初中物理沪科版九年级全册第二节 电流的磁场练习

这是一份初中物理沪科版九年级全册第二节 电流的磁场练习，共24页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，作图题，综合题等内容，欢迎下载使用。
17.2 电流的磁场

基础巩固
一、单选题
1．下列说法中不符合物理学发展史的是（　　）
A．奥斯特发现了电流周围存在磁场
B．我国宋代学者沈括是世界上最早记述磁偏角的人
C．托里拆利最早测出了大气压的数值
D．牛顿用实验验证了牛顿第一定律
【答案】D
【解析】
A．丹麦物理学家奥斯特首先发现通电导体周围存在磁场，故A不符合题意；
B．我国宋代学者沈括是世界上最早记录磁偏角的人，故B不符合题意；
C．托里拆利最先测定大气压的数值，故C不符合题意；
D．不受力的物体是没有的，故牛顿第一定律无法用实验来验证，故D符合题意。
故选D。
2．如图所示，M、N两个线圈套在一根光滑绝缘杆ab上，它们受力时都能自由移动．当闭合电键K后，M、N两线圈将

A．互相靠拢 B．互相离开 C．静止不动 D．先靠拢后分开
【答案】A
【解析】
假设电流由左侧流入，则由右手螺旋定则可知，M线圈的左侧为N极，右侧为S极；N线圈左侧为N极，右侧为S极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，两线圈应相互靠拢；同理假设电流由右侧流入，结果相同；故选A。
3．下列各图中，利用电磁感应原理工作的装置是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】
A．电风扇工作原理是交流电动机中的通电线圈在磁场中受力而转动，将电能转化为机械能，同时由于线圈电阻，导致一部分电能转化为热能，故A选项不符合题意；
B．电磁继电器是利用电流磁效应的原理制成的，故B选项不符合题意；
C．司南是根据由于地磁场存在而发生偏转的，故C选项不符合题意；
D．麦克风工作时，把声信号转变成电信号，声信号的振动带动线圈在磁场中振动，产生电流，是电磁感应的原理，故D选项符合题意。
故选D。
4．如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是

A．通电螺线管的左端为N极
B．通电螺线管外A点磁场的方向向右
C．小磁针N极指向左
D．小磁针S极指向左
【答案】D
【解析】
A．闭合开关后，电流由螺线管的左侧流入、右侧流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指指向右端，即通电螺线管的右端为N极、左端为S极，故A错误；
B．在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外A点的磁场方向向左，故B错误；
CD．通电螺线管的右端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应靠近螺线管的右端，即小磁针的S极指向左，N极指向右，故C错误，D正确；
5．有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻。某磁敏电阻的阻值随磁场强度的变化图象，如甲图所示（其中，是磁场强度的国际单位特斯拉的符号）。为了研究磁敏电阻的性质，小明设计了如图乙、丙所示的电路进行实验，下列判断正确的是（  ）

A．只闭合开关，通电螺线管的左端为极
B．只闭合开关，的阻值调为最大，电压表与电流表示数的比值为
C．同时闭合和，向右移动的滑片，电压表与电流表的示数的比值变小
D．同时闭合和，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为，电压表的示数为时，磁敏电阻所在位置的磁场强度为
【答案】C
【解析】
A．只闭合开关，电流从螺线管左端流入，右端流出，根据安培定则可知，此时通电螺线管的左端为极，右端为极，故A错误；
B．只闭合开关时，磁敏电阻所处的磁场强度为，由图甲可知磁敏电阻的阻值为，丙电路图中电压表和电流表分别测磁敏电阻两端的电压与通过的电流，根据的变形式可知，电压表与电流表示数的比值等于磁敏电阻的阻值，即其比值为，故B错误；
C．同时闭合和，向右移动的滑片，接入电路中的电阻变大，图乙中电路的电流变小，螺线管的磁性减弱，磁敏电阻所处的磁场强度减弱，由图甲可知磁敏电阻的阻值变小，则电压表与电流表的示数的比值变小，故C正确；
D．当电流表示数为，电压表的示数为时，磁敏电阻的阻值

