资源简介

20.2电生磁
【知识点1】通电螺线管的磁场 1
【知识点2】安培定则 2
【知识点3】探究通电螺线管的磁场特点 2
【知识点4】电流的磁效应 4
【题型1】安培定则的应用 5
【题型2】奥斯特的发现 8
【题型3】安培定则 11
【题型4】通电螺线管的磁场 14
【知识点1】通电螺线管的磁场
（1）通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似．如图：
（2）通电螺线管两端的极性跟螺线管中的电流方向之间的关系可以用安培定则来判断．
电螺线管的磁极与通电螺线管中的电流的方向判断，或者已知电流方向判断通电螺线管的磁极是命题方向．
例：小磁针静止在螺线管的附近，闭合开关S时，通电螺线管磁感线方向如图所示，则下列判断正确的是（　　）
A.通电螺线管的右端为N极
B.电源的右端为正极
C.小磁针一直保持静止
D.小磁针N极逆时针转动
分析：根据磁感线的方向，可以确定螺线管的NS极；
利用螺线管的NS极，可以确定小磁针的转动方向；
利用螺线管的NS极和线圈的绕向，利用安培定则可以确定线圈中电流方向，进而确定电源的正负极。解析：解：在磁体的周围，磁感线从磁体的N极发出，回到S极，所以利用磁感线的方向，可以确定螺线管的左端为N极，右端为S极。故A错误。
小磁针在电磁铁的作用下，根据异名磁极相互吸引的理论可以确定小磁针的N极向左偏转，即顺时针转动，故CD错误。
根据螺线管的左端为N极结合图示的线圈绕向，利用安培定则可以确定电流从螺线管的右端流入左端流出。所以电源的右端为正极。故B正确。
故选：B。
点评：小磁针指向还可以根据磁感线的方向来判断。该题中小磁针所在位置磁感线向左，所以小磁针N极向左，小磁针N极所指的方向为磁场的方向。
通电螺线管相当于条形磁体，与条形磁体联系解题
【知识点2】安培定则
安培定则内容：用右手握住螺线管，弯曲的四指所指的方向和通电螺线管的电流方向一致，大拇指所指的方向就是通电螺线管的N极。
【知识点3】探究通电螺线管的磁场特点
实验目的：
利用小磁针及铁屑，探究通电螺线管外部磁场的形状及方向。
实验器材：
螺线管、小磁针、玻璃板、铁屑、电源、开关、滑动变阻器、导线若干。
实验步骤：
（1）在有螺线管的玻璃板上均匀撒满铁屑，闭合开关使电流通过螺线管。
（2）轻敲玻璃板，观察铁屑的排列情况，
（3）在通电螺线管周围放一些小磁针，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。
（4）改变螺线管中的电流方向，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。
（5）改变螺线管的绕线方向，重复（3）、（4）。
实验结论：
（1）通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。
（2）通电螺线管的磁场方向与环绕螺线管的电流方向有关。
考查探究通电螺线管的磁场特点的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。
例：在“探究通电螺线管的磁场是什么样”的实验中：
（1）在嵌有螺线管的硬纸板上均匀地撒满细铁屑，给螺线管通电后，只有少量铁屑发生移动，此时应该______（填写操作方法），然后观察到细铁屑的排列如图所示，可见通电螺线管周围的磁场和______磁体的磁场相似，细铁屑排列有规律是因为铁屑在磁场中能被______。
（2）实验中还需要在螺线管周围摆放小磁针，目的是______。对调电源的正负极，小磁针指向与原来______（选填“相同”或“相反”），说明通电螺线管的磁场方向与电流方向______（选填“有关”或“无关”）。
（3）实验结束后，观察到两个小磁针又偏转回南北方向，这是受到______的影响。
分析：（1）通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似；细铁屑排列有规律是因为它能被磁化。
（2）通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
（3）小磁针指示南北方向是因为受到地磁场的作用。
解析：解：（1）在嵌有螺线管的硬纸板上均匀地撒满细铁屑，给螺线管通电后，只有少量铁屑发生移动，此时应该轻敲硬纸板，然后观察到细铁屑的排列如图所示，可见通电螺线管周围的磁场和条形磁体的磁场相似，细铁屑排列有规律是因为铁屑在磁场中能被磁化。
（2）实验中还需要在螺线管周围摆放小磁针，目的是确定磁场的方向。对调电源的正负极，小磁针指向与原来相反，说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
（3）实验结束后，观察到两个小磁针又偏转回南北方向，这是受到地磁场的影响。
故答案为：（1）轻敲硬纸板；条形；磁化；（2）确定磁场的方向；相反；有关；（3）地磁场。
点评：本题考查的是通电螺线管的磁场分布；知道通电螺线管的磁场方向与电流的方向有关；知道地磁场。
（1）实验中，螺线管周围应尽可能多放一些小磁针，以便于观察磁场的方向。
