重難點(diǎn)21 電流的磁場(chǎng)（解析版）

專項(xiàng)八電能和磁重難點(diǎn)21電流的磁場(chǎng)知識(shí)梳理知識(shí)梳理一、磁場(chǎng)1.磁體周圍存在著一種看不見摸不著的物質(zhì)叫做磁場(chǎng)，磁體之間的相互作用力就是通過磁場(chǎng)來傳遞的。2.磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的小磁針有力的作用。3.磁場(chǎng)是有方向的，放在磁場(chǎng)中的某一點(diǎn)的，可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針靜止時(shí)N極所指的方向就是這一點(diǎn)磁場(chǎng)方向。二、磁感線1.磁感應(yīng)線是人們?yōu)榱朔奖?、直觀、形象地描述磁場(chǎng)分布情況的假想曲線，磁體外部的磁感應(yīng)線總是從磁體的N極出來，回到磁體的S極。常見的磁感應(yīng)線分布圖2.磁感線上任一點(diǎn)的磁感線方向，就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向；3.磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。三、電流的磁場(chǎng)1．著名的奧斯特實(shí)驗(yàn)首先發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在著磁場(chǎng)，即電流具有磁效應(yīng)。2．通電螺線管周圍存在著磁場(chǎng)，其對(duì)外相當(dāng)于一個(gè)條形磁鐵。四、右手螺旋定則1.對(duì)于通電直導(dǎo)線：用右手握住導(dǎo)線，大拇指指向電流方向，那么彎曲的四指就表示導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的方向；如圖a2.對(duì)于通電螺線管：用右手握住通電螺線管，彎曲的四指指向電流方向，那么大拇指所指的一端就是通電螺線管的N極。如圖ba． b．命題趨勢(shì)命題趨勢(shì)考試內(nèi)容與要求1． 磁場(chǎng)磁感線。（A）2． 電流的磁場(chǎng)右手螺旋定則。（B）【試題研究】磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)的重點(diǎn)是右手螺旋定則，考核主要以作圖題為主，要求正確使用右手螺旋定則判斷電流周圍的磁場(chǎng)方向。【例題分析】例1．（2018?上海中考）下列各項(xiàng)中，小磁針N極的指向和通電螺線管的磁感線方向均正確的是（）A． B． C． D．【答案】A【解析】解：由圖知，四幅圖中電流方向和線圈的繞法都相同，且電流從右前方流入、左后方流出，根據(jù)安培定則，伸出右手，四指彎曲所指的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，則大拇指指向通電螺線管的左端為N極，螺線管的右端為S極；在磁體外部，磁感線方向由N極指向S極，則磁感線方向向右，故CD錯(cuò)誤；由磁極間的相互作用規(guī)律可知，小磁針左下端為N極，右上端為S極，故A正確，B錯(cuò)誤。故選：A。2．（2016?上海）根據(jù)圖中通電螺線管的N極，標(biāo)出磁感線方向、小磁針的N極，并在括號(hào)內(nèi)標(biāo)出電源的正、負(fù)極?！敬鸢浮咳鐖D?！窘馕觥拷猓郝菥€管的左端為S極，右端為N極，磁感線從磁體的N極出發(fā)，回到S極，所以可以確定螺線管周圍磁場(chǎng)的方向是從右向左的。根據(jù)螺線管的右端為N極，以及線圈的繞向利用安培定則可以確定螺線管中電流是從螺線管的左端流入右端流出。根據(jù)電流方向與電源正負(fù)極之間的關(guān)系：在電源外部電流從正極流出，回到負(fù)極，可以確定電源的右端為負(fù)極，左端為正極。如下圖所示：3．（2017?上海）研究發(fā)現(xiàn)，人體內(nèi)部存在磁場(chǎng)，人體內(nèi)部的磁場(chǎng)與人體健康密切相關(guān)。