的方向、通电螺线管的磁场
【点评】
本题考查通电螺线管的磁场相关知识,核心是安培定则的应用和磁感线的分布规律,属于电磁学基础题型,需区分磁体内部与外部磁感线方向的差异。
【难度系数】
0.5
如图所示,两个通电螺线管并排放置,开关均闭合后,B端为

变式2题图
N
极,此时两个通电螺线管会相互吸引
(选填“排斥”或“吸引”).变式2题图
答案
变式2 N 吸引
解析
【分析】
要确定B端的磁极和两螺线管的相互作用,需先根据电源符号确定电流方向,再结合螺线管绕线方向,用安培定则判断每个螺线管的磁极,最后依据“异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥”的规律分析两螺线管的作用。
【解析】
1. 确定电流方向:电源符号中长线段为正极、短线段为负极。左侧电路电源右端为正极,电流从正极流出,流入螺线管A的右端,从A的左端流回电源负极;右侧电路电源右端为正极,电流从正极流出,流入螺线管B的右端,从B的左端流回电源负极。
2. 判断B端磁极:右手握住螺线管B,四指顺着电流方向(右端流入、左端流出,结合绕线方向),大拇指指向的一端为N极,因此B的左端(题目中的B端)为N极。
3. 判断A的磁极:同理,右手握住螺线管A,四指顺着电流方向,大拇指指向A的左端,故A的左端为N极,右端为S极。
4. 判断相互作用:B端为N极,A的右端为S极,异名磁极相互吸引,因此两螺线管相互吸引。
【答案】
N;吸引
【知识点】
安培定则;磁极间的相互作用
【点评】
本题考查安培定则和磁极间的相互作用,核心是正确运用安培定则判断螺线管磁极,需注意电流方向与绕线方向对磁极判断的影响,属于基础应用题型。
【难度系数】
0.4
要确定B端的磁极和两螺线管的相互作用,需先根据电源符号确定电流方向,再结合螺线管绕线方向,用安培定则判断每个螺线管的磁极,最后依据“异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥”的规律分析两螺线管的作用。
【解析】
1. 确定电流方向:电源符号中长线段为正极、短线段为负极。左侧电路电源右端为正极,电流从正极流出,流入螺线管A的右端,从A的左端流回电源负极;右侧电路电源右端为正极,电流从正极流出,流入螺线管B的右端,从B的左端流回电源负极。
2. 判断B端磁极:右手握住螺线管B,四指顺着电流方向(右端流入、左端流出,结合绕线方向),大拇指指向的一端为N极,因此B的左端(题目中的B端)为N极。
3. 判断A的磁极:同理,右手握住螺线管A,四指顺着电流方向,大拇指指向A的左端,故A的左端为N极,右端为S极。
4. 判断相互作用:B端为N极,A的右端为S极,异名磁极相互吸引,因此两螺线管相互吸引。
【答案】
N;吸引
【知识点】
安培定则;磁极间的相互作用
【点评】
本题考查安培定则和磁极间的相互作用,核心是正确运用安培定则判断螺线管磁极,需注意电流方向与绕线方向对磁极判断的影响,属于基础应用题型。
【难度系数】
0.4
8. 万唯原创 如图所示,图中的两个线圈甲、乙套在光滑的玻璃管上,导线柔软,两线圈可以自由滑动,开关S闭合后,则(