由图甲可知，磁敏电阻所在位置的磁场强度为，故D错误。
故选C。
6．如图所示是一些研究电现象和磁现象的实验，下列关于这些实验的叙述正确的是（ ）

A．图甲中小磁针被铁棒吸引，说明铁棒本身具有磁性
B．图乙中小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场
C．图丙中条形磁铁静止时端总是指向北方，说明端是条形磁铁的南极
D．图丁中铁钉B吸引的大头针比A多，说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关
【答案】B
【解析】
A．铁棒靠近小磁针，即使铁棒没有磁性，小磁针也会吸引铁棒，不能确定铁棒是否具有磁性，故A错误；
B．图中是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故B正确；
C．磁铁都具有指向性，图中条形磁铁静止时A端总是指向北方，说明A端是条形磁铁的北极，故C错误；
D．由图可知，铁芯相同、电流相同，只有线圈的匝数不同，说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关，故D错误。
7．如图所示，将一个条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁左端固定在竖直墙壁上并保持水平。当开关S闭合后，条形磁铁能保持静止状态，下列说法正确的是（　　）

A．条形磁铁受到的摩擦力的方向是水平向右的
B．条形磁铁受到的摩擦力的方向是水平向左的
C．在滑片P向上移动的过程中，电磁铁的磁性减弱
D．在滑片P向下移动的过程中，条形磁铁所受的摩擦力增大
【答案】B
【解析】
AB．由安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的右侧，即右侧为N极，左侧为S极，因为名磁极相互排斥，条形磁铁所受磁场力向右，有向右的运动趋势，所受摩擦力水平向左，故A错误，B正确；
C．当开关S闭合，电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向上移动时，接入电路中的电阻变小，由可知，电路中的电流变大，电磁铁的磁性变强，故C错误；
D．当开关S闭合，电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向下移动时，接入电路中的电阻变大，由可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱；因为条形磁铁始终静止，处于平衡状态，受到的磁场力和摩擦力是一对平衡力，故条形磁铁受到摩擦力将变小，故D错误。
故选B。
8．在人类的科学发展史中，很多物理学家做出过巨大的贡献，下列有关描述正确的是（　　）
A．牛顿发现了流体的压强与流速的关系
B．阿基米德发现了浸在液体中的物体受到的浮力大小等于它排开的液体所受的重力
C．欧姆发现了通电导体周围有磁场，磁场的方向与电流的方向有关
D．焦耳发现了导体中的电流与导体两端的电压和导体电阻的关系
【答案】B
【解析】
A．伯努利发现了流体的压强与流速的关系，故A错误；
B．浸在液体中的物体受到的浮力大小等于它排开的液体所受的重力是阿基米德发现的，故B正确；
C．奥斯特发现了通电导体周围有磁场，磁场的方向与电流的方向有关，故C错误；
D．欧姆发现了导体中的电流与导体两端的电压和导体电阻的关系，故D错误。故选B。
9．如图所示，将绝缘导线绕在铁钉上并与电池相连接，铁钉将（　　）

A．被熔化 B．有磁性 C．明显伸长 D．有电流通过它
【答案】B
【解析】
将绝缘导线绕在铁钉上并与电池相连接就构成了一个电磁铁，铁钉将有磁性。
故选B。
10．如图所示，下列电与磁的实验中，演示磁场对电流的作用的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】
A．图示现象是摩擦起电现象，故A不符合题意；
B．图示通电导体在磁场中受到磁场力的作用，故B符合题意；
C．图示电风扇与发光二极管组成闭合串联电路，转动风扇叶片，风扇电动机线圈切割磁感线，产生感应电流，发光二级管发光，这是电磁感应现象，故C不符合题意；
D．图示是电磁感应现象，故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
11．如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，当开关S闭合后，电磁铁上端是_____极；滑动变阻器的滑片P向左滑动，弹簧的长度_____（选填“变长”或“缩短”）。