①人體內(nèi)部的磁場(chǎng)與地磁場(chǎng)相比很弱，若用磁感線描述人體內(nèi)部的磁場(chǎng)和地磁場(chǎng)，則下列判斷中合理的是_________（選填：A、B或C）。A．人體內(nèi)部磁場(chǎng)的磁感線分布較疏B、人體內(nèi)部磁場(chǎng)的磁感線分布較密C、兩者磁場(chǎng)的磁感線疏密大致相同②對(duì)人體內(nèi)部磁場(chǎng)存在的原因提出猜想，請(qǐng)寫出一種猜想及其依據(jù)。_________。【答案】①A；②電流周圍有磁場(chǎng)，人體內(nèi)也有電流。【解析】解：①磁場(chǎng)越強(qiáng)，反映在磁感線上分布較密，磁場(chǎng)越弱，反映在磁感線上分布較疏；人體內(nèi)部的磁場(chǎng)與地磁場(chǎng)相比很弱，若用磁感線描述人體內(nèi)部的磁場(chǎng)和地磁場(chǎng)，則人體內(nèi)部磁場(chǎng)的磁感線分布較疏，故選A；②根據(jù)奧斯特實(shí)驗(yàn)，通電導(dǎo)體周圍有磁場(chǎng)，對(duì)人體內(nèi)部磁場(chǎng)存在的原因提出猜想：電流周圍有磁場(chǎng)，人體內(nèi)有電流。故答案為：①A；②電流周圍有磁場(chǎng)，人體內(nèi)也有電流。限時(shí)檢測(cè)限時(shí)檢測(cè)一．選擇題（共1小題）1．（2022?寶山區(qū)二模）最先發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的科學(xué)家是（）A．牛頓 B．奧斯特 C．歐姆 D．焦耳【答案】B【解析】解：A、牛頓發(fā)現(xiàn)了力學(xué)三大定律，故A不合題意；B、奧斯特是最早發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的科學(xué)家，故B符合題意；C、歐姆通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)了歐姆定律，故C不合題意；D、焦耳通過實(shí)驗(yàn)得出了焦耳定律，故D不合題意。故選：B。二．填空題（共7小題）2．（2023?松江區(qū)二模）在10秒內(nèi)通過某導(dǎo)體橫截面的電荷量為5庫(kù)，通過它的電流為_________安，標(biāo)有“220V40W”的白熾燈正常工作20小時(shí)耗電_________千瓦時(shí)。閉合開關(guān)S，通電螺線管附近的小磁針靜止時(shí)N極指向如圖所示，則電源的_________端為正極（選填“左”或“右”）。【答案】0.5；0.8；右?！窘馕觥拷猓和ㄟ^導(dǎo)體的電流為：I=Qt白熾燈正常工作20小時(shí)消耗的電能W＝Pt＝0.04kW×20h＝0.8kW?h；小磁針的左端為N極，右端為S極，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，螺線管的左端為N極，右端為S極；根據(jù)安培定則可知，螺線管中電流是從右側(cè)流入的，所以電源的右端為正極。故答案為：0.5；0.8；右。3．（2023?楊浦區(qū)二模）圖（a）所示是磁懸浮列車的結(jié)構(gòu)示意圖，圖（b）所示是電磁鐵A、B的簡(jiǎn)易原理圖。根據(jù)學(xué)過的知識(shí)判斷電磁鐵A下端為_________極，電磁鐵B的上端為_________極。當(dāng)磁懸浮列車加速駛出車站時(shí)，列車的動(dòng)能_________（選填“增大”“不變”或“減小”）?！敬鸢浮縉；S；增大?！窘馕觥拷猓河蓤D（a）可知，使車身懸浮于軌道上，車身必須受到一個(gè)向上的力。故電磁鐵B的上端與電磁鐵A的下端之間要相互吸引；根據(jù)安培定則可判斷圖（b）中A的下端為N極，根據(jù)異名磁極相互吸引，則B的上端為S極。當(dāng)磁懸浮列車加速駛出車站時(shí)，質(zhì)量不變，速度增加，則列車的動(dòng)能增大。故答案為：N；S；增大。4．（2023?