初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第2节 电生磁综合训练题

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典例分析＋变式训练
考点1 通电直导线周围的磁场
（1）奥斯特实验说明：通电导线周围存在磁场；磁场方向和电流方向有关；
（2）这一现象叫电流的磁效应，也就是所说的电生磁；
（3）奥斯特是历史上第一个揭示了电与磁之间联系的科学家；
（4）为了使磁性增强，人们把直导线改成螺线管形，又叫线圈；在通电线圈中再插入铁芯，磁性会更加增强。
【典例1】（2022•崂山区一模）如图所示的奥斯特实验，下面的说法正确的是（ ）

A．利用小磁针的转动显示电流的磁场，应用了等效法
B．该实验证明了电流的磁场大小与电流的大小有关
C．甲、丙两图的实验说明电流的磁场方向与电流的方向有关
D．根据此实验原理可以制成发电机
【典例2】（2021秋•头屯河区校级期末）最早发现通电导体周围存在磁场的物理学家是（ ）
A．焦耳B．欧姆C．法拉第D．奥斯特
【典例3】（2022•深圳模拟）如图所示是探究通电直导线周围磁场的实验装置。
（1）将一根导线AB架在静止的小磁针 （选填“上方”、“下方”或“上方、下方均可”），并使直导线AB与小磁针 （选填“平行”、“垂直”或“平行、垂直均可”），同时控制好距离，使实验效果更明显。
（2）当开关闭合时，导线下方的小磁针会发生偏转，说明通电导线周围存在磁场。此时若移去小磁针，上述结论是否成立？ （选填“成立”或“不成立”）

【变式训练1】（2022春•瓯海区期中）关于磁体和磁场，以下说法中错误的是（ ）
A．铁、铜、铝等金属材料都能够被磁化
B．悬挂起来的小磁针静止时，小磁针的北极指向地理的北极附近
C．磁体之间的相互作用力是通过磁场而发生的
D．通电导体周围一定存在磁场
【变式训练2】（2022•常熟市模拟）如图所示，把一根直导线平行放置在静止小磁针的正上方，当通有如图所示方向的电流时，小磁针N极垂直纸面向里偏转，关于此实验下列说法错误的是（ ）

A．实验中的直导线必须放置在南北方向
B．小磁针偏转不明显，可以增大导线中的电流
C．当导线中电流方向改变时，小磁针N极垂直纸面向外偏转
D．把小磁针从直导线下方移到直导线上方，小磁针N极偏转方向不变
【变式训练3】（2022•宜春模拟）如图甲所示，小磁针的正上方放有一根通电直导线，小磁针的N极向纸外发生偏转，此现象说明通电直导线周围存在 ；若将两根通电直导线按如图乙所示放置，两根导线之间 （选填“会”或“不会”）产生力的作用。

【变式训练4】（2022•沙坪坝区校级模拟）1820年，丹麦科学家 在课堂上做实验时偶然发现：当通电导线中有电流通过时，它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。同时段，英国科学家通过大量实验探究了电流产生的热量跟电流大小、导体电阻及通电时间之间的关系，最终发现了著名的 定律。
【变式训练5】（2022•银川校级一模）小丽同学利用如图所示装置研究磁和电的关系，请仔细观察图中的装置、操作和现象，然后归纳得出初步结论。

（1）比较（a）、（b）两图可知： ；
（2）比较（b）、（c）两图可知： 。
考点2 通电螺线管的磁场
（1）通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似如图：
（2）通电螺线管两端的极性跟螺线管中的电流方向之间的关系可以用安培定则来判断；
（3）通电螺线管相当于条形磁体，与条形磁体联系解题；
（4）以通电螺线管正面电流为例，电流向上，N极在左端，电流向下，N极在右端，便于记忆，可简化为”上左，下右”；
（5）通电螺线管外部的磁场方向是从N极到S极，内部的磁场方向是从S极到N极．螺线管附近的小磁针自由静止时N极的指向是磁场的方向，因此放在螺线管内部和外部的小磁针应如图所示：（螺线管内部的小磁针不遵循同名磁极排斥，异名磁极吸引的原则）。
【典例4】（2021•江岸区校级模拟）如图所示甲、乙、丙、丁四个探究实验。探究电流的磁效应与电流的磁场分布的实验是（ ）

