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16.1奥斯特的发现
课堂练习
1、（2021湖南常德）如图所示，甲、乙为条形磁体，中间是电磁体，虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线，则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是（ ）
A．N、N、S、S B．S、S、N、S
C．N、N、S、N D．S、S、N、N
2、（2021云南）如图甲所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球时，金属箔片张开，则金属箔片和橡胶棒带__________　（选填“同种”或“异种”）电荷。如图乙所示，根据图中的电流方向，可以判断通电螺线管左端的磁极是_____________-　极。
3、（2021四川内江）如图所示，在奥斯特实验中，导线通电时，导线附近的小磁针发生了___________，证实了电流周围存在___________。
4、（2021江苏南京）人工心脏泵可短时间代替心脏工作，如图是该装置的示意图磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启，线圈中的电流从A流向B时，电磁铁左端是______极，血液会______（选填“流入”或“流出”）活塞筒，该装置工作时，线圈AB中的电流方向______（选填“需要”或“不需要”）改变。
5、（2021湖北宜昌）通电螺线管外部的磁场是怎样分布的，我们通过以下实验来进行探究：
（1）在硬纸板上放置一个螺线管，周围均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，铁屑被_____。轻敲纸板，观察铁屑的排列情况如图甲所示，图乙和图丙分别是蹄形磁体和条形磁体的磁场分布情况，对比分析可知通电螺线管外部的磁场分布与______磁体的相似；
（2）我们要判断通电螺线管外部的磁场方向，需要借助______；
（3）根据前面的实验结果，把通电螺线管看成一个磁体，它的两极如图于所示，为了进一步探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系我们下一步要做的是______，观察______。
6、（2021江苏泰州）小明在探究“通电直导线周围的磁场”实验中，实验装置如图甲所示。
（1）其中小磁针的作用是___________；
（2）接通电路后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在________，此现象最早是由物理学家_______发现的。
（3）改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明电流周围的磁场方向与________有关。
（4）研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，则图甲实验中，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向___________（选填“会”或“不会”）改变。
7、（2021昆明）为了探究磁场，小华做了如下实验。
甲 乙 丙
（1）探究磁体周围的磁场：
①在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，再将玻璃板放在条形磁体上方，然后______玻璃板，观察铁屑的分布情况。铁屑在磁场中被______成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来，如图甲所示；
②再在玻璃板上放一些小磁针，小磁针静止时的情况如图乙所示，黑色一端表示磁体的N极，某点小磁针______极所指的方向就是该点的______方向；
③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象、直观地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作______。
（2）探究通电螺线管周围的磁场：
①把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后发现小磁针的指向如图丙所示，说明通电螺线管周围的磁场跟______磁体的磁场相似，图中_____（选填“左”成“右”）端是螺线管的N极；
②对调电源的正负极重复上述实验，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管的极性跟______有关，断开开关后，小磁针静止时______极指向南方。
8、（2021湖北恩施）请根据图丙中小磁针静止时的指向，在括号内标出电源的正负极。
9、（2021湖南岳阳）如图所示，请根据小磁针指向确定电源a 端的极性（用“+”或“﹣”表示）．
（ ）
10、（2021新疆）请在图丙中标出通电螺线管的 N 极和静止的小磁针的 N极．
11、（2021福建）如图，当闭合开关S后，用细线悬挂的条形磁体与通电螺线管相互吸引，请在图中虚线上标出磁感线的方向，并在括号内标出条形磁体左端的极性。
12、（2021青海）如图10所示，根据电源的正负极和小磁针的指向，在图中画出螺线管的绕线。
13、（2021江苏连云港）如图乙所示，请标出通电螺线管的N、S极并用箭头画出图中磁感线的方向。
14、（2021四川内江）．闭合开关后，小磁针前正在如图所示的位置。请用箭头标出螺线管中a处的电流方向和b处的磁感线方向。
15、（2021江苏扬州）如图丙，标出通电螺线管和静止小磁针的N极；
答案
1、B
解析：根据右手螺旋定则知，C端为N极，B端为S极，由磁感线的特点知，A、B为同名磁极，都为S极，C与D是异名的，D为S极。
2、同种；N。
解析：毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为毛皮失去电子，橡胶棒得到电子。运用安培定则可判断螺线管的磁极。
