初中物理人教版（2024）九年级全册第2节 电生磁精品同步达标检测题

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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。
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）。
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。
【考点1 通电直导线周围的磁场】
【典例1-1】（2023春•安达市月考）在一百多年前，用图示的实验第一个发现电与磁联系的科学家是（ ）
A．托里拆利B．伽利略C．奥斯特D．法拉第
【答案】C
【分析】根据对初中物理中科学家奥斯特的认识做出解答。
【解答】解：根据图示可知，该装置是探究电流的磁效应的实验，1820年丹麦科学家奥斯特发现了电流的磁效应。
故选：C。
【典例1-2】（2023•孟津县一模）从发现到发明，科学家要经历反复的失败，克服常人难以想象的困难。1820年，丹麦科学家 奥斯特 首先通过实验发现了电和磁之间的联系。根据这一发现，人们发明制造了 电磁铁 （说出一个即可）。
【答案】奥斯特；电磁铁。
【分析】1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验发现了通电导体周边存在磁场；人们利用电流的磁效应制造了电磁铁。
【解答】解：1820年，丹麦科学家奥斯特首先通过实验发现了电和磁之间的联系。根据这一发现，人们发明制造了电磁铁。
故答案为：奥斯特；电磁铁。
【变式1-1】（2023•定远县校级一模）如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行，接通电路后，观察到小磁针偏转。下列说法中错误的是（ ）
A．导线若沿东西方向放置，磁针最容易发生偏转
B．改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变
C．实验中小磁针的作用是检测电流的磁场
D．实验中用到的一种重要科学研究方法是转换法
【答案】A
【分析】（1）奥斯特实验中，通过小磁针的偏转说明了通电导体周围存在磁场；实验中应避免地磁场对实验的影响；
（2）直导线周围的磁场方向与电流方向有关，电流方向改变时磁场的方向也会改变；
（3）磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在。
【解答】解：
A、在该实验中为了避免地磁场对实验的影响，导线应沿南北方向放置（电流产生的磁场沿东西方向），小磁针才会偏转，故A错误；
B、改变电流方向，小磁针的偏转方向也发生改变，这说明直导线周围的磁场方向与电流方向有关，故B正确；
C、小磁针受到磁力的作用能够发生偏转，则实验中小磁针的作用是检测电流的磁场，故C正确；
D、磁场看不见摸不着，但小磁针放入磁场后会受到磁力的作用而发生偏转，所以实验中借助小磁针感知磁场的存在，则采用的是转换法，故D正确；
故选：A。
【变式1-2】（2023•青山湖区校级二模）如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向 北 方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将发生偏转，这个现象是由丹麦物理学家 奥斯特 首先发现的。
【答案】北；奥斯特。
【分析】地球的周围存在磁场，小磁针能指示南北方向是由于受到地磁场的作用，且小磁针静止时其N极指向北方，其S极指向南方；
奥斯特实验说明通电导线的周围存在磁场。
【解答】解：地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，静止时的小磁针受到地磁场的作用，小磁针的N极应指向地理北方；
将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，通电导线的周围产生了磁场，则导线下方的小磁针在磁场的作用下会发生偏转，这个现象是由丹麦物理学家奥斯特首先发现的。
故答案为：北；奥斯特。
【考点2 通电螺线管的磁场】
【典例2-1】（2022秋•衡山县期末）如图所示，用细线将螺线管沿东西方向水平悬挂起来，当给导线通电时发生的现象是（ ）
A．螺线管转动，最后A端指南，B端指北
B．线管静止不动
C．螺线管转动，最后A端指北，B端指南
D．螺线管会在任意位置静止
【答案】A
【分析】通电后的螺线管相当于一个条形磁铁，然后利用磁体在地磁场的作用下指向南北方向。因此首先利用安培定则确定螺线管的NS极，然后再确定其指向。
【解答】解：根据图示的螺线管线圈的绕向和螺线管中电流的方向，利用安培定则可以确定螺线管的A端为S极，B端为N极。
在地磁场的作用下，螺线管将会发生转动，最后静止时，螺线管的N极（B端）指向北，螺线管的S极（A端）指向南。
故选：A。
【典例2-2】（2022秋•龙亭区校级期末）如图所示，宋扬同学在装有通电螺线管的水平玻璃板上均匀地撒满铁屑，轻敲玻璃板，铁屑按一定规律排列，可知通电螺线管外部的磁场与 条形 磁体的磁场相似。改变电流方向，小明发现，铁屑的分布形状 没有改变 （填“没有改变”或“发生改变”）。