A．甲与乙B．乙与丙C．丙与丁D．丁与甲
【典例5】（2021•包河区模拟）将一条形磁铁用细线捆在一辆小车上，放置在螺线管左侧（如图）．合上开关小车将（ ）
A．靠近螺线管B．离开螺线管C．原地旋转D．原地不动
【典例6】（2022•娄星区模拟）如图，小磁针在纸面上能自由转动。闭合开关后，通电螺线管的上端小磁针将沿 方向转动（“顺时针”或“逆时针”）。当滑动变阻器的滑片向a端移动时，通电螺线管的磁场将 （选填“变强”“变弱”或“不变”）。
【变式训练1】（2021•涪城区校级模拟）下列四幅图中，通电螺线管周围小磁针的指向正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【变式训练2】（2021•永州模拟）在探究通电螺线管的实验中，小明连接了如图所示的电路，通电螺线管M端放有一小磁针。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下面说法正确的是（ ）
A．通电螺线管M端为S极
B．小磁针N极指向水平向右
C．若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性减弱
D．若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性增强
【变式训练3】（2022春•杭州期中）小明在一块机塘璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑。通电后轻触玻璃板，铁屑的排列如图所示。
（1）在实验中 （填“可以”或“不可以”）用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
（2）实验中“轻触”的目的 。
（3）若将电源的正负极对调，闭合开关。轻敲玻璃板，铁屑的分布情况 （填“会”或“不会”）改变，
（4）细铁屑之所以会有规律的排列，是因为被磁体 成无数个“小磁针”，受到磁力的作用。
【变式训练4】（2022•方城县一模）在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中，实验设计如下：
（1）在螺线管的两端各放一个小磁针，在硬纸板上均匀的撒满铁屑，通电观察小磁针的指向，轻敲纸板，铁屑的排列情况如图甲所示。
（2）把小磁针放到螺线管四周不同位置，通电后小磁针静止时的指向如图乙所示。
（3）通过实验，画出了通电螺线管的磁感线，根据通电螺线管的磁感线分布形状，我们发现，通电螺线管外部的磁场与 （选填“条形”或“蹄形”）磁体的磁场相似。
（4）根据安培定则可以判断出图乙所示的通电螺线管的 （选填“左”或右”）端为N极。通过进一步的实验，同学们发现，通电螺线管的极性与环绕螺线管导线中的
方向有关。
（5）地球周围存在磁场，有学者认为，地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的，结合图甲、乙分析推断；图丙中地球的圆形电流方向与地球自转方向 （选填“相同”或“相反”）。
考点3 安培定则及其应用
安培定则，也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。初中教材中表述：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
【典例7】（2022春•鹿城区校级月考）如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁水平放置且左端固定，当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向左移动，条形磁铁仍静止，下列说法中正确的是（ ）
A．电磁铁左端是S极
B．条形磁铁受到的摩擦力方向向右，逐渐减小
C．条形磁铁受到的摩擦力方向向左，逐渐增大
D．条形磁铁对通电螺线管没有产生力的作用
【典例8】（2021秋•东湖区校级期末）法国科学家阿尔贝和德国科学家彼得由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获诺贝尔物理学奖。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现，当闭合S1、S2后使滑片P向左滑动过程中，指示灯变亮，则下列说法错误的是（ ）

