初中物理粤沪版九年级下册第十六章 电磁铁与自动控制2 奥斯特的发现精练
展开1.(多选)如图所示,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】如下图所示,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AC。
2.(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BC。
3.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。
故选C。
4.如图所示,甲、乙两线圈宽松地套在光滑的玻璃棒上,可以自由移动,当开关S闭合时,两个线圈将会( )
A.向左右分开一些 B.向中间靠近一些 C.甲不动,乙向甲靠近 D.乙不动,甲向乙靠近
【答案】A
【解析】根据右手螺旋定则,可以判断出通电后甲和乙接近的两端都是N极,而同名磁极相互排斥,所以甲和乙将向左右分开一些。
所以选A。
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】根据右手安培定则可得螺线管P左侧为N极,右侧为S极;而螺线管Q左侧为S极,右侧为N极,由于同名磁极相对,相互排斥。
故选B。
6.如图所示,在探究通电螺旋管外部的磁场分布实验中,观察到小磁针指向正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A、根据螺线管上看到的电流方向向上,依据安培定则判断出通电螺线管的左端为N极,小磁针的右端应为S极,故A错误;
B、根据螺线管上看到的电流方向向上,由安培定则判断出通电螺线管的左端为N极,小磁针的左端应为S极,故B错误;
C、根据螺线管上看到的电流方向向上,由安培定则判断出通电螺线管的右端为S极,小磁针的左端应为N极与螺线管右端吸引,所以小磁针应处于水平状态,故C错误;
D、根据螺线管上看到的电流方向向上,,由安培定则判断出通电螺线管的右端为S极,小磁针的左端应为N极,故D正确。
故选D。
7.科学家的每次重大发现,都有力地推动了人类文明的进程.丹麦物理学家____首先发现了电流周围存在着磁场,第一个揭示了电和磁之间的联系.小周同学自制了一个用开关来控制电磁铁南北极的巧妙装置,如图所示.当开关S接____(选填“a”或“b”)点时,电磁铁的A端是N极.
【答案】奥斯特;a
【解析】①丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流周围存在着磁场,第一个揭示了电和磁之间的联系。
②当开关S接a点时,通电螺线管的看到的电流方向向上,利用安培定则可A端是N极。
故答案为:奥斯特;a。
8.如图所示,当开关S闭合时,一磁针静止在螺线管附近,则磁针的a端为____极。
【答案】N
【解析】已知电流方向,利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极,右端为S极。
由于同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.因此可以确定小磁针的a端为N极,b端为S极;
故答案为:N。
9.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】从图中可以看出小磁针静止时N极向左,根据磁极间的相互作用可知,通电螺线管右端为S极,根据安培定则可以判断电源的右端为正极,左端为负极;
通电螺线管的磁性强弱与电流的大小有关,为使通电螺线管的磁性增强,需增大电路中电流,可减小电路中的电阻,故滑片向右移动。
故答案为:正;右。
10.通电直导线周围的磁感线分布如图所示,磁感线是以直导线为中心的一系列的____,从图中可看出,磁感线是____(闭合/不闭合)的曲线;图中小磁针涂黑的磁极是____极.
【答案】同心圆;闭合;S
【解析】通电直导线周围存在磁场,它的磁感线是以直导线为中心的一系列的同心圆,是闭合的曲线;图中小磁针涂黑的磁极与磁感线的方向相反,故为小磁针的S极。
故答案为:同心圆;闭合;S。
素养提升
1. 下列各方法中,不能增强通电螺线管磁性的是( )
A.增加螺线管的匝数 B.在通电螺线管内插入铁棒
C.增大螺线管本身的直径 D.增大螺线管线中的电流
【答案】C
【解析】通电螺线管的磁性强弱只与电流大小,铁蕊的有无,线圈的匝数有关,与螺线管的直径无关.