【答案】N 缩短
【解析】
[1]根据安倍定则可知，当开关S闭合后，电磁铁上端是N极，根据同名磁极相互排斥可知，小磁铁受到向上的斥力。
[2]滑动变阻器的滑片P向左滑动接入电阻变小，电路电流变大，电磁铁的磁性变强，小磁铁受到向上的斥力变大，则弹簧所受的拉力变小，即长度缩短。
12．闭合开关S后，小磁针静止时北极的指向如图所示，则螺线管左端是_____极（选填“N”或“S”），电源左端是_____极（选填“正”或“负”）。

【答案】N 负
【解析】
[1][2]由于小磁针静止时，其左端为N极，右端为S极，根据磁极间的作用规律可知，螺线管的右端为S极，左端为N极；由安培定则可以确定电流是从螺线管的左端流出，右端流入．由于电流是从电源的正极流出，经过外电路回到电源负极．所以可以确定，右端是电源的正极，左端是电源的负极。
三、实验题
13．丽丽利用电池、小磁针和导线等器材做了如图所示的实验。

(1)由图甲与乙可知通电导体周围存在______；生活中利用这个原理来工作的是______（选填“电磁铁”或“发电机”）；
(2)改变电流方向，如图丙所示，小磁针偏转方向与图甲______（选填“相同”或“相反”）。
【答案】磁场 电磁铁 相反
【解析】
(1)[1]小磁针的方向发生偏转，说明小磁针处于磁场中，故通电导体周围存在磁场。
[2]电磁铁就是利用通电导体周围存在磁场来工作的，发电机是利用磁场对通电导体有力的作用来工作的。
(2)[3]通电导体周围的磁场其方向与导体中的电流有关，电流方向变化时，磁场方向也改变。
14．小宇利用铁屑和小磁针(黑色端为N极)来探究通电螺线管外部磁场特点。实验中，小磁针的作用是为了研究通电螺线管周围的_________________ (选填“磁场强弱”或“磁场方向”)。根据图甲中铁屑的排列情况可初步推断：通电螺线管外部的磁场分布与________________________磁体的磁场相似。小宇只改变了通电螺线管中的电流方向，实验现象如图乙所示。对比两次的实验现象可知通电螺线管的磁极性质与通电螺线管中的电流方向______________(选填“有关”或“无关”)。

【答案】磁场方向 条形磁铁 有关
【解析】
[1]在奥斯特实验中，通电时，小磁针发生了偏转，说明了通电导体周围存在磁场，即小磁针是为了显示磁场的存在，当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变，所以小磁针的偏转方向也改变，因此还可以判断磁场的方向。
[2]从铁屑的分布情况可知，通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极。
[3] 对比两次的实验现象可知，通电螺线管电路中甲和乙的绕线方式相同，电流方向不同，根据小磁针的指向情况可知：甲的右端为S极，乙的右端为N极；所以实验说明螺线管的绕法相同时，通电螺线管的磁极性质与通电螺线管中的电流方向有关。
四、作图题
15．如图所示，小磁针静止在甲、乙两个通电螺线管之间，请你完成：（1）甲通电螺线管的绕法和 A点磁感线的方向；（2）乙通电螺线管电源的正、负极.
（________）

【答案】
【解析】
由小磁针的指向可以判断：甲通电螺线管的右端和乙通电螺线管的左端都是S极，
结合安培定则做成螺线管甲的绕线和乙的电源正负极如下图：

16．如图为一个通电螺旋管，标出小磁针的N、S极并用箭头画出磁感线的方向。

【答案】
【解析】
首先根据安培定则判断出通电螺线管的两极，再根据磁极间相互作用的规律，标出小磁针的南北极，根据磁体外部，磁感线从N极回到S极，标出磁感线的方向，如下图所示：


重点突破
一、多选题
1．王璐同学设计了一个道路限载报警器（图甲），R0是变阻器，R是压敏电阻。R的电阻大小随压力大小变化关系如图乙所示，当超载车辆通过压敏电阻时，限载报警器就会报警，调试好电路，闭合开关S1和S2，当超载车辆通过时，限载报警器会铃响，一般交通主干道的抗压能力一般比村道路要强得多，若把村道路限载报警器应用到主干道，就要适当调高报警器的限载重量，下列操作可行的是（　　）

