9. 如图 16-3-6 所示,玩具船上有一个由电池和带铁芯的细长螺线管组成的电路,小船漂浮在水面上,船头 A 指向东,船尾 B 指向西。闭合开关 S 后,船头 A 最后指向(

A.北
B.南
C.东
D.西
A
)。A.北
B.南
C.东
D.西
答案:A
解析:
【分析】
要解决此题,需分两步分析:
1. 先利用安培定则判断螺线管的磁极:明确螺线管的电流方向,用右手螺旋定则(安培定则)确定螺线管的N、S极;
2. 结合地磁场的特点判断船头指向:地球是大磁体,地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近,磁体的N极会指向地理北极方向,由此确定船头的最终指向。
【解析】
1. 判断螺线管的磁极:
由电路图可知,电流从螺线管的左端流入,右端流出。根据安培定则(右手螺旋定则):右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指所指的一端为螺线管的N极,因此螺线管的船头A端为N极,船尾B端为S极。
2. 结合地磁场确定船头指向:
地球本身是一个巨大的磁体,地磁南极位于地理北极附近,地磁北极位于地理南极附近。根据磁体的指向性,螺线管的N极(A端)会指向地理北极方向,即北方。因此闭合开关S后,船头A最后指向北。
【答案】
A
【知识点】
安培定则;地磁场;磁体的指向性
【点评】
本题综合考查安培定则的应用与地磁场的特点,需要将电磁学中磁极的判断方法与地磁场的实际指向规律结合,侧重知识的综合应用能力。
【难度系数】
0.6
要解决此题,需分两步分析:
1. 先利用安培定则判断螺线管的磁极:明确螺线管的电流方向,用右手螺旋定则(安培定则)确定螺线管的N、S极;
2. 结合地磁场的特点判断船头指向:地球是大磁体,地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近,磁体的N极会指向地理北极方向,由此确定船头的最终指向。
【解析】
1. 判断螺线管的磁极:
由电路图可知,电流从螺线管的左端流入,右端流出。根据安培定则(右手螺旋定则):右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指所指的一端为螺线管的N极,因此螺线管的船头A端为N极,船尾B端为S极。
2. 结合地磁场确定船头指向:
地球本身是一个巨大的磁体,地磁南极位于地理北极附近,地磁北极位于地理南极附近。根据磁体的指向性,螺线管的N极(A端)会指向地理北极方向,即北方。因此闭合开关S后,船头A最后指向北。
【答案】
A
【知识点】
安培定则;地磁场;磁体的指向性
【点评】
本题综合考查安培定则的应用与地磁场的特点,需要将电磁学中磁极的判断方法与地磁场的实际指向规律结合,侧重知识的综合应用能力。
【难度系数】
0.6
10. 下列四幅图中能正确表示通电螺线管磁极极性的是(

