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16.2　电流的磁场
基础提质
1.(2025安徽马鞍山三模)如图所示,将一根通电直导线放在静止的小磁针的正上方,且与小磁针平行。闭合开关后,下列说法正确的是(　　)
A.如果将直导线沿东西方向放置,小磁针最容易发生偏转
B.实验中使用小磁针的作用是检测电流的周围是否有磁场
C.将小磁针移至直导线上方,通电后小磁针不会发生偏转
D.实验中对调电源的正、负极,小磁针的偏转方向不会发生改变
2.【核心素养·科学探究】(2024山东枣庄中考改编)某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)在闭合开关前,小磁针静止时,N极指向地理的_______(选填“南极”或“北极”),说明地球周围存在磁场。
(2)在玻璃板上均匀地撒满铁屑,将螺线管连入电路,闭合开关,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。
(3)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置,小磁针静止时N极所指方向如图乙所示,断开开关,对调电源正、负极,闭合开关,小磁针静止时N极所指方向与图乙中小磁针N极指向相反,说明通电螺线管的极性与_______的方向有关。
(4)为了研究通电螺线管的磁极性质,同学们一起对螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验,得到了如图所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与__________________有关。
3.【核心素养·科学思维】(2025广东高州模拟)如图所示,甲、乙两线圈宽松地套在光滑的玻璃棒上,并可以自由滑动,当电路闭合时,两线圈将(　　)
A.互相吸引,距离变近　　B.互相排斥,距离变远
C.先向中间吸引,然后向两边排斥　　D.没有相互作用
4.(2025安徽合肥庐阳二模)如图所示,将电流表接入螺线管所在的电路中,电路接通后,A端为通电螺线管的N极,则电流表的“正接线柱”应接在_______(选填“a”或“b”)端。
能力提升
5.【跨学科实践·日常生活】(2025山西朔州三模,★☆☆)如图所示是小梦新购买的一个磁悬浮灯,底座和灯泡中分别有线圈和磁体,给底座线圈通电后灯泡发光并悬浮,断电后灯泡熄灭并落下。下列说法正确的是(　　)
A.底座产生磁场的原因是电流的磁效应
B.灯泡悬浮是因为异名磁极相互吸引
C.通电后底座周围存在磁感线
D.若调换灯泡中磁体的磁极方向,给底座线圈通电后灯泡仍能悬浮
6.(2026山西临汾期末,★★☆)某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.通电螺线管的左端是N极
B.水果电池的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
7.(2025广东茂名模拟,★☆☆)如图所示,通电螺线管的左端固定,条形磁体固定在小车上,闭合开关,小车向右运动,那么可以判断通电螺线管左端是______极,条形磁体左端是______极;重新摆好小车,断开开关,对调电源正、负极,再次闭合开关,小车将_______(选填“向左”“向右”或“不”)运动。
8.【核心素养·科学思维】(2025安徽淮北二模,★★☆)电子绕原子核旋转可以被视为一种环形电流,这种环形电流在微观尺度上产生了类似于小磁针的效应,如图所示,图中该处电子的运动方向是向______(选填“上”或“下”)。
9.(★★☆)如图所示,一个不能打开的盒子外露出一段导线,根据需要选择实验器材,可以判断导线中是否有电流,你选择的器材是_______,请简述你的辨别方法:_________________________________________________________________。
素养提优
10.【跨学科融合·生物】医生对病人进行脑部手术时,需要将体温降到合适的温度。手术开始后,病人的心肺功能开始由心肺机取代。心肺机的功能之一是用电动泵替代心脏,推动血液循环。如图所示,将线圈ab缠绕并固定在活塞一端,利用其与固定磁体之间的相互作用,带动电动泵中的活塞,抽送血液。图中阀门K 只能向外自由开启,反向则封闭管路;阀门K 只能向内自由开启,反向则封闭管路。
(1)当电动泵工作时,血液从阀门_______抽进,从阀门_______送出。