【答案】条形；没有改变
【分析】（1）通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似。
（2）改变电流方向，磁场方向改变，但是铁屑的分布形状没有改变。
【解答】解：如图所示，宋扬同学在装有通电螺线管的水平玻璃板上均匀地撒满铁屑，轻敲玻璃板，铁屑按一定规律排列，可知通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。改变电流方向，小明发现，铁屑的分布形状没有改变
故答案为：条形；没有改变。
【典例2-3】（2023•遵化市二模）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
（1）开关闭合前，小磁针指向南北，这是因为地球周围存在 地磁场 。
（2）闭合开关，当小磁针静止时，右端为 N 极。
（3）将连接电源正、负极的导线对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与 螺线管线圈中的电流 方向有关。
（4）为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是 增加螺线管线圈的匝数 。（写出一条即可）
【答案】（1）地磁场；
（2）N；
（3）螺线管线圈中的电流；
（4）增加螺线管线圈的匝数。
【分析】（1）地球是一个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，小磁针放在地球这个磁体的磁场中，即可指南北；
（2）根据安培定则判断出通电螺线管的磁极，根据磁极间的相互作用规律判断小磁针的磁极；
（3）通电螺线管外部磁场方向与螺线管线圈中的电流方向和线圈的绕法有关；
（4）通电螺线管磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数有关。
【解答】解：（1）可自由转动的小磁针，由于受地磁场的影响，静止时总是指向南北方向；
（2）闭合开关，根据安培定则可知，通电螺线管左端为S极，右端为N极，因为异名磁极相吸引，因此当小磁针静止时，右端为N极；
（3）将连接电源正、负极的导线对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与螺线管线圈中的电流方向有关；
（4）为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是增加螺线管线圈的匝数。
故答案为：（1）地磁场；
（2）N；
（3）螺线管线圈中的电流；
（4）增加螺线管线圈的匝数。
【变式2-1】（2023•鼎城区一模）如图所示，螺线管内放一枚小磁针，当开关S闭合后，小磁针的北极指向将（ ）
A．不动B．向外转90°C．向里转90°D．旋转180°
【答案】A
【分析】根据右手螺旋定则可确定通电螺线管的NS极，然后可知其磁场分布，并由小磁针的静止时，根据在螺线管的内部是S极指向N极的，确定小磁针的北极指向
【解答】解：当开关S闭合后，由右手螺旋定则可知，螺线管右端为N极，左端为S极，
由题意可知原来图中小磁针的N是指向右端的。小磁针北极的指向和该点磁场的方向是相同的，在螺线管的外面，磁感线的方向是从N极出发指向S极的，而在螺线管的内部是由S极指向N极的，故当开关S闭合后，小磁针的北极指向不动。
故选：A。
【变式2-2】（2022春•杭州期中）小明在一块有机玻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 不可以 （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 克服摩擦力对铁屑的影响 。
（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 不会 （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 磁化 成无数个“小磁针”，受到磁力的作用。
【答案】（1）不可以；（2）克服摩擦力对铁屑的影响；（3）不会；（4）磁化
【分析】（1）我们把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性；
（2）铁屑受到摩擦力的作用；
（3）通电螺线管的磁场分布与电流的方向无关；
（4）铁屑在磁场中受到磁力的作用，会被磁化为小磁针。
【解答】解：
（1）铜是非磁性物质，在实验中不可以用铜屑代替铁屑显示磁场分布；
（2）在板面上均匀撒满铁屑，铁屑受到摩擦力的作用，实验中“轻触”的目的是克服摩擦力对铁屑的影响；
（3）只改变电流方向，则磁场方向发生改变，但磁感线的形状不变，将电源的正负极对调后，铁屑的分布情况不改变；
（4）细铁屑在磁场中会被磁化为无数个小磁针，所以铁屑会有规律的排列。
故答案为：（1）不可以；（2）克服摩擦力对铁屑的影响；（3）不会；（4）磁化。
【变式2-3】（2023•二道区校级模拟）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
