初中物理沪科版九年级全册第十七章 从指南针到磁浮列车第二节 电流的磁场巩固练习

17.2 电流的磁场

基础训练

考点一、电生磁

1．（多选）如左图，甲、乙、丙是放在通电螺线管周围的软铁片，当开关闭合时，则（    ）

A. 甲的左端为N极       B. 乙的左端为N极      C. 丙的左端为N极       D. 丙的右端为N极

【答案】AC

【解析】看右图，通电螺线管的磁场极性跟电流方向的关系，可以用安培定则来决定：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。根据电源的正负极可判定螺线管中电流方向，用安培定则判断出螺线管左端为北极，右端为南极，实验结果表明，通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁铁的两端。磁感线从北极出来，回到南极，软铁片磁化后的北极方向和磁感线方向一致。甲的左端，乙的右端，丙的左端均为N极。故答案为A、C。

2．如图所示的A、B两螺线管，通电后能够互相吸引，画出螺线管B的绕线，标明电流方向。

【答案】如图所示

【解析】因为两螺线管相吸为异名磁极，利用安培定则绕线。通电后两螺线管能相互吸引，说明A、B两端是异名磁极，根据安培定则判断，A端为N极，则B端为S极，知右边螺线管中电流方向是如图所示。

3．请在如图中标出小磁针a静止时的N、S极。

【答案】如图所示

【解析】如图，电源的右端是正极，说明电流从螺线管的左端流出、右端流入，根据安培定则知，螺线管的左端是N极，右端是S极；根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以上面小磁针的左端是S极，右端是N极。

4.如图所示，通电螺线管周围能自由转动的小磁针a，b，c，d（黑色磁极为N极）已静止，指向正确的是（　　）

A．小磁针a     B．小磁针b     C．小磁针c     D．小磁针d

【答案】D

【解析】根据右手定则，伸出右手握住螺线管，四指弯曲指向电流的方向，则大拇指所指的方向——通电螺线管的下端为N极，则上端为S极．根据同名磁极相互排斥，条形磁铁受到向上的斥力。当开关由闭合到断开时，电路中的总电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性减弱，电磁铁对条形磁铁的斥力减弱，弹簧会变长。故选D。

5.如图所示，电磁铁P和Q通电后（　　）

A．P的右端是N极，Q的左端是S极，它们相互吸引  B．P的右端是S极，Q的左端是S极，它们相互排斥

C．P的右端是N极，Q的左端是N极，它们相互排斥  D．P的右端是S极，Q的左端是N极，它们相互吸引

【答案】B

【解析】由右手安培定则可得螺线管P左侧为N极，右侧为S极；螺线管Q左侧为S极，右侧为N极，即两磁铁同名磁极相对，相互排斥。故选B。

考点二、电磁铁 电磁继电器

6．（多选）关于电磁铁的特点，以下说法正确的是（    ）

A. 电磁铁通电有磁性，断电仍能保持一部分磁性

B. 通入电磁铁的电流越大，它的磁性越强

C. 在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多磁性越强

D. 当通入电磁铁的电流方向改变后，电磁铁就会失去磁性

【答案】BC

【解析】内部带铁心的通电螺线管叫做电磁铁，它的优点是：电磁铁有无磁性可以由通断电来控制；它的磁性强弱可以由电流的强弱来控制；它的N、S极可以由变换电流方向来控制。电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，磁性越强。故答案为B、C。

7．探究“影响电磁铁磁性强弱”的因素时，按如图所示电路进行实验，每次实验总观察到电磁铁A吸引大头针的数目均比B多，此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是（　　）

A．电流的方向              B．电流的大小          C．线圈的匝数              D．电磁铁的极性

【答案】C

【解析】由图知，A、B线圈串联，所以通过A、B的电流相等，A的线圈匝数明显比B的线圈匝数多。每次实验总观察到电磁铁A吸引大头针的数目均比B多。所以此实验说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关。

