模块三 实验 专题41 探究通电螺线管外部磁场的方向（解析版）

1 （2024 广西）如图所示，在探究通电螺线管外部磁场分布的实验中，闭合开关后，通电螺线管的 上端为______ 极，将滑动变阻器的滑片向左移，铁钉吸起大头针的数量更______ （选填“多”或 “少”）。 【答】 多 【解析】电流由上方流入螺线管，则由安培定则可知螺线管上端为 极。 将滑动变阻器的滑片向左移，变阻器阻值变小，电流变大，则螺线管磁性增强，吸起大头针的数量 更多。 2 （2024 甘肃临夏）在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中，在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满 铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需 ___________纸板，观察到铁屑排列成如图所示的形状。 可见，通电螺线管外部磁场与 ___________磁体的磁场相似。 【答】 轻敲 条形 【解析】在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中，在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电 后铁屑会被磁化，但由于其与纸板的摩擦力太大，不能自己运动，因此实验中可以轻敲纸板减小铁 屑与纸板的摩擦，使铁屑在磁场的作用力下有规律地排列；由图中铁屑排列形状可知，通电螺线管 外部磁场与条形磁体相似。 3 （2024 安徽省）图甲为小明同学用铜导线穿过硬纸板绕制而成的螺线管。他先在水平放置的硬 纸板上均匀地撒满铁屑，然后在螺线管中通以图乙所示的电流，轻敲纸板，观察到铁屑的排列情况 【好题汇编】2024 年中考物理真题分类汇编（全国通 用） 模块三 课标规定的9 个测量和12 个探究实验真题 如图丙所示。 （1）由图丙中的铁屑排列情况可以得出：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； （2）若将一小磁针放置在图丙中通电螺线管右端轴线上的处，则小磁针静止时极的指向水平向____ __（选填“左”或“右”）。 【答】 （1）条形 （2）左 【解析】（1）由丙图中，利用铁屑可以形象地显示磁场的情况，分析可知，通电螺线管外部的磁场 与条形磁体的磁场相似。 （2）根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向为螺线管的极，因此螺 线管的左端为极，右端为S 极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的极指向 左。 4 （2024 长春市）在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中： （1）如图所示，闭合开关，通电螺线管的右端为________极，小磁针的左端为________极； （2）对调电源正、负极，小磁针极指向与（1）中相反，这表明，通电螺线管外部的磁场方向与___ _____的方向有关； （3）在螺线管中插入一根铁棒，可使通电螺线管的磁性________。 【答】 （1） S （2）电流 （3）增强 【解析】（1）闭合开关，电流从螺线管的右端流入，由右手定则得，通电螺线管的右端为极。 由异名磁极相吸引得，小磁针的左端为S 极。 （2）小磁针的极指向表示磁场方向，对调电源正、负极，电流的方向改变，小磁针与（1）中相反， 说明磁场方向改变，通电螺线管外部的磁场方向与电流的方向有关。 （3）研究发现，在螺线管中插入一根铁棒，铁棒被磁化，可使通电螺线管的磁性增强。 5（2024 海南模拟）小明同学在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验时，实验装置如图所示． （1）闭合开关后，螺线管周围小磁针的指向如图所示，小明根据螺线管右端小磁针的指 向判断出螺线管的右端为极，则可知电源的端为________极； （2）当电源的正负极方向对换时，小磁针的北极指向也对换，由此可知：通电螺线管的 外部磁场方向与螺线管中导线的________有关． 【答】（1）正；（2）电流 【解析】（1）根据磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知，通电螺 线管的右端为为极，根据右手螺旋定则可判断出，电流从螺线管的右端流入，左端流出，所以电源 的端为电源的正极；（2）当电源的正负极方向对换时，小磁针的北极指向也对换，由此可知：通 电螺线管的外部磁场方向与螺线管中导线的电流有关． 6．（2024 河北模拟）如图所示，用甲装置探究通电螺线管外部的磁场分布，用乙装置探究电磁铁 磁性强弱跟哪些因素有关。下列说法正确的是（ ） ．通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似 B．改变通电螺线管中电流方向，小磁针极指向不变 ．匝数一定时，通入的电流越小，电磁铁的磁性越强 D．电流一定时，减少铁钉上线圈的匝数，电磁铁的磁性强弱不变 【答】 【解析】．通过实验发现，通电螺线管周围小铁屑的排列顺序与条形磁体的磁感线分布类似，因此 通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，故正确； B．改变通电螺线管中电流方向，螺线管的磁场方向发生改变，小磁针极指向与原先相反，故B 错 误； ．匝数一定时，通入的电流越小，电磁铁的磁性越弱，吸引直别针的个数越少，故错误； D．电流一定时，减少铁钉上线圈的匝数，电磁铁的磁性变弱，吸引直别针的个数变少，故D 错误。 