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第2节 电生磁
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 电流的磁效应 1
题型2 通电螺线管的磁场 3
题型3 安培定则 6
【能力培优练】 7
【链接中考】 12
【重难题型讲解】
题型1 电流的磁效应
1、奥斯特实验：在静止的小磁针上方放一根与小磁针平行的直导线，依次进行如图甲、乙、丙所示的操作。
奥斯特实验说明：
（1）通电导线周围存在着磁场。
（2）电流的磁场方向与电流方向有关。
2、电流的磁效应：通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。
【探究归纳】电流的磁效应是指通电导体周围会产生磁场，其磁场方向与电流方向有关，通电螺线管的磁场分布类似条形磁体，且磁场强弱与电流大小、线圈匝数相关。
【典例1-1】如图所示，将一根直导线架在静止小磁针的上方，并使直导线与小磁针平行，接通电路，发现小磁针偏转。关于该实验说法正确的是（　　）
A．改变电流方向，小磁针偏转方向不变
B．该实验说明电流周围存在磁场
C．利用该实验原理可以指成发电机
D．最早发现该实验现象的科学家是法拉第
【典例1-2】如图所示，将一枚转动灵活的小磁针置于桌面上，在小磁针放一条直导线，使导线与电池触接。观察小磁针的偏转方向，完成下列问题：
(1)实验中小磁针的作用是 ；
(2)由图甲和图乙的实验现象可知，通电直导线周围存在 ，此现象最早是由物理学家 发现的；
(3)改变直导线中的电流方向，小磁针的偏转方向也发生改变，表明 ，如果移走小磁针，该结论 （选填“成立”或“不成立”）。
跟踪训练1如图，在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关，原来静止的小磁针发生转动。下列分析正确的是（　　）
A．小磁针发生转动，说明通电直导线周围存在磁场
B．小磁针发生转动，说明通电直导线周围存在磁感线
C．这个实验叫电磁感应实验
D．改变电池正负极，原来静止的小磁针发生转动方向不变
跟踪训练2小红用如图所示装置探究磁与电的关系。
（1）由图a、图b、图c可知：电流周围存在 ，且 ；
（2）实验中小磁针的作用是 ；
（3）该实验应用的科学研究方法是 ；
（4）小红推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，如图d所示，小磁针也会发生偏转。其依据是： ；
（5）图d中小磁针N极偏转方向和图 中小磁针的偏转方向相同，依据是： 。
题型2 通电螺线管的磁场
1、通电螺线管
（1）把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫通电螺线管。
（2）给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。
2、通电螺线管外部的磁场
（1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关。
（2）通电螺线管外部磁场跟条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极。
（3）通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反（内外磁场方向大致走向相反）。
3、通电螺线管的极性
（1）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中电流方向有关。
（2）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中线圈的绕向有关。
4、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。
★特别提醒 （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。
【探究归纳】通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似（两端形成 N、S 极，外部磁感线从 N 极指向 S 极），其磁极极性可通过安培定则（右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向即为 N 极）判断，且磁场强弱与螺线管的电流大小（电流越大磁场越强）、线圈匝数（匝数越多磁场越强）有关。
【典例2-1】如图所示是项目学习小组的同学设计的漂浮式指南针，铜片、锌片和食盐水溶液共同组成了“盐水电池”，铜片是“盐水电池”的正极，锌片是负极。下列说法正确的是（　　）
A．通电螺线管的A端为N极 B．通电螺线管静止时B端指向地理南方
C．通电螺线管外C点的磁场方向向左 D．增加线圈的匝数可以减小通电螺线管的磁性
【典例2-2】小华在“探究通电螺线管磁场特点”的实验中：
(1)先进行了图甲所示实验，闭合开关的瞬间，观察到小磁针会偏转，该实验说明通电导体周围存在 。
