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3.2 电流的磁场（第1课时） 分层练习
科学观念：知道电流周围存在磁场，能说出奥斯特实验的现象，知道直线电流磁场的特征；认识通电螺线管磁场的特征，会用安培定则判断磁场方向和电流方向。
科学思维：理解电流周围存在磁场，能根据安培定则判断磁场方向与电流。
探究实践：通过分析、比较的方法，认识通电导线和通电螺线管周围的磁场分布特点。
态度责任：培养从实验中发现科学规律的科学素养。
1．如图所示，下列说法中错误的是（　　）
A．这是模拟奥斯特实验的一个场景
B．图示实验说明了通电导线周围存在磁场
C．实验中将电池正负极对调后，重新闭合电路，小磁针偏转方向改变
D．将图中导线断开，小磁针N极将指向地磁的北极
2．如图是奥斯特实验示意图。小帆在总结奥斯特实验现象时分析正确的是（　　）
A．通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B．发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C．移去小磁针，通电导线周围磁场随即消失
D．改变电流方向，通电导线周围的磁场方向不变
3．如图所示，按小磁针的指向标注的螺线管的极性和电源的正负极均正确的是（　　）
A． B． C． D．
4．如图所示，关于通电螺线管中电流方向、磁感线的分布以及小磁针的指向正确的是（　　）
A．① B．②④ C．②③ D．①④
5．通电螺线管的磁极和电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则来判定。如图所示，小磁针甲、乙处于静止状态。根据标出的磁感线方向，可以判断出（　　）
A．螺线管的左端为N极 B．电源的左端为负极
C．小磁针甲的右端为N极 D．小磁针乙的右端为N极
6．条形磁铁的B端与通电螺线管的左端相对，二者间的磁感线分布如图所示，小磁针静止，下列判断正确的是（　　）
A．条形磁铁的A端为S极
B．小磁针的b端为S极
C．电源的d端为正极
D．通电螺线管外部的磁场方向向右
7．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设，地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。下列四个图中，能正确表示安培假设中环形电流方向的是（　　）
A． B． C． D．
8．同学们在野外考察时，利用电池、导线、塑料管、纸船、水等器材自制了一个水浮式指南针。该指南针静止时的指向是（　　）
A． B． C． D．
9．科技小组的同学将不同金属丝插入菠萝中自制了水果电池，然后将一根导线在纸筒A上绕制成螺线管，导线两端接在水果电池两极上，螺线管产生的磁场使小磁针静止在如图所示状态。下列判断正确的是（　　）
A．通电螺线管的左侧是N极 B．水果电池M端为负极
C．把小磁针取走，则通电螺线管周围的磁场消失
D．改变电流方向，小磁针偏转方向不变
（第9题图） （第10题图） （第11题图） （第12题图）
10．如图给直导线通电后小磁针发生偏转，下列说法正确的是（　　）
A．小磁针的b端为N极 B．d处磁场强度强于c处
C．直导线的磁场形状为三个同心圆 D．移去小磁针后，直导线周围磁场消失
11．如图，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给螺线管通电，看到的现象是：通电螺线管（　　）
A．转动后停在任意位置 B．转动后停在南北方向上
C．不停地转动下去 D．仍保持在原来的位置上
12．在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的实验现象如图所示，其中小磁针黑色一端为N极。关于该实验，下列说法不正确的是（　　）
A．实验表明通电螺线管内部存在磁场
B．如果移走图中的小磁针，通电螺线管周围磁场不会消失
C．小磁针A所在位置的磁场方向与该小磁针的S极方向相同
D．只改变通电螺线管中的电流方向，各小磁针的指向也会改变
13．如图所示，使导线与电池触接，电路连通的瞬间小磁针发生偏转，触接这一现象说明通电导线周围存在磁场。若还想探究磁场方向是否跟电流方向有关，接下来的操作是　 　。通过实验现象得出结论，如果　 　，则磁场方向跟电流方向有关。
14．如图是“探究通电螺线管周围磁场分布”的实验，实验时先在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况；改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动，南北所指方向发生了改变。
（1）实验中轻敲纸板的目的是　 　，使铁屑受到磁场力的作用力而有规律地排列；
（2）由以上实验可知：通电螺线管外部磁场与　 　的磁场相似；通电螺线管外部磁场方向与螺线管中　 　的方向有关；
（3）为了进一步探究通电螺线管周围磁场的方向，可用　 　代替铁屑进行实验。
（第14题图） （第15题图）
15．小明用自制电磁小船对地磁场的方向进行判断，如图所示，闭合开关S，将小船按如图放在平静的水中，发现船头慢慢转动，但小船最后停止的位置并不是正南或正北。
（1）由图判断电磁小船的右端（船头）为　 　极，要使小船运动更加灵敏，可以将滑动变阻器滑片往　 　（填“左”或“右”）移动。
（2）将小船按如图所示放在平静的水中后，船头偏转的方向是　 　（填“顺时针”或“逆时针”）。
（3）小船最后的指向不是正南或者正北的原因是地球存在着　 　。
16．通电导线周围存在磁场，小明经过实验探究，画出了通电直导线周围磁感线的分布图（如图所示），下列相关描述错误的是（　　）
A．小磁针 b 端为 N 极
B．通电直导线周围不同位置磁场强弱相同
C．增大直导线中的电流可使其周围磁场增强
D．改变直导线中电流的方向，小磁针N极的指向将会发生改变
17．将两个通电螺线管按图示位置放置，A、B为相对的两个磁极，闭合开关S1、S2后，它们之间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．a端为电源的负极，B为螺线管S极 B．c端为电源的正极，A为螺线管S极
C．b端为电源的正极，B为螺线管N极 D．d端为电源的正极，A为螺线管N极
18．如图为某同学自制指南针。铜片、锌片和食盐水溶液共同组成了“盐水电池”，铜片是盐水电池的正极，锌片是盐水电池的负极。下列说法正确的是（　　）
A．通电螺线管周围的磁场分布与蹄形磁铁类似
B．通电螺线管静止时B端指向地理南方
C．电子从锌片经导线流到铜片