A.两线圈向中间靠拢
B.两线圈朝左右分开
C.两线圈静止不动
D.两线圈先左右分开,然后向中间靠拢
B
)A.两线圈向中间靠拢
B.两线圈朝左右分开
C.两线圈静止不动
D.两线圈先左右分开,然后向中间靠拢
答案
8. B 【解题关键点】根据安培定则,分别判断出两个线圈的磁极,再根据磁极间的相互作用就可以判断出线圈的运动情况.
解析
【分析】
要判断两线圈的运动情况,需先明确电路中的电流方向,再利用安培定则分别确定甲、乙两个线圈的磁极,最后根据磁极间的相互作用规律(同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引)分析两线圈的受力与运动状态。
【解析】
1. 确定电流方向:开关S闭合后,电流从电源正极流出,分别流入甲线圈和乙线圈,最终汇合回到电源负极。
2. 判断甲线圈的磁极:根据安培定则,右手握住甲线圈,四指指向电流的环绕方向,大拇指指向甲线圈的右端,因此甲线圈的右端为N极,左端为S极。
3. 判断乙线圈的磁极:右手握住乙线圈,四指指向电流的环绕方向,大拇指指向乙线圈的左端,因此乙线圈的左端为N极,右端为S极。
4. 分析磁极间的相互作用:甲线圈的右端(N极)与乙线圈的左端(N极)是同名磁极,根据同名磁极相互排斥的规律,两线圈会朝左右分开。
【答案】
B
【知识点】
安培定则、磁极间的相互作用
【点评】
本题结合通电线圈的磁极判断,考查磁极间的相互作用规律,解题核心是正确运用安培定则确定线圈的磁极,属于初中电磁学的基础应用题目,侧重对基础知识点的掌握与应用。
【难度系数】
0.6
要判断两线圈的运动情况,需先明确电路中的电流方向,再利用安培定则分别确定甲、乙两个线圈的磁极,最后根据磁极间的相互作用规律(同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引)分析两线圈的受力与运动状态。
【解析】
1. 确定电流方向:开关S闭合后,电流从电源正极流出,分别流入甲线圈和乙线圈,最终汇合回到电源负极。
2. 判断甲线圈的磁极:根据安培定则,右手握住甲线圈,四指指向电流的环绕方向,大拇指指向甲线圈的右端,因此甲线圈的右端为N极,左端为S极。
3. 判断乙线圈的磁极:右手握住乙线圈,四指指向电流的环绕方向,大拇指指向乙线圈的左端,因此乙线圈的左端为N极,右端为S极。
4. 分析磁极间的相互作用:甲线圈的右端(N极)与乙线圈的左端(N极)是同名磁极,根据同名磁极相互排斥的规律,两线圈会朝左右分开。
【答案】
B
【知识点】
安培定则、磁极间的相互作用
【点评】
本题结合通电线圈的磁极判断,考查磁极间的相互作用规律,解题核心是正确运用安培定则确定线圈的磁极,属于初中电磁学的基础应用题目,侧重对基础知识点的掌握与应用。
【难度系数】
0.6
9. 中考新考法·逆向思维,如图所示是小明制作的一个简易螺线管,闭合开关后先利用安培定则判断通电螺线管的N极和S极,之后在通电螺线管附近放置一小磁针,发现此时小磁针静止时N极的指向与刚刚大拇指所指的方向刚好相反,则小磁针是放置在图中

第9题图 第10题图
b
点的位置,通电螺线管的左端是S
极。第9题图 第10题图
答案
9. b S 【解析】闭合开关后,电流从通电螺线管的左端流入,右端流出,根据安培定则,用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的螺线管右端为N极,左端为S极;小磁针静止时N极的指向与大拇指所指的方向刚好相反,则小磁针N极指向左端,在通电螺线管外部,磁感线从N极出发回到S极,b点磁感线方向向左,小磁针N极指向与磁感线方向相同,即小磁针N极向左,与大拇指所指方向相反,所以小磁针放在图中b点的位置.