A．把变阻器R0的滑片适当左移
B．把电源I的电压适当增大
C．把弹簧AB的A端适当左移
D．把电磁铁C适当右移
【答案】AC
【解析】
A．由乙图可知，压敏电阻的阻值随着压力的增大而减小，因此要想提高报警器的限载重量，必须增大电路中的电阻，减小电磁铁电路中的电流，即可以把变阻器R0的滑片适当左移，故A符合题意；
B．把电源的电压适当增大，会降低报警器的限载量，故B不符合题意；
CD．观察甲图发现，衔铁和弹簧的部分实际上是一个杠杆，如果不改变电磁铁电路的电流，可以让衔铁不那么容易被吸下来，因此电磁铁向左移都会达到目的，故D不符合题意，C符合题意。
故选AC。
2．如图所示是一种手腕上佩戴的“计步器”，其构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外缠绕着线圈。运动时，磁铁在管中反复运动，线圈的输出电流随之不停地变化，显示出运动的步数。“计步器”的基本原理与下列哪幅图不相同

A． B．
C． D．
【答案】AD
【解析】
根据“计步器”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反向运动，切割线圈而产生电流。因此，计步器的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能。
A．如图反映电流周围存在着磁场，故A符合题意；
BC．如图电路中没有电源，当闭合开关，闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象，故BC不符合题意；
D．如图电路中有电源，是通电线圈在磁场中受力运动，故D符合题意。
二、单选题
3．小明去超市购物时，乘坐台阶式自动电梯，他发现当有人站在电梯上与没有人在电梯上相比电梯运动快慢不同，小明通过自主学习，了解到电梯每个台阶下都连接一个压敏电阻，其电路可简化为如图所示，压敏电阻的阻值会随着压力的增大而减小，从而会影响电梯电动机的转动快慢，已知电梯及压敏电阻的电源电压均恒定，则下列分析正确的是（  ）

A．当有人站在电梯上时，衔铁与触点2接触，电动机的转速较大
B．当有人站在电梯上时，衔铁与触点1接触，电动机的转速较小
C．当没有人在电梯上时，衔铁与触点2接触，电动机的转速较小
D．当没有人在电梯上时，衔铁与触点1接触，电动机的转速较大
【答案】A
【解析】
A．当人站在电梯上时，压敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，电磁铁磁性变强，则衔铁被吸下，与触点2接触，此时电阻没有接入电路，电动机两端电压为电源电压，电动机的功率变大，则电动机转速变快，故A选项符合题意；
B．当人站在电梯上时，压敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，电磁铁磁性变强，则衔铁被吸下，与触点2接触，故B选项不符合题意；
C．当人走下电梯后，压敏电阻的阻值增大，则控制电路中电流变小，电磁铁的磁性变弱，衔铁被拉起与触点1接触，故C选项不符合题意；
D．当人走下电梯后，压敏电阻的阻值增大，则控制电路中电流变小，电磁铁的磁性变弱，衔铁被拉起与触点1接触，此时与电动机串联，电动机两端电压变小，电动机的功率变小，则电动机转速变小，故D选项不符合题意。故选A。
4．如图所示，开关闭合后，小磁针N极（　　）

A．向左旋转 B．静止不动
C．向右旋转 D．无法确定
【答案】A
【解析】
由图可得，螺线管上的电流方向朝上，由右手螺旋定则得，通电螺线管的左边为N极，右边为S极。因为同名磁极相排斥，异名磁极相吸引，所以小磁针的N极向左旋转。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
5．如图所示的实验中，相关现象说法正确的是

A．图甲中闭合开关，通电螺线管右端为N极
B．图乙中通电导线周围存在着磁场，将小磁针移走，该磁场消失
C．图丙中闭合开关，导体ab左右运动，灵敏电流计指针不会偏转
D．图丁中闭合开关，仅对调磁体的N.S极，导体ab所受磁场力方向相反
【答案】D
【解析】
A．在电源外部，电流从电源的正极流向负极；用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极，所以螺线管左端是N极，故A错误；
B．通电导线周围存在磁场，将小磁针移走，磁场仍存在，故B错误；
C．闭合开关，导体ab左右运动时，切割磁感线，会产生感应电流，灵敏电流计指针会偏转，故C错误；
D．通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向有关；电流方向不变，对调N、S极，磁场方向与原来相反，则导体ab所受磁场力方向相反，故D正确．
6．如图所示，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变小。则下列分析正确的是（　　）

