备战2020年中考物理专题19安培定则（含解析）

1 专题 19 安培定则 一、安培定则 1.作用：判断通电螺线管外部的磁场方向。 2.通电螺线管 （1）通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。 （2）它两端的磁极跟电流方向有关，可以用安培定则判定。 3.安培定则：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线 管的 N 极。 二、安培定则考法 经常以作图题形式出现。但以选择题、填空题、探究题等题型出现时，解题思路都是用安培定则为准绳。 1.已知螺线管的导线绕法和电流方向，标出螺线管两端的 N、S 极； 2.已知螺线管的导线绕法和螺线管两端的 N、S 极，标出电流方向； 3.已知电流方向、螺线管两端的 N、S 极，画出螺线管的导线绕法； 4. 其它情形。 【例题 1】（2019 武汉）如图所示，在探究通电螺线管外部的磁场分布的实验中，开关闭合后，下列说法正 确的是（　　） A．小磁针甲静止时 N 极指向右端，小磁针乙静止时 N 极指向左端 B．小磁针甲静止时 N 极指向左端，小磁针乙静止时 N 极指向右端 C．小磁针甲和小磁针乙静止时 N 极均指向右端 D．小磁针甲和小磁针乙静止时 N 极均指向左端 专题学啥 专题考法 2 【答案】B 【解析】由电源的正负极可知，电流从螺线管的左后方流入，右前方流出，由右手螺旋定则可知，螺线管 右端应为 N 极，左端为 S 极；因同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，所以小磁针甲静止时 N 极指向左 端，S 极指向右，小磁针乙静止时 N 极指向右端，S 极指向左，故 B 正确，ACD 错误。 故选：B。 【例题 2】（2019 四川达州）如图是研究电磁铁磁性的电路图，则电磁铁的 S 极为　 　（选填“A”或 “B”）端。当滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，电磁铁的磁性变　 　（选填“强”或“弱”）。 【答案】B；弱。 【解析】（1）由图看出，电流从电磁铁下端流入，依据安培定则，四指顺着电流方向，大拇指应向上握住 电磁铁，所以上端为 N 极，B 端的磁极为 S 极。 （2）滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，连入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱。 【例题 3】（贵州黔东南）将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内添加电源和滑动变阻器），使得小 磁针静止时如图所示，且向右移动滑动变阻器滑片时，电磁铁的磁性变弱。 【答案】故连接如图所示。 【解析】小磁针静止时左端为 S 极、右端为 N 极，根据磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的左端是 N 极，右端是 S 极如图； 根据安培定则可以判断电流从左端进入通电螺线管，则可知电源左端为正极、右端为负极；3 当电流越小时，电磁铁的磁性越弱，要想电磁铁的磁性变弱，应减小电路中的电流，由欧姆定律可知，应 增大电路中的电阻，则向右移动滑动变阻器滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻应变长。 一、选择题 1.（2019 贵州铜仁）某同学学习磁现象后，画出了以下四幅图，其中正确的是（ ） 【 答 案 】 C 【 解 析 】 A.已 知 磁 铁 右 端 为 N 极 ， 左 端 为 S 极 ， 在 磁 体 外 部 ， 磁 感 线 的 方 向 从 N 极 指 向 S 极 ， 而 图 中 是 从 S 极 指 向 N 极 ， 故 A 错 误 ； B.已 知 两 磁 铁 都 为 N 极 ， 磁 感 线 的 方 向 从 N 极 指 向 S 极 ， 故 B 错 误 ； C.右 手 握 住 螺 线 管 ， 四 指 指 向 电 流 的 方 向 ， 大 拇 指 指 向 左 端 为 N 极 ， 故 C 正 确 ； D.右 手 握 住 螺 线 管 ， 四 指 指 向 电 流 的 方 向 ， 大 拇 指 指 向 右 端 为 N 极 ， 故 D 错 误 。 2．（2019 山东泰安）如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是（　　） A．通电螺线管的左端为 N 极 B．通电螺线管外 A 点磁场的方向向右 C．小磁针 N 极指向左 D．小磁针 S 极指向左 【答案】D 【解析】A.闭合开关后，电流由螺线管的左侧流入、右侧流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指 专题操练 4 指向电流的方向，则大拇指指向右端，即通电螺线管的右端为 N 极、左端为 S 极，故 A 错误； B.