(2)如图乙所示，闭合开关后， （填写操作方法）硬纸板，观察细铁屑的排列情况。实验时，发现通电螺线管的磁场较弱导致实验现象不明显，我们可以通过 的方式来增强通电螺线管产生的磁场。
(3)由图乙可知，通电螺线管产生的磁场和 磁体周围的磁场相似。
跟踪训练1如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，电磁铁（内置铁芯的螺线管）置于条形磁铁附近并正对。开关闭合前，闭合后条形磁铁都处于静止状态。下列正确的是（ ）
A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用
B．闭合开关后，条形磁铁受到桌面向右的摩擦力
C．闭合开关后，滑片P向a端移动过程中，电磁铁与条形磁铁间的作用力减小
D．闭合开关后，滑片P向b端移动过程中，条形磁铁受到桌面的摩擦力变大
跟踪训练2在“探究通电螺线管外部磁场分布”实验中：
（1）如图甲所示，在嵌有通电螺线管的硬纸板上均匀地洒上铁屑，轻敲纸板，铁屑在磁场力的作用下有规律地排列。根据铁屑的排布可知通电螺线管外部的磁场与 磁体周围的磁场相似；
（2）小磁针静止时 极的指向是该点的磁场方向。可以判定图甲中通电螺线管的 端是它的N极；
（3）依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曲线来形象、直观地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫做 ；
（4）如图乙所示，可以分析得出，通电螺线管的极性与 有关。
题型3 安培定则
安培定则 用右手握住螺线管，让四指弯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（N极）
安培定则的应用 已知通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性。 具体方法： ①标出通电螺线管中电流的方向； ②用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流方向； ③大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图所示。
已知通电螺线管两端磁极，判断通电螺线管中电流的方向。 具体方法： ①先用右手握住通电螺线管，大拇指指向N极； ②弯曲的四指所指的方向就是螺线管中电流的方向； ③按照四指弯曲的方向在螺线管中标出电流方向。
【归纳总结】安培定则是判断通电螺线管磁极极性的方法，具体为用右手握住螺线管，让四指弯曲方向与螺线管中电流的环绕方向一致，此时大拇指所指的那一端就是螺线管的 N 极。
【典例3-1】请在图中标出通电螺线管的N极和A点的磁感线方向。
【典例3-2】设计一个电路，将图中的电磁铁连入电路中。要求：电路能改变电磁铁磁性的强弱；闭合开关S，小磁针静止时，其N、S极如图所示。
跟踪训练1如图甲为磁悬浮地球仪，图乙是其内部结构示意图。开关闭合后，请在图乙括号内标出通电线圈的磁极、画出磁感线方向并标出电源正极。
跟踪训练2如图所示是通电螺线管和磁体A磁极附近的磁感线分布情况，请在图中标明小磁针静止时N极的指向和电源的负极。
【能力培优练】
1．图甲是一种磁悬浮地球仪摆件，地球仪内部装有磁铁，底座内部装有如图乙所示的电磁铁，下列说法正确的是（　　）
A．图乙中，电磁铁周围存在着磁场和磁感线
B．图甲中，地球仪利用同种电荷相互排斥的原理悬浮
C．图甲中，地球仪下端的磁铁的磁极为S极
D．图乙中，将电源正、负极对调后，电磁铁周围的磁场方向不变
2．在“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验中，下列说法不正确的是（ ）
A．图甲中，闭合开关S，小磁针会发生偏转，说明通电螺线管周围存在磁场
B．图甲中，改变电源方向，发现小磁针转动，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电流方向有关
C．图乙中，用铁屑来做实验，得到了图中所示情形，由此可看出通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，为描述磁场而引入的磁感线是真实存在的
D．图丙中，由安培定则可知，开关闭合后，螺线管的左端为S极
3．某同学利用如图甲所示装置进行如下实验：断开开关，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是（　　）
A．由甲、乙两图可得不管是否通电，导线周围都能产生磁场
B．由甲、乙两图可得利用磁场可以产生电流
C．由乙、丙两图可得电流产生的磁场的强弱与电流大小有关
D．由乙、丙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关
4．下列选项中关于物理实验描述错误的是（ ）
A．验电器是利用同种电荷相互排斥的原理制成的
B．该实验可验证电流周围存在磁场
C．利用该实验装置探究电热与电阻的关系
D．闭合开关后通电螺线管旁小磁针静止时的磁极