A．电磁铁的上端为S极
B．电源左端为“+”极
C．抽去铁芯，弹簧测力计示数增大
D．断开开关，弹簧测力计示数为零
【答案】C
【解析】
A．滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，从而可以确定电磁铁的磁性变强；
而磁体的下端为N极，并且弹簧测力计的示数变小，
∵异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，
∴电磁铁的上端为N极。故A不符合题意；
B．∵电磁铁的上端为N极，下端为S极，
由安培定则可知，电流电磁铁的下端流入，故电源右侧为正极，左端为负极。故B不符合题意；
C．∵抽去铁芯后，电磁铁的磁性变弱，
而电磁铁的上端为N极，并且同名磁极相互排斥，
∴对条形磁铁的排斥力减小，故弹簧测力计的示数将变大。故C符合题意；
D．断开开关，电路中没有电流，所以电磁铁磁性无磁性，
即电磁铁对条形磁铁即不吸引也不排斥，
但条形磁体有重力，故弹簧测力计有示数。故D不符合题意。故选C。
7．某同学学习磁现象后，画出了以下四幅图，其中正确的是
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解析】
A．在磁体外部，磁感线从N极出发指向S极，而图中是从S极指向N极，故A错误；
B．两磁铁都为N极，磁感线的方向都应从N极出发指向S极，故B错误；
C．电流由左端进，右端出，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向左端为N极，故C正确；
D．右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向右端，则右端为N极，故D错误。
8．一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对（如图所示）。下列叙述中，正确的是（　　）

A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用
B．闭合开关后，条形磁铁受到桌面向左的摩擦力
C．闭合开关后，滑片P向a移动时电磁铁与条形磁铁间的作用力增大
D．闭合开关后，滑片P向a移动过程中，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到桌面的摩擦力大小保持不变
【答案】C
【解析】
A．闭合开关前，虽然电磁铁没有磁性，但是电磁铁中间是有铁芯的，条形磁铁对铁芯是有吸引力作用的，故A错误。
B．闭合开关后，电磁铁有磁性，根据图中的电流方向结合安培定则可知，电磁铁的左端是N极、右端是S极，因异名磁极相互吸引，则电磁铁对条形磁铁有向左的吸引力作用，条形磁铁有向左运动趋势，所以条形磁铁受到向右的静摩擦力作用。故B错误。
C．D．闭合开关后，滑片P向a移动时，变阻器接入电路的阻值变小，通过电磁铁的电流增大，磁性增强，对条形磁铁的吸引力增大，条形磁铁始终处于静止状态，受到向左的吸引力和向右的静摩擦力是平衡力，吸引力增大，则摩擦力也增大，故C正确，D错误。
9．如图所示，通电螺线管上方附近有一点M，小磁针置于螺线管的左侧附近．闭合并关K，下列判断正确的是

A．M点的磁场方向向左
B．螺线管的左端为S极
C．小磁针静止后，其N极的指向向左
D．向右移动滑片P，螺线管的磁场增强
【答案】C
【解析】
A．由于在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以， M点的磁场方向向右，故A错误；
B．由安培定则知道，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向时，大拇指指向左端，即通电螺线管的左端为N极，故B错误；
C．由于通电螺线管的左端是N极，根据异名磁极相互吸引知道，小磁针的S极应靠近螺线管的左端，则小磁计的N极向左转动，小磁针会逆时针旋转，故小磁针静止时，其N极的指向向左，故C正确；
D．由图知道，当向右移动滑片P时，接入电路的电阻增大，则电流减小，所以，电磁铁的磁性会减弱，故D错误．
10．如图所示，下列描绘物理现象或规律正确的是( )