（2）实验中，注意观察环绕螺线管的电流方向。
（3）为了使实验效果更明显，应增大通电螺线管中的电流。
【知识点4】电流的磁效应
（1）奥斯特实验说明：通电导线周围存在磁场；磁场方向和电流方向有关．
（2）这一现象叫电流的磁效应，也就是所说的电生磁．
（3）奥斯特是历史上第一个揭示了电与磁之间联系的科学家．
奥斯特实验、电磁感应现象实验、磁场对通电导线作用实验是电与磁的三个重要基本实验，要掌握它的实验装置、实验现象、说明的问题，多进行对比记忆．
例：如图所示，对下列甲、乙、丙、丁四幅图解释合理的是（　　）
A.甲：磁场能产生电流
B.乙：闭合开关，小磁针N极向左偏转
C.丙：这个装置的实验原理，应用于制造电动机
D.丁：电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁磁性越强
分析：甲图：小磁针会发生偏转是受到了磁场的作用，而磁场是由电流产生的；
乙图：根据安培定则先判断出通电螺线管的N极，然后根据磁感线方向判断出小磁针N极的指向；
丙图：电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而发生转动，发电机的原理是电磁感应；
丁图：电磁铁的磁性强弱与线圈匝数多少有关：当电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁磁性越强。解析：解：
A、该实验是奥斯特实验：当导线中通过电流时，小磁针发生偏转，实验现象表明电流周围存在磁场，即电生磁，这个现象叫做电流的磁效应，故A错误；
B、闭合开关，通电螺线管中的电流方向是“右上左下”，根据安培定则可知，螺线管的左端是N极，磁感线从N极出发经过小磁针时方向是向左的，则小磁针N极将向左偏转，故B正确；
C、若开关闭合，金属棒左右切割磁感线运动，此时电路中就会产生电流，故是电磁感应实验装置，该装置的实验原理应用于制造发电机，故C错误；
D、由图可知，两个电磁铁是串联的，则通过两个电磁铁的电流相同，在电流相同的情况下，匝数多的电磁铁吸引的大头针数目多，表明线圈匝数越多，磁性越强，故D正确。
故选：BD。
点评：本题考查了电流的磁效应、通电螺线管的磁场及安培定则、发电机的原理、影响电磁铁磁性强弱的因素，其中选项C一定要注意，要能正确识别实验装置属于发电机原理还是属于电动机原理，二者的因果关系是不同的，发电机是“先动后电”，电动机是“先电后动”。
奥斯特实验：电流能够产生磁场。
【题型1】安培定则的应用
【典型例题】图中小磁针静止时指向错误的是(　　)
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】小磁针静止时N极的指向表示磁场的方向。右手握住螺线管，四指指向电流的方向，所以通电螺旋管外部磁场方向为从左向右，故小磁针的N极水平向左，故A正确，不符合题意；根据安培定则，通电螺旋管外部磁场方向为从左向右，故小磁针的N极水平向左，故B正确，不符合题意；根据安培定则，通电螺旋管内部磁场方向为从右向左，故C正确，不符合题意；根据安培定则，通电螺旋管外部磁场方向为从左向右，故小磁针的N极应水平向右，故D错误，符合题意。
【举一反三1】如图所示，弹簧测力计下挂一条形磁体，条形磁体下面放置一通电螺线管，当条形磁体从左向右水平拉过时，在图象中弹簧测力计示数变化情况正确的是(　　)
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由图可知在对着我们的一侧电流是向上的，根据安培定则可知通电螺线管的左端是N极，右端是S极；通电螺线管两极磁性最强而中间磁性最弱，且同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，当条形磁体向右移动时，相互排斥力逐渐减小，而过了中点后，相互吸引力逐渐增大，故可以得出弹簧测力计的示数从a端到b端是逐渐变大的，故A符合题意，B、C、D不符合题意。
【举一反三2】如图所示，通电螺线管的a端是____极，小磁针的b端是____极．
【答案】S　S
【解析】根据螺线管中电流的方向和线圈的绕向，利用安培定则可以确定螺线管的a端为S极，b端为N极。当小磁针静止时，根据磁极间的作用规律可知，相互靠近的一定是异名磁极。因此可以确定小磁针的a端为N极，b端为S极。如图所示：
【举一反三3】如图甲所示是磁悬浮地球仪，图乙是地球仪内部的电磁铁工作原理图，则电磁铁下端是 （选填“南”或“北”）极。
【答案】北
【解析】由图得，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，由安培定则得，电磁铁下端是北极。
【举一反三4】如图，根据小磁针静止时的指向，标出螺线管的N极和P点线圈中电流的方向。
【答案】见解析图
【解析】图中小磁针N极向右，因异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，所以通电螺线管的左侧为N极，右侧为S极；由右手螺旋定则可知，电流由左侧流入，右侧流出，故P点线圈中电流的方向向上。如图所示
