物理九年级下册2 奥斯特的发现同步达标检测题

16.2奥斯特的发现同步练习沪科版初中物理九年级下册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 如图所示，置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线，在导线中通有电流的瞬间，小磁针发生转动。下列说法中正确的是

A. 该实验现象说明电流周围存在磁场
B. 该实验中小磁针主要用于检验通电导线周围磁场的强弱
C. 若改变导线中的电流方向，小磁针的转动方向不会改变
D. 若改变导线中的电流太小，小磁针的转动方向将会改变
 

2. 物理学家奥斯特通过实验最早发现了电和磁这对“双胞胎”的联系。我们在进行他的这个实验的过程中，要想使现象更明显，闭合开关前，导线与小磁针摆放位置关系最合适的是

A. 导线在小磁针上面任意摆放 B. 导线与小磁针在同一水平面
C. 一上一下摆放，且相互垂直 D. 一上一下摆放，且相互平行

3. 在疫情期间，小明经常在家中做饭，一天他在冰箱中找东西来做饭，但他还没有把冰箱门完全关闭时，冰箱门就被吸过去紧紧关闭了，他想到了磁极间的相互作用，于是他做了如图所示的通电螺线管外部的磁场分布的实验，开关闭合后，下列说法正确的是

A. 小磁针甲静止时N极指向右端，小磁针乙静止时N极指向左端
B. 小磁针甲静止时N极指向左端，小磁针乙静止时N极指向右端
C. 小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向右端
D. 小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向左端

4. 如图所示，在螺线管的两端各放一个小磁针涂黑的一端为N极，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后可以观察到小磁针的指向，轻轻敲打纸板，可以看到铁屑有规则地排列起来。关于通电螺线管的磁场，下列说法正确的是

A. 若改变通电螺线管中的电流方向，小磁针的指向不变
B. 由小磁针的指向可判断通电螺线管的左端为S极
C. 通电螺线管周围的磁场与蹄形磁体周围的磁场相似
D. 利用这些铁屑可以显示通电螺线管磁场的分布规律

5. 小磊做实验探究“通电螺线管外部的磁场分布”。他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。通电后轻敲纸板，小磁针的指向和铁屑的排列情况，如图所示。当改变螺线管中电流方向时，小磁针的指向会改变。下列说法中正确的是

A. 通电螺线管外部的磁场与条形磁铁周围的磁场相似
B. 通电时，螺线管的左端相当于条形磁铁的N极
C. 通电螺线管的磁场方向与螺线管中电流的方向无关
D. 通过减小电流，可增强通电螺线管周围的磁场

6. 如图是奥斯特实验的示意图，有关分析正确的是

A. 通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B. 发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C. 移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
D. 通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
 

7. 如图所示，甲是铜片，乙是小条形磁铁，当开关S闭合后

A. 甲将受到向左的排斥力
B. 甲将受到向右的吸引力
C. 乙将受到向左的吸引力
D. 乙将受到向右的排斥力
 

8. 如图所示，当螺线管中有电流通过，小磁针静止时指向图中所示位置，由此可以判断

A. a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极
B. a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极
C. b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极
D. b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极
 

9. 给你电池、导线、蹄形磁体、大头针、线圈、电流表、已知磁极的小磁针，利用它们做下列物理实验，其中不正确的做法是

A. 用磁体吸起大头针，说明磁体有吸铁性
B. 利用电池、线圈、电流表、大头针，可以验证电磁铁具有磁性
C. 利用电池、线圈、小磁针可判定螺线管的N、S极
D. 利用电池、导线、大头针做奥斯特实验

10. 当通以如图所示方向的电流时，小磁针的S极将向纸外偏转，若改变电流方向，图中的小磁针转向为

A. 小磁针N极将向纸外偏转
B. 小磁针S极将向纸外偏转
C. 小磁针N极指向不变
D. 小磁针N极可能向纸内偏转，也可能向纸外偏转

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 如图所示，线圈通电后，线圈B端与磁铁N极相吸，则线圈的A端是          选填“N”或“S”极；若要线圈通电后，线圈B端与磁铁S极相斥，则此时可变电压电源的甲端是          选填“正”或“负”极。