A.
B.
C.
D.
B
)。A.
B.
C.
D.
答案:B
解析:
【分析】
要解决这道题,我们需要利用安培定则(右手螺旋定则)判断通电螺线管的磁极,解题思路如下:
1. 先确定每个图中电源的正负极:电源的长接线柱为正极,短接线柱为负极,由此明确电流的流向(从正极流出,经螺线管后回到负极)。
2. 结合螺线管的绕线方式,确定电流在螺线管上的环绕方向。
3. 应用安培定则:右手握住螺线管,使四指指向电流的环绕方向,此时大拇指所指的一端就是螺线管的N极。
4. 将判断出的磁极与图中标注的磁极进行对比,一致的即为正确选项。
【解析】
我们逐一分析各选项:
选项A:电源右正左负,电流从螺线管右端流入、左端流出。根据绕线方式,电流在螺线管中的环绕方向为从右看逆时针,由安培定则可知,螺线管的右端为N极,但图中标注左端为N极、右端为S极,与判断结果不符,A错误。
选项B:电源左正右负,电流从螺线管左端流入、右端流出。根据绕线方式,电流在螺线管中的环绕方向为从左看逆时针,由安培定则可知,螺线管的右端为N极,图中标注左端为S极、右端为N极,与判断结果一致,B正确。
选项C:电源左正右负,电流从螺线管左端流入、右端流出。根据绕线方式,电流在螺线管中的环绕方向为从左看顺时针,由安培定则可知,螺线管的右端为N极,但图中标注左端为N极、右端为S极,与判断结果不符,C错误。
选项D:电源左正右负,电流从螺线管左端流入、右端流出。根据绕线方式,电流在螺线管中的环绕方向为从左看逆时针,由安培定则可知,螺线管的左端为N极,但图中标注左端为S极、右端为N极,与判断结果不符,D错误。
【答案】
B
【知识点】
安培定则;通电螺线管磁极判断
【点评】
本题主要考查安培定则的应用,解题的关键是准确判断电流的流向和螺线管的电流环绕方向,避免因绕线方向或电流方向判断错误导致结果出错。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,我们需要利用安培定则(右手螺旋定则)判断通电螺线管的磁极,解题思路如下:
1. 先确定每个图中电源的正负极:电源的长接线柱为正极,短接线柱为负极,由此明确电流的流向(从正极流出,经螺线管后回到负极)。
2. 结合螺线管的绕线方式,确定电流在螺线管上的环绕方向。
3. 应用安培定则:右手握住螺线管,使四指指向电流的环绕方向,此时大拇指所指的一端就是螺线管的N极。
4. 将判断出的磁极与图中标注的磁极进行对比,一致的即为正确选项。
【解析】
我们逐一分析各选项:
选项A:电源右正左负,电流从螺线管右端流入、左端流出。根据绕线方式,电流在螺线管中的环绕方向为从右看逆时针,由安培定则可知,螺线管的右端为N极,但图中标注左端为N极、右端为S极,与判断结果不符,A错误。
选项B:电源左正右负,电流从螺线管左端流入、右端流出。根据绕线方式,电流在螺线管中的环绕方向为从左看逆时针,由安培定则可知,螺线管的右端为N极,图中标注左端为S极、右端为N极,与判断结果一致,B正确。
选项C:电源左正右负,电流从螺线管左端流入、右端流出。根据绕线方式,电流在螺线管中的环绕方向为从左看顺时针,由安培定则可知,螺线管的右端为N极,但图中标注左端为N极、右端为S极,与判断结果不符,C错误。
选项D:电源左正右负,电流从螺线管左端流入、右端流出。根据绕线方式,电流在螺线管中的环绕方向为从左看逆时针,由安培定则可知,螺线管的左端为N极,但图中标注左端为S极、右端为N极,与判断结果不符,D错误。
【答案】
B
【知识点】
安培定则;通电螺线管磁极判断
【点评】
本题主要考查安培定则的应用,解题的关键是准确判断电流的流向和螺线管的电流环绕方向,避免因绕线方向或电流方向判断错误导致结果出错。
【难度系数】
0.6
11. 如图 16-3-7 所示,将两个线圈套在光滑的支架上,闭合开关 S,两个线圈之间将(

A.因相互吸引而间距变小
B.因相互排斥而间距变大
C.因为不发生相互作用,所以间距不变
D.以上三种情况都有可能发生
B
)。A.因相互吸引而间距变小
B.因相互排斥而间距变大
C.因为不发生相互作用,所以间距不变
D.以上三种情况都有可能发生
答案:B
解析:
【分析】
要解决此题,需按以下思路思考:
1. 首先明确电路中的电流方向:闭合开关后,电流从电源正极流出,依次经过右侧线圈、左侧线圈,最终回到电源负极。
2. 利用安培定则(右手螺旋定则)分别判断两个线圈的磁极:右手握住线圈,四指指向电流的环绕方向,大拇指所指的一端为线圈的N极。
3. 根据磁极间的相互作用规律(同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引),判断两个线圈相邻磁极的极性,进而确定它们的相互作用方式,得出间距变化情况。
【解析】
步骤1:确定电流方向
闭合开关S后,电流从电源正极流出,依次经过右侧线圈、左侧线圈,回到电源负极。
步骤2:用安培定则判断磁极
对于右侧线圈:右手握住线圈,四指指向电流的环绕方向(从右端流入,左端流出),大拇指指向左侧,因此右侧线圈的左端为N极,右端为S极。
对于左侧线圈:右手握住线圈,四指指向电流的环绕方向(从右端流入,左端流出),大拇指指向右侧,因此左侧线圈的右端为N极,左端为S极。
步骤3:判断相互作用
两个线圈相邻的磁极为左侧线圈的右端(N极)和右侧线圈的左端(N极),属于同名磁极。根据磁极间的相互作用规律,同名磁极相互排斥,因此两个线圈会因相互排斥而间距变大。
【答案】
B
【知识点】
安培定则、磁极间的相互作用
【点评】
本题主要考查安培定则与磁极间相互作用规律的综合应用,解题的关键是准确判断线圈的磁极极性,需注意线圈绕线方向与电流方向的对应关系,避免因磁极判断错误导致结果出错。
【难度系数】
0.6
要解决此题,需按以下思路思考:
1. 首先明确电路中的电流方向:闭合开关后,电流从电源正极流出,依次经过右侧线圈、左侧线圈,最终回到电源负极。
2. 利用安培定则(右手螺旋定则)分别判断两个线圈的磁极:右手握住线圈,四指指向电流的环绕方向,大拇指所指的一端为线圈的N极。
3. 根据磁极间的相互作用规律(同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引),判断两个线圈相邻磁极的极性,进而确定它们的相互作用方式,得出间距变化情况。
【解析】
步骤1:确定电流方向
闭合开关S后,电流从电源正极流出,依次经过右侧线圈、左侧线圈,回到电源负极。
步骤2:用安培定则判断磁极
对于右侧线圈:右手握住线圈,四指指向电流的环绕方向(从右端流入,左端流出),大拇指指向左侧,因此右侧线圈的左端为N极,右端为S极。
对于左侧线圈:右手握住线圈,四指指向电流的环绕方向(从右端流入,左端流出),大拇指指向右侧,因此左侧线圈的右端为N极,左端为S极。
步骤3:判断相互作用
两个线圈相邻的磁极为左侧线圈的右端(N极)和右侧线圈的左端(N极),属于同名磁极。根据磁极间的相互作用规律,同名磁极相互排斥,因此两个线圈会因相互排斥而间距变大。
【答案】
B
【知识点】
安培定则、磁极间的相互作用
【点评】
本题主要考查安培定则与磁极间相互作用规律的综合应用,解题的关键是准确判断线圈的磁极极性,需注意线圈绕线方向与电流方向的对应关系,避免因磁极判断错误导致结果出错。
【难度系数】
0.6
12. 请在图 16-3-8 中标出通电螺线管 A 端和永磁体 B 端的磁极和磁感线的方向。