【举一反三5】小磁针静止时的指向如图所示，在图中标出通电螺线管的N极和电源正极。
【答案】
【解析】小磁针静止时N极向左，则由同名磁极间相互排斥、异名磁极间相互吸引可知螺线管左侧为S极，右侧为N极；由右手螺旋定则可知电流由右侧流入螺线管，即电源右侧为正极；
【题型2】奥斯特的发现
【典型例题】当通以如图所示方向的电流时，小磁针的S极将向纸外偏转，若改变电流方向，图中的小磁针转向为(　　)
A.小磁针N极将向纸外偏转
B.小磁针S极将向纸外偏转
C.小磁针N极指向不变
D.小磁针N极可能向纸内偏转，也可能向纸外偏转
【答案】A
【解析】当电流方向向右时，小磁针的S极将向纸外偏转，若改变电流方向，则导线下方磁场方向将发生改变，故小磁针S极将向里偏转，N极将向外偏转．
【举一反三1】如图是小明做奥斯特实验时的装置图，下列说法正确的是（　　）
A.实验时，导线平行架到小磁针上方，更易看到小磁针转动的现象
B.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
C.实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动；若把小磁针放置到导线上方，它将不动
D.实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动：若将小磁针移去，通电导线周围将不存在磁场
【答案】A
【解析】因通电直导线周围的磁场方向与导线垂直，所以若导线与小磁针垂直放置，小磁针有可能不转动，平行放置时，小磁针N极的指向为该点的磁场方向，这时实验现象最明显，故A正确；
根据奥斯特实验，人们发现改变导线中电流方向，小磁针偏转方向改变，说明通电导线周围的磁场方向与电流方向有关，故B错误；
实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动；若把小磁针放置到导线上方，因磁场方向改变，所以小磁针偏转方向改变，它将转动，故C错误；
通电导线周围有磁场是因为通电导线中存在电流，通电导线中的电流是通电导线周围磁场形成的原因，与小磁针无关，小磁针只是为了证明有磁场产生，故D错误。
故选A。
【举一反三2】关于磁场，下列说法中错误的是(　　)
A.小磁针接近磁体时会发生偏转，说明磁体周围存在着磁场
B.通电导体周围也和磁体周围一样，存在着磁场
C.磁铁周围的磁感线都是从磁铁北极出来，回到磁铁的南极
D.处在磁场中某点的小磁针静止时南极的指向就是该点磁场的方向
【答案】D
【解析】小磁针接近磁体时会发生偏转，说明磁体周围存在着磁场，A说法正确；根据电流的磁效应，通电导体周围也和磁体周围一样，存在着磁场，B说法正确；磁铁周围的磁感线都是从磁铁北极出来，回到磁铁的南极，C说法正确；处在磁场中某点的小磁针静止时北极的指向就是该点磁场的方向，D说法错误。
【举一反三3】对于如图所示的实验，下列说法正确的是(　　)
A.这是法拉第的电磁感应实验
B.甲、丙对比可说明通电导体周围存在磁场
C.本实验揭示了电生磁现象
D.图乙断电后，小磁针的N极将会指向地球地磁的北极
【答案】C
【解析】由实验电路可知为奥斯特的电流磁效应实验，故A错误；甲丙两图电流方向不同，小磁针的偏转方向不同，电流通过它产生的磁场对磁体施加力的作用，而磁场的方向与电流的方向有关，故B错误；本实验揭示了电生磁现象，故C正确；断电后，根据异名磁极相互吸引，小磁针的N极会指向地磁场的南极，故D错误。
【举一反三4】如图，太阳风暴爆发时，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，地磁场北极在地理　　　　　　（选填“南极”或“北极” ）附近，如果将地球看作一个表面均匀带电旋转的球体，那么这个球体表面应该带　　　　　　电荷。
【答案】南极　　负
【解析】地球是一个巨大的条形磁体，磁极刚好和地理位置大致相反，即地理位置的北极附近是地磁的南极（S），地理位置的南极附近是地磁的北极（N）。
通过安培定则可知，地球电流的方向是自东向西，与地球自转的方向相反，因为电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，因此地球表面带负电荷。
【举一反三5】如图所示，当给导线通电时，小磁针的N极向里转动了，这就是著名的________实验，它证明了电流周围存在着________；如果将导线中通过电流的方向改为向左，小磁针的N极将向________转动。
【答案】奥斯特　磁场　外
【解析】在一根长导线下方平行放置一个可以在水平面自由转动的小磁针，如图所示，当给导线通电时，小磁针的N极向里转动了，这就是著名的奥斯特实验，它证明了电流周围存在磁场；电流方向改变，产生的磁场的方向也改变，故将导线中通过电流的方向改为向左，小磁针偏转方向也改变，小磁针的N极将向外转动．
【举一反三6】如图-1所示，铁棒靠近时，小磁针发生偏转，铁棒　　　　　　 （选填“一定”或“不一定”）具有磁性；如图-2所示，小磁针发生偏转，说明电流周围存在　　　　　　 。如图-3所示，条形磁体静止时B端总是指向地理北方，说明B端是条形磁体的　　　　　　 极。