（1）闭合开关，小磁针的N极（涂黑部分）指向如图所示，请在图中标出通电螺线管N极。
（2）当把电源的正负极对调，闭合开关，发现小磁针的N、S极也对调了，这说明通电螺线管外部的磁场方向跟 螺线管线圈中的电流方向 有关。
（3）实验时现象不明显，为了增大磁场强度，请提出一种可行的方法： 增加螺线管线圈的匝数 。
（4）悬挂着的自由转动的小磁针静止后S极总是指向地理南极，这是因为小磁针受到 地磁场 的作用。
【答案】（1）
（2）螺线管线圈中的电流方向；
（3）增加螺线管线圈的匝数；
（4）地磁场。
【分析】（1）根据磁极间的相互作用规律判断通电螺线管的磁极；
（2）通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向和线圈的绕法有关；
（3）通电螺线管磁场强度与线圈中的电流大小和线圈匝数有关；
（4）地球是一个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，小磁针放在地球这个磁体的磁场中，即可指南北。
【解答】解：（1）闭合开关，小磁针的N极指向左侧，因为同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，因此通电螺线管的左端为N极，右端为S极。如图所示：
（2）当把电源的正负极对调，闭合开关，发现小磁针的N、S极也对调了，这说明通电螺线管外部的磁场方向跟螺线管线圈中的电流方向有关；
（3）实验时现象不明显，为了增大磁场强度，可以增加螺线管线圈的匝数；
（4）由于受地磁场的影响，悬挂着的自由转动的小磁针静止后S极总是指向地理南极。
故答案为：（1）见解答图；
（2）螺线管线圈中的电流方向；
（3）增加螺线管线圈的匝数；
（4）地磁场。
【考点3 安培定则及其应用】
【典例3-1】（2023•普陀区二模）如图所示，小磁针处于静止，闭合开关S后小磁针发生大角度偏转的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【分析】（1）用右手握住螺线管，四指弯曲指向线圈中电流方向，大拇指所向方向为螺线管的N极；
（2）同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。
【解答】解：A．由安培定则可知，闭合开关后，通电螺线管的右端是N极，左端是S极，小磁针的N极靠近通电螺线管的S极，小磁针不会发生大角度偏转，故A不符合题意；
B．由安培定则可知，闭合开关后，通电螺线管的左端是N极，右端是S极，小磁针的N极靠近通电螺线管的S极，小磁针不会发生大角度偏转，故B不符合题意；
C．由安培定则可知，闭合开关后，通电螺线管的左端是N极，右端是S极，小磁针的N极靠近通电螺线管的N极，小磁针会发生大角度偏转，故C符合题意；
D．由安培定则可知，闭合开关后，通电螺线管的左端是N极，右端是S极，小磁针的N极靠近通电螺线管的S极，小磁针不会发生大角度偏转，故D不符合题意。
故选：C。
【典例3-2】（2023•锦江区校级模拟）《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”如图甲，司南即指南针，“柢”即握柄是磁体的S极，静止时指向地磁场的 北 （选填“南”或“北”）极。如图乙，通电螺线管周围存在磁场，P点磁场的方向向 左 （选填“左”或“右”）。
【答案】北；左
【分析】（1）转动的磁体静止时，指南的一端叫南极（S极），指北的一端叫北极（N极）。地磁场的北极（N极）在地理的南极附近。
（2）根据安培定则判断通电螺线管磁极；在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，据此判断P点磁场的方向。
【解答】解：“柢”即握柄，是磁体的S极，静止时指向地理的南极，即地磁场的北极（N极）。
图中电流从通电螺线管的左端流入，右端流出，根据安培定则可知，通电螺线管的左端为S极，右端为N极；在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，因此P点磁场的方向向左。
故答案为：北；左。
【典例3-3】（2023•龙港区一模）如图所示，小磁针静止在已通电的电磁铁和条形磁铁之间，请在图中标出：
（1）条形磁铁右端的极性（用“N”或“S”表示）；
（2）磁感线的方向；
（3）小磁针的下端的极性（用“N”或“S”表示）。
【答案】
【分析】根据电流表的使用方法分析电流的方向和电源的正负极，根据安培定则判定电磁铁的磁性；根据磁极间的相互作用规律判定小磁针的磁极和条形磁体的磁性；磁体周围的磁感线是从N极出来回到S极的。
【解答】解：电流表在使用时，电流从电流表的正极线柱流入、负接线柱流出，所以电源的左端为正极、右端为负极，根据安培定则可知，电磁铁的右端为N极、左端为S极；磁体周围的磁感线是从N极出来回到S极的；
根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的上端为S极、下端为N极；电磁铁右端的磁性与条形磁体左侧的磁极相同，所以条形磁体的右端为S极，如图所示：
【变式3-1】（2023•莆田模拟）如图是磁悬浮台灯，灯座通电后，灯泡会悬浮在灯座上方，内部LED灯发光。