D．若在C点处放上一枚小磁针，小磁针的N极指向右边
19．如图所示，关于小磁针的转动方向，以下说法中正确的是（　　）
A．小磁针N垂直于纸面向外转
B．小磁针N垂直于纸面向里转
C．小磁针静止不动
D．无法确定
20．如图所示，利用铁屑来研究通电螺线管周围磁场分布。开关闭合之前，螺线管周围铁屑分布如图甲所示，闭合开关后，轻敲玻璃板，铁屑分布如图乙所示，在通电螺线管周围放上小磁针，静止后小磁针C的左端为S极，如图丙所示。下列说法正确的是（　　）
A．图乙中A处的磁场比B处强
B．图乙中用铜屑代替铁屑也能呈现出相同的排布方式
C．图丙中通电螺线管的左端为N极
D．图丙中小磁针D的右端为N极
21．如图所示为课本中的一个实验：“把一段通电导线弯成圆环，形成环形电流，让圆环导线穿过一块与圆环平面垂直的平板。利用铁粉观察它周围的磁场分布。”如果导线内电流方向如箭头所示，当置于平板上A点的磁针（黑色端为N极）静止时，下列图中磁针指向正确的是（　　）
A． B．
C． D．
22．如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的上方，小磁针的S极向纸内偏转。对带电粒子束的判断：①向右飞行的阳离子束；②向左飞行的阳离子束；③向右飞行的阴离子束；④向左飞行的阴离子束；⑤向右飞行的电子束；⑥向左飞行的电子束，则可能正确的是（　　）
A．②③⑤ B．①④⑥ C．②④⑥ D．①③⑤
23．瑶瑶同学在学习课本中奥斯特电流磁效应的探究实验时发现通电直导线需平行于小磁针沿南北方向放置，好学的她想知道沿东西方向放置会出现什么不同的效果，于是查阅了相关资料得知，直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示。根据这些请你帮他分析一下从上向下观察时，通电导线不宜沿东西方向放置的原因（　　）
①将小磁针放在导线正下方，自东向西通电，通电的瞬间小磁针不会发生偏转
②将小磁针放在导线正下方，自西向东通电，通电的瞬间小磁针不会发生偏转
③将小磁针放在导线正上方，自西向东通电，通电的瞬间小磁针不会发生偏转
④将小磁针放在导线正上方，自东向西通电，通电的瞬间小磁针不会发生偏转
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
24．如图甲所示，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。
（1）第一个通过类似实验得出电和磁之间有联系的物理学家是　 　。（填人名）
（2）改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，这表明　 　。
（3）图甲中的直导线AB是　 　（南北/东西）方向放置在小磁针的上方的。
（4）通电直导线周围的磁感线分布如图乙所示，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。
（第24题图） （第25题图）
25．在探究电流与磁场的关系实验中：
（1）如图甲，闭合开关的瞬间，观察到小磁针会偏转，该实验说明　 　周围存在磁场；
（2）如图乙，在玻璃板上均匀撒上铁屑，放上小磁针，闭合开关后，　 　玻璃板，由铁屑分布情况可知，通电螺线管外部磁场与　 　磁体周围的磁场相似；
（3）图乙中将电源正负极对调，小磁针偏转方向发生改变，铁屑分布情况　 　（选填“会”或“不会”）改变；小磁针N极指向相反说明通电螺线管的磁极极性与　 　方向有关，且这个关系可以用　 　来判断。
26．医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”（血泵）的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图是该装置的示意图，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向活塞筒外开启，S2只能向活塞筒内开启。图中的电流从B流向A时，螺线管的左边是　 　（选填“N”或“S”）极，活塞柄向　 　运动（选填“左”或“右”），血液的流向是　 　（选填“从②流向①”或“从③流向②”）状态。
（第26题图） （第27题图）
27．为了研究通电螺线管周围不同位置的磁场强弱，某小组同学将通电螺线管放置在水平玻璃板正下方，在玻璃板上均匀撒上铁屑，轻敲玻璃板后发现在不同位置处铁屑的分布不同，铁屑的疏密表示了磁场的强弱。他们选取通电螺线管两端对称的A、B、C、D、E和F六个区域，如图（a）所示，为便于观察，图5（b）所示为放大的这六个区域的铁屑分布情况。
①分析比较图（b）　 　可知：在通电螺线管周围，距离螺线管两端越远磁场越弱。
②分析比较图（b）A、F或B、E或C、D可知：　 　。
③为了形象直观地描述磁场，人们按照铁屑的排列在磁场中画出一条条带箭头的假象曲线，这样的曲线叫做磁感线。请根据所给磁感线的概念和上述实验现象得出螺线管周围磁场强弱和磁感线分布之间的关系：　 　。
28．“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。甲、乙两同学做了如图所示的实验：在静止的小磁针上方平行地放一根直导线，闭合开关，原来静止的小磁针转动了。对于小磁针转动的原因，两同学有着不同的假设：
甲：是因为导线通电发热，造成导线周围空气温度升高，空气的对流运动使磁针偏转
乙：是因为电流周围产生磁场，磁场对磁针产生了力的作用
（1）没通电时，静止的小磁针的N极指向　 　。（填“南方”或“北方”）
（2）两同学讨论后，设计了以下实验来验证哪一个观点是正确的：他们调换电池的正负极，改变电流的方向，闭合开关，如果甲同学的假设是正确的，预计应该看到的现象是　 　。
（3）乙同学在其它实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，小磁针的转动方向将　 　（选填“不改变”或“改变”）。
（4）在做该实验时，下列操作中实验现象最明显的是　 　。
A.直导线沿东西方向放置在磁针的正上方
B.直导线沿南北方向放置在磁针的正上方
C.沿电流方向放置小磁针，使磁针在导线的正下方
D.沿电流方向放置小磁针，使磁针在导线的延长线上。
29．奥斯特实验：（丹麦物理学家奥斯特）如图是奥斯特实验示意图。
（1）比较（a）与（b）可得出的实验结论是　 　。比较（a）与（c）得出的实验结论是：　 　。
（2）直线电流的磁场：直线电流产生的磁场中，磁感线是以导线为圆心排列的一层一层的同心圆。小菲同学在课后进行了以下探究：问题：通电圆环（如图丙）内部的磁场如何分布呢？