【答案】不一定　　 磁场　　 北/N
【解析】小磁针本身具有磁性，铁棒靠近时会被磁化，所以小磁针发生偏转不能说明铁棒是否具有磁性。
小磁针发生偏转，是因为受到磁力作用，说明电流周围存在磁场。
地球是个磁体，异名磁极相互吸引，B端总是指向地理北方，即地磁S极，说明B端是条形磁体的N极。
【举一反三7】如图所示，当给导线通电时，小磁针的N极向里转动了，这就是著名的________实验，它证明了电流周围存在着________；如果将导线中通过电流的方向改为向左，小磁针的N极将向________转动。
【答案】奥斯特　磁场　外
【解析】在一根长导线下方平行放置一个可以在水平面自由转动的小磁针，如图所示，当给导线通电时，小磁针的N极向里转动了，这就是著名的奥斯特实验，它证明了电流周围存在磁场；电流方向改变，产生的磁场的方向也改变，故将导线中通过电流的方向改为向左，小磁针偏转方向也改变，小磁针的N极将向外转动．
【题型3】安培定则
【典型例题】1820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，引起到会科学家的极大兴趣，如图所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，请你想一想会发生的现象是(　　)
A.通电螺线管转动，直到A端指向南，B端指向北
B.通电螺线管转动，直到A端指向北，B端指向南
C.通电螺线管仍保持在原来的位置上静止
D.通电螺线管能在任意位置静止
【答案】A
【解析】由图知：电流由右后端流入，做前端流出，由右手螺旋定则知：A端为S极、B端为N极；所以东西方向放置的螺线管会转动起来，静止时，A端将指向南极，B端将指向北极。
【举一反三1】如图所示，对于通电螺线管极性的标注正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】图中通电螺线管外部电流向下，由安培定则可知：该通电螺线管右端为N极，故A错误；
图中通电螺线管外部电流向上，由安培定则可知：该通电螺线管左端为N极，故B正确；
图中通电螺线管外部电流向上，由安培定则可知：该通电螺线管左端为N极，故C错误；
图中通电螺线管外部电流向下，由安培定则可知：该通电螺线管右端为N极，故D错误。
故选B。
【举一反三2】如图所示，对于通电螺线管极性的标注正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】图中通电螺线管外部电流向下，由安培定则可知：该通电螺线管右端为N极，故A错误；
图中通电螺线管外部电流向上，由安培定则可知：该通电螺线管左端为N极，故B正确；
图中通电螺线管外部电流向上，由安培定则可知：该通电螺线管左端为N极，故C错误；
图中通电螺线管外部电流向下，由安培定则可知：该通电螺线管右端为N极，故D错误。
故选B。
【举一反三3】如图是判定通电螺线管的极性跟电流方向关系的示意图，下面理析正确的是(　　)
A.大拇指所指的方向是电流方向
B.大拇指所指的方向是通电螺线管的南极
C.大拇指所指的方向是通电螺线管的北极
D.通电螺线管的极性与管中电流方向无关
【答案】C
【解析】根据安培定则的内容判定线电流的磁感线的方法是：右手握住导线，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是通电螺线管的N极。综上所述，C选项说法正确。
【举一反三4】判断通电螺线管磁极性的方法(安培定则)：用________手握螺线管，让四指弯向螺线管中__________，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的____________极。
【答案】右　电流方向　N
【举一反三5】如图是物理学中“安培定则”应用的示意图。用右手握住螺线管，如果大拇指所指的那端就是螺线管外部磁场的北极，那么，四指所指应该是螺线管中 ________的方向。
【答案】电流环绕
【解析】右手螺旋定则：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极．同理，如果大拇指所指的那端是螺线管的北极，那么，四指所指的就是螺线管中电流环绕的方向．
【举一反三6】判断通电螺线管磁极性的方法(安培定则)：用________手握螺线管，让四指弯向螺线管中__________，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的____________极。
【答案】右　电流方向　N
【举一反三7】小明用导线绕在铁钉上，接入下图中所示的电路中，制成了一个电磁铁。闭合开关S，小磁针静止时左端应为________极。
【答案】S
【解析】由安培定则可判出电磁铁的右侧为N极，则根据磁极间的相互作用可知，小磁针N极向外，即小磁针的S极向左。
【题型4】通电螺线管的磁场