下列说法正确的是（ ）
A．发光的LED灯电阻为零
B．灯泡悬浮是利用同名磁极相互排斥的原理
C．通电后电磁铁具有磁性说明磁能生电
D．通电后电磁铁的下端为S极
【答案】B
【分析】（1）半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，具有一定的电阻值；
（2）根据安培定则判定电磁铁的极性；
（3）同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引；
（4）电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，说明电能生磁。
【解答】解：A、LED灯是由半导体材料制成的，具有一定的电阻，而超导体的电阻为0，故A错误；
B、当开关闭合时，电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，灯泡之所以能悬浮，是利用了同名磁极相互排斥的原理，故B正确；
C、通电后电磁铁具有磁性说明电生磁，即电流的磁效应，故C错误；
D、当开关闭合时，电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，故D错误。
故选：B。
【变式3-2】（2023•朝阳区二模）东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。
（1）“柢”即握柄，是磁体的 S （选填“N”或“S”）极。
（2）将司南悬挂在电磁铁正上方，闭合开关，司南静止时的指向如图所示，则电源左端是 负 极（选填“正”或“负”）。
【答案】（1）S；（2）负
【分析】（1）磁极间的作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；
（2）根据电磁铁的磁极，用安培定则判断电源正负极。
【解答】解：（1）“其柢指南”意思是握柄指向南，由此可知，握柄是磁体的S极；
（2）根据磁极间的相互作用知，电磁铁的左端为N极，右端为S极，根据安培定则判断出电源的左端为电源负极。
故答案为：（1）S；（2）负。
【变式3-3】（2023•红山区校级三模）根据通电螺线管的磁感线方向标出电源的正、负极和小磁针的N、S极。
【答案】
【分析】根据磁感线的方向判定螺线管的极性；根据螺线管的极性利用安培定则判定电流的方向，从而判定出电源的正负极；根据磁极间的相互作用规律分析小磁针的磁极。
【解答】解：由图可知，磁感线在磁体的外部是从N极出来回到S极的，则螺线管的右端为N极，左端为S极；
根据安培定则可知，电流是从左端流入，右端流出，则电源左端为正极，右端为负极；
根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的左端为S极、右端为N极，如图所示：
一、选择题。
1．（2022秋•兰山区校级期末）关于磁场和磁感线，下列说法错误的是（ ）
A．地磁场的N极在地理南极附近
B．磁感线是磁体周围真实存在的曲线
C．磁体间的相互作用是通过磁场发生的
D．奥斯特实验证明通电导线周围存在磁场
【答案】B
【分析】（1）地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近；
（2）磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的曲线；
（3）磁场看不见，可以通过它的基本性质来认识它，磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用；
（4）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。
【解答】解：A、地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近，故A正确；
B、磁感线并不是真实存在的，而是人们为了形象描述磁场而假想的曲线，故B错误；
C、磁体的周围存在着磁场，磁体间的相互作用是通过磁场发生的，故C正确；
D、奥斯特实验说明：通电导线周围存在磁场；且磁场方向和电流方向有关。故D正确。
故选：B。
2．（2022秋•泽州县期末）如图所示是奥斯特实验的示意图，以下关于奥斯特实验的分析正确的是（ ）
A．小磁针发生偏转说明通电导线周围存在磁场
B．移去小磁针后，通电导线周围磁场消失
C．断开开关，直导线周围磁场不会立即消失
D．通电导线周围的磁场方向由小磁针的指向决定
【答案】A
【分析】奥斯特电流的磁效应实验是：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，产生的磁场方向与电流的方向有关。
【解答】解：A、通电导线周围有磁场，使小磁针偏转，故A正确；
B、通电导线周围的磁场的有无与小磁针无关，故B错误；
C、断开开关，导线中无电流通过，直导线周围磁场会立即消失，故C错误；
D、通电导线周围的磁场方向与电流方向有关，故D错误；
故选：A。
3．（2023•定远县校级一模）如图所示，下列关于磁现象的分析中，说法正确的是（ ）