猜想：可能也符合右手螺旋定则。
实验：她连接如图丁所示的电路（外部电路未画出）。
现象：位于圆环中心的小磁针N极垂直纸面向里转动。
根据小菲同学的探究过程，回答下列问题：
（3）通电圆环内部的磁场分布是否符合右手螺旋定则？　 　（选填“是”或“否”）。
（4）如图戊所示，小菲同学把地球看成一个通电圆环，她认为赤道这一通电圆环的电流方向为
　 　（选填“由西向东”或“由东向西”）。
（5）在小菲同学第（4）步的思考过程中，体现了哪些学习科学的思想和方法？　 　。
A.控制变量法 B.转换法 C.等效替代法 D.逆向思维法
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3.2 电流的磁场（第1课时） 分层练习
科学观念：知道电流周围存在磁场，能说出奥斯特实验的现象，知道直线电流磁场的特征；认识通电螺线管磁场的特征，会用安培定则判断磁场方向和电流方向。
科学思维：理解电流周围存在磁场，能根据安培定则判断磁场方向与电流。
探究实践：通过分析、比较的方法，认识通电导线和通电螺线管周围的磁场分布特点。
态度责任：培养从实验中发现科学规律的科学素养。
1．如图所示，下列说法中错误的是（　　）
A．这是模拟奥斯特实验的一个场景
B．图示实验说明了通电导线周围存在磁场
C．实验中将电池正负极对调后，重新闭合电路，小磁针偏转方向改变
D．将图中导线断开，小磁针N极将指向地磁的北极
【答案】D
【分析】奥斯特实验说明通电导线周围存在着磁场，且磁场的方向与电流的方向有关。
【解答】解：A、据图可知，该实验是用于模拟奥斯特实验的一个场景，故A正确；
B、该实验中，若给导线通电，下面的小磁针会转动，即说明通电导线周围存在着磁场，故B正确；
C、由于磁场的方向与电流的方向有关，所以将电池正负极对调后，重新闭合电路，小磁针偏转方向改变，故C正确；
D、将图中导线断开，小磁针由于地磁场的缘故，即N极将指向地理的北极，故D错误；
故选：D。
2．如图是奥斯特实验示意图。小帆在总结奥斯特实验现象时分析正确的是（　　）
A．通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B．发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C．移去小磁针，通电导线周围磁场随即消失
D．改变电流方向，通电导线周围的磁场方向不变
【答案】B
【分析】通电导体的周围存在磁场，磁场的方向与电流的方向有关。
【解答】解：A、通电导线周围磁场方向由电流方向决定的，小磁针只能显示某点的磁场方向，故A错误；
B、物体间力的作用是相互的，通电导线周围的磁场对小磁针有磁力的作用，发生偏转的小磁针对通电导线也有磁力的作用，故B正确；
C、移去小磁针，通电导线周围磁场不会消失，故C错误；
D、改变电流方向，通电导线周围的磁场方向改变，故D错误。
故选：B。
3．如图所示，按小磁针的指向标注的螺线管的极性和电源的正负极均正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【分析】已知电源的正负极，由右手螺旋定则来判定通电螺线管的磁极，根据磁极间的相互作用，可判断出小磁针的磁极，
【解答】解：A、已知电源左端为正极，由右手螺旋定则可知，螺线管的磁极应为左N、右S，小磁针的磁极为：左N、右S，故A错误；
B、已知电源下端为正极，由右手螺旋定则可知，螺线管的磁极上端为N、下端为S，小磁针的磁极为：上N、下S，故B错误；
C、已知电源左端为正极，由右手螺旋定则可知，螺线管的磁极应为左S、右N，小磁针的磁极为：左S、右N，故C正确；
D、已知电源右端为正极，由右手螺旋定则可知，螺线管的磁极应为左N、右S，小磁针的磁极为：左N、右S，故D错误；
故选：C。
4．如图所示，关于通电螺线管中电流方向、磁感线的分布以及小磁针的指向正确的是（　　）
A．① B．②④ C．②③ D．①④
【答案】A
【分析】（1）安培定则的内容：用右手握住螺线管，四指弯向螺线管中电流的方向，大拇指所指的就是螺线管的N极；
（2）在磁体外部，磁感线从N极出发，到S极进入；在磁体内部是从S到N；
（3）小磁针在磁场中N极所指的方向就是该点磁场的方向。
【解答】解：AB、由安培定则判断，螺线管①的左端是N极，右端是S极，螺线管②的右端是N极，左端是S极，在磁体外部，磁感线从N极出发，到S极进入，故①正确，②错误；
CD、由安培定则判断，螺线管③的左端是N极，右端是S极，螺线管④的右端是N极，左端是S极，在磁体外部，磁感线从N极出发，到S极进入，小磁针在磁场中N极所指的方向就是该点磁场的方向，故③④错误。
故选：A。
5．通电螺线管的磁极和电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则来判定。如图所示，小磁针甲、乙处于静止状态。根据标出的磁感线方向，可以判断出（　　）
A．螺线管的左端为N极
B．电源的左端为负极
C．小磁针甲的右端为N极
D．小磁针乙的右端为N极
【答案】C
【分析】根据磁感线的方向，可以确定螺线管的N、S极；利用螺线管的N、S极，可以确定小磁针的N、S极；利用螺线管的N、S极和线圈的绕向，利用安培定则可以确定线圈中电流方向，进而确定电源的正负极。
【解答】解：A．在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出，回到S极，所以利用磁感线的方向，可以确定螺线管的右端为N极，左端为S极，故A错误；
B．根据螺线管的右端为N极结合图示的线圈绕向，利用安培定则可以确定电流从螺线管的左端流入右端流出，所以电源的右端为负极，左端为正极，故B错误；
C．螺线管的左端为S极，根据异名磁极相互吸引，可以确定小磁针甲右端为N极，故C正确；
D．小磁针静止时，N极的指向跟通过该点的磁感线方向一致，S极跟通过该点的磁感线方向相反，所以乙的右端为S极，左端为N极，故D错误。
故选：C。
6．条形磁铁的B端与通电螺线管的左端相对，二者间的磁感线分布如图所示，小磁针静止，下列判断正确的是（　　）
A．条形磁铁的A端为S极
B．小磁针的b端为S极
C．电源的d端为正极
D．通电螺线管外部的磁场方向向右
【答案】B
【分析】（1）在磁体外部，磁感线从磁体的北极出来回到南极，据此确定条形磁铁的磁极和通电螺线管的N、S极；
（2）利用磁极间的作用规律确定小磁针的N、S极；利用安培定则确定螺线管中电流的方向、电源的正负极。
【解答】解：A、由于在磁体外部磁感线从磁体的N极出来，回到S极，所以条形磁铁的A端为N极，B端为S极，故A错误；