(2)当线圈中的电流从a端流入、b端流出时,螺线管的左端为________极,活塞处于_______(选填“抽血”或“送血”)状态。
(3)在抽送血液的过程中,电动泵将______能转化为______能。
参考答案与解析
1. B
解析　在地磁场的作用下,小磁针静止时指向南北方向;如果将直导线沿东西方向放置,小磁针处的磁场沿南北方向,此时小磁针最不容易发生偏转,故A错误;实验中,使用小磁针的作用是检测电流的周围是否存在磁场,故B正确;将小磁针移至直导线上方,通电后小磁针仍会发生偏转且偏转的方向与在导线下方时相反,故C错误;对调电源的正、负极,电流方向发生改变,小磁针的偏转方向随之发生改变,故D错误。
2. (1)北极　(2)条形　(3)电流　(4)线圈中的电流方向
解析　(1)地球周围存在磁场,地磁南极在地理北极附近,由磁极间的相互作用规律可知,闭合开关前,小磁针静止时,N极指向地理的北极。
(2)通电螺线管周围铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。
(3)将电源正、负极对调,闭合开关,电路中电流方向改变,小磁针的指向发生改变,说明通电螺线管的极性与电流方向有关。
(4)如图所示,A、D中螺线管线圈正面的电流方向相同,绕线方式不同,根据小磁针的指向情况可知,A、D中通电螺线管两端磁极极性相同;B、C中螺线管线圈正面的电流方向相同,绕线方式不同,B、C中通电螺线管两端磁极极性也相同;故实验说明通电螺线管的磁极极性只与线圈中的电流方向有关。
3. A
解析　由右手螺旋定则可知,甲线圈右端为N极,乙线圈左端为S极,由于异名磁极相互吸引,所以两线圈相互吸引,距离变近,故A正确。
4. a
解析　由于A端为通电螺线管的N极,由右手螺旋定则可知,电流从螺线管的左端流入、右端流出,所以电流表的“正接线柱”应接在a端。
5. A
解析　通电导体周围存在磁场,所以底座线圈通电后会产生磁场,这是电流的磁效应,故A正确;灯泡悬浮是由于同名磁极相互排斥,故B错误;磁感线是为了方便研究磁场而假想出来的物理模型,实际上并不真实存在,故C错误;若调换灯泡中磁体的磁极方向,由于底座线圈通电后的磁场方向不变,底座和灯泡会相互吸引,所以给底座线圈通电后灯泡不能悬浮,故D错误。
6. B
解析　由图可知,小磁针的N极指向螺线管的左端,由磁极间相互作用规律可知,通电螺线管的左端是S极,故A错误;由右手螺旋定则可知,电流从螺线管的右侧流入,所以水果电池的N端为正极,M端为负极,故B正确;通电螺线管周围的磁场是由电流产生的,把小磁针取走,磁场依然存在,故C错误;改变电流方向,通电螺线管磁极的极性发生改变,小磁针的偏转方向也随之改变,故D错误。
7. S;N;向左
解析　由图可知,闭合开关,电流从螺线管左侧流入,由右手螺旋定则可知,通电螺线管左端是S极,右端是N极;闭合开关后,小车向右运动,说明条形磁体与通电螺线管相互排斥,由磁极间的相互作用规律可知,条形磁体左端是N极;重新摆好小车,断开开关,对调电源正、负极,再次闭合开关,电路中电流方向发生改变,通电螺线管右端为S极,左端为N极,异名磁极相互吸引,所以小车将向左运动。
8. 上
解析　由右手螺旋定则可知,从N极一端看去,环形电流沿逆时针方向。正电荷的移动方向为电流方向,由于电子带负电,电子绕原子核运动的方向与电流方向相反,所以从N极一端看去,电子沿顺时针方向运动,图中该处电子的运动方向是向上。
9. 小磁针;将静止的小磁针与露出的导线沿南北方向平行放置,如果小磁针发生偏转,则说明导线中有电流,如果小磁针不发生偏转,则说明导线中无电流
解析　为了避免地磁场对实验的影响,导线应先沿南北方向放置,通电导体周围存在磁场,小磁针在磁场中会受到力的作用而发生偏转,所以选择的器材是小磁针,辨别方法是将静止的小磁针与露出的导线沿南北方向平行放置,如果小磁针发生偏转,则说明导线中有电流,如果小磁针不发生偏转,则说明导线中无电流。
10. (1)K ;K 　(2)N(北);送血　(3)电;机械
解析　(1)因阀门K 只能向外自由开启,反向则封闭管路;阀门K 只能向内自由开启,反向则封闭管路,故血液只能从K 抽进、K 送出;
(2)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,故活塞右移,K 关闭,K 打开,处于送血状态;
(3)在抽血和送血过程中,电动泵消耗电能,获得机械能,故将电能转化为机械能。

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