解析
【分析】
要解决本题,需分三步思考:①先确定电路中电流方向,以此为基础用安培定则判断通电螺线管的磁极;②明确安培定则中大拇指指向为螺线管的N极,结合题目“小磁针静止时N极指向与大拇指所指方向相反”的条件,确定小磁针N极的指向;③根据通电螺线管外部磁感线的特点(从N极出发回到S极,小磁针静止时N极指向与磁感线方向一致),判断小磁针的位置,同时确定螺线管左端的磁极。
【解析】
1. 确定电流方向:闭合开关后,电流从电源正极流出,依次经过开关、滑动变阻器,从通电螺线管的左端流入,右端流出,最终回到电源负极。
2. 判断螺线管磁极:根据安培定则,右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,大拇指所指的一端为螺线管的N极。由此可判断,螺线管右端为N极,左端为S极。
3. 确定小磁针位置:题目说明小磁针静止时N极的指向与大拇指(螺线管右端,N极方向)相反,即小磁针N极指向左端。在通电螺线管外部,磁感线从N极出发回到S极,因此螺线管上方的b点磁感线方向向左,与小磁针N极指向一致;c点靠近螺线管左端(S极),磁感线方向向右,不符合要求。因此小磁针应放置在b点。
【答案】
b;S
【知识点】
安培定则;螺线管磁极;磁感线
【点评】
本题结合中考新考法“逆向思维”,考查安培定则的应用、通电螺线管外部磁感线的特点,需要学生将小磁针指向与磁感线方向、螺线管磁极建立联系,综合性较强,需理清逻辑关系。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需分三步思考:①先确定电路中电流方向,以此为基础用安培定则判断通电螺线管的磁极;②明确安培定则中大拇指指向为螺线管的N极,结合题目“小磁针静止时N极指向与大拇指所指方向相反”的条件,确定小磁针N极的指向;③根据通电螺线管外部磁感线的特点(从N极出发回到S极,小磁针静止时N极指向与磁感线方向一致),判断小磁针的位置,同时确定螺线管左端的磁极。
【解析】
1. 确定电流方向:闭合开关后,电流从电源正极流出,依次经过开关、滑动变阻器,从通电螺线管的左端流入,右端流出,最终回到电源负极。
2. 判断螺线管磁极:根据安培定则,右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,大拇指所指的一端为螺线管的N极。由此可判断,螺线管右端为N极,左端为S极。
3. 确定小磁针位置:题目说明小磁针静止时N极的指向与大拇指(螺线管右端,N极方向)相反,即小磁针N极指向左端。在通电螺线管外部,磁感线从N极出发回到S极,因此螺线管上方的b点磁感线方向向左,与小磁针N极指向一致;c点靠近螺线管左端(S极),磁感线方向向右,不符合要求。因此小磁针应放置在b点。
【答案】
b;S
【知识点】
安培定则;螺线管磁极;磁感线
【点评】
本题结合中考新考法“逆向思维”,考查安培定则的应用、通电螺线管外部磁感线的特点,需要学生将小磁针指向与磁感线方向、螺线管磁极建立联系,综合性较强,需理清逻辑关系。
【难度系数】
0.5
10.(逆袭卷)图中条形磁体处于静止状态,请标出静止小磁针的N极和电源左端的极性并用箭头标出磁感线方向。

答案
10. 如答图所示
解析
【分析】
要解决本题,需分步骤推导:首先根据条形磁体的磁极,结合磁极间的相互作用确定螺线管的磁极;再利用磁感线的方向规律确定小磁针的N极;最后通过安培定则判断电源的极性,并标出磁感线方向。具体思路:1. 条形磁体右端为N极,根据异名磁极相吸,螺线管与条形磁体相邻的右端为S极,因此螺线管左端为N极;2. 磁体外部的磁感线从N极出发回到S极,所以螺线管上方的磁感线方向是从左到右,小磁针静止时N极指向与磁感线方向一致,故小磁针左端为N极;3. 用安培定则: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方向,可知电流从螺线管左端流入,因此电源左端为正极;4. 磁感线方向从螺线管左端(N极)指向右端(S极),箭头向右。
【解析】
1. 确定螺线管磁极:条形磁体右端为N极,根据磁极间“异名相吸”,螺线管的右端为S极,故螺线管左端为N极。
2. 确定小磁针N极:磁体外部磁感线从N极指向S极,因此螺线管上方磁感线方向为从左到右;小磁针静止时N极指向与磁感线方向一致,故小磁针左端为N极。
3. 确定电源极性:根据安培定则,右手握住螺线管,大拇指指向螺线管左端(N极),四指指向电流方向,可知电流从螺线管左端流入、右端流出,因此电源左端为正极。