楊浦區(qū)模擬）指南針能確定地理方位，是由于指南針在_________的作用下能夠指南北。如圖所示是同名磁極磁感線分布圖，根據(jù)磁感線方向判斷圖中兩磁極均為________極。丹麥物理學(xué)家_________首先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)?！敬鸢浮康卮艌?chǎng)；S；奧斯特?！窘馕觥拷猓褐改厢樐艽_定地理方位，是由于指南針在地磁場(chǎng)的作用下能夠指南北。如圖所示是同名磁極磁感線分布圖，因?yàn)樵诖朋w外部，磁感線從磁體的N極出發(fā)，回到磁體的S極，因此根據(jù)磁感線方向判斷圖中兩磁極均為S極。丹麥物理學(xué)家奧斯特首先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)。故答案為：地磁場(chǎng)；S；奧斯特。5．（2022?黃浦區(qū)二模）某導(dǎo)體兩端的電壓為6伏，在10秒內(nèi)通過其橫截面的電荷量為3庫(kù)，通過該導(dǎo)體的電流為________安。當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓變?yōu)?伏時(shí)，導(dǎo)體的電阻為_______歐。如圖所示，根據(jù)通電螺線管的N極，可判斷電源的左端是_______極。【答案】0.3；20；正?！窘馕觥拷猓海?）通過該導(dǎo)體的電流：I=Qt（2）由1=UR可得，導(dǎo)體的電阻：R=U因電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，與兩端的電壓和通過的電流無關(guān)，所以，當(dāng)該導(dǎo)體兩端的電壓為9伏時(shí)，導(dǎo)體的電阻仍為20Ω。（3）已知通電螺線管的右端為N極，線圈繞向如圖所示，根據(jù)安培定則，用右手握住螺線管，大拇指指向螺線管的N極，四指指向電流的方向，則電流從左后方流入，右前方流出，故電源左端為正極，右端為負(fù)極。故答案為：0.3；20；正。6．（2022?嘉定區(qū)二模）閉合開關(guān)S，通電螺線管附近的小磁針靜止情況如圖所示，則螺線管的_________端為N極，電源的_________端為正極（均選填“左”或“右”）；若通電螺線管附近有A和B兩個(gè)位置，磁性較強(qiáng)的是_________（選填“A”或“B”）位置?！敬鸢浮孔?；右；B。【解析】解：小磁針的左端為N極，右端為S極，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，螺線管的左端為N極，右端為S極；根據(jù)安培定則可知，螺線管中電流是從右側(cè)流入的，所以電源的右端為正極；B靠近螺線管的磁極，則磁性較強(qiáng)。故答案為：左；右；B。7．（2022?金山區(qū)二模）某導(dǎo)體兩端的電壓為9伏，在10秒內(nèi)通過該導(dǎo)體橫截面的電荷量為3庫(kù)，通過該導(dǎo)體的電流為_________安，該導(dǎo)體的電阻為_________歐；如圖所示，根據(jù)通電螺線管中磁感線的方向，可判斷電源的正極為_______端（選填“A”或“B”）?！敬鸢浮?.3；30；A?！窘馕觥拷猓海?）通過該導(dǎo)體的電流：I=Qt（2）由1=UR可得，導(dǎo)體的電阻：R=U（3）由磁感線的特點(diǎn)：在磁體外部，磁感線從N極出發(fā)回到S極，可知通電螺線管的左端為N極、右端為S極；由安培定則可知，電流由通電螺線管的左側(cè)流入，則電源的左端A為正極、B端為負(fù)極。故答案為：0.3；30；A。8．（2022?上海模擬）小趙根據(jù)“磁體對(duì)周圍小磁針的力的作用，不需要接觸，說明磁體周圍有磁場(chǎng)”，結(jié)合帶電物體能吸引輕小物體的現(xiàn)象，類比得出：帶電物體周圍存在“電場(chǎng)”。①請(qǐng)寫出帶電物體周圍存在“電場(chǎng)”的依據(jù)：_________。②類比同名磁極的磁場(chǎng)分布情況，用一系列假想線來描述兩正電荷周圍的“電場(chǎng)”分布情況，圖中合理的是_________。