答案:

解析:
【分析】
要解决此题,我们可以分三步思考:
1. 先利用安培定则判断通电螺线管的磁极:明确电流方向后,用右手螺旋定则握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指指向即为N极,从而确定A端的磁极;
2. 再根据磁极间的相互作用(异名磁极相互吸引),结合螺线管右端的磁极,判断永磁体的磁极,进而确定B端的磁极;
3. 最后根据磁感线在磁体外部“从N极出发,回到S极”的特点,标注出磁感线的方向。
【解析】
1. 判断通电螺线管的磁极:
由图可知,电流从电源正极流出,流入通电螺线管的右端,从左端流出回到负极。根据安培定则(右手螺旋定则):右手握住通电螺线管,四指指向电流的方向,大拇指所指的一端为螺线管的N极。由此可得,通电螺线管的右端为N极,A端为S极。
2. 判断永磁体的磁极:
根据磁极间的相互作用规律“异名磁极相互吸引”,通电螺线管右端为N极,因此永磁体靠近螺线管的一端为S极,所以永磁体的B端为N极。
3. 标注磁感线方向:
磁感线在磁体外部的方向是从N极出发,回到S极。因此:
通电螺线管外部:磁感线从右端N极指向A端S极;
螺线管与永磁体之间:磁感线从螺线管右端N极指向永磁体左端S极;
永磁体外部:磁感线从B端N极出发,指向其左端S极。
(具体标注如参考图所示)
【答案】
通电螺线管A端为$\boldsymbol{S}$极,永磁体B端为$\boldsymbol{N}$极;磁感线方向标注:螺线管外部从右端N极指向A端S极,螺线管与永磁体间从螺线管N极指向永磁体左端S极,永磁体外部从B端N极指向左端S极(标注图见参考答案)。
【知识点】
安培定则,磁极间的相互作用,磁感线的方向
【点评】
本题是电磁学基础综合题,综合考查了安培定则、磁极间相互作用规律以及磁感线方向的判断,需要学生熟练掌握电磁学的基础规律,按照“先螺线管磁极,再永磁体磁极,最后磁感线方向”的逻辑解题,是对电磁学基础概念的典型考查。
【难度系数】
0.6
要解决此题,我们可以分三步思考:
1. 先利用安培定则判断通电螺线管的磁极:明确电流方向后,用右手螺旋定则握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指指向即为N极,从而确定A端的磁极;
2. 再根据磁极间的相互作用(异名磁极相互吸引),结合螺线管右端的磁极,判断永磁体的磁极,进而确定B端的磁极;
3. 最后根据磁感线在磁体外部“从N极出发,回到S极”的特点,标注出磁感线的方向。
【解析】
1. 判断通电螺线管的磁极:
由图可知,电流从电源正极流出,流入通电螺线管的右端,从左端流出回到负极。根据安培定则(右手螺旋定则):右手握住通电螺线管,四指指向电流的方向,大拇指所指的一端为螺线管的N极。由此可得,通电螺线管的右端为N极,A端为S极。
2. 判断永磁体的磁极:
根据磁极间的相互作用规律“异名磁极相互吸引”,通电螺线管右端为N极,因此永磁体靠近螺线管的一端为S极,所以永磁体的B端为N极。
3. 标注磁感线方向:
磁感线在磁体外部的方向是从N极出发,回到S极。因此:
通电螺线管外部:磁感线从右端N极指向A端S极;
螺线管与永磁体之间:磁感线从螺线管右端N极指向永磁体左端S极;
永磁体外部:磁感线从B端N极出发,指向其左端S极。
(具体标注如参考图所示)
【答案】
通电螺线管A端为$\boldsymbol{S}$极,永磁体B端为$\boldsymbol{N}$极;磁感线方向标注:螺线管外部从右端N极指向A端S极,螺线管与永磁体间从螺线管N极指向永磁体左端S极,永磁体外部从B端N极指向左端S极(标注图见参考答案)。
【知识点】
安培定则,磁极间的相互作用,磁感线的方向
【点评】
本题是电磁学基础综合题,综合考查了安培定则、磁极间相互作用规律以及磁感线方向的判断,需要学生熟练掌握电磁学的基础规律,按照“先螺线管磁极,再永磁体磁极,最后磁感线方向”的逻辑解题,是对电磁学基础概念的典型考查。
【难度系数】
0.6
13. 请将图 16-3-9 所示的电路连接完整(要求:开关闭合后,电磁铁旁的小磁针能静止在图中位置)。

