20.2 电生磁（专题训练）【四大题型】（解析版）

202 电生磁（专题训练）【四大题型】 【题型1 电流的磁效应】.........................................................................................................................................1 【题型2 通电螺线管的磁场】.................................................................................................................................6 【题型3 探究通电螺线管外部的磁场分布】.......................................................................................................12 【题型4 安培定则】............................................................................................................................................... 17 【题型1 电流的磁效应】 1．（2022 秋•潍城区期末）据物理学史记载，最先发现通电导线周围存在磁场的科学家是 （ ） ．安培 B．欧姆 ．伏特 D．奥斯特 【答】D 【分析】丹麦的物理学家奥斯特做的著名的奥斯特实验证实了：通电导线周围存在磁场。 【解答】解：、安培总结了安培定则，故不合题意； B、欧姆发现了欧姆定律，故B 不合题意； 、伏特发明了“伏打电池”，故不合题意； D、奥斯特首先发现通电导线周围存在磁场，故D 符合题意。 故选：D。 2．（2023•防城区模拟）如图所示是奥斯特实验的示意图，关于该实验下列说法正确的是 （ ） ．将小磁针移走，磁场仍存在 B．该实验说明“通电导体在磁场中受到力的作用” ．根据该原理制成发电机 D．改变电流方向，小磁针的偏转方向不变 【答】 【分析】（1）（2）奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场，通过小磁针显示磁场的方 向。 （3）发电机的原理是电磁感应； （4）电流周围的磁场方向与电流方向有关。 【解答】解：B．奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场，通过小磁针显示磁场的方向， 将小磁针移走，磁场仍存在，故正确，B 错误； ．该实验是电生磁，而发电机的电磁感应，是磁生电，故错误； D．改变电流方向，磁场方向改变，小磁针的偏转方向改变，故D 错误。 故选：。 3．（2023•青羊区校级模拟）如图是家庭电路的一部分，下列说法正确的是（ ） ．空气开关内电磁铁利用了电流的热效应工作 B．白炽灯丝由电阻率小、熔点高的超导材料制成 ．螺丝口灯座的丝口应该接火线，才能满足电压为220V D．大功率用电器应使用三孔插座 【答】D 【分析】（1）电流的周围存在磁场； （2）灯丝发光时的温度较高； （3）为了保证用电安全，螺丝口灯座的螺丝套应接在零线上； （4）为防止因用电器漏电使其金属外壳带电而发生触电事故，一般用电器的金属外壳 接地。 【解答】解： 、空气开关内电磁继电器利用了电流的磁效应工作的，故错误； B、白炽灯使用时电能转化为内能和光能，灯丝温度会很高，所以选择熔点高、电阻率 大的的钨制作，故B 错误； 、螺丝口灯座的螺丝套应接在零线上，故错误； D、为了防止因漏电而发生触电事故，大功率用电器应使用三孔插座，外壳一定要接地， 故D 正确。 故选：D。 4．（2023•东方校级模拟）下列说法不正确的是（ ） ．船闸利用大气压强的原理工作 B．电铃的工作原理是电流的磁效应 ．大型客机升力的形成利用流体在流速大的地方压强小的原理 D．潜水艇通过改变水舱中水的重力实现沉与浮 【答】 【分析】（1）上面开口、底部相连通的容器都称为连通器； （2）电铃的主要部件是电磁铁，电磁铁通电后具有磁性，这是电流的磁效应，是丹麦 物理学家奥斯特发现的； （3）流体流速越大的位置，压强越小； （4）潜水艇是靠改变自身重力来实现浮沉的。 【解答】解：、船闸底部相通、上端开口，是利用了连通器，故错误； B、电铃的主要部件是电磁铁，电磁铁通电后具有磁性，这是电流的磁效应，故B 正确； 、大型客机的机翼上凸下平，可产生向上的升力，利用了流体在流速大的地方压强小， 流速小的地方压强大的原理，故正确； D、潜水艇通过改变水舱中水的重力，从而改变自身的重力来实现沉与浮，故D 正确。 故选：。 5．（2023•泰安）关于下列四幅图的说法中（ ） ①如图甲，向下压活塞使筒内的硝化棉燃烧，说明压缩空气做功，空气的内能增加 ②如图乙，从纸条上方吹气使纸条飘起来，说明气体流速大的位置压强小 ③如图丙，奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场 ④如图丁，古人用桔槔提水既省力又省功 ．