在磁体的外部，磁感线从 N 极指向 S 极，所以通电螺线管外 A 点的磁场方向向左，故 B 错误； CD.通电螺线管的右端是 N 极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的 S 极应靠近螺线管的右端，即小磁针 的 S 极指向左，故 C 错误，D 正确。 3．（2019 广州）在图中， 表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，○·表示导线中的电流方向垂直于纸面 向外。F 是磁场对通电导线的作用力。下列哪个选项中，磁场对通电导线的作用力与图中的 F 的方向相同 （ ） 【答案】B 【解析】影响磁场对通电导线作用力方向的因素有二：一是磁场方向，二是导体中的电流方向。若只改变 磁场方向，磁场对通电导线作用力的方向发生改变；若只改变电流方向，磁场对通电导线作用力的方向发 生改变；若同时改变磁场方向和电流方向，磁场对通电导线作用力的方向不改变。由图 8 知，磁场方向为 向右，电流方向为垂直纸面向里，磁场对通电导线的作用力方向向下；A．由安培定则可判定磁场方向向左， 而电流方向垂直纸面向里，则磁场对通电导线的作用力方向与图 8 相反，即向上。B．由安掊定则得磁场方 向向左，而电流方向垂直纸面向外，则磁场对通电导线的作用力方向与图 8 相同，即向下。C．由安培定则 得磁场方向向右，而电流方向垂直纸面向外，则磁场对通电导线的作用力方向与图 8 相反，即向上。D．由 于缺少电源，通电导线所处空间没有磁场，所以通电导线没有受到磁场力的作用。综上所述，应选 B。 4.（2018 桂林）一通电螺线管中的电流方向和其周围磁感线的分布如图所示，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B5 【解析】观察各个选项看出。螺线管绕法和电流方向已知，那个根据安培定则可以确定 N、S 极。其周围磁 感线的分布可以确定。 5.（2018 杭州）如图所示为电磁铁的线路图．开关 S 闭合后，滑动变阻器的滑片 P 向右滑动过程中（　　） A．电磁铁的右端为 S 极，磁性增强 B．电磁铁的右端为 S 极，磁性减弱 C．电磁铁的右端为 N 极，磁性增强 D．电磁铁的右端为 N 极，磁性减弱 【答案】D 【解析】由图可知，电流从螺旋管的左端流入、右端流出，用右手握住螺旋管，四指指向电流的方向，则 大拇指指向右端，所以右端是 N 极，故 AB 错误；滑动变阻器的滑片 P 向右滑动过程中，接入电路中的电阻 变大，电路中的总电阻变大，由 I=U/R 可知，电路中的电流变小，通过电磁铁的电流变小，则在螺旋管的 匝数一定时，电磁铁的磁性减弱，故 C 错误、D 正确；故应选 D。 6．（2018 南宁）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 M 端放有一小磁针， 闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下面说法正确的是（　　） A．通电螺线管 M 端为 S 极 B．小磁针 N 极指向水平向右 C．若滑动变阻器的滑片 P 向 b 端移动，通电螺线管的磁性增强 D．若滑动变阻器的滑片 P 向 b 端移动，通电螺线管的磁性减弱 【答案】D 【解析】电流从螺线管左端流入，右端流出，据安培定则可知，此时电磁铁的 M 端是 N 极，N 端是 S 极， 故 A 错误；据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是 N 极，右端是 S 极，即小磁针 N 极指向水平 向左．故 B 错误；滑动变阻器的滑动片 P 向 b 端移动，电阻变大，电流变小，故电磁铁的磁性变弱．故 C6 错误、D 正确； 故应选 D。 二、填空题 7.（2018 江西）通电线圈附近的小磁针静止时 N 极指向如图所示，则电源 A 端为　　极；利用通电线圈在 磁场中受力转动可制成　　（选填“发电机”或“电动机”）． 【答案】负；电动机． 【解析】由图知：小磁针的磁极为：左 S、右 N，那么根据磁极间的相互作用，可知螺线管的磁极为：左 N、 右 S；根据安培定则，用右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的 N 极，其余四指环绕的方向为电流的方向， 则电源的 B 端为正极，A 端为负极．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，工作时，消耗 电能转化为机械能． 三、作图题 8 ．（ 2019 四 川 内 江 ） 请 在 通 电 螺 线 管 两 端 的 括 号 内 标 出 N ， S 极 ， 并 画 出 磁 感 线 的 方 向 。 【答案】如下图所示： 【解析】用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指的方向是通电螺线管的 N 极，所以右端是 N 极，左端是 S 极，磁体周围的磁感线从 N 极出发回到 S 极，则磁体外部的磁感线方向向左。 9．