5．所有推动社会发展的科学知识和规律，都是经过科学家们长期、严谨的科学探究得来的。下列关于科学家及其发现的陈述，不符合物理学实际的是（　　）
A．法拉第通过实验首次揭示了电和磁之间的联系
B．欧姆通过实验得出了电流与电压、电阻之间的关系
C．安培总结出判断通电螺线管极性跟电流方向的关系的方法
D．焦耳最先精确测定了电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系
6．1820年，安培在法国科学院的例会上做了一个有趣的实验。如图所示，将螺线管沿东西方向水平悬挂起来，给螺线管通电，下列说法不正确的是（ ）
A．通电螺线管B端为S极 B．通电螺线管外部磁场分布与蹄形磁体相似
C．螺线管通电会转动，是因为受到了地磁场的作用 D．螺线管通电会转动，最后停在南北方向上
7．下列说法中正确的是（　　）
①甲图，说明电流的周围存在磁场
②乙图，小磁针静止时黑色一端表示N极，由此判断条形磁体右端的磁极为N极
③丙图，是电动机的工作原理图，此装置使机械能转化为电能
④丁图，说明电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
8．如图所示，左右两线圈宽松缠绕在光滑的玻璃棒上（不计摩擦），当闭合开关S时，两线圈将会 （选填“靠拢”、“排斥”或“静止不动”）；若改变 就可以改变线圈的磁场方向。
9．小明在课下通过查阅资料，知道通电线圈相当于一匝通电螺线管，其两侧的磁极与线圈中电流方向的关系也符合安培定则——用右手握住线圈，让四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的那端就是线圈的N极。请你猜想，如图所示，把两个线圈A和B挂在水平光滑的固定细杆MN上，且平行靠近放置，当线圈通入如图所示的方向相反的电流时，线圈A和B将互相 （选填“靠近”或“远离”）；你猜想的依据是 。
10．如图是探究通电直导线周围磁场的实验装置，小磁针放置在桌面上静止时，将直导线AB沿 （选填“东西”、“南北”或“任意”）方向放置在小磁针正上方，实验时效果最明显。当开关闭合时，导线下方的小磁针会发生偏转，说明通电导线周围存在 。仅将电源正负极对调，小磁针偏转方向发生改变，这表明通电直导线周围磁场的方向与 有关。
11．如图所示，将一根粗直导线沿南北方向水平悬空放置，小磁针置于直导线的正下方与其平行且保持静止状态。当闭合开关的一瞬间，从导线上方俯视时，观察到小磁针顺时针旋转：如果仅对调电源的正负极位置，再次闭合开关的一瞬间，俯视时小磁针将 （选填“逆时针”或“顺时针”）旋转。
12．如图所示，根据螺线管内部小磁针静止时的指向，在如图括号中标出螺线管左端的极性及电源正极。
13．弹簧下悬挂着一个磁铁，闭合电磁铁的开关，磁铁静止时如图所示，现将滑动变阻器的滑片向右移动，发现弹簧伸长了，请标出图中磁感线的方向，并在括号中标出电源左端极性。
14．如图，根据螺线管的N、S极标出电源正负极和磁感线的方向。
15．在探究“通电螺线管外部的磁场分布”实验过程中：
(1)根据小磁针的指向判断磁场的方向，通过观察铁屑分布的密集程度判断磁场的强弱，这里所用的实验方法是： ；
(2)实验过程中，在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撤满细铁屑，闭合开关，为更好地显示通电螺线管周围的磁场分布情况，接下来应该进行的操作是： ；
(3)实验中，观察到细铁屑的排列如图所示，同时观察到小磁针发生偏转且静止时其N极（涂黑色的一端），如图所示。则由此可知，通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。
16．小华小组利用图1装置深入探究“通电螺线管外部磁场的特点”。
(1)闭合开关，观察装有通电螺线管的有机玻璃板上各小磁针静止时的状态，可知：通电螺线管的外部磁场与 的磁场相似。
(2)为探究通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向的关系，可以进行的操作是 ，从而使螺线管中的电流方向发生改变，观察小磁针静止时的指向，分析现象得出结论。
(3)小灵利用如图2所示装置探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。她先将开关S拨到a，观察指针偏转的大小；再将开关S换到b，调节变阻器的滑片，使 ，可观察到指针偏转角度变大，说明：在电流一定时，通电螺线管线圈匝数越多，磁场越 ；通电螺线管的左端是 极。
(4)请根据上述实验现象，再提出一个可以探究的科学问题。 。
【链接中考】
1．（2025·山东潍坊·中考真题）对下列四幅图片所涉及物理知识的解读，正确的是（　　）
A．图甲中运动员手部涂镁粉是为了减小摩擦力
B．图乙中用钳子剪断铁丝，钳子是费力杠杆
C．图丙中验电器张开的两片金属箔带异种电荷
D．图丁中的通电螺线管右端为极