A．电磁铁左端为N极 B．巨磁电阻所在的电路电流增大
C．巨磁电阻两端的电压变大 D．巨磁电阻随磁场增强而变小
【典例9】（2022春•拱墅区校级期中）（1）医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”（血泵）的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图是该装置的示意图，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向活塞筒外开启，S2只能向活塞筒内开启。线圈中的电流从B流向A时，螺线管的左边是 （选填“N”或“S”）极，活塞柄向 运动（选填“左”或“右”），血液的流向是 （选填“从②流向①”或“从③流向②”）状态。
（2）磁控防盗装置都装有干簧管（如图甲），干簧管由两个软铁片和玻璃管组成，软铁片的触点在弹力的作用下处于断开状态。当磁体靠近干簧管时，软铁片触点状态会会发生变化。把条形磁体分别成置在乙图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个位置时，触点的开合状态和软铁片的极性情况如表。
①铁片被磁化后，铁片与条形磁体相邻两端的磁极极性关系是 ；
②当条形磁体水平放置并靠近干簧管时（图乙Ⅳ位置），干簧管触点状态为 ；
③如图丙，门上磁控防盜装置内有一个紧直放置的干簧管，其内部简化电路如图丁、磁控防盗装置的工作原理是：夜间关上门，闭合开关S，启动防盗报警器、此时报警电铃不响；当盗贼打开门时，干簧管远离磁体，电铃响起。图丁虚线框中四种磁体摆放方式能满足工作要求的有 （选填图中的字母）。
【变式训练1】（2022•武汉模拟）如图所示，在螺线管中插入一根铁棒，把小磁针放到螺线管周围不同位置。通电后，小磁针静止时N极指向正确的是（ ）
A．甲乙B．乙丙C．甲丁D．丙丁
【变式训练2】（2021秋•丰南区期末）如图甲所示是“磁浮地球仪”。在地球仪中装入条形磁铁，底座中的电磁铁就可将其“漂浮”在空中，其工作原理如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．电磁铁的上端为N极 B．电源的左端为负极
C．其工作原理是同名磁极相互排斥D．滑片P向左移动可增加地球仪“漂浮”的高度
【变式训练3】（2022•揭阳一模）如图所示，闭合开关S，水平桌面上的条形磁铁被电磁体排斥且始终保持静止。条形磁铁的左端为 极；当滑片P向右移动时，条形磁铁受到的摩擦力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）、方向 （选填“水平向左”或“水平向右”）。

【变式训练4】（2022•东洲区模拟）如图所示是一个电磁铁，右侧为条形磁体。当开关S闭合后，条形磁体如图，请标出：
（1）电磁铁左端的极性。
（2）条形磁体右侧的极性，括号内填入“N”或“S”。
（3）图中一条磁感线的方向。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2022•瓜州县校级模拟）下列关于图中的四幅图的说法中不正确的是（ ）
A．甲图是奥斯特实验，说明电可以生磁
B．乙图中没有画磁感线的地方也有磁场
C．丙图中的能量转换与内燃机的压缩冲程相同
D．丁图说明空气流速大的地方压强小
2．（2022春•阳信县月考）如图所示，是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的的一部分，置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线。下列说法正确的是（ ）
A．通电导线必须东西方向放置
B．首次通过本实验揭开电与磁之间的联系的科学家是法拉第
C．该实验中用到的物理方法有转换法
D．改变直导线中电流的方向，小磁针N极的指向不变
3．（2022•宁波模拟）想利用细铁屑和小磁针来显示通电螺线管外部的磁场，下列方法错误的是（ ）
A．用细铁屑的疏密来显示磁场的强弱B．用小磁针的偏转来显示磁场的存在
C．用细铁屑的分布来显示磁场的分布 D．用小磁针S极的指向来显示磁场的方向
4．（2021秋•永年区月考）环形电流可以看作是一匝的通电螺线管，其两侧的磁极与线圈中电流方向的关系也符合右手螺旋定则，把两个单匝线圈A和B挂在水平光滑的固定绝缘细杆MN上，且平行靠近放置，当线圈通入如图所示大小相同、方向相反的电流时，则线圈A和B将（ ）

A．靠近B．距离不变C．远离D．无法确定
5．（2022•安徽模拟）竖直固定的薄板右侧放置电磁铁，通电后，左侧小磁针N极转至如图甲所示位置，左侧换成铁块A，则A会靠着薄板悬空静止如图乙所示（ ）