12. 如图所示，当导线通电时，位于导线正下方的小磁针发生偏转；切断电流时，磁针又回到原位。这一现象说明          。当导线中的电流          时，磁针的偏转方向也改变。
    
     

13. 四冲程汽油机在工作过程中，将机械能转化为内能的冲程是______。丹麦物理学家______通过实验发现电流周围存在磁场。根据图中通电螺线管的S极，可以判断：电源的______端为正极均选填“左”或“右”。
14. 小明在课下通过查阅资料知道，通电线圈相当于一匝的通电螺线管，其两侧的磁极与线圈中电流方向的关系也符合安培定则。他做了如图所示的实验，把一个条形磁体放在水平桌面上，其上放置一玻璃制成的光滑圆柱，在圆柱上套一铝制圆环。当圆环中通入电流时，发现圆环可以悬浮在空中，圆环中通入了俯视______选填“顺”或“逆”时针方向的电流；圆环中通入电流前后，桌面受到的压力______选填“变大”“变小”或“不变”。

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

15. 如图所示，请按小磁针的指向，标出螺线管中的电流方向，并在括号中标明螺线管右端的极性。
     

16. 如图所示，为小磁针在通电螺线管的磁场中静止时的情境，据此给通电螺线管绕上导线。
    
    
     

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

17. 小徐同学为了探究影响小磁针在磁场中偏转情况的有关因素，他先将实验器材按图所示连接，实验中保持小磁针和导线放置的位置不变。实验过程和实验现象分别如图所示。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。

比较图与或与可知：__________________；

比较图与可知：___________________________________________________。

18. 1820年，奥斯特发现了电生磁。进而，人们把导线绕在圆筒上，做成螺线管。今天，我们一起探究“通电螺线管产生的磁场”，实验设计如下：
    在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀的撒满铁屑。通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，铁屑的排列情况如图甲所示；
    把小磁针放到螺线管四周不同位置，通电后小磁针静止时指向如图乙所示；
    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；
    如果我们把地球磁场比作一个通电螺线管产生的磁场，赤道比作其中一条环绕导线，则导线中电流流向应该是______选填“自西向东”或“自东向西”；
    法国科学家安培认为，磁体是由许许多多小磁针定向排列构成，其宏观体现就是N极和S极。我们规定：磁场中小磁针静止时N极的指向为磁场方向。则乙图中，通电螺线管内部的磁场方向应该是______选填“自左向右”或“自右向左”。

五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

19. 如图1为某校物理小组设计的具有加热和保温功能的电热器内部简化电路。为热敏电阻，阻值随温度升高而减小。、、，均为电热丝，且，电磁铁线圈的电阻不计。闭合开关、，电热器开始加热。请解答下列问题：
    
    控制电路中，电磁铁的上端是______。
    加热时，动触点a与上方静触点b、c接通，工作电路的总功率是多少？
    电磁铁对衔铁的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图2所示。当电磁铁对衔铁的吸引力为时，动触点a与下方静触点d接通，进入保温状态，此时热敏电阻的阻值是多少？
    保温状态下，的功率为81 W，则工作电路30 s消耗的电能是多少？
    
    
    
    
    
    
     
20. 如图是课本上的一些演示实验或插图，请你根据要求填空。
    
    如图1所示，在两张纸中间向下吹气，两张纸向中间靠拢，说明______。
    如图2所示，在比较不同物质吸热能力的实验中，通过______来反映的水和煤油吸收热量的多少；
    在测量小灯泡的额定功率时，若此时电压表示数低于小灯泡的额定电压，接下来应将滑动变阻器的滑片向______选填“a”或“b”端移动；
    如图4所示，该实验说明______。
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】A
 

【解析】解：当直导线通电时，导线的周围存在磁场，该实验能说明电流周围存在磁场，故A正确；小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场，但不能检验磁场的强弱，故B错误；若改变导线中的电流方向，磁场的方向发生改变，小磁针的转动方向会改变，故C错误；磁场方向与电流的大小无关，改变直导线中电流的大小，小磁针的转动方向不会改变，故D错误。选A。
 