（選填“甲”或“乙”）【答案】①電場(chǎng)會(huì)對(duì)放入其中的帶電物體有力的作用；②乙。【解析】解：①帶電物體周圍存在“電場(chǎng)”的依據(jù)：電場(chǎng)會(huì)對(duì)放入其中的帶電物體有力的作用；②同種電荷相互排斥，兩正電荷周圍的“電場(chǎng)”分布情況，圖中合理的是乙。故答案為：①電場(chǎng)會(huì)對(duì)放入其中的帶電物體有力的作用；②乙。三．作圖題（共7小題）9．（2023?浦東新區(qū)二模）根據(jù)圖中通電螺線管的N極，標(biāo)出磁感線方向、小磁針N極，并在括號(hào)內(nèi)標(biāo)出電源的正、負(fù)極?！敬鸢浮恳娊馕?。【解析】解：螺線管的左端為N極，右端為S極，磁感線從磁體的N極出發(fā)，回到S極，所以可以確定螺線管周圍磁場(chǎng)的方向是向右的；螺線管的左端為N極，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，小磁針的左端為N極；螺線管的左端為N極，利用安培定則可以確定螺線管中電流是從螺線管的右端流入左端流出，所以電源的右端為正極，左端為負(fù)極。如下圖所示：10．（2022?普陀區(qū)二模）在圖中，標(biāo)出通電螺線管和小磁針的N極，以及磁感線方向?！敬鸢浮恳娊馕??！窘馕觥拷猓弘娏鲝穆菥€管的右側(cè)流入，依據(jù)安培定則可判斷出螺線管的右端為S極、左端為N極；磁感線在磁體外部是由N極指向S極的；根據(jù)異名磁極相互吸引可知，小磁針的左端為S極、右端為N極，如圖所示：11．（2022?浦東新區(qū)二模）在圖中根據(jù)通電螺線管的N極，標(biāo)出磁感線方向、小磁針的N極以及電源正、負(fù)極?！敬鸢浮恳娊馕觥！窘馕觥拷猓喝鐖D，螺線管的左端為N極，右端為S極。因?yàn)樵诖朋w外部，磁感線總是從磁體的N極發(fā)出，最后回到S極，故圖中磁感線方向方向向右。根據(jù)磁極間的相互作用可以判斷出小磁針的左端為N極，右端為S極。根據(jù)安培定則：伸出右手，使右手大拇指指向通電螺線管的N極，則四指彎曲所指的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍措娏魇菑穆菥€管的右端流入的。所以電源的右端為正極，左端為負(fù)極。如圖所示：12．（2023?閔行區(qū)二模）在圖中，標(biāo)出小磁針的N極和電源正負(fù)極?！敬鸢浮恳娊馕觥！窘馕觥拷猓焊鶕?jù)磁體周圍的磁感線從N極出發(fā)，進(jìn)入S極知，螺線管的右端是N極；據(jù)安培定則可知，電流從螺線管的左端流入，右端流出，此時(shí)電源的左端是正極，右端是負(fù)極；據(jù)磁極間的作用規(guī)律可知，小磁針的左端是S極，右端是N極，如下圖：。13．（2022?靜安區(qū)二模）根據(jù)圖中通電螺線管的N極，標(biāo)出磁感線方向、小磁針的N極，并在括號(hào)內(nèi)標(biāo)出電源的正、負(fù)極?！敬鸢浮恳娊馕?。【解析】解：螺線管的左端為S極，右端為N極，磁感線從磁體的N極出發(fā)，回到S極，所以可以確定螺線管周圍磁場(chǎng)的方向是從右向左的；由異名磁極相吸可判斷出小磁針的下端為N極；根據(jù)螺線管的右端為N極，以及線圈的繞向利用安培定則可以確定螺線管中電流是從螺線管的左端流入右端流出。根據(jù)電流方向與電源正負(fù)極之間的關(guān)系：在電源外部電流從正極流出，回到負(fù)極，可以確定電源的右端為負(fù)極，左端為正極。如下圖所示：14．（2023?靜安區(qū)二模）根據(jù)圖中通電螺線管的S極，標(biāo)出磁感線方向、小磁針的N極，并在括號(hào)內(nèi)標(biāo)出電源的正、負(fù)極?！敬鸢浮恳娊馕觥！窘馕觥拷猓郝菥€管的左端為S極，則其右端為N極，在磁體周圍磁感線從N極出發(fā)回到S極，由此可以確定磁感線的方向是向左的，根據(jù)磁極間的作用規(guī)律可知，小磁針靠近螺線管的S極的一端是小磁針的N極，即小磁針左下端為S極，右上端為N極；螺線管的左端為S極，結(jié)合螺線管的線圈繞向，利用安培定則可以確定螺線管