2．（2025·四川资阳·中考真题）燃气隐患早排查，平安幸福千万家。图甲是兴趣小组设计的天然气泄漏报警电路原理图，正常状态下绿色指示灯亮起，当天然气浓度增大到一定程度时电铃会发出报警声。图乙为气敏电阻的阻值与天然气浓度间的关系图像。控制电路中，电源电压恒为10V，只考虑气敏电阻、滑动变阻器的阻值，其余电阻均不计。下列说法正确的是（　　）
A．虚线框a中应为电铃，b中应为绿色指示灯
B．当开关接通时，通电螺线管的上端为S极
C．要使天然气的报警浓度降低，保持其他条件不变的情况下，可将滑动变阻器的滑片P向上移动
D．若将报警浓度设置为，在的调试过程中，当电流表示数为0.2A时，电铃恰好发出报警声，此时接入电路中的阻值为10Ω
3．（2025·江苏徐州·中考真题）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中，在螺线管周围的不同位置放上小磁针，接通电路，小磁针静止时的指向如图所示，小磁针 极的指向就是该点的磁场方向，由此可知通电螺线管的右端是 极。把电池的正负极对调，再进行实验，目的是探究通电螺线管外部磁场方向与 方向是否有关。
4．（2025·山东日照·中考真题）某电磁阀的工作原理如图所示。当开关、如图连接时，固定线圈磁场，推动强磁阀门向左运动，封闭液管通道，阻止液体流动。请：（1）标出此时通电螺线管右端的极性；（2）标出强磁阀门右端的极性；（3）画出通电螺线管外部磁场的磁感线（画出一条即可）。
5．（2025·青海·中考真题）在图中的括号内标出通电螺线管的极性，并在A点处用箭头标出磁感线的方向。第2节 电生磁
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 电流的磁效应 1
题型2 通电螺线管的磁场 4
题型3 安培定则 8
【能力培优练】 12
【链接中考】 22
【重难题型讲解】
题型1 电流的磁效应
1、奥斯特实验：在静止的小磁针上方放一根与小磁针平行的直导线，依次进行如图甲、乙、丙所示的操作。
奥斯特实验说明：
（1）通电导线周围存在着磁场。
（2）电流的磁场方向与电流方向有关。
2、电流的磁效应：通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。
【探究归纳】电流的磁效应是指通电导体周围会产生磁场，其磁场方向与电流方向有关，通电螺线管的磁场分布类似条形磁体，且磁场强弱与电流大小、线圈匝数相关。
【典例1-1】如图所示，将一根直导线架在静止小磁针的上方，并使直导线与小磁针平行，接通电路，发现小磁针偏转。关于该实验说法正确的是（　　）
A．改变电流方向，小磁针偏转方向不变
B．该实验说明电流周围存在磁场
C．利用该实验原理可以指成发电机
D．最早发现该实验现象的科学家是法拉第
【答案】B
【详解】A. 将一根直导线架在静止小磁针的上方，并使直导线与小磁针平行，接通电路，发现小磁针偏转，该实验证明了通电导线周围存在磁场，且磁场方向与电流方向有关，故改变电流方向，小磁针偏转方向改变，故A错误；
B. 该实验说明电流周围存在磁场，故B正确；
C. 利用该实验原理即电流的磁效应可以制成电磁铁、电磁继电器等，故C错误；
D. 最早发现该实验现象的科学家是奥斯特，故D错误。
故选B。
【典例1-2】如图所示，将一枚转动灵活的小磁针置于桌面上，在小磁针放一条直导线，使导线与电池触接。观察小磁针的偏转方向，完成下列问题：
(1)实验中小磁针的作用是 ；
(2)由图甲和图乙的实验现象可知，通电直导线周围存在 ，此现象最早是由物理学家 发现的；
(3)改变直导线中的电流方向，小磁针的偏转方向也发生改变，表明 ，如果移走小磁针，该结论 （选填“成立”或“不成立”）。
【答案】(1)检测磁场的存在并判断磁场的方向
(2) 磁场 奥斯特
(3) 通电导体周围的磁场方向与电流方向有关 成立
【详解】（1）由图中的实验知道，导线与电池触接时，小磁针发生偏转（即受到了磁场力的作用），说明通电导体周围存在着磁场；改变电流方向时，小磁针的偏转方向发生变化，说明通电导体周围磁场的方向发生改变；由此可知，小磁针的作用是检测磁场的存在并判断磁场的方向。
（2）[1][2]因为磁场对放入其中的磁体有力的作用，所以导线与电池触接后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在磁场，物理学家奥斯特首先通过实验发现通电导线周围有磁场。
（3）[1][2]实验中，导线与电池触接时，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；改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关，磁场与小磁针的存在与否无关，因此移走小磁针后，结论仍然成立。
跟踪训练1如图，在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关，原来静止的小磁针发生转动。下列分析正确的是（　　）
A．小磁针发生转动，说明通电直导线周围存在磁场
B．小磁针发生转动，说明通电直导线周围存在磁感线
C．这个实验叫电磁感应实验
D．改变电池正负极，原来静止的小磁针发生转动方向不变
【答案】A
【详解】AB．当直导线通电时，该实验说明电流周围存在磁场，是为了描述磁场的分布假想的曲线，故A正确；B错误；