4. 标出磁感线方向:在螺线管上方的磁感线上,箭头从左(N极)指向右(S极)。
【答案】
如答图所示
【知识点】
磁极间的相互作用、安培定则、磁感线
【点评】
本题综合考查磁极判断、安培定则应用及磁感线方向的知识,需熟练掌握相关电磁学规律,是常见的电磁作图题。
【难度系数】
0.6
要解决本题,需分步骤推导:首先根据条形磁体的磁极,结合磁极间的相互作用确定螺线管的磁极;再利用磁感线的方向规律确定小磁针的N极;最后通过安培定则判断电源的极性,并标出磁感线方向。具体思路:1. 条形磁体右端为N极,根据异名磁极相吸,螺线管与条形磁体相邻的右端为S极,因此螺线管左端为N极;2. 磁体外部的磁感线从N极出发回到S极,所以螺线管上方的磁感线方向是从左到右,小磁针静止时N极指向与磁感线方向一致,故小磁针左端为N极;3. 用安培定则: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方向,可知电流从螺线管左端流入,因此电源左端为正极;4. 磁感线方向从螺线管左端(N极)指向右端(S极),箭头向右。
【解析】
1. 确定螺线管磁极:条形磁体右端为N极,根据磁极间“异名相吸”,螺线管的右端为S极,故螺线管左端为N极。
2. 确定小磁针N极:磁体外部磁感线从N极指向S极,因此螺线管上方磁感线方向为从左到右;小磁针静止时N极指向与磁感线方向一致,故小磁针左端为N极。
3. 确定电源极性:根据安培定则,右手握住螺线管,大拇指指向螺线管左端(N极),四指指向电流方向,可知电流从螺线管左端流入、右端流出,因此电源左端为正极。
4. 标出磁感线方向:在螺线管上方的磁感线上,箭头从左(N极)指向右(S极)。
【答案】
如答图所示
【知识点】
磁极间的相互作用、安培定则、磁感线
【点评】
本题综合考查磁极判断、安培定则应用及磁感线方向的知识,需熟练掌握相关电磁学规律,是常见的电磁作图题。
【难度系数】
0.6
11. (2025河南郑州外国语期末改编)小晋和同学们共同进行了“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验:

(1)通电螺线管周围放置小磁针(涂黑端为N极)的作用是
(2)给螺线管通电后,观察到螺线管周围的小磁针分布情况如图甲所示,由此可以看出通电螺线管两端的极性
(3)同学们为了探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向是否有关,接下来可以进行的操作是:
(4)小晋提出通电螺线管磁极的极性与螺线管导线的环绕方向是否有关,于是,他将图甲中的通电螺线管导线绕向改变,电流环绕方向不变,得到的实验现象如图乙所示,可得出的结论是:电流环绕方向不变时,通电螺线管磁极的极性与螺线管导线的环绕方向
(1)通电螺线管周围放置小磁针(涂黑端为N极)的作用是
显示磁场方向
.(2)给螺线管通电后,观察到螺线管周围的小磁针分布情况如图甲所示,由此可以看出通电螺线管两端的极性
不同
(选填“相同”或“不同”),其外部磁场与条形磁体
相似.(3)同学们为了探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向是否有关,接下来可以进行的操作是:
断开开关,对调电源正负极的接线
,闭合开关后观察通电螺线管周边小磁针的指向与图甲中小磁针指向相反,说明通电螺线管外部磁场的方向与电流方向有关
(选填“有关”或“无关”).(4)小晋提出通电螺线管磁极的极性与螺线管导线的环绕方向是否有关,于是,他将图甲中的通电螺线管导线绕向改变,电流环绕方向不变,得到的实验现象如图乙所示,可得出的结论是:电流环绕方向不变时,通电螺线管磁极的极性与螺线管导线的环绕方向
无关
(选填“有关”或“无关”).答案
11. (1)显示磁场方向 (2)不同 条形磁体
(3)断开开关,对调电源正负极的接线 有关
(4)无关
【解析】(1)~(2)略;(3)为探究通电螺线管外部的磁场方向与电流方向是否有关,可改变电流方向,即对调电源正负极的接线,闭合开关后观察通电螺线管周边小磁针的指向与图甲中小磁针指向相反,这表明磁场方向发生了改变,所以可以说明通电螺线管外部磁场方向与电流方向有关;(4)由图乙可观察到,通电螺线管导线中电流环绕方向不变,仅改变导线环绕方向,小磁针的指向未发生改变,可得出通电螺线管磁极的极性与螺线管导线的环绕方向无关.