2.【答案】D
 

【解析】解：通电直导线的磁场要使小磁针发生转动，开始时直导线的磁场方向要与小磁针的方向不同，所以根据通电直导线产生磁场的特点可知，小磁针与导线一上一下平行放置，小磁针最容易发生转动，现象最明显，故D正确。选D。
 

3.【答案】B
 

【解析】解：开关闭合后，由电源的正负极可知，电流从螺线管的左后方流入、右前方流出，由安培定则可知，通电螺线管右端为N极，左端为S极；因同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，所以小磁针甲静止时N极指向左端，S极指向右端；小磁针乙静止时S极指向左端，N极指向右端，故B正确，A、C、D错误。选B。
 

4.【答案】D
 

【解析】解：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关，如果改变螺线管中的电流方向，小磁针指向发生改变，故A错误；根据磁极间的相互作用，由小磁针的指向可判断通电螺线管的左端为N极，故B错误；由图可看出，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，故C错误；由于通电螺线管周围的铁屑会被磁化，每一个小铁屑都相当于一个小磁针，铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列，因此我们可以用铁屑来显示通电螺线管磁场的分布规律，故D正确。选D。
 

5.【答案】A
 

【解析】由图可看出，通电螺线管外部的磁场与条形磁铁周围的磁场相似，故A正确；已知右侧小磁针的右端为N极，左端为S极，由磁极间的相互作用规律可知，螺线管的右端相当于条形磁铁的N极，故B错误；改变螺线管中的电流方向，发现小磁针静止时北极所指方向改变，说明通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关，故C错误；通电螺线管的磁性强弱与电流大小有关，在其他因素相同时，电流越小，其磁性越弱。因此通过减小电流，可减弱通电螺线管周围的磁场，故D错误。选A。
 

6.【答案】B
 

【解析】解：AD、通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的，故AD错误；
B、当将通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，说明了小磁针受到了力的作用，力的作用是相互的，故小磁针对通电导线有力的作用，故B正确；
C、该磁场与小磁针的有无无关，故移走小磁针后，该结论仍成立，故C错误；
故选：B。
奥斯特电流的磁效应实验时，将通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，该实验证明了通电导体周围存在磁场。
本题考查奥斯特的电流磁效应实验的现象及结论，要求学生熟练掌握。
 

7.【答案】C
 

【解析】解：由于铜片不是磁性材料，所以其不会被磁化，因此其与通电螺线管之间没有相互作用力。故排除了A、B两个选项。
根据电源的正负极，可以确定电流从螺线管的左端流入，右端流出，结合线圈的绕向，利用安培定则可以确定螺线管的右端为S极。条形磁体乙的左端为N极，根据磁极间的作用规律可知，异名磁极相互吸引，所以条形磁体受到向左的吸引力。
故选：C。
利用螺线管的绕向和电流方向结合安培定则，确定螺线管的NS极，从而确定螺线管的右端与条形磁体乙之间的相互作用情况。由于甲是铜片，利用铜能否被磁化来确定铜片是否受到力的作用。
要判定两磁体间的相互作用情况，首先要确定其N、S极。因此利用安培定则判定螺线管的NS极是解决此题的关键。
 

8.【答案】D
 

【解析】解：图中小磁针N极向左，据磁体间的相互作用规律可知，通电螺线管的b端是N极，a端是S极；由安培定则可知电流由电磁铁的右侧流入，即电源右侧c为正极，d端是负极，故D正确，ABC错误。
故选：D。
由磁极间的相互作用规律得出通电螺线管的极性，再由安培定则判断电源的正、负极。
本题考查了磁极间的相互作用规律和右手螺旋定则的使用。利用右手螺旋定则既可由电流的方向判定磁极磁性，也能由磁极极性判断电流的方向和线圈的绕法。
 