A．甲图电磁铁左端为N极 B．乙图增大电流，A所受的摩擦力不变
C．乙图电流反向，电磁铁会排斥A D．乙图电源断开，A由于惯性会保持静止
6．（2021•眉山）如图所示，将某发光二极管的两极接入电路的a、b两点，闭合开关时，通电螺线管旁边小磁针S极向右偏转。下列判断正确的是（ ）
A．通电螺线管右端为N极
B．电源左端为正极，右端为负极
C．发光二极管c极接b点，d极接a点
D．图中P处磁感线的方向从螺线管右端到左端
二、填空题。
7．（2022•盐都区模拟）通电导线周围存在磁场，研究表明，在垂直于通电直导线的平面内，它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆，如图所示，图中小碰针b端为 极，离直导线越近的位置磁场越 （强/弱），改变直导线中电流的方向，小磁针N极指向 （会/不会）发生改变。

8．（2022•金乡县二模）（1）小明同学设计了如图所示的装置来探究通电螺线管周围的磁场。小明在螺线管周围不同位置摆放小磁针的目的是 。
（2）小明调换电源正负极接线后再闭合开关，发现小磁针指向发生改变，该现象说明通电螺线管外部的磁场方向与 有关。

9．（2021秋•中牟县期末）如图是“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验，先在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况。改变螺线管中电流方向，发现小磁针转动，南北所指方向发生了改变。

（1）由以上实验可知：通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似；通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中 的方向有关。
（2）为了进一步探究通电螺线管周围磁场的方向，可用 （选填“大头针”或“小磁针”）代替铁屑进行实验，为使磁场加强，可以在螺线管中插入一根 棒；观察实验现象后，应尽早断开开关，是为了保护电路和防止螺线管的 过高（选填“温度”、“热量”或“内能”）。
（3）把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，再给它通电，通电螺线管转动，直至A端指向
方。
10．（2022春•瓯海区期中）如图所示，甲、乙两装置均处于同一水平面上，乙图将条形磁铁固定在静止的小车上，甲图电路连接完整后，当闭合开关S时，甲电磁铁的右端为 极（填“N”或“S”），刚开始闭合开关S时，乙小车不动。当变阻器的滑片P向左移动到某位置时，小车开始运动，则变阻器接入电路的方式是：若e接c时，那么f接 。

11．（2022•庐江县一模）如图所示，将一条形磁铁放在小车上，并略远离螺线管，处于静止状态。开关闭合，当变阻器向右滑动时，发现小车向左运动，条形磁铁的左端为 极。

12．（2022•和县一模）通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似，其磁极可以用安培定则判定。
（1）图中螺线管的A端是 极。
（2）螺线管实际上就是由多个单匝圆形圈组成，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组合而成，因此应用安培定则也可以判断单匝圆形通电线圈的磁极。现一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图所示，则其B端是 极。
（3）地球周围存在的磁场，有学者认为，地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的，地球自转的方向自西向东，则形成圆形电流方向与地球自转方向 （选填“相同”或“相反”）。
三、作图题。
13．（2022•阳江一模）如图所示，通电螺线管附近的小磁针处于静止状态，请在图中画出螺线管的绕线。

14．（2022•大渡口区模拟）如图所示，请根据小磁针的指向，在图中括号内标出电源的正、负极。

15．（2022春•常德期中）如图所示，请根据小磁针静止时N极的指向标出A点的磁感线方向，并在括号内标出电源的“+”极。
四、实验探究题。
16．（2022•越秀区一模）小羽同学在进行“通电螺线管外部的磁场分布”的相关实验。
（1）正确连接电路，并在电路旁边放置了一个指南针，指南针的指针北极静止时如图1所示，在闭合开关前，放一个小磁针在甲点位置，该小磁针静止时N极指向正确的是
（选填以下对应的字母）。

（2）小羽同学通过实验，发现通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，部分磁感线分布如图2所示，与闭合开关前甲点位置小磁针静止时相比，开关闭合后，该小磁针N极将 （选填以下对应的字母）。

A.顺时针转90° B.逆时针转90° C.顺时针转180°
（3）若把电路做一些改动，如图3所示，放一个小磁针在乙点位置，闭合开关后，该小磁针静止时N极的方向是 （选填以下对应的字母）。
A.向上 B.向下 C.向左 D.向右
磁体位置
竖直放置并靠近
竖直放置并靠近
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
触点状态
闭合
断开
闭合
？
软铁片的极性情况
﹣﹣