A．甲图中，在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板，所观察到的是磁感线
B．乙图中，U形磁铁周围的磁感线在靠近磁极处分布得比较疏
C．丙图中，小磁针S极的受力方向，与通电螺线管在该点的磁感线切线方向相反
D．丁图中，北京地区地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理南极附近
【答案】C
【分析】（1）磁感线并不是真实存在的线，是人们为了研究方便而引进的线；
（2）磁铁的两极磁性强，磁感线密集；
（3）小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁感线的方向；
（4）地理的北极在地磁的南极附近。
【解答】解：A、甲图中，在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板，所观察到的是铁屑的排列方向，故A错误；
B、乙图中，U形磁铁周围的磁感线在靠近磁极处分布的比较密，故B错误；
C、丙图中，小磁针N极的受力方向，与通电螺线管在该点的磁感线切线方向相同，所以S极的受力方向与通电螺线管在该点的磁感线切线方向相反，故C正确；
D、丁图中，北京地区地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理北极附近，故D错误。
故选：C。
4．（2023•鼎城区一模）如图所示是一根锰铜丝制成的软质弹簧，B是水银槽，槽内盛有水银，A的上端通过接线柱与电源相连，A的下端恰好与水银表面接触，开关S闭合后发生的现象是（ ）
A．弹簧伸长变大，灯持续发光
B．弹簧缩短，灯熄灭
C．弹簧上下振动，灯忽亮忽灭
D．弹簧静止不动，灯持续发光
【答案】C
【分析】这个软弹簧就相当于螺线管，当闭合开关时，螺线管的每相邻的两匝线圈的磁极刚好相反，即N极对S极，此时两磁极会互相吸引，由锰铜丝构成的螺线管会收缩而变短；电路断路；灯泡熄灭；磁性消失后弹簧又恢复原状。
【解答】解：开关闭合后电路接通，灯泡发光；由锰铜丝构成的螺线管两磁极会互相吸引，弹簧会收缩而变短；变短后电路断路；灯泡熄灭；依此规律反复，弹簧上下振动，灯泡灯忽亮忽灭。
故选：C。
5．（2023•桂阳县二模）如图所示，电磁铁左侧的C为条形磁铁，右侧的D为软铁棒，A是电源的正极。下列判断中正确的是（ ）
A．C、D都被吸引B．C、D都被排斥
C．C被吸引，D被排斥D．C被排斥，D被吸引
【答案】D
【分析】根据电源正负极，结合线圈绕向，利用安培定则可以确定电磁铁的N、S极；同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引；电磁铁能吸引软铁棒。
【解答】解：若A端为正极，则电流从螺线管的左端流入，右端流出，结合线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管的左端为S极，右端为N极；
电磁铁的S极与条形磁体C的S极靠近，则C被排斥；
电磁铁能吸引软铁棒，故D被吸引。
故选：D。
6．（2023•增城区一模）放在通电螺线管周围的小磁针静止时如图，三个小磁针的S极和一个小磁针的N极被涂黑，则N极被涂黑的小磁针是（ ）
A．甲B．乙C．丙D．丁
【答案】B
【分析】根据安培定则判断通电螺线管左端为N极，根据磁极间的相互作用确定小磁针的N、S极。
【解答】解：根据安培定则判断两个通电螺线管左端都为N极，右端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，甲、乙、丙的S极都被通电螺线管的左端吸引，这说明小磁针甲的左端为N极，右端为S极（涂成黑），乙、丙的左端为S极（乙的N极涂成黑、丙的S极涂成黑），右端为N极，丁的左端被通电螺线管的右端吸引，这说明丁的左端为N极、右端为S极（涂成黑），故B正确。
故选：B。
7．（2023•宾阳县一模）如图所示是磁现象的四幅示意图，其中磁感线方向或小磁针静止时南北极的指向正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【分析】磁体周围的磁感线从N极出发回到S极；根据安培定则判定通电螺线管的极性，从而可知其周围磁感线的方向。
【解答】解：AC、在磁体的外部，磁感线从N极出发回到S极，故A正确，C错误；
B、由图知，电流从螺线管的左端流入、右端流出，根据安培定则可知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极，而磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，因此图中磁体周围磁感线的方向错误，故B错误；
D、由图知，电流从螺线管的左端流入、右端流出，根据安培定则可知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极，因此图中通电螺线管的磁极标错，故D错误。
故选：A。
8．（2023•东丽区二模）如图所示的四幅图中描述及相关作图正确的是（ ）
A．图（1）中，斜面上物体所受重力和支持力的示意图
B．图（2）中，l为杠杆所受拉力F的力臂
C．图（3）中，通过凸透镜的光线