B、由于在磁体外部磁感线从磁体的N极出来，回到S极，因此右边通电螺线管的左端为S极，右端为N极，同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，所以小磁针的a端为N极、b端为S极；故B正确；
C、由安培定则可知，大拇指指向通电螺线管的右端N极，四指环绕方向为电流方向，电流从通电螺线管的左边流入、右边流出，则电源的c端为正极、d端为负极，故C错误；
D、通电螺线管外部的磁场方向由N极指向S极，因此图中通电螺线管外部的磁场方向向左，故D错误。
故选：B。
7．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设，地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。下列四个图中，能正确表示安培假设中环形电流方向的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【分析】要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况：地磁的南极在地理北极的附近，故右手的拇指必需指向南方，然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向。
【解答】解：地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西。故B正确。
故选：B。
8．同学们在野外考察时，利用电池、导线、塑料管、纸船、水等器材自制了一个水浮式指南针。该指南针静止时的指向是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【分析】能水平自由转动的磁针就是指南针。指南针静止时，其N极总是指向北方。根据磁场的性质可知，指南针一定是处于一个磁场中，这个磁场就是地磁场。正是由于地磁场的作用，指南针才能指示南北。
【解答】解：如图，根据安培定则可知，该指南针的b端为N极，则静止时的指向是北，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选：B。
9．科技小组的同学将不同金属丝插入菠萝中自制了水果电池，然后将一根导线在纸筒A上绕制成螺线管，导线两端接在水果电池两极上，螺线管产生的磁场使小磁针静止在如图所示状态。下列判断正确的是（　　）
A．通电螺线管的左侧是N极
B．水果电池M端为负极
C．把小磁针取走，则通电螺线管周围的磁场消失
D．改变电流方向，小磁针偏转方向不变
【答案】B
【分析】（1）由磁极间的相互作用可知螺线管的磁极，再由“e”的方向可知通电螺线管的电流方向，然后可知电池正，负极；
（2）小磁针显示磁场的，磁场存在与小磁针无关；
（3）根据通电螺线管的磁极与电流方向有关分析。
【解答】解：A．根据异名磁极相互吸引，小磁针左侧是N极，通电螺线管的左侧是S极，故A错误；
B．根据螺线管右侧为N极，电流从右侧流入，故电源N为正极，水果电池M端为负极，故B正确；
C．把小磁针取走，磁场依然存在，则通电螺线管周围的磁场不会消失，故C错误；
D．改变电流方向，通电螺线管的方向改变，小磁针偏转方向改变，故D错误。
故选：B。
10．如图给直导线通电后小磁针发生偏转，下列说法正确的是（　　）
A．小磁针的b端为N极
B．d处磁场强度强于c处
C．直导线的磁场形状为三个同心圆
D．移去小磁针后，直导线周围磁场消失
【答案】A
【分析】（1）小磁针在磁场中N极所指的方向就是磁场的方向、也是磁感线的切线方向；
（2）根据磁感线的疏密判断磁场的强弱；
（3）磁体周围有无数磁感线；
（4）小磁针可以显示磁场的存在。
【解答】解：A、小磁针在通电导线周围的磁场中静止时，b端（N极）所指方向与磁场方向一致，故A正确；
B、由通电直导线周围磁感线的分布图可知，离导线越近，磁感线越密，磁场越强，所以d处磁场强度弱于c处，故B错误；
C、磁体周围有无数磁感线，所以直导线的磁场形状为不是三个同心圆，故C错误；
D、小磁针可以显示磁场的存在，移去小磁针后，直导线周围磁场不会消失，故D错误。
故选：A。
11．如图所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给螺线管通电，看到的现象是：通电螺线管（　　）
A．转动后停在任意位置
B．转动后停在南北方向上
C．不停地转动下去
D．仍保持在原来的位置上
【答案】B
【分析】（1）磁体周围存在磁场，磁体间的相互作用就是通过磁场发生的。地球本身就是一个巨大的磁体，其周围的磁场称为地磁场。
（2）通电导体（或线圈）周围存在磁场，称为电流的磁效应。
（3）通电螺线管的磁场特点与条形磁铁相似，其两端的磁极可通过安培定则判断。
【解答】解：根据安培定则可判断出A端为螺线管的S极，B端为N极。螺线管由于受到地磁场的作用，其静止后会停在南北方向，具体情况是：B端指向北方，A端指向南方；故ACD错误，B正确。
故选：B。
12．在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的实验现象如图所示，其中小磁针黑色一端为N极。关于该实验，下列说法不正确的是（　　）
A．实验表明通电螺线管内部存在磁场
B．如果移走图中的小磁针，通电螺线管周围磁场不会消失
C．小磁针A所在位置的磁场方向与该小磁针的S极方向相同
D．只改变通电螺线管中的电流方向，各小磁针的指向也会改变
【答案】C
【分析】据课本可知，通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似；通电螺线管周围磁场的方向与电流方向有关。
【解答】解：A、由图可知，通电螺线管内部的小磁针指示一定的方向，这表明通电螺线管内部存在磁场，故A正确。
B、小磁针只是显示磁场的存在，如果移走图中的小磁针，则通电螺线管周围磁场不会消失，故B正确。
C、根据课本知识可知，小磁针A所在位置的磁场方向与该小磁针的N极方向相同，故C错误。
D、改变螺线管中的电流方向，螺线管周围的磁场方向发生变化，则各小磁针的指向会改变，故D正确。
故选：C。
13．如图所示，使导线与电池触接，电路连通的瞬间小磁针发生偏转，触接这一现象说明通电导线周围存在磁场。若还想探究磁场方向是否跟电流方向有关，接下来的操作是　将电源的正负极对调　 。通过实验现象得出结论，如果　小磁针的偏转方向与第一次相反　 ，则磁场方向跟电流方向有关。
【答案】将电源的正负极对调；小磁针的偏转方向与第一次相反。
【分析】通电导体的周围存在磁场；电流的磁场与电流的方向有关。
【解答】解：若还想探究磁场方向是否跟电流方向有关，接下来的操作是将电源的正负极对调。通过实验现象得出结论，如果小磁针的偏转方向与第一次相反，则磁场方向跟电流方向有关。