8．如图所示，当开关由闭合到断开时（    ）

A．电磁铁磁性增强，弹簧长度缩短                    B．电磁铁磁性减弱，弹簧长度缩短

C．电磁铁磁性增强，弹簧长度变长                    D．电磁铁磁性减弱，弹簧长度变长

【答案】D

【解析】根据右手定则，伸出右手握住螺线管，四指弯曲指向电流的方向，则大拇指所指的方向——通电螺线管的下端为N极，则上端为S极．根据同名磁极相互排斥，条形磁铁受到向上的斥力。当开关由闭合到断开时，电路中的总电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性减弱，电磁铁对条形磁铁的斥力减弱，弹簧会变长。故选D。

9.如图是汽车启动装置原理图对于过一装置及其工作特点，下列说法中不正确的是（　　）

A． 旋转钥匙能使电磁铁所在电路工作　　　　　B． 电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低

C． 电磁铁通电时，上端是S极下端是N极　　　D． 电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，使触点A向右与B接触

【答案】C

【解析】AD、将汽车钥匙插入钥匙孔，转动钥匙相当于闭合电磁铁的开关，使电磁铁工作，吸引衔铁向下，使触点A向右与B接触，把电动机所在电路接通，汽车启动。故AD正确；B、由图知，电磁铁的工作电压只是电动机的工作电压的一部分，电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低，故B正确；C、电磁铁上端无论是S极还是N极，都会对衔铁有吸引作用，故C错。故选C。

10.如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．当S1断开S2闭合时，红灯亮     B．当S1断开S2闭合时，绿灯亮   

C．当S1闭合S2断开时，绿灯亮     D．当S1、S2均闭合时，绿灯亮

【答案】B

【解析】当S1断开、S2断开时，左侧的控制电路无电流，电磁铁无磁性，右侧的工作电路也是断开的，所以两灯均不能工作；当S1断开、S2闭合时，左侧的控制电路无电流，电磁铁无磁性，由于弹簧的原因，动触点与绿灯的触电接触，同时由于右边的工作电路也是闭合的，所以此时的绿灯亮，故A错误、B正确；当S1、S2闭合时，左侧的控制电路有电流，电磁铁有磁性，由于弹簧的原因，动触点与红灯的触电接触，同时由于右边的工作电路也是闭合的，所以此时的红灯亮，故D错误。当S1闭合S2断开时，左侧的控制电路断开，电磁铁无磁性，同时右侧的工作电路断开，因此工作电路无电流，所以两灯都不亮，故C错误。

素养提升

11.小明在学习电与磁的知识后，标出了如图所示四种情况下磁体的磁极（小磁针的黑端为N极），其中正确的是（　　）

A．            B．             C．             D．

【答案】C

【解析】A、在磁体外部磁感线的方向是由N极到S极，则小磁针静止时N极指向磁感线的方向，故A错误；

B、由安培定则可以判定螺线管的左端为N极，根据异名磁极相互吸引，小磁针的N极应指向右端，故B错误；

C、由安培定则可以判定螺线管的上端是N极，异名磁极相互吸引，故C正确；

D、同A一样，磁感线的方向与小磁针N极的指向是相同的，现在正好相反，故D错误；故选C。

12.如图所示，通电螺线管周围能自由转动的小磁针a，b，c，d（黑色磁极为N极）已静止，指向正确的是（   ）

A．小磁针a     B．小磁针b     C．小磁针c     D．小磁针d

【答案】C

【解析】由右手螺旋定则判断出通电螺线管的左端为N极，右端为S极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，只有小磁针c的指向正确。

13.下图为奥斯特实验示意图，比较甲与乙可得出的结论是：                  ；比较甲与丙可得出的结论是：                  。

【答案】通电导体周围存在着磁场（或电流的磁效应）；电流的磁场方向跟电流方向有关。

【解析】该实验中的甲、丙图表明，当有电流通过导体时，就有磁场产生，可通过电流的方向不同，说明小磁针偏转不同，即电流的磁场方向跟电流的方向有关。乙图断开，无电流，则小磁针不偏转。