D．图（4）中，通电螺线管的磁极
【答案】B
【分析】（1）支持力垂直于接触面；
（2）从支点O向力的作用线作垂线，在垂足处画出直角，从支点到垂足的距离就是力臂；
（3）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点；
（4）根据安培定则可知螺线管的磁极。
【解答】解：A．支持力应该是垂直于斜面向上，故A错误；
B．支点到拉力作用线的距离为拉力F的力臂，故B正确；
C．平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，故C错误；
D．电流从电源正极出发，从螺线管上端流向下端，根据安培定则可知，螺线管下端为N极，故D错误。
故选：B。
9．（2023•济南二模）（多选）如图所示为初中物理学习中的一些实验。关于这些实验的说法，正确的是（ ）
A．图甲：利用线制做的“土电话”能够进行通话，说明声音可以在固体中传播
B．图乙：伽利略的理想实验，提出运动物体不受力，运动状态就不改变的观点
C．图丙：迅速压下活塞后硝化棉就燃烧，说明摩擦生热改变了筒内空气的内能
D．图丁：开关闭合后绕着导线的铁钉能吸引起大头针，说明电流周围存在磁场
【答案】ABD
【分析】（1）声音的传播是需要介质的，它既可以在气体中传播，也可以在固体和液体中传播，但不能在真空中传播；
（2）根据物理学史回答；
（3）做功可以使内能与机械能之间进行转化；对物体做功，物体内能会增加；物体对外做功，物体内能会减少。
（4）通电导线周围有磁场，根据吸引大头针多少判断磁性强弱。
【解答】解：A、“土电话”利用连接两个圆纸盒的棉线作为传播声音的介质，将说话的同学发出的声音通过棉线振动传播到另一个同学的耳朵里，这是利用声音可以在固体中传播的原理制成的，故A正确；
B、伽利略的理想实验，提出运动物体不受力，运动状态就不改变的观点，即物体的运动不需要力来维持，故B正确；
C、向下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，使气体的内能增加，温度升高，当温度升高达到棉花的着火点时，筒内棉花燃烧起来，不是摩擦生热。故C错误；
D、开关闭合后绕着导线的铁钉能吸引起大头针，说明电流周围存在磁场，故D正确。
故选：ABD。
10．（2023•莱西市一模）（多选）下列关于电和磁的知识，正确的是（ ）
A．磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
B．电路两端有电压，电路中不一定有电流
C．导体电阻与导体两端的电压成正比，与流经导体的电流成反比
D．导体中的自由电子定向移动时一定产生磁场
【答案】BD
【分析】（1）磁场是有方向的，人们规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向；
（2）电路中有电流的条件：有电源、电路是通路；
（3）电阻是导体自身的一种属性，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关；
（4）通电导体周围存在磁场，这是电流的磁效应。
【解答】解：A、磁场中某点的磁场方向是一定的，可以由放在该点的小磁针来判断，但不是由小磁针决定的，故A错误；
B、电路两端有电压，若不是闭合回路，电路中不一定有电流，故B正确；
C、电阻是导体自身的一种属性，只取决于导体的材料、长度、横截面积和温度，与加在导体两端的电压和流过导体的电流无关，故C错误；
D、导体中的自由电子在定向移动时，导体中有电流，因为通电导体周围存在磁场，所以导体中的自由电子在定向移动时一定产生磁场，故D正确。
故选：BD。
二、填空题。
11．（2023•奉贤区二模）如图所示，是“奥斯特实验”的实物图。闭合开关，甲、乙小磁针都发生偏转，此现象表明： 力 可以改变物体的运动状态；以通电直导线为参照物，小磁针N极是 运动 的（选填“运动”或“静止”）；小磁针甲、乙偏转的方向不一致，表明：力的 方向 会影响力的作用效果。
【答案】力；运动；方向。
【分析】（1）力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态；
（2）物体的运动与静止是相对于参照物而言的，相对于参照物，位置发生了改变则运动了，没有改变则处于静止状态；
（3）力的作用效果与力的大小、方向和作用点有关。
【解答】解：（1）通电导体周围存在着磁场，小磁针在这个磁场中会受到力的作用，原来静止的小磁针发生了偏转，说明力可以改变物体的运动状态；
（2）小磁针N极相对通电直导线有位置的变化，所以以通电直导线为参照物，小磁针N极是运动的；
（3）由图可知，甲、乙两个小磁针在磁场中的位置不同，受到的磁场力的方向不同，所以偏转方向不同，这表明：力的方向会影响力的作用效果。
故答案为：力；运动；方向。
12．（2023•翼城县一模）如图所示，物理学家罗兰曾经做过一个实验，在圆形橡胶盘上注入某种电荷，当橡胶盘沿中心轴高速旋转时，圆盘上方原来静止的小磁针转动了。请你推断橡胶盘高速旋转时电荷有没有受到小磁针力的作用： 有 （选填“有”或“没有”），你推断的依据是 由于力的作用是相互的，电流产生的磁场对小磁针产生力的作用的同时，小磁针对高速旋转时的电荷也有力的作用 。