故答案为：将电源的正负极对调；小磁针的偏转方向与第一次相反。
14．如图是“探究通电螺线管周围磁场分布”的实验，实验时先在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况；改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动，南北所指方向发生了改变。
（1）实验中轻敲纸板的目的是　减小铁屑与纸板的摩擦　 ，使铁屑受到磁场力的作用力而有规律地排列；
（2）由以上实验可知：通电螺线管外部磁场与　条形磁铁　 的磁场相似；通电螺线管外部磁场方向与螺线管中　电流　 的方向有关；
（3）为了进一步探究通电螺线管周围磁场的方向，可用　小磁针　 代替铁屑进行实验。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）周围铁屑会被磁化，但由于其与纸板的摩擦力太大，它不能自己转动，因此实验中轻敲纸板；
（2）通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似；根据改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动，南北所指方向发生了改变可得出结论。
（3）放在磁场的小磁针会由于磁力而发生偏转。
【解答】解：（1）由于周围铁屑会被磁化，但由于其与纸板的摩擦力太大，它不能自己转动，因此实验中轻敲纸板的目的是减小铁屑与纸板的摩擦，使铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列。
（2）由以上实验探究的结果是：通电螺线管外部磁场与条形磁体相似；
改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动，南北所指方向发生了改变，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）由于放在磁场的小磁针会由于磁力作用而运动，因此为了进一步探究通电直导线周围磁场的方向，可用小磁针代替铁屑进行实验。
故答案为：（1）减小铁屑与纸板的摩擦；（2）条形磁铁（体）；电流；（3）小磁针。
15．小明用自制电磁小船对地磁场的方向进行判断，如图所示，闭合开关S，将小船按如图放在平静的水中，发现船头慢慢转动，但小船最后停止的位置并不是正南或正北。
（1）由图判断电磁小船的右端（船头）为 　S　 极，要使小船运动更加灵敏，可以将滑动变阻器滑片往 　左　 （填“左”或“右”）移动。
（2）将小船按如图所示放在平静的水中后，船头偏转的方向是 　顺时针　 （填“顺时针”或“逆时针”）。
（3）小船最后的指向不是正南或者正北的原因是地球存在着 　磁偏角　 。
【答案】（1）S；左；（2）顺时针；（3）磁偏角。
【分析】（1）根据安培定则判定船头的极性；电磁铁磁性的大小与电流大小、磁场强弱有关；
（2）（3）地球是个大磁体，地磁南极在地理北极的附近，地磁北极在地理南极附近，根据磁极间的相互作用规律判定船头偏转的方向.
【解答】解：（1）根据安培定则可知，船头的磁性为S极；要使小船运动更加灵敏，需要增大电磁铁的极性，即需要增大电路中的电流，减小滑动变阻器的电阻，故滑片向左移动；
（2）地球是个大磁体，地磁南极在地理北极的附近，地磁北极在地理南极附近；将小船按如图所示放在平静的水中后，小车的船头是S极，根据异名磁极相互吸引可知，船头顺时针偏转；
（3）小船静止时，呈南北指向，但又不是正南正北方向，这是因为地磁的两极和地理的两极并不完全重合，存在着磁偏角。
故答案为：（1）S；左；（2）顺时针；（3）磁偏角。
16．通电导线周围存在磁场，小明经过实验探究，画出了通电直导线周围磁感线的分布图（如图所示），下列相关描述错误的是（　　）
A．小磁针 b 端为 N 极
B．通电直导线周围不同位置磁场强弱相同
C．增大直导线中的电流可使其周围磁场增强
D．改变直导线中电流的方向，小磁针N极的指向将会发生改变
【答案】B
【分析】（1）小磁针在磁场中N极所指的方向就是磁场的方向、也是磁感线的切线方向；
（2）根据磁感线的疏密判断磁场的强弱；
（3）通电导线周围磁场的强弱与电流的大小有关；
（4）通电导线周围磁场的方向与电流的方向有关。
【解答】解：A、小磁针 b端所指方向与磁感线方向一致，故b端为N极，故A正确；
B、由通电直导线周围磁感线的分布图可知，离导线越近，磁感线越密，磁场越强，故B错误；
C、通电直导线周围的磁场强弱，与电流的大小有关，电流越大，磁场越强，故C正确；
D、通电直导线周围的磁场方向与电流方向有关，所以改变直导线中电流的方向，直导线周围的磁场方向发生改变，小磁针N极的指向将会发生改变，故D正确。
故选：B。
17．将两个通电螺线管按图示位置放置，A、B为相对的两个磁极，闭合开关S1、S2后，它们之间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．a端为电源的负极，B为螺线管S极
B．c端为电源的正极，A为螺线管S极
C．b端为电源的正极，B为螺线管N极
D．d端为电源的正极，A为螺线管N极
【答案】B
【分析】磁体周围的磁感线是从磁体的N极出发，回到S极，据此判定螺线管的极性；根据安培定则判定电源的正、负极。
【解答】解：在磁体的外部，磁感线是从磁体的N极出发，回到S极，由图可知，右边螺线管的A端为S极，左边螺线管的B端为S极；
根据安培定则可知，左边螺线管的电流是从左端流入螺线管的，则a端为正极，b端为电源的负极；
右边螺线管的电流是从左端流入螺线管的，则c端为正极，d端为电源的负极，故ACD错误、B正确。
故选：B。
18．如图为某同学自制指南针。铜片、锌片和食盐水溶液共同组成了“盐水电池”，铜片是盐水电池的正极，锌片是盐水电池的负极。下列说法正确的是（　　）
A．通电螺线管周围的磁场分布与蹄形磁铁类似
B．通电螺线管静止时B端指向地理南方
C．电子从锌片经导线流到铜片
D．若在C点处放上一枚小磁针，小磁针的N极指向右边
【答案】C
【分析】A、通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。
B、根据安培定则，用右手握住螺线管，使四指弯曲与电流方向一致（电流从铜片经螺线管流向锌片），大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
地球是一个巨大的磁体，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。