（1）毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，接触验电器后，一部分电子转移到金属箔片上，金属箔片带上负电，所以橡胶棒和箔片带同种电荷。
（2）运用安培定则，用右手握住螺线管，弯曲的四指指向电流方向，大拇指指向左端，所以左端是螺线管的N极。
3、偏转 磁场
解析：1820年，丹麦科学家奥斯特在课堂上做实验时偶然发现：当导线中通过电流时，它旁边的磁针发生了偏转，他进而继续研究，终于证实了电流周围存在磁场，在世界上第一个发现了电和磁之间的联系。
4、 (1). S (2). 流入 (3). 需要
解析： 线圈中的电流从A流向B时，根据安培定则，电磁铁右端N极，左端S极。异名磁极相互吸引，此时活塞左移，筒内压强减小，血液流入筒。因为工作时活塞要左右移动，电磁铁磁极要改变，所以电流方向需要改变。
5、 (1). 磁化 (2). 条形 (3). 小磁针 (4). 改变电流方向（调换电源正负极） (5). 小磁针的指向
解析：（1）通电螺线管周围存在磁场，铁钴镍等物质是能够被磁化的，所以把铁屑撒在通电螺线管周围，铁屑会被磁化。
对比甲、乙、丙三图可知，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的相似。
（2）我们规定小磁针静止时N极所指方向为该点 磁场方向，要判断通电螺线管外部的磁场方向，需要借助小磁针。
（3）要探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系，就要改变导线中电流的方向，所以接下来我们需要对调电源的正负极，通过观察小磁针的指向来判断通电螺线管的N、S极。
6、 ①. 检测磁场的存在 ②. 磁场 ③. 奥斯特 ④. 电流方向 ⑤. 不会
解析：（1）[1]磁场直接看不到，可以用小磁针检测磁场的存在
（2）[2][3]实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，这是著名的奥斯特实验，此现象最早是由物理学家奥斯特发现的。
（3）[4]改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了产生的磁场方向改变，即表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。
（4）[5]由图，通电直导线周围的磁场成同心圆，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，磁场方向仍然是顺时针，所以小磁针偏转的方向不变。
7、 (1). 轻敲 (2). 磁化 (3). N (4). 磁场 (5). 磁感线 (6). 条形 (7). 右 (8). 电流方向 (9). S
8、
解析：根据小磁针的N、S极判断出螺线管的右侧为S极，左侧为N极，在根据右手定则判断出电流流向，从而确定电源的正负极，如图所示：
9、
10、
11、
解析：根据安培定则可知，电流从电磁铁右侧流入，螺线管左侧N极，右侧S极，磁感线从N极出发，回到S极，所以磁感线方向向右，条形磁体与通电螺线管相互吸引，所以条形磁体左端N极，如下图所示
12、
答案：
13、
答案：
解析：根据安培定则可知通电螺线管的右端是N极，磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发回到S极，如图所示。
14、 答案：
解析：小磁针的左端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的右端为S极，则左端为N极。根据安培定则，右手大拇指指向N极（左端），则四指弯曲方向为电流方向，故a处电流方向向上；因磁体外部磁感线是从N极出发回到S，故b处磁感线方向为向左。如图：
15、答案：
解析：由图可知，电流从螺线管的右端流入，由安培定则可知螺线管的左端是N极，右端是S极，由磁极间的相互作用可知小磁针的右端是N极，如图所示：
1题
2题
3题
6题
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16.2 奥斯特的发现
沪粤版 九年级下
新知导入
我们学过电，也了解一些磁的特性，请大家比较一下磁和电有哪些异同。
电现象 磁现象
1 带电体能吸________。 磁体能吸引____________等物质
2 自然界中存在___电荷和____电荷 磁体上存在____极和____极。
3 同种电荷相互____， 异种电荷相互____。 同名磁极相互_______
异名磁极相互______
轻小物体
铁、钴、镍
正
负
北
南
吸引
排斥
吸引
排斥
电和磁之间有很多相似之处，它们之间是否有联系呢？我们生活中常见的设备如扬声器、话筒中，电和磁常连在一起，它们之间应该有一定的联系，第一个找到这种联系的人是丹麦物理学家——奥斯特。
新知讲解
（一）观察通电直导线周围的磁场
1、我们怎样判断一个物体是否有磁性？
2、如果小磁针发生偏转说明了什么？
3、奥斯特是如何发现电和磁的联系的呢？
一、电流的磁场
看它能否吸引铁屑；也可以利用磁体间的相互作用来检验。
答：小磁针受到了磁力的作用，或者小磁针处在磁场中。
1、将直导线与小磁针平行一起，并将导线架在小磁针的上方。
（二）奥斯特实验
2、分别接通和断开电路，观察小磁针的偏转情况。
现象：
通电导线周围存在着磁场
小磁针发生偏转
表明：
3、改变电流方向，观察小磁针的偏转情况。
改变电流方向
电流的磁场方向跟电流的方向有关
电流方向改变，小磁针偏转方向发生改变
现象：
奥斯特实验的意义：第一次揭示了电现象与磁现象的联系，推动了电磁学的深入研究
结论：通电导体的周围有磁场，磁场的方向跟电流的方向有关，这现象叫电流的磁效应。（这实验叫奥斯特实验）
既然电能生磁，为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动？
因为它的磁场太弱了！
如果把导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈），各条导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多.
下面，我们就一起来研究通电螺线管 的磁场.