答案:

解析:
【分析】
要完成电路连接,需按以下思路推导:
1. 先根据磁极间的相互作用确定电磁铁磁极:小磁针静止时S极朝左、N极朝右,异名磁极相互吸引,因此电磁铁左端为N极,右端为S极。
2. 再用安培定则判断电流方向:右手握住螺线管,大拇指指向N极(左端),四指弯曲方向为电流方向,可判断出螺线管的电流从右端流入,左端流出。
3. 最后根据电流方向连接电路:电源正极接螺线管右端,负极接螺线管左端,开关串联在电路中,使电路完整。
【解析】
1. 确定电磁铁磁极:根据异名磁极相互吸引,小磁针S极指向左,说明电磁铁左端为N极;小磁针N极指向右,说明电磁铁右端为S极。
2. 判断电流方向:运用安培定则(右手螺旋定则),右手握住螺线管,大拇指指向N极(左端),四指的指向为电流方向,由此可知电流从螺线管的右端流入,左端流出。
3. 连接电路:将电源的正极与螺线管的右端接线柱相连,电源的负极与螺线管的左端接线柱相连,开关串联在电源与螺线管之间,完成电路连接(连接后电路如参考答案图所示)。
【答案】
电路连接如图所示(电源正极接螺线管右端,负极接螺线管左端,开关串联在电路中,完整电路见参考答案对应图示)。
【知识点】
安培定则应用;磁极间相互作用;电路连接
【点评】
本题综合考查磁极间相互作用规律与安培定则的应用,解题核心是通过小磁针的状态反向推导电磁铁磁极,再确定电流方向完成电路连接,需要熟练掌握相关电磁学规律。
【难度系数】
0.6
要完成电路连接,需按以下思路推导:
1. 先根据磁极间的相互作用确定电磁铁磁极:小磁针静止时S极朝左、N极朝右,异名磁极相互吸引,因此电磁铁左端为N极,右端为S极。
2. 再用安培定则判断电流方向:右手握住螺线管,大拇指指向N极(左端),四指弯曲方向为电流方向,可判断出螺线管的电流从右端流入,左端流出。
3. 最后根据电流方向连接电路:电源正极接螺线管右端,负极接螺线管左端,开关串联在电路中,使电路完整。
【解析】
1. 确定电磁铁磁极:根据异名磁极相互吸引,小磁针S极指向左,说明电磁铁左端为N极;小磁针N极指向右,说明电磁铁右端为S极。
2. 判断电流方向:运用安培定则(右手螺旋定则),右手握住螺线管,大拇指指向N极(左端),四指的指向为电流方向,由此可知电流从螺线管的右端流入,左端流出。
3. 连接电路:将电源的正极与螺线管的右端接线柱相连,电源的负极与螺线管的左端接线柱相连,开关串联在电源与螺线管之间,完成电路连接(连接后电路如参考答案图所示)。
【答案】
电路连接如图所示(电源正极接螺线管右端,负极接螺线管左端,开关串联在电路中,完整电路见参考答案对应图示)。
【知识点】
安培定则应用;磁极间相互作用;电路连接
【点评】
本题综合考查磁极间相互作用规律与安培定则的应用,解题核心是通过小磁针的状态反向推导电磁铁磁极,再确定电流方向完成电路连接,需要熟练掌握相关电磁学规律。
【难度系数】
0.6