故选C。
2.如图所示的通电螺线管已经标出了N、S极,在此基础上,下列判断中不正确的是( )
A.电源的左边为电源的正极 B.小磁针的左边为小磁针的S极
C.图甲磁感线的方向是从左向右 D.两根磁感线之外也存在有磁场
【答案】A
【解析】已知螺线管的左边是N极,根据安培定则可以判断螺线管中看到的电流方向向上,电源的右端为正极,左端为负极;磁体外部磁感线从N极回到S极,所以小磁针左边为S极。
故选A。
3. 电磁铁的左下方有一铁块,在弹簧测力计作用下向右作匀速直线运动(如图所示).当铁块从电磁铁的正下方向右运动,同时滑片逐渐向下滑动,下列判断错误的是( )
A.电磁铁的磁性逐渐减弱 B.铁块受到的摩擦力不变
C.铁块对地面的压强逐渐增大 D.弹簧秤的读数逐渐变大
【答案】B
【解析】A、当滑片向下滑动时,滑动变阻器连入的阻值变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流减小,所以电磁铁的磁性会减弱;故A正确;
B、电流减小,铁块因电磁铁磁性减弱而吸引力减小,压力增大,在接触面粗糙程度不变的情况下,摩擦力也跟着增大,故B错误;
C、电流减小,铁块因电磁铁磁性减弱而吸引力减小,压力增大,因此在受力面积一定时,铁块对地面的压强在逐渐增大,故C正确;
D、电流减小,铁块因电磁铁磁性减弱而吸引力减小,压力增大,铁块在弹簧测力计作用下向右作匀速直线运动,拉力大小等于摩擦力,摩擦力增大,拉力增大,弹簧秤示数变大,故D正确。
故选B。
4. 如图所示,通电螺线管周围放着能自由转动的小磁针a、b、c、d,其中小磁针N极指向错误的是( )
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】由安培定则判断出通电螺线管的左端为S极,右端为N极;
A.由同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引知,只有小磁针a左端为S极,右端为N极,故A正确;
B.小磁针b左端为N极,右端为S极,故B正确;
C.小磁针c应该是左端为S极,右端为N极,故C错误;
D.小磁针d应该是左端为N极,右端为S极,故D正确。
故选C。
5.如图所示,条形磁铁置于水平面上,当通电螺线管向左靠近条形磁铁时,条形磁铁仍保持静止,在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的方向和大小( )
A.方向向左,逐渐增大B.方向向左,逐渐减小 C.方向向右,逐渐增大 D.方向向右,逐渐减小
【答案】A
【解析】根据电路中电流方向可以判断出看到的电流向下,由安培定则得,电磁铁左端为S极,与条形磁铁异名磁极相互吸引,条形磁铁受磁场力向右,因条形磁铁受力平衡则受向左的摩擦力,因磁铁处于静止,故摩擦力等于斥力;当通电螺线管向左靠近条形磁铁时,条形磁铁受磁场力变大,因仍处于平衡状态,故摩擦力变大。
故选A。
6.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】
【解析】根据小磁针静止时N极的指向与磁场方向一致,可判断出通电螺线管左端为N极,右端为S极,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。
答案如下图所示:
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7.根据图中小磁针的指向,在图中括弧中标出通电螺线管的N或S极,以及电源的“+”或“﹣”极.
【答案】
【解析】从图可知,小磁针的左端是S极,右端为N极;可判断出通电螺线管的左端为N极,右端为S极。根据安培定则,电流由螺线管的右端流入,即电源的右端为正极,左端是负极。如图所示:
。
8.如图所示,将螺线管水平悬挂,通电后螺线管发生转动.静止时A端指向北,B端指向南,请你在图中标出螺线管中的磁极和电流方向.
【答案】
【解析】通电螺线管相当于条形磁体,由于受到地磁场的作用,具有指向性。
图中通电螺线管的A端指向北,螺线管的B端指向南,即螺线管的A端为N极,B端为S极。利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是右上后下,如下图所示:
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9.在做“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验时,小明在螺线管周围放了一些小磁针.
(1)通电后小磁针的指向如图甲所示,由此可看出通电螺线管外部的磁场与____磁体的磁场相似。
(2)小明改变螺线管中的电流方向,发现小磁针转动180°,南北极所指方向发生了改变,由此可知:通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的____方向有关。
(3)在图乙中标出通电螺线管的N、S极。
【答案】 (1)条形;(2)电流;(3)
【解析】(1)通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似,磁场方向在磁体外部从N极回到S极;
(2)改变螺线管中的电流方向,小磁针转动180°,说明南北极所指方向发生了改变,由此可知:通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关;
(3)根据安培定则可以判断下端是通电螺线管的N极,上端就是螺线管的S极.如图所示:
故答案为:(1)条形;(2)电流;(3)见上图。
10.图中小磁针静止在通电螺线管旁,请你在图上标明:
(1)电源的正负极;
(2)通电螺线管的N、S极;
(3)磁感线的方向。
【答案】如图
【解析】已知小磁针静止时N极指向右,可以判断出通电螺线管的左端为N极,右端为S极,根据安培定则可以分析出螺线管中看到的电流方向向上,判断出电源的右端为正极,左端为负极。
故答案为:
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