【答案】有；由于力的作用是相互的，电流产生的磁场对小磁针产生力的作用的同时，小磁针对高速旋转时的电荷也有力的作用。
【分析】电荷的定向移动形成电流，电流的周围存在磁场；磁场对放入其中的磁体有力的作用；物体间力的作用是相互的。
【解答】解：当橡胶盘沿中心轴高速旋转时，橡胶盘上注入的某种电荷沿一定方向运动，所以会形成电流；由奥斯特实验知，电流周围存在磁场，所以小磁针在电流周围磁场的作用下转动；
由于力的作用是相互的，电流产生的磁场对小磁针产生力的作用的同时，小磁针对高速旋转时的电荷也有力的作用。
故答案为：有；由于力的作用是相互的，电流产生的磁场对小磁针产生力的作用的同时，小磁针对高速旋转时的电荷也有力的作用。
13．（2022•石景山区一模）（1）如图表示的是近视眼成因的光路图，近视眼可佩戴用 凹 透镜制作的眼镜进行矫正（选填：“凹”或“凸”）。
（2）如图所示，在通电螺线管的左端放一个小磁针，当改变螺线管中电流的方向时，小磁针的N极指向会改变，说明通电螺线管的磁场方向与 电流 的方向有关。
【答案】（1）凹；（2）电流
【分析】（1）远视眼的晶状体较薄，会聚能力较弱，看近处的物体时，将像成在视网膜的后面，需要佩戴对光具有会聚作用的凸透镜进行矫正；近视眼能看清近处的物体，不能看清远处的物体，近视眼的晶状体太厚，使像成在视网膜的前方，要戴一个凹透镜来矫正；
（2）通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。
【解答】解：（1）由图1可知，像成在了视网膜的前方，为近视眼的成像原理图，为了使像成在视网膜上，需要佩戴对光线具有发散作用的凹透镜矫正；
（2）当改变螺线管中电流的方向时，小磁针的N极指向会改变，这说明通电螺线管周围的磁场的方向发生了变化，所以通电螺线管的磁场方向与电流的方向有关。
故答案为：（1）凹；（2）电流。
14．（2021秋•兴隆县期末）某同学用如图所示的装置研究通电螺线管外部的磁场。
（1）闭合开关后，螺线管A端的磁极为 N 极
（2）小磁针静止后其右端为 S 极
（3）当电源的正负极对调后再闭合开关，发现小磁针的N极、S极的指向也对调，由此可知通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中 电流 的方向有关。
【答案】（1）N；（2）S；（3）电流
【分析】（1）根据右手螺旋定则判定螺线管的极性；
（2）利用磁极间的相互作用判定小磁针的极性；
（3）通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向和线圈的绕法有关。
【解答】解：
（1）根据电源的正负极可知，螺线管中电流的方向是从左侧流入，右侧流出，根据安培定则可知，A端为N极，B端为S极；
（2）根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的右端为S极；
（3）当电源的正负极对调后再闭合开关，电流的方向发生了改变，发现小磁针的N极、S极的指向也对调，由此可知通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中电流的方向有关。
故答案为：（1）N；（2）S；（3）电流。
15．（2023•鼓楼区校级三模）如图甲所示是某同学设计的模拟电路，可在潮湿的阴雨天开启警示灯，警示灯能随湿度变化而自动调整亮度。闭合开关，线圈的上端为 N 极。R1、R2是两种不同的湿敏电阻，阻值的大小随湿度的变化如图乙所示，模拟电路的湿敏电阻应选择 R2 。
【答案】N；R2
【分析】根据安培定则分析线圈的磁性；根据图像判断出R1和R2与湿度的关系；根据实际需要，当空气潮湿，警示灯变亮，说明电路中的湿敏电阻被短路，即电磁铁的磁性增强，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，根据图像选出合适的电阻。
【解答】解：根据图示可知，闭合开关后，电流从线圈的下端流入、上端流出，根据安培定则可知，线圈的上端为N极；
由图甲知：R1的电阻随湿度的增加而增加，R2的电阻随湿度的增加而减小；
根据实际需要，当空气潮湿，警示灯变亮，说明电路中的湿敏电阻被短路，即电磁铁的磁性增强，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R2符合要求。
故答案为：N；R2。
16．（2023•振兴区校级一模）巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场的磁性增强时急剧减小的现象，如图所示，GMR是巨磁电阻，闭合S1、S2并使滑片P向左滑动，则小灯泡 不变 （选填“变亮”、“不变”或“变暗”）。图中电磁铁右端为 N （选填“S”或“N”）极。
【答案】不变；N。
【分析】由左图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，进一步根据影响电磁铁磁场的因素可知其磁场变化，据此可知右图巨磁电阻的阻值变化；由右图可知，巨磁电阻和灯泡并联，互不影响，由此可知灯泡实际功率的变化，进一步判断亮暗的变化。
根据安培定则判断电磁铁的磁极。