【典型例题】在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图甲、乙所示，其中小磁针(黑色一端为N极)静止时的指向情况如图甲所示，铁屑静止时的分布情况如图乙所示。图丙所示的是用磁感线对上述两个实验现象的描述。下列说法正确的是(　　)
A.图甲所示的实验，探究的是通电螺线管的磁场分布特点
B.图乙所示的实验，探究的是通电螺线管的磁场方向和分布特点
C.由图丙可知，通电螺线管周围的磁场与条形磁体相似均由磁感线组成的
D.由实验可知，通电螺线管外部的磁场分布具有一定的对称性
【答案】D
【解析】图甲所示的实验，通过周围的小磁针静止时N极指向来探究的通电螺线管的磁场方向特点，故A错误；图乙所示的实验，通过被磁化后的铁粉的排列来探究的是通电螺线管的磁场分布特点，不能探究磁场方向，故B错误；通电螺线管周围的磁场是客观存在的，但是磁感线是为了研究磁场的分布而假想出来的曲线，故C错误；由实验可知，通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似，具有一定对称性，故D正确。
【举一反三1】下列做法中能够改变通电螺线管外部磁场方向的是(　　)
A.增加线圈的匝数 B.改变电流的大小 C.改变螺线管中的电流方向 D.在螺线管中插入铁芯
【答案】C
【解析】由右手螺旋定则可知，螺线管的极性取决于线圈的绕向及电流方向，即改变任何一个因素，磁极的方向都会改变，但两个因素都改变，磁极的方向不变，且其方向与线圈的匝数、电流的大小及有无铁芯无关，故只有C符合题意，A、B、D不符合题意。
【举一反三2】把导线绕成螺线管，在螺线管周围撒上铁屑，通电后，轻轻敲击纸板，并在周围放上小磁针，如图甲改变电流方向，铁屑分布及小磁针指向如图乙。
(1)敲击纸板后，铁屑的排列________一定规律，通电螺线管周围的小磁针排列________一定规律。(均选填“有”或“无”)
(2)根据铁屑排列，发现通电螺线管的磁场与________的磁场相似。
(3)若改变螺线管中的电流方向，会发现小磁针的指向________，此时通电螺线管的N、S极如何变化？_______________________。说明通电螺线管的极性与________有关。
【答案】(1)有　有　(2)条形磁体　(3)相反　螺线管的N、S 极对调　电流方向
【解析】(1)根据题意知道，铁屑在通电螺线管周围会被磁化，由于其与纸板的摩擦力太大，它不能自己转动，通过敲击纸板，使铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列；通电螺线管周围的小磁针由于受到磁场的作用，也按一定规律排列。
(2)通过比较发现，通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似。
(3)若改变螺线管中的电流方向，会发现小磁针的指向发生改变，与之前方向相反；改变螺线管中的电流方向，由安培定则知道，通电螺线管的N、S极对调；由以上现象知道，通电螺线管的极性与电流方向有关。
【举一反三3】用如图所示的装置可以探究通电螺丝管外部的磁场分布
(1)选用小磁针是为了________，如果移走小磁针，通电螺线管周围________(选填“存在”或“不存在”)磁场。
(2)实验过程中，把电池的正负极位置对调，这样操作是为了研究通电螺线管外部磁场方向和________是否有关。
(3)进一步根据铁屑受力转动后的分布情况，分析论证后得出结论：通电螺线管周围的磁场与________磁体的磁场相似，对于通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系，我们可以用________定则来表述。
【答案】(1)显示磁场的存在　存在　(2)电流的方向　(3)条形　安培
【解析】(1)在奥斯特实验中，通电时，小磁针发生偏转，说明了通电导线周围存在磁场，即小磁针是为了显示磁场的存在，如果移走小磁针，该结论成立，即磁场仍存在；(2)实验过程中，把电池的正负极位置对调，这样操作是为了研究通电螺线管外部磁场方向和电流的方向是否有关；(3)据课本可知，通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似．对于通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系，我们可以用安培定则来表述。
【举一反三4】根据图中通电螺线管附近小磁针静止时N极的指向，标出图中磁感线的方向，并在括号内标出电源的正、负极。
【答案】
【解析】由于通电螺线管附近小磁针静止时N极的指向为右，根据异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的右端为N极，由右手定则可知，通电螺线管里的电流方向正面向下，故电源的左端为正极，右端为负极，磁感线的方向为从右向左。20.2电生磁
【知识点1】通电螺线管的磁场 1
【知识点2】安培定则 2
【知识点3】探究通电螺线管的磁场特点 2
【知识点4】电流的磁效应 4
【题型1】安培定则的应用 5