C、在电源外部，电子从负极经导线流向正极。
D、通电螺线管外部的磁感线是从N极出发回到S极，所以C点处的磁感线方向是从右向左，小磁针静止时N极的指向与磁感线方向一致。
【解答】解：A、通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似，并非蹄形磁铁。故A错误。
B、根据安培定则，用右手握住螺线管，使四指弯曲与电流方向一致（电流从铜片经螺线管流向锌片），大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极，因为铜片是盐水电池的正极，锌片是盐水电池的负极，则图可知，电流从螺线管的右端流入，左端流出，根据安培定则，可判断出图中通电螺线管的A端为S极，B端为N极。地球是一个巨大的磁体，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，通电螺线管静止时N极应指向地理北方，S极指向地理南方，即B端指向地理北方，故B错误。
C、在盐水电池中，锌片是负极，铜片是正极，电子带负电，在电源外部，电子从负极经导线流向正极，所以电子从锌片经导线流到铜片，故C正确。
D、通电螺线管外部的磁感线是从N极出发回到S极，所以C点处的磁感线方向是从右向左，小磁针静止时N极的指向与磁感线方向一致，若在C点处放上一枚小磁针，小磁针的N极应指向左边，故D错误。
故选：C。
19．如图所示，关于小磁针的转动方向，以下说法中正确的是（　　）
A．小磁针N垂直于纸面向外转
B．小磁针N垂直于纸面向里转
C．小磁针静止不动
D．无法确定
【答案】B
【分析】一个通电线圈也有N极和S极，也按照安培定则判断，纸里是线圈的N极，纸外是线圈的S极。
线圈外部的磁场是从线圈的N极出来回到S极，线圈内部的磁场是从线圈的S极出来回到N极。
磁场中该点的磁体N极受到磁力方向和该点的磁场方向相同。
【解答】解：图中的通电导线相当于垂直于纸面放的通电螺线管。用安培定则可判定纸下方为N极，纸上方为S极，在螺线管内部磁感线由S极到N极，即小磁针所在位置磁场方向为垂直于纸面向里，则小磁针N极在磁场力的作用下转到垂直于纸面向里的位置，使N极指向和该点磁场方向一致。安培定则可以用来判断通电螺线管的磁极，对于单根导线也可以看作是通电螺线管的一部分，用安培定则判断。综上所述B正确；
故选：B。
20．如图所示，利用铁屑来研究通电螺线管周围磁场分布。开关闭合之前，螺线管周围铁屑分布如图甲所示，闭合开关后，轻敲玻璃板，铁屑分布如图乙所示，在通电螺线管周围放上小磁针，静止后小磁针C的左端为S极，如图丙所示。下列说法正确的是（　　）
A．图乙中A处的磁场比B处强
B．图乙中用铜屑代替铁屑也能呈现出相同的排布方式
C．图丙中通电螺线管的左端为N极
D．图丙中小磁针D的右端为N极
【答案】D
【分析】（1）通电螺线管的两端是磁极；
（2）铜屑不是磁性物质，不能被磁化；
（3）根据异名磁极相互吸引分析。
【解答】解：A．图乙中B处是磁体的磁极，磁性最强，故A处的磁场比B处弱，故A错误；
B．铜屑不是磁性物质，不能被磁化，无法显示磁场的分布，故B错误；
CD．静止后小磁针C的左端为S极右端为N极，根据异名磁极相互吸引，图丙中通电螺线管的左端为S极，右端为N极，吸引小磁针D的S极，故小磁针D的右端为N极，故C错误，D正确。
故选：D。
21．如图所示为课本中的一个实验：“把一段通电导线弯成圆环，形成环形电流，让圆环导线穿过一块与圆环平面垂直的平板。利用铁粉观察它周围的磁场分布。”如果导线内电流方向如箭头所示，当置于平板上A点的磁针（黑色端为N极）静止时，下列图中磁针指向正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【分析】先根据安培定则判断出通电导体周围磁场的方向，然后根据磁感线方向可知小磁针N极的指向。
【解答】解：伸出右手，四指的环绕方向为电流的方向，大拇指指向磁场的方向，故导体正下方为N极，上方为S极；在磁体的内部，磁感线是从S极到N极，小磁针N极的指向与磁感线方向相同，所以小磁针的下端为N极，上端为S极，故A正确。
故选：A。
22．如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的上方，小磁针的S极向纸内偏转。对带电粒子束的判断：①向右飞行的阳离子束；②向左飞行的阳离子束；③向右飞行的阴离子束；④向左飞行的阴离子束；⑤向右飞行的电子束；⑥向左飞行的电子束，则可能正确的是（　　）
A．②③⑤ B．①④⑥ C．②④⑥ D．①③⑤
【答案】A
【分析】带电粒子定向移动时将形成电流，在电流周围形成磁场，根据小磁针的偏转情况，判断出电流形成磁场方向，然后根据安培定则判断出电流方向，从而判断出粒子的正负。
【解答】解：
小磁针的S极向纸内偏转，则N极向纸外偏转，所以，飞行粒子下方的磁场方向向外，根据安培定则可知电流方向向左；
由于电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，
所以，这束粒子若带正电，则向左飞行，若带负电（负离子和电子均带负电），则向右飞行，故②③⑤正确。
故选：A。
23．瑶瑶同学在学习课本中奥斯特电流磁效应的探究实验时发现通电直导线需平行于小磁针沿南北方向放置，好学的她想知道沿东西方向放置会出现什么不同的效果，于是查阅了相关资料得知，直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示。根据这些请你帮他分析一下从上向下观察时，通电导线不宜沿东西方向放置的原因（　　）
①将小磁针放在导线正下方，自东向西通电，通电的瞬间小磁针不会发生偏转
②将小磁针放在导线正下方，自西向东通电，通电的瞬间小磁针不会发生偏转
③将小磁针放在导线正上方，自西向东通电，通电的瞬间小磁针不会发生偏转
④将小磁针放在导线正上方，自东向西通电，通电的瞬间小磁针不会发生偏转
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
【答案】B
【分析】地球的周围存在磁场，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，小磁针在地磁场的作用下指示南北。
【解答】解：①将小磁针放在导线正下方，自东向西通电，导线正下方，电流产生的磁场方向与地磁场的方向相反，通电的瞬间小磁针会发生偏转；
②将小磁针放在导线正下方，自西向东通电，导线正下方，电流产生的磁场方向与地磁场的方向相同，通电的瞬间小磁针不会发生偏转；
③将小磁针放在导线正上方，自西向东通电，导线正上方，电流产生的磁场方向与地磁场的方向相反，通电的瞬间小磁针会发生偏转；