【解答】解：由左图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻变小，由I＝可知，左侧电路中的电流变大，电流表示数变大；因电磁铁磁性的强弱与线圈匝数和通过的电流有关，且匝数不变，通过的电流越大，磁性越强，所以，此时电磁铁的磁性变强，巨磁电阻阻值变小；由右图可知，巨磁电阻和灯泡并联，二者互不影响，小灯泡两端的电压及自身电阻不变，因此小灯泡的实际功率不变，亮度不变；
图中电流从电磁铁的左端流入，右端流出，根据安培定则可知，图中电磁铁右端为N极。
故答案为：不变；N。
三、作图题。
17．（2023•文圣区三模）如图甲是桌面摆件悬空灯泡，图乙是其结构图。小磁针靠近底座静止时如图所示。请在图中标出：
（1）灯泡底部的磁极（用“N”或“S”表示）；
（2）电磁铁电源上方的极性（用“+”或“﹣”表示）；
（3）磁感线的方向。
【答案】
【分析】（1）根据磁极间的相互作用规律确定通电螺线管的磁极。
（2）根据安培定则确定电源的正负极。
（3）根据磁体周围的磁感线总是从N极发出，回到S极。
【解答】解：（1）根据磁极间的相互作用规律，异名磁极相互吸引，通电螺线管的的下端是N极，上端是S极。所以灯泡的底端也是S极。
（2）根据安培定则，电源的上端是负极，下端是正极。
（3）磁体周围的磁感线从N极发出，回到S极，如图所示：
。
18．（2023•顺城区三模）如图所示的电路，闭合开关，小磁针静止在图中位置时，右端所指的方向为该点的磁场方向，请在括号中标出：
（1）电源右侧“+”或“﹣”极；
（2）左侧电磁铁上端“N”或“S”极；
（3）电流表上端“+”或“﹣”接线柱。
【答案】
【分析】根据小磁针的指向分析磁场的方向，根据安培定则分析电路中电流的方向；根据电流表的连接方法判定其正负接线柱。
【解答】解：根据题意可知，小磁针静止在图中位置时，右端所指的方向为该点的磁场方向，所以小磁针的右端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，左侧电磁铁上端为N极；根据安培定则可知，电流从左侧电磁铁的上端流入、下端流出，所以电源的右端为正极；电流从电流表的正极线柱流入，从负接线柱流出，所以电流表上端为负接线柱，如图所示：
四、实验探究题。
19．（2023•昌平区二模）某同学利用如图所示装置进行了一系列实验，闭合开关前、小磁针的指向如图甲所示；闭合开关后、小磁针的转情况如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验、闭合开关后、小磁针的偏转如图丙中箭头所示。
（1）由甲、乙两图所示实验可得电流可以产生 磁场 。
（2）由乙、丙两图所示实验可得电流产生的磁场的方向与电流的 方向 有关。
【答案】（1）磁场；（2）方向。
【分析】通电导线周围存在磁场，磁场方向与电流方向有关。
【解答】解：（1）甲图开关断开，电路中没有电流，小磁针不发生偏转，乙图开关闭合，电路中有电流，小磁针发生偏转，甲、乙两图说明电流可以产生磁场；
（2）乙、丙两图中，电流大小相同，电流的方向不同，小磁针的偏转方向不同，说明通电导体周围的磁场方向与导体中的电流方向有关。
故答案为：（1）磁场；（2）方向。
五、解答题。
20．（2023•尉氏县三模）为了节约用水，很多地方建有雨水蓄水池，下雨时，雨水通过专用管道流入蓄水池，未蓄满水时灯泡发光，当达到警戒水位时，控制电路中电流为60mA，衔铁刚好被吸合，工作电路会启动排水泵，将水排出，保证蓄水池的安全。图甲是蓄水池水位监测及排水电路的简化示意图。已知控制电路的电源电压保持3V不变，电阻R是定值电阻，线圈阻值忽略不计，压敏电阻RF装在蓄水池底部的压力传感器中，其阻值与蓄水池内水位的关系如图乙所示。
（1）通电后，螺线管上端为 S （选填“N”或“S”）极。
（2）当蓄水池中未蓄水时，电流表的示数为40mA，求R的阻值。
（3）达到警戒水位时，水对蓄水池底部的压强是多大？（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）
（4）要想增大蓄水池的警戒水位，控制电路应换用阻值更 大 （选填“大”或“小”）的定值电阻。
【答案】（1）S；（2）R的阻值为45Ω；（3）达到警戒水位时，水对蓄水池底部的压强是2×104Pa；（4）大
【分析】（1）根据安培定则来判断通电螺线管的磁极。
（2）根据欧姆定律来计算R的阻值。
（3）根据欧姆定律、压敏电阻的阻值和液体的压强公式进行计算。
（4）根据欧姆定律进行分析。
【解答】解：（1）根据安培定则，通电后，螺线管上端为S极。
（2）当蓄水池中未蓄水时，电流表的示数为40mA，此时控制电路中的总电阻为：，
此时压敏电阻的阻值为RF＝30Ω；所以R＝R总﹣RF＝75Ω﹣30Ω＝45Ω；
（3）达到警戒水位时，控制电路中电流为60mA，此时的压敏电阻的阻值为：；
根据图乙可知：此时蓄水池中水的深度为：h＝2m，所以水对蓄水池底部的压强是：
。
（4）要想增大蓄水池的警戒水位，此时压敏电阻的阻值变小，保证启动电流不变，此时应该换用阻值更大的定值电阻。
答：（1）S；（2）R的阻值为45Ω；（3）达到警戒水位时，水对蓄水池底部的压强是2×104Pa；（4）大。