（2019 山东威海）闭合开关 S 后小磁针的状态如图所示（小磁针黑色一端表示 N 极），请在图中括号内标 出通电螺线管的 N 极和电源的“+”极。7 【答案】如下图所示： 【解析】小磁针静止时 N 极指向左，根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，可以确定通电螺线管的 左端为 S 极，右端为 N 极； 结合图中的线圈绕向和通电螺线管的 N 极，利用安培定则可知线圈中的电流方向是从螺旋管的左端流入、 右端流出，所以电源的左端为正极，右端为负极。 10.（2018 陕西咸阳）如图所示，请将螺线管、滑动变阻器接入电路中，使开关闭合后，螺线管与条形磁铁 相互排斥，滑动变阻器滑片 P 向右移动会使斥力变大． 【答案】如图所示。 【解析】开关闭合后，螺线管与条形磁铁相互排斥，应使电磁铁左侧是 S 极，由安培定则可知：螺线管中 电流方向向下；滑动变阻器滑片 P 向右移动会使斥力变大，即此时电路中电流变大，滑动变阻器连入电路 的阻值变小，可得出需使滑动变阻器右侧下接线柱连入电路． 11.（2018 云南）根据图中通电螺线管的南北极，标出如图中小磁针的 N 极和电源的“+”极． 【答案】如图所示。8 【解析】①根据异名磁极相互吸引的规律可知，小磁针靠近通电螺线管 N 极的一端为 S 极，另一端是 N 极． ②根据安培定则，伸出右手握住螺线管使大拇指指示通电螺线管的 N 极，四指弯曲所指的方向为电流的方 向，所以电流由螺线管的右端流入，即电源的右端为正极，电源左端是负极．如图所示。 12.（2018 济南）根据小磁针静止时的指向，请在图中标出螺线管的北极和电源的正极。 【答案】如图所示。 【解析】根据同名磁极互相排斥，异名词磁极互相吸引可知道螺线管右端为 S 极，做段位 N 极。还知道螺 线管的绕法，这样用右手安培定则就可以判定导线电流方向，从而知道电源正负极。 13.（2018 北京）请用笔画线代替导线将如图所示的实物图补充完整，使滑动变阻器的滑片向 A 端移动时， 通电螺线管的磁性增强，并标出通电螺线管的 N 极。 【答案】如图所示。 S 电源 N 电源 + − S A B ＋ M －9 【解析】通电螺线管的磁性增强，电路电流大了，就得使滑动变阻器接入电路电阻小。所以导线接在下端。 接在上端实际咋移动滑片，滑动变阻器的电阻都不起作用用。通电螺线管电流方向根据电源正负极确认， 螺线管绕法已知，所以 N、S 极可以判断。 14.（2018 湖南长沙）根据通电螺线管的 N、S 极和磁感线形状，在图中标出磁体 A 的 N 极，磁感线方向（任 选一根标出即可）和电源“+”、“-”极。 【答案】如下图所示. 【解析】通电螺线管的磁场与条形磁体磁场相似，磁体极性与导线的绕法和电流方向有关，磁体的极性和 电流方向关系用安培定则记忆；磁体的磁感线都是从磁体的 N 极出发，回到磁体的 S 极；同名磁体磁极相 互排出，异名磁体磁极相互吸引。 四、实验探究题 15.（2018 郑州）在做“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验时，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针 （1）通电后小磁针的指向如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与________磁体的磁场相似。 A B ＋ M － N10 （2）小明改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动 180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知：通 电螺线管外部磁场方向与螺线管中的________方向有关。 （3）由安培定则可知乙图中 S 闭合后，螺线管的上端为________极。 【答案】（1）条形（2）电流（3）S 【解析】（1）根据小磁针排列看出，通电螺线管外部磁场方向是从右端出来回到左端，和条形磁体类似。 （2）电流方向改变，小磁针指向变化，说明螺线管外部磁场方向变化。进一步说明通电螺线管外部磁场方 向与螺线管中的电流方向有关。（3）用安培定则判断即可。 16.（2018 重庆）学习了通电螺线管的磁场后，小华同学利用螺线管、小磁针、电键和电池等器材继续做实 验。小华将小磁针放在螺线管内部，电键 S 断开，小磁针静止后如图（a）所示。闭合电键 S，小磁针转动， 静止后如图（b）所示。接着小华改变电池的接法，再闭合电键 S，小磁针静止后如图（c）所示。请根据现 象及相关条件归纳得出初步结论。 ① 比较图（a）和（b）可知：__________。 ② 比较图（b）和（c）可知：__________。 【答案】①通电螺线管内部存在磁场。 ②通电螺线管内部磁场的方向跟电流方向有关。 【解析】① 比较图（a）和（b）可知通电螺线管内部有磁场，因为小磁针再两种情况下 N、S 方向改变了。 ②比较图（b）和（c）可知，电流方向改变后，小磁针 N、S 极也变化了，说明通电螺线管内部磁场的方向 跟电流方向有关。 （a）电键断开 （b）电键闭合 （c）电键闭合 N NN S S