9.【答案】D
 

【解析】解：A、大头针是铁质的，磁体能吸引大头针，说明有磁性。不符合题意。
B、用电池给线圈通电，通电螺线管具有磁性，能吸引大头针。不符合题意。
C、用电池给线圈通电，通电螺线管具有磁性，把磁针放在通电螺线管的一端，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可以判断螺线管的N、S极。不符合题意。
D、奥斯特实验表明电流周围有磁场，磁场对放入的磁体产生磁力作用，现在没有磁针无法证明电流周围是否具有磁场。符合题意。
故选：D。
磁体具有磁性，就是具有吸铁性。
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
奥斯特实验是通过直导线通电后，是否对周围的磁针有磁力作用，来判断电流周围是否存在磁场。
掌握磁场的基本性质：对放入磁场中的磁体产生磁力作用。
掌握什么是磁体的磁性。
掌握磁极间的作用。
掌握能用给定的器材验证奥斯特实验、磁性、电磁铁磁性、电磁铁的极性。
 

10.【答案】A
 

【解析】解：当电流方向向右时，小磁针的S极将向纸外偏转，若改变电流方向，则导线下方磁场方向将发生改变，故小磁针S极将向里偏转，N极将向外偏转。
故选：A。
当小磁针发生偏转时，说明了磁场的存在，当电流方向改变时，产生的磁场的方向也改变，故小磁针的偏转方向也改变。
本题考查了电流周围存在着磁场和磁场的方向与电流方向有关。
 

11.【答案】N 

正

【解析】解：已知磁铁左端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知，异名磁极相互吸引，则B端为S极，A端为N极；若通电线圈B端与磁铁S极相斥，则B端为S极，右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指指向为电流的方向，则可变电压电源的甲端为正极。
 

12.【答案】电流周围存在磁场 

方向改变

【解析】 图中当导线中有电流通过时，小磁针发生偏转，而小磁针的转动是磁场作用的结果，这一现象说明通电导线周围有磁场或电流周围存在磁场；通电导线周围的磁场方向与电流方向有关，所以当导线中电流方向改变时，小磁针的转动方向也改变。
 

13.【答案】压缩冲程  奥斯特  左
 

【解析】解：内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程。压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能；
第一个发现电和磁有联系的人是丹麦人奥斯特。图中螺线管的左端为S极，根据异名磁极相互吸引，可知小磁针的左端为N极，再利用安培定则，使拇指指向N极，其余四指环绕的方向就是导体中电流的方向，因此可判断出电源的“”极在如图电源的左端。
故答案为：压缩冲程；奥斯特；左。
内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能，二是做功冲程中内能转化为机械能。
电流的磁场最初是由奥斯特发现的，而判断通电螺线管的极性、以及电流的流向等则需要用到安培定则。
本题考查了电流的磁效应、安培定则的应用、内燃机的工作过程，属于基础题。
 

14.【答案】顺  不变
 

【解析】解：圆环可以悬浮在空中，这表明通电圆环受到条形磁铁对它向上的排斥力，当圆环通入电流时，发现由于条形磁体的上端为N极，根据同名磁极相互排斥可知，通电圆环的下端为N极，俯视时，根据安培定则可知，电流的方向是顺时针；
把条形磁铁、玻璃圆柱和圆环看成一个整体，圆环和条形磁铁间的作用力为内部作用力，圆环中通入电流前后，整体对桌面的压力大小不变。
故答案为：顺；不变。
已知圆环可以悬浮在空中，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知环下方是N极；根据安培定则判定圆环中的电流方向；
把条形磁铁、玻璃圆柱和圆环看成一个整体，圆环和条形磁铁间的作用力为内部作用力，由此分析桌面受到的压力是否变化。
本题考查了磁极间的相互作用规律和安培定则的应用，属于基础知识。
 

15.【答案】如图所示

【解析】解：小磁针的左端为N极，右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，根据安培定则可知，螺线管中正面的电流方向是向上的。
 

16.【答案】如图所示

【解析】 根据小磁针静止时的N极指向，可以确定螺线管左端为S极，右端为N极，然后根据右手螺旋定则：伸出右手，大拇指指向右，弯曲四指，四指指向与电流方向一致，根据电流的方向和电源的正、负极，画出通电螺线管上导线的绕向。
 