14.如图所示，闭合开关S，通电螺旋管右侧的小磁针静止时，小磁针的N极指向左，则电源的右端为          极。若使通电螺线管的磁性增强，滑动变阻器额滑片P应向         端移动。

【答案】正；右

【解析】小磁针静止时N极向左，则由磁极间的相互作用可知，通电螺线管右端为S极，则左端为N极，根据安培定则可以判断电源的右端为正极，左端为负极；为使通电螺线管的磁性增强，需增大电路中电流，由欧姆定律可知要减小电路中电阻，故滑片向右移动。

15.如图甲所示，根据通入电流的方向，标出U形电磁铁的N、S极，在图乙中画出导线的绕法。

【答案】如图所示

16.通电螺线管下方自由转动的小磁针静止后如图所示，请在图中标出螺线管的N、S极和螺线管中的电流方向。

【答案】如图所示

【解析】小磁针的左端S极靠近螺线管的左端，所以螺线管的左端为N极，右端为S极。再结合图示的螺线管的绕向，利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向是从右端流入左端流出。

17.要使图中通电螺线管附近小磁针的指向如图中所示，试在图中画出通电螺线管的绕法。

【答案与解析】

可分三步进行：（1）若使小磁针能静止在图示位置，由磁极间的相互作用规律可判定，绕成的通电螺线管的左端应为N极；（2）根据已确定的N极位置，用安培定则可判定螺线管中电流方向（从N端看去，电流的环绕方向是逆时针的）；（3）绕制可有两种方式，如图中（甲）、（乙）二图所示。

18.如图是张磊同学在研究性学习的活动中为某仓库设计的一种防盗报警器，其踏板放在仓库的门口，电铃和灯泡放在值班室内，观察电路可知，这个报警器的原理是：

（1）有人踩踏板时                                                           ；

（2）无人踩踏板时                                                           。

【答案】（1）电磁铁有磁性，电铃电路工作，铃响报警；

（2）电磁铁无磁性，灯泡电路工作，灯亮安全。

19.如图是一种防汛报警器的原理图。K是触点开关，B是一个漏斗形的竹片圆筒，里面有个浮子A，试说明这种报警器的工作原理。

【答案】水位升高时，浮子A会推动B一起上升，当水位达到或超过警戒线时，使控制电路接通。这时，电流通过电磁铁，使它吸引衔铁，并使工作电路接通，电灯发光报警。当水位降低时，浮子A带动B一起下降。当水位低于警戒线时，控制电路被断开，电磁铁因无电流通过而停止工作，不再吸引衔铁，使工作电路被断开，电灯不再发光报警。

【解析】电磁继电器有的用途非常广泛。在分析各种应用电路工作原理时，主要应弄清电磁铁通断电时触点的通断情况及其对电路的作用。

20.为探究电磁铁的磁性与哪些因素有关，小丽同学做出以下猜想：

　　猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性　　

　　猜想B：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强

　　猜想C：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。

　　为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案：用漆包线（表面涂有绝缘的导线）在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁。如图所示的a、b、c、d为实验中的四种情况，其中b和c线圈匝数相同。

　　根据小丽的猜想和实验，完成下面填空：

　　⑴通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它__________________的不同。

　　⑵通过比较__________________两种情况，可以验证猜想A是正确的。

　　⑶通过比较__________________两种情况，可以验证猜想B是正确的。

　　⑷通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，就补充__________________。

【答案】磁性强弱   ab   bc   电流相同

【解析】⑴磁场很抽象，看不见、摸不着，对它的认识只能通过它的效应即磁效应来认识因此我们通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它磁性强弱的不同。

　　⑵通过比较ab两种情况可知电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。

　　⑶通过比较b和c我们可以看出：在线圈匝数相同时，由于c中电流较大，磁性强，吸引铁钉数目较多。

　　⑷通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现当两个螺线管串联时，虽然电流相同，但由于甲线圈匝数较多，吸引铁钉数目多，即磁性较强。所以我们应补充电流相同，这种探究方法是“控制变量法”。