(3)断开开关,对调电源正负极的接线 有关
(4)无关
【解析】(1)~(2)略;(3)为探究通电螺线管外部的磁场方向与电流方向是否有关,可改变电流方向,即对调电源正负极的接线,闭合开关后观察通电螺线管周边小磁针的指向与图甲中小磁针指向相反,这表明磁场方向发生了改变,所以可以说明通电螺线管外部磁场方向与电流方向有关;(4)由图乙可观察到,通电螺线管导线中电流环绕方向不变,仅改变导线环绕方向,小磁针的指向未发生改变,可得出通电螺线管磁极的极性与螺线管导线的环绕方向无关.
解析
【分析】
本题围绕“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验展开,需结合磁场特性、小磁针作用、实验变量控制分析:
(1) 磁场不可直接观察,小磁针在磁场中受力偏转,可通过其指向显示磁场方向;
(2) 观察螺线管两端小磁针N极指向,两端指向相反说明极性不同;周围小磁针分布形态显示其外部磁场与条形磁体相似;
(3) 探究磁场方向与电流方向的关系,需改变电流方向,操作是断开开关对调电源正负极;小磁针指向反向说明磁场方向随电流方向改变,即二者有关;
(4) 控制电流环绕方向不变,仅改变导线环绕方向,小磁针指向未变,说明磁极与导线环绕方向无关。
【解析】
(1) 磁场是看不见的,利用小磁针在磁场中受力偏转的特性,通过小磁针的指向间接显示磁场方向,因此小磁针的作用是显示磁场方向;
(2) 通电螺线管两端小磁针的涂黑端(N极)指向相反,说明螺线管两端极性不同;从周围小磁针的分布规律,可知通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似;
(3) 要探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系,需改变电流方向,具体操作是断开开关,对调电源正负极的接线;闭合开关后小磁针指向与图甲相反,说明磁场方向随电流方向改变,因此通电螺线管外部磁场的方向与电流方向有关;
(4) 实验中电流环绕方向不变,仅改变导线环绕方向,观察到小磁针指向未发生改变,说明通电螺线管磁极的极性与螺线管导线的环绕方向无关。
【答案】
(1) 显示磁场方向;(2) 不同;条形磁体;(3) 断开开关,对调电源正负极的接线;有关;(4) 无关
【知识点】
通电螺线管的磁场,电流的磁效应,磁极间的相互作用
【点评】
本题是电磁学基础实验题,考查转换法、控制变量法的应用,通过实验现象推导结论,帮助学生理解通电螺线管磁场的特点,属于学生需掌握的基础知识点。
【难度系数】
0.5
本题围绕“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验展开,需结合磁场特性、小磁针作用、实验变量控制分析:
(1) 磁场不可直接观察,小磁针在磁场中受力偏转,可通过其指向显示磁场方向;
(2) 观察螺线管两端小磁针N极指向,两端指向相反说明极性不同;周围小磁针分布形态显示其外部磁场与条形磁体相似;
(3) 探究磁场方向与电流方向的关系,需改变电流方向,操作是断开开关对调电源正负极;小磁针指向反向说明磁场方向随电流方向改变,即二者有关;
(4) 控制电流环绕方向不变,仅改变导线环绕方向,小磁针指向未变,说明磁极与导线环绕方向无关。
【解析】
(1) 磁场是看不见的,利用小磁针在磁场中受力偏转的特性,通过小磁针的指向间接显示磁场方向,因此小磁针的作用是显示磁场方向;
(2) 通电螺线管两端小磁针的涂黑端(N极)指向相反,说明螺线管两端极性不同;从周围小磁针的分布规律,可知通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似;
(3) 要探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系,需改变电流方向,具体操作是断开开关,对调电源正负极的接线;闭合开关后小磁针指向与图甲相反,说明磁场方向随电流方向改变,因此通电螺线管外部磁场的方向与电流方向有关;
(4) 实验中电流环绕方向不变,仅改变导线环绕方向,观察到小磁针指向未发生改变,说明通电螺线管磁极的极性与螺线管导线的环绕方向无关。
【答案】
(1) 显示磁场方向;(2) 不同;条形磁体;(3) 断开开关,对调电源正负极的接线;有关;(4) 无关
【知识点】
通电螺线管的磁场,电流的磁效应,磁极间的相互作用
【点评】
本题是电磁学基础实验题,考查转换法、控制变量法的应用,通过实验现象推导结论,帮助学生理解通电螺线管磁场的特点,属于学生需掌握的基础知识点。
【难度系数】
0.5
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