《2025年综合应用创新题典中点九年级物理全一册沪粤版》

8. 跨学科·学科综合 陈海设计了一个如图所示的线圈指南针,将它放入盛有食盐水的水槽中(铜片和锌片分别与线圈两端相连后放入食盐水中构成化学电池,铜片为正极,锌片为负极),浮在液面上的线圈就能指示方向。下列关于该装置的分析错误的是(C)

A.线圈周围的磁场与条形磁体的磁场相似
B.线圈能够指示方向是因为存在地磁场
C.交换铜片和锌片位置不会改变线圈指南针的指向
D.利用该装置可以判断磁体的南、北极

答案： C　[点拨]线圈相当于一个通电螺线管,其周围的磁场与条形磁体的磁场相似,故A正确;线圈通电后周围会产生磁场，与地磁场相互作用，根据异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥,从而达到指示方向的目的，故B正确;交换铜片和锌片的位置后，电流的方向发生变化，由右手螺旋定则可知，线圈周围的磁场方向也发生改变，则与地磁场的作用也发生改变，即指示的方向发生改变，故C错误;知道电源的正、负极，则可得电流的方向，根据右手螺旋定则即可得出线圈的南、北极，将磁体靠近线圈，再根据异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥来判断磁体的南、北极，故D正确。

9. 如图所示,根据电源的正、负极和小磁针的指向,在图中画出通电螺线管的绕线。

答案：
[解]如图所示
　　　　

10. 科学思维·科学推理 如图所示,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,观察到小磁针顺时针偏转。
(1) 实验中小磁针的作用是检验通电导线周围是否存在磁场,这里用到的研究方法是转换法。
(2) 该实验现象说明通电导线周围存在磁场,这种现象称为电流的磁效应；此现象最早是由物理学家奥斯特发现的。
(3) 断开电路,小磁针会(填“会”或“不会”)回到原来位置。小明在其他实验条件不变的情况下,改变通电直导线的电流方向,闭合开关后,小磁针将逆时针转动(填“顺时针转动”“逆时针转动”或“静止不转动”)。

答案：
(1)检验通电导线周围是否存在磁场;转换法　　
(2)磁场;磁;奥斯特　
(3)会;逆时针转动
[点拨]
(3)由于小磁针受地磁场的影响,因此断开电路,小磁针会回到原来的位置　　通电直导线的磁场与导线中电流的方向有关,因此改变通电直导线的电流方向,闭合开关后，小磁针将逆时针转动

11. 新考法·新视角 小明同学受奥斯特实验的启发,产生了探究通电长直导线周围的磁场的兴趣。探究过程的一部分如下：
①让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板,以导线为中心在纸板上任意作直线。在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针,发现小磁针静止时N极指向都与直线垂直；
②直线上任意关于导线对称两点处的小磁针N极指向相反；
③改变电流大小时,小磁针指向不变；
④通过查阅资料得知,通电长直导线外某点的磁场强弱与电流大小成正比,与这一点到长直导线的距离成反比。
(1) 做实验时,纸板的俯视图如图甲所示,若“⊙”表示电流方向垂直纸面向外,“⊗”表示电流方向垂直纸面向里,小磁针涂黑部分为N极,请根据探究过程结合自己学过的知识,在图乙中作出通电长直导线周围的磁感线分布图(分布图要能够反映不同位置处磁场的强弱和方向)。
(2) 若要验证某点磁场强弱与其到通电长直导线的距离成反比,应控制______不变。
(3) 同一通电长直导线周围有到通电导线距离为r和2r的两点,则这两点的磁场强弱的比值为______。

答案：
[解]
(1)如图所示。　　　
(2)电流大小　
(3)2:1
[点拨]
(1)图甲中小磁针的指向均与直线垂直，且磁场方向是逆时针的，图乙中的电流方向与图甲中的电流方向相反，故图乙中的磁场方向是顺时针的,且越靠近导线磁感线越密集，越靠近外侧磁感线越稀疏，如图所示。
(2)通电长直导线外某点的磁场强弱与电流的大小及这一点到长直导线的距离有关，故要想验证某点磁场强弱与其到通电长直导线的距离成反比,根据控制变量的思想，应控制电流大小不变。　
(3)由题中信息得，某点磁场强弱与其到通电长直导线的距离成反比,所以这两点的磁场强弱之比等于距离的反比,即2:1