故选。 7．（2024 四川成都模拟）下图是小聪和小明同学探究“通电螺线管的磁场方向”实验示意图。实 验时，在小圆位置放置小磁针，闭合开关，画出不同位置小磁针静止时极的指向；对调电源正负极， 重复上述操作。下列说法不正确的是（ ） ．小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向 B．闭合开关，放置在、b 处的小磁针静止时极指向相同 ．对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向改变 D．通过实验可总结出通电螺线管的磁极性和电流方向的关系 【答】B 【解析】．通电螺线管周围存在磁场，小磁针静止时极的指向即为通电螺线管周围某一点的磁场方 向，故正确，不符合题意； B．闭合开关，通电螺线管周围存的磁场与条形磁铁相似，通电螺线管周围某一点磁场的方向即这 点磁感线的切线方向，也就是小磁针静止时极指向，故放置在、b 处的小磁针静止时极指向不相同， 故B 错误，符合题意； ．电流周围的磁场方向与电流方向有关。对调电源正负极，闭合开关，通过通电螺线管的电流方向 改变，则通电螺线管的磁场方向改变，故正确，不符合题意； D．因磁感线都是从Ｎ极发出，回到S 极的，根据实验操作过程，总结小磁针的指向，可总结出通 电螺线管的磁极性和电流方向的关系，故D 正确，不符合题意。故选B。 8．（2024 云南模拟）某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。 （1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲 玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与 磁体周围铁屑的分布情况相 似，铁屑的作用是显示 ； （2）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时极所指方向如图乙所示，则通电螺线 管的右端为 极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时极所指方向如图丙所示，说明通 电螺线管的极性与 的方向有关。 【答】 （1）条形 电螺线管周围的磁场分布 （2） 电流 【解析】（1）由图可知，螺线管通电后外部铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。 铁屑在磁场容易被磁化，故可以用铁屑来显示通电螺线管周围的磁场分布。 （2）由图乙知，根据小磁针的指向可知，螺线管的右端为极，左端为S 极。 将电源正、负极对调，小发现小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管极性与电流方向有关。 9 （2024 河南模拟）在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中： （1）在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需轻敲纸板，观察 到铁屑排列成图所示的形状。可见，通电螺线管外部磁场与___________磁体的磁场相似； （2）用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标、S 极，请写出一种判断小磁针、S 极的做法：_ __________； （3）对调螺线管所接电源正、负极，周围小磁针的指向也随之对调，说明通电螺线管的极性与螺线 管中电流的___________有关。 【答】 （1）条形 （2）见解析（3）方向 【解析】（1）通过实验，画出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。 （2）在地磁场的作用下，小磁针静止时，指向北方的一端即为磁体的极，另外一端即为S 极。 （3）如果改变螺线管中的电流方向，发现小磁针的指向对调，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。 10 （2024 吉林长春模拟）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，小磁针均指南北，说明地球周围存在___________； （2）开关闭合后，小磁针的指向如图所示，可知：通电螺线管的左端为___________极，电源的左 端为___________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____ _______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___________。（写出一条即可） 【答】（1）磁场 （2）北 负 （3）电流 （4） 增加线圈匝数 【解析】（1）地球是一个巨大的磁体，其周围存在磁场，所以指南针静止时可以指南北是受到了地 磁场的作用。 （2）已知小磁针左端为极，根据磁极间的相互作用可知，螺线管的左端为极，伸出右手握住螺线管， 四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即为通电螺线管的极，因此电源的右端为正极，左端 是负极。 （3）改变电源的 正负极后，螺线管中的电流方向发生了改变，小磁针的极指向与原来相反，说明磁 场的方向相反，由此可以确定，通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。 （4）想增强通电螺线管的磁场，可以增大螺线管中的电流、增加线圈匝数。