只有②③正确 B．只有①④正确 ．只有②③④正确 D．只有①②③正确 【答】D 【分析】（1）改变内能的方式有做功和热传递； （2）流体中流速越快的位置，压强越小； （3）通电导体周围存在磁场； （4）使用任何机械都不能省功。 【解答】解：①如图甲，向下压活塞使筒内的硝化棉燃烧，说明压缩空气做功，空气 的内能增加，温度升高，达到硝化棉的着火点，故①正确； ②如图乙，从纸条上方吹气上方的空气流速快，使纸条飘起来，上方的压强小于大气压， 说明气体流速大的位置压强小，故②正确； ③如图丙，通电小磁针转动，奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场，故③正确； ④任何机械都不能省功，如图丁，古人用桔槔提水可以省力但不能省功，故④错误。 综上所述，只有①②③正确。 故选：D。 6．（2023•武进区校级模拟）奥斯特实验装置如图所示，下列操作及判断正确的是（ ） ．将直导线与小磁针垂直放置，通电后实验效果最好 B．移去小磁针，通电直导线周围不会存在磁场 ．将小磁针移至直导线上方，通电后小磁针不会偏转 D．改变通电直导线中的电流方向，小磁针的偏转方向将发生改变 【答】D 【分析】（1）根据奥斯特实验装置的要求分析解答； （2）磁场看不见摸不着，可以通过它对其它物体的作用来认识，即能使小磁针发生偏 转； （3）电流产生磁场的方向与电流的方向有关。 【解答】解： 、为了避免地磁场对该实验的影响，实验中导线与小磁针平行放置效果最好，故错误； B、奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场，小磁针受到磁场的作用发生偏转，将小磁 针移走，磁场仍然存在，不因小磁针的消失而消失，故B 错误； 、将小磁针移至直导线上方，通电后小磁针会发生偏转，故错误； D、改变导线中的电流方向，通电导线周围的磁场方向改变，小磁针的偏转方向也会改 变，故D 正确。 故选：D。 7．（2023•吉安模拟）科学家的每次重大发现，都有力地推动了人类文明的进程。1820 年 丹麦物理学家 奥斯特 发现通电导体周围存在 磁场 ，揭示了电和磁之间的联系。 【答】奥斯特；磁场。 【分析】奥斯特发现了电能生磁。即通电导线周围有磁场，且通电导体周围的磁场取决 于电流的方向，这就是电流的磁效应。 【解答】解：据课本知识可知，1820 年，丹麦的物理学家奥斯特发现了通电导体周围存 在磁场，第一个揭示了电和磁之间的联系，且通电导体周围的磁场取决于电流的方向， 这就是电流的磁效应。 故答为：奥斯特；磁场。 8．（2023•河南模拟）司南是我国早期的指南针，如图所示，《论衡》中记载：“司南之 杓，投之于地，其柢指南”。“柢”是磁体的 S （选填“”或“S”）极。丹麦物理 学家 奥斯特 证实电流的周围存在着磁场，是世界上第一个发现了电与磁之间联系 的人。 【答】S；奥斯特 【分析】（1）司南指示南北是因为受到地磁场的作用。 （2）奥斯特实验证实了通电导体的周围存在磁场。 【解答】解：《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。“柢”是磁体的 S 极。丹麦物理学家奥斯特证实电流的周围存在着磁场，是世界上第一个发现了电与磁 之间联系的人。 故答为：S；奥斯特。 9．（2023•广东）如图所示，桌面上有一枚转动灵活的小磁针，静止时，小磁针 S 极 指南。当导线与电池触接时，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在 磁场 ；断 开电路，小磁针 会 （选填“会”或“不会”）回到原来位置。 【答】S；磁场；会。 【分析】（1）地磁场的方向是从地理的南极（地磁的北极）出发回到地理的北极（地 磁的南极），磁极间的作用规律：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引； （2）1820 年丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电流周围存在磁场，即电流的磁效应； （3）断开电路，电路中无电流，小磁针仍指示南北。 【解答】解：地理的南方是地磁的北极，根据异名磁极互相吸引的规律，静止时，小磁 针的S 极指南； 在实验中，当直导线接触电池通电时，可以看到小磁针发生偏转，即小磁针受到磁场力 的作用，说明通电导线周围存在磁场； 断开电路，电路中无电流，小磁针在地磁场作用下回到原来的位置，且磁针静止时，其 S 极将指向地理南极附近。 故答为：S；磁场；会。 【题型2 通电螺线管的磁场】 10．（2023•郴州模拟）下列说法中正确的是（ ） ．磁感线是磁场中实际存在的曲线 B．磁极间的相互作用规律是：同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥 ．磁体上磁性最强的部分叫磁极 D．