A．甲图中闭合开关后看到的现象称为电磁感应现象
B．乙图展示了电动机的原理
C．丙图也可把拉线开关与灯的位置互换
D．丁图用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电是由于毛皮束缚电子的能力比较强
【答案】B
【解析】
A．甲图说明通电导线的周围存在磁场，此现象为电流的磁效应，故A错误；
B．图乙说明通电直导线在磁场中要受到力的作用，是电动机的原理，故B正确；
C．从安全用电的角度分析，开关和灯的位置互换后，易造成触电事故，不安全，故C错误；
D．丁图用毛皮摩擦橡胶棒，毛皮束缚电子的能力比较弱，电子转移到橡胶棒上，而使其带负电，故D错误。
故选B。
三、填空题
11．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________（相同/相反），物理学规定正电荷定向移动方向为电流方向，那么地球带________（正/负）电．
【答案】N N 相反 负
【解析】
（1）根据安培定则，用右手握住螺线管，四指弯向电流的方向，拇指指向螺线管的A端，所以A端为N极；（2）根据安培定则，用右手握住单匝线圈，四指弯向电流的方向，拇指指向单匝线圈的B端，所以B端为N极；（3）由于地磁北极在地理南极附近，根据安培定则，拇指指向N极，四指的方向为电流的方向，所以电流自东向西，与地球自转的方向相反；物理学规定正电荷定向移动方向为电流方向，所以地球带负；
12．如图所示实验最早是______（填物理学家）完成的，为了使实验现象明显，则导线应______（选填“东西”“南北”或“任意方向”）放置，利用此实验的结论制造出了______（选填“电磁铁”、“电动机”或“发电机”）。

【答案】奥斯特 南北 电磁铁
【解析】
[1]图中实验验证了“通电导线周围存在着磁场”，该实验最早是由丹麦物理学家奥斯特完成的。
[2]地球是一个大磁体，地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近。所以静止下来的小磁针一端指南、一端指北。导线若是东西方向放置，其下方产生的磁场为南北方向，这样小磁针即使受到通电导线磁场的作用，也有可能不会发生偏转，故为了使实验现象明显，则导线应南北放置。
[3]奥斯特实验验证了“通电导体和其它磁体一样，周围存在着磁场”，人们利用这一结论制成了电磁铁。
四、实验题
13．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架在静止的小磁针上方，并使直导线AB与小磁针______(选填“平行”或“垂直”)，控制好距离，使导线尽量______(选填“靠近”或“远离”)小磁针，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______，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？ ______。实验中小磁针的作用是______ ；
(3)改变直导线中的电流方向，观察到了不同的现象，这表明通电直导线周围磁场的方向与 ______有关。
【答案】平行 靠近 偏转 是 显示通电直导线周围的磁场 电流方向
【解析】
(1)[1][2]直的通电导线周围的磁场是以导线所在位置为圆心的同心圆，故使直导线AB与小磁针平行；离导线越近，磁感应强度越大，磁感线越密集；离导线越远，磁感应强度越小，磁感线越稀疏，故控制好距离，使导线尽量靠近小磁针，使实验效果更明显。
(2)[3]开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在磁场。
[4]磁场与小磁针的存在与否无关，因此移走小磁针后，结论仍能成立。
[5]小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转，故小磁针的作用显示通电直导线周围的磁场。
(3)[6]改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向发生改变，这表明通电直导线周围磁场方向与电流的方向有关。
五、作图题
14．如图甲所示是一个磁悬浮地球仪，图乙是其内部结构示意图，地球仪内部的条形磁体上端为S极，其下方的底座中有一个电磁铁，通过磁极间的相互作用使地球仪悬浮在空中，请在乙图中标出开关闭合后，电磁铁的N极、电磁铁线圈中的电流方向、电源的正极______。

【答案】
【解析】
条形磁铁的上端为S极，下端为N极，根据磁体间的相互作用规律，同名磁极相互排斥，可以确定电磁铁的上端为N极，根据右手螺旋定则，大拇指指向电磁铁的N极，四指便是电流的指向，电流从电源的正极流出、负极流入，确定电源的正负极。如图所示：
。
15．根据如图中小磁针的指向，标出此时通电螺线管的极性、磁感线的方向和电源的极性。
（______）