【题型2】奥斯特的发现 6
【题型3】安培定则 8
【题型4】通电螺线管的磁场 10
【知识点1】通电螺线管的磁场
（1）通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似．如图：
（2）通电螺线管两端的极性跟螺线管中的电流方向之间的关系可以用安培定则来判断．
电螺线管的磁极与通电螺线管中的电流的方向判断，或者已知电流方向判断通电螺线管的磁极是命题方向．
例：小磁针静止在螺线管的附近，闭合开关S时，通电螺线管磁感线方向如图所示，则下列判断正确的是（　　）
A.通电螺线管的右端为N极
B.电源的右端为正极
C.小磁针一直保持静止
D.小磁针N极逆时针转动
分析：根据磁感线的方向，可以确定螺线管的NS极；
利用螺线管的NS极，可以确定小磁针的转动方向；
利用螺线管的NS极和线圈的绕向，利用安培定则可以确定线圈中电流方向，进而确定电源的正负极。解析：解：在磁体的周围，磁感线从磁体的N极发出，回到S极，所以利用磁感线的方向，可以确定螺线管的左端为N极，右端为S极。故A错误。
小磁针在电磁铁的作用下，根据异名磁极相互吸引的理论可以确定小磁针的N极向左偏转，即顺时针转动，故CD错误。
根据螺线管的左端为N极结合图示的线圈绕向，利用安培定则可以确定电流从螺线管的右端流入左端流出。所以电源的右端为正极。故B正确。
故选：B。
点评：小磁针指向还可以根据磁感线的方向来判断。该题中小磁针所在位置磁感线向左，所以小磁针N极向左，小磁针N极所指的方向为磁场的方向。
通电螺线管相当于条形磁体，与条形磁体联系解题
【知识点2】安培定则
安培定则内容：用右手握住螺线管，弯曲的四指所指的方向和通电螺线管的电流方向一致，大拇指所指的方向就是通电螺线管的N极。
【知识点3】探究通电螺线管的磁场特点
实验目的：
利用小磁针及铁屑，探究通电螺线管外部磁场的形状及方向。
实验器材：
螺线管、小磁针、玻璃板、铁屑、电源、开关、滑动变阻器、导线若干。
实验步骤：
（1）在有螺线管的玻璃板上均匀撒满铁屑，闭合开关使电流通过螺线管。
（2）轻敲玻璃板，观察铁屑的排列情况，
（3）在通电螺线管周围放一些小磁针，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。
（4）改变螺线管中的电流方向，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。
（5）改变螺线管的绕线方向，重复（3）、（4）。
实验结论：
（1）通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。
（2）通电螺线管的磁场方向与环绕螺线管的电流方向有关。
考查探究通电螺线管的磁场特点的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。
例：在“探究通电螺线管的磁场是什么样”的实验中：
（1）在嵌有螺线管的硬纸板上均匀地撒满细铁屑，给螺线管通电后，只有少量铁屑发生移动，此时应该______（填写操作方法），然后观察到细铁屑的排列如图所示，可见通电螺线管周围的磁场和______磁体的磁场相似，细铁屑排列有规律是因为铁屑在磁场中能被______。
（2）实验中还需要在螺线管周围摆放小磁针，目的是______。对调电源的正负极，小磁针指向与原来______（选填“相同”或“相反”），说明通电螺线管的磁场方向与电流方向______（选填“有关”或“无关”）。
（3）实验结束后，观察到两个小磁针又偏转回南北方向，这是受到______的影响。
分析：（1）通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似；细铁屑排列有规律是因为它能被磁化。
（2）通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
（3）小磁针指示南北方向是因为受到地磁场的作用。
解析：解：（1）在嵌有螺线管的硬纸板上均匀地撒满细铁屑，给螺线管通电后，只有少量铁屑发生移动，此时应该轻敲硬纸板，然后观察到细铁屑的排列如图所示，可见通电螺线管周围的磁场和条形磁体的磁场相似，细铁屑排列有规律是因为铁屑在磁场中能被磁化。
（2）实验中还需要在螺线管周围摆放小磁针，目的是确定磁场的方向。对调电源的正负极，小磁针指向与原来相反，说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
（3）实验结束后，观察到两个小磁针又偏转回南北方向，这是受到地磁场的影响。
故答案为：（1）轻敲硬纸板；条形；磁化；（2）确定磁场的方向；相反；有关；（3）地磁场。
点评：本题考查的是通电螺线管的磁场分布；知道通电螺线管的磁场方向与电流的方向有关；知道地磁场。
（1）实验中，螺线管周围应尽可能多放一些小磁针，以便于观察磁场的方向。
（2）实验中，注意观察环绕螺线管的电流方向。
（3）为了使实验效果更明显，应增大通电螺线管中的电流。
【知识点4】电流的磁效应