通电螺线管外部的磁场与蹄形磁体的磁场相似 【答】 【分析】（1）根据理想模型方法的思路进行分析，即为了人们可以形象直观的认识磁 场，科学家通过想象引入了磁感线； （2）利用磁极间的相互作用规律来分析判断； （3）利用磁极的定义来分析判断； （4）通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 【解答】解：．磁感线是科学家为了形象、直观的研究磁场，是通过想象而描绘出来的， 所以不是真实存在的，故错误； B．磁极间的相互作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故B 错误； ．磁体上磁性最强的部分叫做磁极，每个磁体有两个磁极，故正确； D．通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，故D 错误。 故选：。 11．（2023•岳阳一模）如图所示，电和磁存在着许多相似的地方，曾激发人们探索电和磁 之间的联系，下列关于各图的描述错误的是（ ） ． 电池有“+”、“﹣”两极，磁铁有、S 两极 B． 同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥； 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 ． 通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似 D． 电源外部，电流总是从电源的正极流向负 极；磁体外部，磁感线总是从磁体的北极指向南极 【答】B 【分析】（1）电池有正、负极，磁体有两极：极和S 极； （2）同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引；同名磁极相互排斥，异名磁极互相吸引； （3）通电螺线管的外部磁场和条形磁体的外部磁场相类似，也是具有规律的； （4）在电源外部，电流从正极流向负极；磁体外部的磁感线是从极出来回到S 极的。 【解答】解：、电荷有正、负两种电荷，电池有正、负两极，磁体只有南、北两极，故 正确； B、电荷间的相互作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故B 错误； 、通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似，都是两极磁性强，中间弱，磁体外部 的磁感线都是从极出发，回到S 极，故正确； D、在电源外部，电流总是从电源的正极流经用电器，流向负极；磁体外部，磁感线总 是从磁体的北极指向南极，故D 正确。 故选：B。 12．（2023•杨浦区三模）如图所示，通电螺线管周围有四个小磁针E、F、P、Q（图中涂 黑端为小磁针的极），当小磁针静止时极所指方向正确的是（ ） ．E B．F ．P D．Q 【答】 【分析】首先根据电源的正负极判定电流方向，由电流方向根据安培定则（用右手握住 螺线管，让四指弯曲的方向与螺线管中的电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电 螺线管的极）判断通电螺线管的磁极； 根据磁极间的作用规律判断小磁针的指向是否正确。 【解答】解：根据电源的正负极在图上标出通电螺线管的电流方向从左边流入、从右边 流出；根据电流方向，利用安培定则判断螺线管的右端为极、左端为S 极； 而同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，可见小磁针P 的指向正确。 故选：。 13．（2023•天长市校级二模）如图所示，电源、滑动变阻器与螺线管相连，闭合开关，在 通电螺线管的右端放置一个小磁针，小磁针静止时极水平向右。则（ ） ．通电螺线管的右端为S 极 B．电源右端为正极 ．若改变螺线管中的电流方向，小磁针仍静止 D．滑动变阻器的滑片P 向右移动，通电螺线管的磁性增强 【答】D 【分析】（1）根据磁极间的相互作用确定通电螺线管的磁极，根据安培定则判断电源 的正负极。 （2）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。 （3）通电螺线管磁性的强弱与电流的大小有关，电流越大，磁性越强。 【解答】解： B、由图知，小磁针静止时左端为S 极，根据磁极间的相互作用可知，通电螺线管的右 端为极，左端为S 极；根据安培定则，伸出右手握住螺线管，大拇指所指的方向为通电 螺线管的极，四指弯曲指向电流的方向，则可知电源左端为正极，右端为负极；故、B 错误； 、通电导体周围的磁场方向与电流方向有关，改变螺线管中的电流方向，小磁针将发生 偏转，故错误； D、滑动变阻器的滑片P 向右移动，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电流变大，因 此通电螺线管的磁性增强，D 正确。 故选：D。 14．（2023 春•鄱阳县期中）（多选）如图所示，这是小明所画的几种情景下的示意图， 其中正确的是 （ ） ．