【答案】
【解析】
由磁极间的相互作用知道，螺线管右侧为N极，左侧为S极；根据安培定则，用右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指指向电流的方向，则电流由左侧流出，右侧流入，则电源的左端为正极，右端为负极；外部磁感线由N极指向S极，如下图：

六、综合题
16．阅读短文，回答问题：
“复兴号”动车
如下图，它是我国具有完全自主知识产权的“CR400AF”动车组，它采用了全新低阻力流线型头型，全车部署了2500 余项监测点，能够对冷却系统、制动系统、运行系统全方位实时监测，列车内还设有高清摄像监控，无线WIFI，配备USB插口等。该动车部分参数见下表。（设乘客人均质量为50kg，本题g取10N/kg。）
车身质量m（t）
360
每节车厢长l（m）
25
车厢数（节）
8
每节载客（人）
100
最高时速（km/h）
400





(1) “复兴号”动车车头采用了流线型设计是为了______，车头采用的材料应具有较大的______，提高了动车的防护能力；
(2)下列有关“复兴号”动车的说法正确的是（________）
A．无线WIFI信号不能在真空中传播
B．高清摄像机利用了凸透镜成倒立缩小实像的原理
C．USB插口提供的电压为220V
D．动车运行时，车厢周围的气流速度变大，压强变大
(3)坐在“复兴号”动车上的一乘客记录了他匀速通过长1500m的隧道的时间为30s，若这列动车长250 m那么整列动车在隧道中的运行时间为______s；
(4)推重比是衡量动车牵引能力的重要指标，其含义是动车匀速运行时的牵引力与车总重的比值。经检测，“复兴号”动车运行时的总阻力 f 与列车速度 v 满足的关系，其中。则“复兴号”动车以 360km/h 的速度满载运行时的推重比是______。若动车牵引电机的效率为80%，则牵引电机每秒耗电______J；
(5)阴雨天，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证旅客上下动车时的安全，需在车门旁开启警示灯。如图乙所示是某同学为动车设计的模拟电路；
①选择图甲中的_______（选择“R1”或“R2”）湿敏电阻，将它串联在图乙电路中的_______（选择“A”或“B”）位置，闭合开关，警示灯能随湿度变化而自动调整亮度，且不断闪烁；
②已知电源电压为6V，警示灯的规格是“6V 3W”，当空气湿度为80%时，闪烁的过程中，灯较暗时的实际功率是______W（电磁铁电阻忽略不计，灯泡电阻不随温度变化）。
【答案】减小空气阻力 硬度 B 21.4 0.1 5×107 R2 B 0.75
【解析】
(1)[1][2]“复兴号”动车车头采用了流线型设计是为了减小空气阻力，车头采用的材料应具有较大的硬度，提高了动车的防护能力。
(2)[3] A．无线WIFI是利用电磁波传递信息，电磁波的传播不需要介质，故A错误；
B．高清摄像机的镜头是凸透镜，成像原理是物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，故B正确；
C．USB插口提供的电压为5V，故C错误；
D．动车运行时，车厢周围的气流速度变大，压强变小，故D错误。
故选B。
(3)[4]动车过隧道的速度为

整列动车在隧道中的运行时间为

(4)[5]因动车匀速直线运动，则牵引力等于阻力，即

动车满载时的重力为

则推重比为

[6]由得

(5)①[7]由图甲知：的电阻随湿度的增加而增加，的电阻随湿度的增加而减小，根据实际情况需要，当空气潮湿，能见度低时，警示灯变亮，即警示灯随湿度增加而变亮；当警示灯变亮时，电路的电流增大，电阻减小，即湿敏电阻随着湿度的增加而减小，故符合要求。
[8]由图乙知，当空气潮湿，能见度低时，湿敏电阻的阻值变小，根据知，电路中的电流增大，电磁铁的磁性变强，将衔铁吸引下来；若湿敏电阻放在B位置时，会被短路，电路的电流突然增大，警示灯一下变得很亮，起到闪烁的作用，而放在A点则不会出现此现象。
②[9]由知，警示的电阻为

由图甲知，当空气湿度为80%时，的阻值为12Ω，在闪烁过程中，电路的最小电流为

灯较暗时的实际功率为