（1）奥斯特实验说明：通电导线周围存在磁场；磁场方向和电流方向有关．
（2）这一现象叫电流的磁效应，也就是所说的电生磁．
（3）奥斯特是历史上第一个揭示了电与磁之间联系的科学家．
奥斯特实验、电磁感应现象实验、磁场对通电导线作用实验是电与磁的三个重要基本实验，要掌握它的实验装置、实验现象、说明的问题，多进行对比记忆．
例：如图所示，对下列甲、乙、丙、丁四幅图解释合理的是（　　）
A.甲：磁场能产生电流
B.乙：闭合开关，小磁针N极向左偏转
C.丙：这个装置的实验原理，应用于制造电动机
D.丁：电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁磁性越强
分析：甲图：小磁针会发生偏转是受到了磁场的作用，而磁场是由电流产生的；
乙图：根据安培定则先判断出通电螺线管的N极，然后根据磁感线方向判断出小磁针N极的指向；
丙图：电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而发生转动，发电机的原理是电磁感应；
丁图：电磁铁的磁性强弱与线圈匝数多少有关：当电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁磁性越强。解析：解：
A、该实验是奥斯特实验：当导线中通过电流时，小磁针发生偏转，实验现象表明电流周围存在磁场，即电生磁，这个现象叫做电流的磁效应，故A错误；
B、闭合开关，通电螺线管中的电流方向是“右上左下”，根据安培定则可知，螺线管的左端是N极，磁感线从N极出发经过小磁针时方向是向左的，则小磁针N极将向左偏转，故B正确；
C、若开关闭合，金属棒左右切割磁感线运动，此时电路中就会产生电流，故是电磁感应实验装置，该装置的实验原理应用于制造发电机，故C错误；
D、由图可知，两个电磁铁是串联的，则通过两个电磁铁的电流相同，在电流相同的情况下，匝数多的电磁铁吸引的大头针数目多，表明线圈匝数越多，磁性越强，故D正确。
故选：BD。
点评：本题考查了电流的磁效应、通电螺线管的磁场及安培定则、发电机的原理、影响电磁铁磁性强弱的因素，其中选项C一定要注意，要能正确识别实验装置属于发电机原理还是属于电动机原理，二者的因果关系是不同的，发电机是“先动后电”，电动机是“先电后动”。
奥斯特实验：电流能够产生磁场。
【题型1】安培定则的应用
【典型例题】图中小磁针静止时指向错误的是(　　)
A. B. C. D.
【举一反三1】如图所示，弹簧测力计下挂一条形磁体，条形磁体下面放置一通电螺线管，当条形磁体从左向右水平拉过时，在图象中弹簧测力计示数变化情况正确的是(　　)
A. B. C. D.
【举一反三2】如图所示，通电螺线管的a端是____极，小磁针的b端是____极．
【举一反三3】如图甲所示是磁悬浮地球仪，图乙是地球仪内部的电磁铁工作原理图，则电磁铁下端是 （选填“南”或“北”）极。
【举一反三4】如图，根据小磁针静止时的指向，标出螺线管的N极和P点线圈中电流的方向。
【举一反三5】小磁针静止时的指向如图所示，在图中标出通电螺线管的N极和电源正极。
【题型2】奥斯特的发现
【典型例题】当通以如图所示方向的电流时，小磁针的S极将向纸外偏转，若改变电流方向，图中的小磁针转向为(　　)
A.小磁针N极将向纸外偏转
B.小磁针S极将向纸外偏转
C.小磁针N极指向不变
D.小磁针N极可能向纸内偏转，也可能向纸外偏转
【举一反三1】如图是小明做奥斯特实验时的装置图，下列说法正确的是（　　）
A.实验时，导线平行架到小磁针上方，更易看到小磁针转动的现象
B.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
C.实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动；若把小磁针放置到导线上方，它将不动
D.实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动：若将小磁针移去，通电导线周围将不存在磁场
【举一反三2】关于磁场，下列说法中错误的是(　　)
A.小磁针接近磁体时会发生偏转，说明磁体周围存在着磁场
B.通电导体周围也和磁体周围一样，存在着磁场
C.磁铁周围的磁感线都是从磁铁北极出来，回到磁铁的南极
D.处在磁场中某点的小磁针静止时南极的指向就是该点磁场的方向
【举一反三3】对于如图所示的实验，下列说法正确的是(　　)
A.这是法拉第的电磁感应实验
B.甲、丙对比可说明通电导体周围存在磁场
C.本实验揭示了电生磁现象
D.图乙断电后，小磁针的N极将会指向地球地磁的北极
【举一反三4】如图，太阳风暴爆发时，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，地磁场北极在地理　　　　　　（选填“南极”或“北极” ）附近，如果将地球看作一个表面均匀带电旋转的球体，那么这个球体表面应该带　　　　　　电荷。
【举一反三5】如图所示，当给导线通电时，小磁针的N极向里转动了，这就是著名的________实验，它证明了电流周围存在着________；如果将导线中通过电流的方向改为向左，小磁针的N极将向________转动。