17.【答案】通电导线周围存在磁场  通电导线周围的磁场方向与电流方向有关
 

【解析】解： 图中电路断路、无电流，小磁针不发生偏转，图或中电路中有电流通过，小磁针发生偏转，由此可知，通电导线周围存在磁场；图和图的电路中都有电流通过，但电流方向相反，同时小磁针偏转的方向也相反，因此比较这两图可得出结论：通电导线周围的磁场方向与电流方向有关。
 

18.【答案】条形  自东向西  自右向左
 

【解析】解：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可知，通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极；
因为地磁场的外部的磁感线是由南向北，根据右手定则可知，赤道这一通电圆环的电流方向为由东向西；
根据小磁针的指向可知，在磁场的外部，磁感线自左向右，在磁体的内部，磁感线自右向左。
故答案为：条形；自东向西；自右向左。
通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似；
根据地磁场和右手定则可知赤道这一通电圆环的电流方向；
在磁场的外部，磁感线是从N极指向S极，在磁体的内部，磁感线是从S极指向N极。
本题考查了磁场的方向的判定、安培定则的应用，难度不大。
 

19.【答案】解：根据安培定则知，电磁铁的上端为N极；
由电路图知：加热时，动触点a与上方静触点b、c接通，、并联，
则根据电阻的并联可得总电阻：
，
加热时，工作电路的总功率：
；
当电磁铁对衔铁的吸引力为时，由图2知，此时控制电路中的电流为，
根据得，此时热敏电阻的电阻为：
；
保温状态下，动触点a与下方静触点d接通，此时和串联，
根据得电路中的电流为：
，
工作电路30s消耗的电能：
。
答：极；
加热时，动触点a与上方静触点b、c接通，工作电路的总功率是968W；
热敏电阻的阻值是；
保温状态下，的功率为81W，则工作电路30s消耗的电能是5490J。
 

【解析】根据安培定则判断电磁铁上端的极性；
加热时，动触点a与上方静触点b、c接通，、并联，根据电阻的并特点即可算出并联的总电阻；根据算出加热时工作电路的总功率；
当电磁铁对衔铁的吸引力为时，由图2知，此时控制电路中的电流为，根据算出热敏电阻的阻值。
保温状态下，动触点a与下方静触点d接通，和串联，根据根据算出电路中的电流，根据算出工作电路30s消耗的电能。
本题考查了安培定则、并联电路电阻的计算、电功率的计算、欧姆定律的应用等知识，是一道综合题，有一定的难度。
 

20.【答案】流速大的地方压强小  加热时间长短  a  通电导线周围存在磁场
 

【解析】解：
根据流体压强与流速的关系可知，当向两张纸中间向下吹气时，中间的空气流速大、压强小，两侧压强大于内侧压强，所以会看到纸片向中间靠拢；
探究不同物质吸热能力的实验中，用同一酒精灯对两种物质加热，加热时间越长，物质吸收的热量越多，即通过加热时间长短来体现物质吸收热量的多少，这种方法是转换法；
在测量灯泡的额定功率时，电压表示数低于小灯泡的额定电压，要使灯泡两端电压等于额定电压，滑动变阻器的电阻要减小，滑片向a端移动；
通电后小磁针发生偏转说明通电导线周围存在磁场，小磁针是受到磁场的作用而发生的偏转。
故答案为：流速大的地方压强小；加热时间长短；；通电导线周围存在磁场。
根据流体压强与流速的关系进行解释；
比较物质吸热能力的方法：使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；用相同的加热器加热，加热时间越长，液体吸收的热量越多，时间越短，吸收的热量越少；
闭合开关，发现此时电压表示数低于小灯泡的额定电压，说明滑动变阻器连入电路的电阻过大，应使滑动变阻器连入电路的电阻变小；
通电导线周围存在磁场。
本题考查流速与压强的关系，转换法的运用，滑动变阻器，以及电磁感应现象是一道综合题。