④将小磁针放在导线正上方，自东向西通电，导线正上方，电流产生的磁场方向与地磁场的方向相同，通电的瞬间小磁针不会发生偏转；
综上可知，在②④两种情况下无法得出正确的实验结论，所以通电导线不宜沿东西方向放置。
故选：B。
24．如图甲所示，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。
（1）第一个通过类似实验得出电和磁之间有联系的物理学家是 　奥斯特　 。（填人名）
（2）改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，这表明 　电流的磁场方向跟电流方向有关　 。
（3）图甲中的直导线AB是 　南北　 （南北/东西）方向放置在小磁针的上方的。
（4）通电直导线周围的磁感线分布如图乙所示，磁感线是以直导线为中心的一系列的 　同心圆　 ，从图中可看出，磁感线是 　闭合　 （闭合/不闭合）的曲线；图中小磁针涂黑的磁极是 　S　 极。
【答案】（1）奥斯特；（2）电流的磁场方向跟电流方向有关；（3）南北；（4）同心圆；闭合；S。
【分析】（1）丹麦的物理学家奥斯特发现电流周围存在磁场。
（2）电流的磁场方向跟电流方向有关。
（3）由于小磁针静止时要指南北方向，在验证电流周围有磁场时，一般也把直导线南北放置。
（4）通电直导线的磁感线是直导线为中心的同心圆。
磁感线都是闭合的曲线。
磁场中小磁针静止时N极指向和该点的磁场方向是一致的。
【解答】解：（1）如图甲类似的实验是奥斯特实验，证明电流周围存在磁场。
（2）改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，说明该点的磁场方向发生变化，实验说明电流磁场方向跟电流方向有关。
（3）小磁针受到地磁场的作用而要指南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生的磁场方向为东西方向，故应使把直导线AB沿南北放置。
（4）如图乙所示，通电直导线周围的磁感线是以直导线为中心的一系列的同心圆，磁感线是闭合的曲线。
磁感线是描述磁场的，磁场方向和磁感线方向是一致的。又因为磁场中小磁针静止时N极指向和该点的磁场方向是一致的，所以小磁针的黑色部分是S极。
故答案为：（1）奥斯特；（2）电流的磁场方向跟电流方向有关；（3）南北；（4）同心圆；闭合；S。
25．在探究电流与磁场的关系实验中：
（1）如图甲，闭合开关的瞬间，观察到小磁针会偏转，该实验说明 　电流　 周围存在磁场；
（2）如图乙，在玻璃板上均匀撒上铁屑，放上小磁针，闭合开关后，　轻敲　 玻璃板，由铁屑分布情况可知，通电螺线管外部磁场与 　条形　 磁体周围的磁场相似；
（3）图乙中将电源正负极对调，小磁针偏转方向发生改变，铁屑分布情况 　不会　 （选填“会”或“不会”）改变；小磁针N极指向相反说明通电螺线管的磁极极性与 　电流　 方向有关，且这个关系可以用 　安培定则　 来判断。
【答案】（1）电流；（2）轻敲；条形；（3）不会；电流；安培定则。
【分析】（1）通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。
（2）通电螺线管的磁场方向与环绕螺线管的电流方向有关。
【解答】解：（1）如图甲，闭合开关的瞬间，观察到小磁针会偏转，说明小磁针受到了磁力，说明电流周围存在磁场。
（2）放上小磁针，闭合开关后，轻敲玻璃板，减小阻力，铁屑由于受到磁力而重新分布。
由铁屑分布情况可知，通电螺线管外部磁场与条形磁铁相似，两端磁性较强，中间磁性较弱。
（3）铁屑的分布情况描述螺线管的磁性强弱，图乙中将电源正负极对调，小磁针偏转方向发生改变，仍然是两端磁性较强，中间磁性较弱，故铁屑分布情况不变。
图乙中将电源正负极对调，通电螺线管电流的方向发生了变化，小磁针N极指向相反，说明通电螺线管的磁极极性与电流的方向有关。
描述通电螺线管的极性与电流的方向和绕线方向的关系，需要用到安培定则，右手四指的方向为电流的方向，大拇指的方向为N极。
故答案为：（1）电流；（2）轻敲；条形；（3）不会；电流；安培定则。
26．医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵“（血泵）的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图是该装置的示意图，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向活塞筒外开启，S2只能向活塞筒内开启。图中的电流从B流向A时，螺线管的左边是 　N　 （选填“N”或“S”）极，活塞柄向 　右　 运动（选填“左”或“右”），血液的流向是 　从②流向①　 （选填“从②流向①”或“从③流向②”）状态。
【答案】N；右；从②流向①。
【分析】根据安培定则可知通电螺线管的极性；根据磁极间的相互作用可知活塞的移动方向。
【解答】解：已知线圈中的电流从B流向A时，由右手螺旋定则可知，螺线管左端为N极，此时同名磁极相对，故活塞柄抽向右运动，使得阀门S2关闭，S1打开，则血液由②流向①。
故答案为：N；右；从②流向①。
27．为了研究通电螺线管周围不同位置的磁场强弱，某小组同学将通电螺线管放置在水平玻璃板正下方，在玻璃板上均匀撒上铁屑，轻敲玻璃板后发现在不同位置处铁屑的分布不同，铁屑的疏密表示了磁场的强弱。他们选取通电螺线管两端对称的A、B、C、D、E和F六个区域，如图（a）所示，为便于观察，图5（b）所示为放大的这六个区域的铁屑分布情况。
①分析比较图（b） 　C、B、A或D、E、F　 可知：在通电螺线管周围，距离螺线管两端越远磁场越弱。
②分析比较图（b）A、F或B、E或C、D可知：　在通电螺线管周围，与螺线管两端距离相同的区域磁场强弱相同　 。
③为了形象直观地描述磁场，人们按照铁屑的排列在磁场中画出一条条带箭头的假象曲线，这样的曲线叫做磁感线。请根据所给磁感线的概念和上述实验现象得出螺线管周围磁场强弱和磁感线分布之间的关系：　磁感线分布密的地方磁场强　 。
【答案】C、B、A或D、E、F；在通电螺线管周围，与螺线管两端距离相同的区域磁场强弱相同；磁感线分布密的地方磁场强
【分析】（1）分析图可以看出通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场一样，并且可以看到C点铁屑的分布比B、A点密集，由此可以确定C点的磁场比B、A点强；
（2）根据铁屑的排列情况结合与螺线管两端距离的区域分析；
（3）磁感线是描述磁场分布而假想的；磁感线的疏密表示磁场强弱。