【举一反三6】如图-1所示，铁棒靠近时，小磁针发生偏转，铁棒　　　　　　 （选填“一定”或“不一定”）具有磁性；如图-2所示，小磁针发生偏转，说明电流周围存在　　　　　　 。如图-3所示，条形磁体静止时B端总是指向地理北方，说明B端是条形磁体的　　　　　　 极。
【举一反三7】如图所示，当给导线通电时，小磁针的N极向里转动了，这就是著名的________实验，它证明了电流周围存在着________；如果将导线中通过电流的方向改为向左，小磁针的N极将向________转动。
【题型3】安培定则
【典型例题】1820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，引起到会科学家的极大兴趣，如图所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，请你想一想会发生的现象是(　　)
A.通电螺线管转动，直到A端指向南，B端指向北
B.通电螺线管转动，直到A端指向北，B端指向南
C.通电螺线管仍保持在原来的位置上静止
D.通电螺线管能在任意位置静止
【举一反三1】如图所示，对于通电螺线管极性的标注正确的是（ ）
A. B. C. D.
【举一反三2】如图所示，对于通电螺线管极性的标注正确的是（ ）
A. B. C. D.
【举一反三3】如图是判定通电螺线管的极性跟电流方向关系的示意图，下面理析正确的是(　　)
A.大拇指所指的方向是电流方向
B.大拇指所指的方向是通电螺线管的南极
C.大拇指所指的方向是通电螺线管的北极
D.通电螺线管的极性与管中电流方向无关
【举一反三4】判断通电螺线管磁极性的方法(安培定则)：用________手握螺线管，让四指弯向螺线管中__________，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的____________极。
【举一反三5】如图是物理学中“安培定则”应用的示意图。用右手握住螺线管，如果大拇指所指的那端就是螺线管外部磁场的北极，那么，四指所指应该是螺线管中 ________的方向。
【举一反三6】判断通电螺线管磁极性的方法(安培定则)：用________手握螺线管，让四指弯向螺线管中__________，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的____________极。
【举一反三7】小明用导线绕在铁钉上，接入下图中所示的电路中，制成了一个电磁铁。闭合开关S，小磁针静止时左端应为________极。
【题型4】通电螺线管的磁场
【典型例题】在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图甲、乙所示，其中小磁针(黑色一端为N极)静止时的指向情况如图甲所示，铁屑静止时的分布情况如图乙所示。图丙所示的是用磁感线对上述两个实验现象的描述。下列说法正确的是(　　)
A.图甲所示的实验，探究的是通电螺线管的磁场分布特点
B.图乙所示的实验，探究的是通电螺线管的磁场方向和分布特点
C.由图丙可知，通电螺线管周围的磁场与条形磁体相似均由磁感线组成的
D.由实验可知，通电螺线管外部的磁场分布具有一定的对称性
【举一反三1】下列做法中能够改变通电螺线管外部磁场方向的是(　　)
A.增加线圈的匝数 B.改变电流的大小 C.改变螺线管中的电流方向 D.在螺线管中插入铁芯
【举一反三2】把导线绕成螺线管，在螺线管周围撒上铁屑，通电后，轻轻敲击纸板，并在周围放上小磁针，如图甲改变电流方向，铁屑分布及小磁针指向如图乙。
(1)敲击纸板后，铁屑的排列________一定规律，通电螺线管周围的小磁针排列________一定规律。(均选填“有”或“无”)
(2)根据铁屑排列，发现通电螺线管的磁场与________的磁场相似。
(3)若改变螺线管中的电流方向，会发现小磁针的指向________，此时通电螺线管的N、S极如何变化？_______________________。说明通电螺线管的极性与________有关。
【举一反三3】用如图所示的装置可以探究通电螺丝管外部的磁场分布
(1)选用小磁针是为了________，如果移走小磁针，通电螺线管周围________(选填“存在”或“不存在”)磁场。
(2)实验过程中，把电池的正负极位置对调，这样操作是为了研究通电螺线管外部磁场方向和________是否有关。
(3)进一步根据铁屑受力转动后的分布情况，分析论证后得出结论：通电螺线管周围的磁场与________磁体的磁场相似，对于通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系，我们可以用________定则来表述。
【举一反三4】根据图中通电螺线管附近小磁针静止时N极的指向，标出图中磁感线的方向，并在括号内标出电源的正、负极。

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