甲图，从岸上看水中鱼的光路图 B．乙图，通电螺线管的磁场分布 ．丙图，家庭电路的连线情况 D．丁图，地铁站台边，人必须站在安全黄线以外 【答】D 【分析】（1）水中鱼反射的光斜射入空气中时，发生折射，折射角大于入射角，折射 光线偏离法线进入人的眼睛，光的传播方向是从水中到空气中。 （2）利用安培定则分析。 （3）灯泡连接：火线首先过开关，然后接灯泡顶端的金属点，零线直接连接灯泡的螺 丝口。 三孔插座的连接：左孔接零线，右孔接火线，上孔接地线。 （4）流体压强跟流速有关，流速大的地方压强小。 【解答】解：、鱼反射的光线斜射入空气中时，发生折射，折射角大于入射角，折射光 线偏离法线，射入人的眼睛，故正确。 B、由安培定则可知，通电螺线管的左端应该是极，右端应该是S 极，小磁针极应指向 左侧，磁感线应从通电螺线管的左端出发，回到右端，故B 错误。 、图中开关连接在了灯泡和火线之间，灯泡的螺口接零线，三孔插座上孔接地线，右孔 接火线，左孔接零线，故正确。 D、当列车驶来，人和地铁之间空气流速大压强小，人的外侧空气流速小压强大，人容 易被压向地铁，容易发生交通事故，故人必须站在安全黄线以外，故D 正确。 故选：D。 15．（2023•庐阳区校级三模）磁感线是闭合的曲线，磁体周围的磁感线从磁体的极出发， 回到磁体的S 极；如图所示是垂直于纸面放置的螺线管，通过沿箭头方向的电流时，原 来静止在螺线管内部的小磁针的极将会 偏向纸外 （选填“偏向纸内”或“偏向纸 外”）。 【答】偏向纸外 【分析】根据安培定则判断出环形电流内部和外部的磁场，根据小磁针静止时极所指的 方向为磁场的方向，判断出小磁针极的偏转。 【解答】解：根据安培定则知，环形电流内部的磁场方向向外，外部的磁场方向向里， 则小磁针的极向纸面外偏转。 故答为：偏向纸外。 16．（2023•双流区校级二模）小明自制了一个带有电磁铁的木船模型（如图所示）。将它 放入水中漂浮，闭合开关S，电磁铁的端为 S 极；电磁铁由于受到地磁杨的作用， 船头会指向 北方 （选填“南方”或“北方”）。 【答】S；北方。 【分析】由右手螺旋定则可知螺线管的磁极，螺线管处在地球的磁场中，因磁极间的相 互作用可知小船静止时船头的指向。 【解答】解：由右手螺旋定则可知螺线管B 侧为极，侧为S 极；因地磁场沿南北方向， 地球南极处为地磁场的极，地球北极处为地磁场的S 极；因同名磁极相互排斥，异名磁 极相互吸引，故船头指向北方。 故答为：S；北方。 17．（2023•肇东市一模）开关闭合后，小磁针静止如图所示位置，请标出小磁针的极，并 画出通电螺线管外部的一条磁感线。 【答】见试题解答内容 【分析】由右手螺旋定则可得螺线管极方向，由磁感线的特点可求得小磁针的指向和磁 感线的方向。 【解答】解：由右手螺旋定则可得，螺线管左侧方向为极方向；外部磁感线由极指向S 极，故小磁针所在位置处磁感线向右，故小磁针右侧为极，左侧为S 极。故答如图： 18．（2023•菏泽）小明捡到一块废弃的正方体磁铁，为了探测其磁极性，他将相邻的三面 分别用、B、标记，然后放在透明的塑料袋里，用细线悬挂起来。第一次将磁铁按图甲 所示放置在塑料袋中，确保面向上，结果、B 面在任意方向均可静止。第二次将磁铁按 图乙所示放置在塑料袋中，结果磁铁静止时总是面朝南。 根据以上操作，请你帮助小明推断： ①、B、三面中， 是磁极所在面； ②该面对应的磁极性是 S 极； ③为了进一步判断其磁极性，让图丙所示的通电螺线管P 端靠近上述磁极面，它们之间 将相互 吸引 。 【答】①；②S；③吸引。 【分析】（1）磁体的不同部位磁性强弱不同，磁体的两端磁性最强，称为磁极，一个 磁体上有两个磁极，指南的叫南（S）极和指北的叫北（）极； （2）根据安培定则判断通电螺线管的磁极； （3）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。 【解答】解：①第一次将磁铁按图甲所示放置在塑料袋中，确保面向上，结果、B 面在 任意方向均可静止。第二次将磁铁按图乙所示放置在塑料袋中，结果磁铁静止时总是面 朝南，说明面是磁极所在；②指南的叫南极，也叫S 极； ③根据安培定则判断通电螺线管的左端是极，异名磁极相互吸引； 故答为：①；②S；③吸引。 【题型3 探究通电螺线管外部的磁场分布】 19．（2023•宛城区校级三模）在探究通电螺线管的实验中，小明连接了如图所示的电路， 通电螺线管端放有一小磁针，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是（ ） ．磁感线是磁体周围真实存在的曲线，总是从极出发，回到S 极 B．闭合开关时，小磁针逆时针转动 ．滑动变阻器的滑片P 向b 端移动，通电螺线管的磁性增强 D．通电螺线管外点的磁场方向向右 【答】D 【分析】（1）磁感线是人们为了形象地描绘磁场而假想出来的一系列的闭合曲线； （2）闭合开关，依据右手螺旋定则可知，螺线管端为极； （3）滑动变阻器的滑片P 向b 移动，使变阻器的阻值变大，电路中的电流变小； （4）通电螺线管相当于条形磁铁，在其外部磁场的方向由极指向S 极，内部