【解答】解：（1）由图可以看出通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场一样，并且可以看到C点铁屑的分布比B点密集，B点铁屑的分布比A点密集，由此可以确定C点的磁场比B、A点强；
D点铁屑的分布比E点密集，E点铁屑的分布比F点密集，由此可以确定D点的磁场比E、F点强；由此可知：在通电螺线管周围，距离螺线管两端越远磁场越弱
（2）分析比较图（b）A、F或B、E或C、D可知：在通电螺线管周围，与螺线管两端距离相同的区域磁场强弱相同；
（3）磁感线是一种假想曲线，实际并不存在。铁屑在磁铁周围排列出的曲线模拟磁感线，磁感线的疏密表示磁场强弱，磁感线分布密的地方磁场强，磁感线分布疏的地方磁场弱。
故答案为：（1）C、B、A或D、E、F；
（2）在通电螺线管周围，与螺线管两端距离相同的区域磁场强弱相同；
（3）磁感线分布密的地方磁场强。
28．“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。甲、乙两同学做了如图所示的实验：在静止的小磁针上方平行地放一根直导线，闭合开关，原来静止的小磁针转动了。对于小磁针转动的原因，两同学有着不同的假设：
甲：是因为导线通电发热，造成导线周围空气温度升高，空气的对流运动使磁针偏转
乙：是因为电流周围产生磁场，磁场对磁针产生了力的作用
（1）没通电时，静止的小磁针的N极指向 　北方　 。（填“南方”或“北方”）
（2）两同学讨论后，设计了以下实验来验证哪一个观点是正确的：他们调换电池的正负极，改变电流的方向，闭合开关，如果甲同学的假设是正确的，预计应该看到的现象是 　磁针偏转的方向不变　 。
（3）乙同学在其它实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，小磁针的转动方向将 　改变　 （选填“不改变”或“改变”）。
（4）在做该实验时，下列操作中实验现象最明显的是 　B　 。
A.直导线沿东西方向放置在磁针的正上方
B.直导线沿南北方向放置在磁针的正上方
C.沿电流方向放置小磁针，使磁针在导线的正下方
D.沿电流方向放置小磁针，使磁针在导线的延长线上。
【答案】（1）北方；（2）磁针偏转的方向不变；（3）改变；（4）B。
【分析】（1）通电导线周围有磁场；地球是一个巨大的磁体，地理的南极是地磁场的北极，地理的北极是地磁场的南极，即导致静止的小磁针的N极指向北方；
（2）（3）磁场方向与电流的方向有关。
（4）地球的磁场方向是从地理的南极指向北极，所以为了避免地磁场对该实验的影响，应该将导线南北放置。
【解答】解：（1）没通电时，通电导线周围没有磁场；由于地球是一个巨大的磁体，地理的南极是地磁场的北极，地理的北极是地磁场的南极，所以没通电时，小磁针在地磁场的作用下N极指向北方；
（2）如果乙正确，他们调换电池的正负极，改变电流的方向，磁场方向改变，小磁针偏转方向改变，如果甲同学的假设是正确的，磁针偏转的方向不变。
（3）由于电流产生的磁场在导线上、下方的方向相反，当小磁针从下方移到上方之后，小磁针的转动方向会相反。
（4）地球的磁场方向是从地理的南极指向北极，所以若将导线东西放置，导线周围的磁场是南北方向的，与地球的磁场方向可能一致，而导致实验现象不明显，但若将导线南北放置，此时导线的磁场方向是东西方向的，所以此时小磁针会在导线磁场的作用下指示东西，故现象更为明显。
故答案为：（1）北方；（2）磁针偏转的方向不变；（3）改变；（4）B。
29．奥斯特实验：（丹麦物理学家奥斯特）如图是奥斯特实验示意图。
（1）比较（a）与（b）可得出的实验结论是 　电流可以产生磁场　 。比较（a）与（c）得出的实验结论是：　磁场的方向与电流方向有关　 。
（2）直线电流的磁场：直线电流产生的磁场中，磁感线是以导线为圆心排列的一层一层的同心圆。小菲同学在课后进行了以下探究：问题：通电圆环（如图丙）内部的磁场如何分布呢？
猜想：可能也符合右手螺旋定则。
实验：她连接如图丁所示的电路（外部电路未画出）。
现象：位于圆环中心的小磁针N极垂直纸面向里转动。
根据小菲同学的探究过程，回答下列问题：
（3）通电圆环内部的磁场分布是否符合右手螺旋定则？　是　 （选填“是”或“否”）。
（4）如图戊所示，小菲同学把地球看成一个通电圆环，她认为赤道这一通电圆环的电流方向为 　由东向西　 （选填“由西向东”或“由东向西”）。
（5）在小菲同学第（4）步的思考过程中，体现了哪些学习科学的思想和方法？　BD　 。
A.控制变量法
B.转换法
C.等效替代法
D.逆向思维法
【答案】（1）电流可以产生磁场；磁场的方向与电流方向有关；（3）是；（4）由东向西；（5）BD。
【分析】（1）比较（a）与（b）可发现（a）中电路闭合且有电源，电路中有电流，而（b）中没有电源，电路中没有电流，观察小磁针的变化可知实验结论；同理比较（a）、（c）可得出结论；
（2）由图可知直线电流的磁场形状；根据安培定则关于直导线的磁场判断可得出通电直导线周围的磁场方向与电流方向的关系判断方法；
（3）利用右手定则的内容即可确定通电圆环内部的磁场分布是否符合右手定则；
（4）根据地磁场和右手定则可知赤道这一通电圆环的电流方向；
（5）实验中经常用到的实验方法有控制变量法；转换法；等效替代法；逆向思维法等，注意区分。
【解答】解：（1）由图可知，（a）图中的小磁针发生了偏转，说明通电导体产生了磁场；而同样放置的（b）图中，没有电流，小磁针没有发生偏转，说明（b）图中没有磁场，故说明只有电流周围可以产生磁场；比较（a）、（c）可知，两图中的小磁针的偏转方向发生了变化，故说明电流方向不同，而磁场的方向也发生变化，即磁场的方向与电流方向有关；
（2）由图可知，通电直导线的周围磁场为以导线为圆心的一层层的同心圆；通电直导线的磁场可以由安培定则进行判断：用右手握住直导线，大拇指指向电流方向，四指弯曲的方向即为磁场的方向；
（3）伸出右手，大拇指指向电流方向，四指的指向为磁场的方向，因此通电圆环内部的磁场分布符合右手定则；
（4）地球外部的磁场是由南向北，而内部的磁场是由北向南，根据右手定则可知，赤道这一通电圆环的电流方向为由东向西；
（5）小菲同学在该探究实验中，将地磁场转换为电流周围磁场来进行探究，体现了转换法的应用；同时根据磁场来确定电流方向体现了逆向思维法的应用。
故答案为：（1）电流可以产生磁场；磁场的方向与电流方向有关；（3）是；（4）由东向西；（5）BD。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com) 同舟共理工作室·周承秉
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