通电直导线周围存在磁场，如果将直导线弯成螺线管，通电后是否也会产生磁场？如果有磁场，与通电直导线的磁场是否相同
　　（一）螺旋管：将导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈）。通电后各圈导线磁场产生叠加，磁场增强。
二、通电螺旋管的磁场
（二）观察通电螺旋管周围的铁屑分布
问题：如何显示磁场的分布
　　实验：在螺线管的两端各放一个小磁针，在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后观察指针指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况。
通电后，轻轻敲板，铁屑为什么会产生规律排列？铁屑的排列与什么现象一样？
铁屑磁化变成“小磁针”，轻敲使铁屑可自由转动，使铁屑在磁场中有规律地排列起来了。
通电螺旋管周围铁屑的排列与条形磁铁周围的排列很相似,通电螺旋管外部的磁场与条形磁铁周围的磁场很相似。
通电螺旋管周围存在着磁场，通电螺旋管外部的磁场与条形磁铁周围的磁场很相似。
（三）探究通电螺旋管的极性与电流方向的关系
问题：磁场方向是如何确定的
实验方案：把小磁针放在螺旋管的两端，在螺旋管通电后，观察螺旋管两端小磁针的指向，，然后改变电流方向，记下螺旋管中的电流方向和小磁针静止时N极的指向。
结论：通电螺旋管的极性与电流方向有关
实验结论：
　通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。
　通电螺线管两端的极性与其中的电流方向有关。
通电螺旋管的极性与电流方向的关系如何判断呢？
　　用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极。
三、安培定则
（1）“电流方向”是指螺旋管中电流环绕方向；
（2）四指弯曲：与螺旋管中电流方向一致；
（3）大拇指指向：通电螺旋管的N极。
　　你能用一个巧妙的方法把通电螺线管两端的极性与其中的电流方向的关系表述出来吗？
猴子用右手把一个大螺线管夹在腋下，说：如果电流沿着我右臂所指的方向流动，N 极就在我的前方。
蚂蚁沿着电流方向绕螺线管爬行，说：N 极就在我的左边。
小结：通电螺线管的磁场（特点）
1、通电螺线管周围存在着磁场；
2、通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的磁场相似；
3、通电螺线管两端的极性取决于电流方向
S
N
N
S
N
S
4、通电螺旋管的极性与电流方向的关系可以用安培定则判断
　　1．判断下面螺线管中的N极和S极：
　　2．判断螺线管中的电流方向：
N
S
S
N
N
S
课堂练习
　　3．根据小磁针静止时指针的指向，判断出电源的正负极。
电源
S
N
N
S
+
—
　
4、（2021四川攀枝花）攀枝花市某学校研学小组在探究通电螺线管磁场的实验中，小磁针和螺线箮放置于同水平面内，螺线管为东西朝向，小磁针可在水平面内自由转动。开关S闭合后，小磁针的指向如图所示，则电源A端为______（选填“正”或“负”）
极。当开关S断开时，小磁针N极将________
（选填“不”、“向北”或“向南”）偏转。
负
向北
5、（2021山东临沂）．如图所示，由通电螺线管的磁感线方向可知，电流表的上端为_______接线柱；静止的小磁针的左端为_________极。
N
正
6、（2021山东淄博）两个磁极间的磁感线分布如图所示，小磁针在B点静止。则（ ）
A．甲、乙磁极均为S极
B．小磁针的上端是S极
C．A、B两点的磁场强弱相同
D．磁极周围的磁感线是真实存在的
B
7、（2021湖南长沙）在我们熟悉的各种磁体的磁场中，通电螺线管外部的磁场可能与哪种磁体的相似 小伟用小磁针、条形磁体、通电螺线管来进行探究，实验操作及现象如图所示。
（1）比较甲、乙两图可知，通电
螺线管的外部磁场与____________
周围的磁场相似;
（2）比较乙、丙两图可知，通电螺
线管的外部磁场方向与通过它的________方向有关。
条形磁体
电流
8、（2021四川眉山）如图所示，将某发光二极管的两极接入电路的a、b两点，闭合开关时，通电螺线管旁边小磁针S极向右偏转。下列判断正确的是（　　）
A．通电螺线管右端为N极
B．电源左端为正极，右端为负极
C．发光二极管 极接 点， 极接 点
D．图中P处磁感线的方向从螺线管右端到左端
C
9、（2021山东东营）如图所示，开关闭合的瞬间，位于螺线管右侧的小磁针发生顺时针旋转。请在图中合适的位置标出通电螺线管的“N”、“S”极和电源的“+”、“﹣”极。
10、（2021广西北部湾）请在图中标出通电螺线管外部磁感线的方向及小磁针的 N极。
11、（2021山东菏泽） 请在图中标出电磁铁的 极和图中这条磁感线的方向。
12、（2021湖南怀化）图丙为地磁场的示意图，请在括号内填上地磁的磁极和小磁针右下端的磁极（选填“N”或“S”）。
13、（2021四川广安）如图所示，请根据通电螺线管的磁感线方向标出螺线管的N极和A处导线中的电流方向。
小结：通电螺线管的磁场（特点）
1、通电螺线管周围存在着磁场；
2、通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的磁场相似；
3、通电螺线管两端的极性取决于电流方向
S
N
N
S
N
S
4、通电螺旋管的极性与电流方向的关系可以用安培定则判断
课堂总结
作业布置
沪粤版物理课本自我评价与作业第12页1、2、3、4题
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