C．闭合开关，这个实验说明通电导体周围存在磁场，是奥斯特实验，故C错误；
D．磁场方向与电流方向有关，电流的方向改变，原来静止的小磁针发生转动方向改变。
故选A。
跟踪训练2小红用如图所示装置探究磁与电的关系。
（1）由图a、图b、图c可知：电流周围存在 ，且 ；
（2）实验中小磁针的作用是 ；
（3）该实验应用的科学研究方法是 ；
（4）小红推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，如图d所示，小磁针也会发生偏转。其依据是： ；
（5）图d中小磁针N极偏转方向和图 中小磁针的偏转方向相同，依据是： 。
【答案】 磁场 磁场的方向与电流的方向有关 检测磁场的存在 转换法 电荷的定向移动会形成电流 （c）/c 电子定向移动的方向与电流的方向相反
【详解】（1）[1]由图a、图b、图c可知，通电后，小磁针发生了偏转，这说明电流的周围存在磁场。
[2]改变电流的方向，小磁针的偏转方向发生了变化，这说明磁场的方向与电流的方向有关。
（2）[3]该实验通过小磁针的偏转来探究通电导线周围是否存在磁场，小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转，故小磁针可以检测磁场的存在。
（3）[4]本实验中采用可观察的小磁针的偏转来演示通过导体周围的磁场，故采用的是转换法。
（4）[5]电荷的定向移动会形成电流，电流的周围存在磁场，一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，会形成电流，所以小磁针也会发生偏转。
（5）[6][7]电子定向移动的方向与电流的方向相反，电子向右定向移动，则电流的方向是向左的，所以图d中小磁针N极偏转方向和图（c）中小磁针的偏转方向相同。
题型2 通电螺线管的磁场
1、通电螺线管
（1）把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫通电螺线管。
（2）给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。
2、通电螺线管外部的磁场
（1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关。
（2）通电螺线管外部磁场跟条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极。
（3）通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反（内外磁场方向大致走向相反）。
3、通电螺线管的极性
（1）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中电流方向有关。
（2）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中线圈的绕向有关。
4、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。
★特别提醒 （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。
【探究归纳】通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似（两端形成 N、S 极，外部磁感线从 N 极指向 S 极），其磁极极性可通过安培定则（右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向即为 N 极）判断，且磁场强弱与螺线管的电流大小（电流越大磁场越强）、线圈匝数（匝数越多磁场越强）有关。
【典例2-1】如图所示是项目学习小组的同学设计的漂浮式指南针，铜片、锌片和食盐水溶液共同组成了“盐水电池”，铜片是“盐水电池”的正极，锌片是负极。下列说法正确的是（　　）
A．通电螺线管的A端为N极 B．通电螺线管静止时B端指向地理南方
C．通电螺线管外C点的磁场方向向左 D．增加线圈的匝数可以减小通电螺线管的磁性
【答案】C
【详解】A．铜片是“盐水电池”的正极，锌片是负极，则螺线管中的电流是从右端流入的，根据安培定则可知，通电螺线管的B端为N极，A端为S极，故A错误；
B．静止时通电螺线管由于受到地磁场的作用，B端指向地理北方，故B错误；
C．在磁体的外部，磁感线是从磁体的N极出发回到磁体的S极的，即C点的磁场方向是向左的，故C正确；
D．增加线圈的匝数可以增大通电螺线管的磁性，故D错误。
故选C。
【典例2-2】小华在“探究通电螺线管磁场特点”的实验中：
(1)先进行了图甲所示实验，闭合开关的瞬间，观察到小磁针会偏转，该实验说明通电导体周围存在 。
(2)如图乙所示，闭合开关后， （填写操作方法）硬纸板，观察细铁屑的排列情况。实验时，发现通电螺线管的磁场较弱导致实验现象不明显，我们可以通过 的方式来增强通电螺线管产生的磁场。
(3)由图乙可知，通电螺线管产生的磁场和 磁体周围的磁场相似。
【答案】(1)磁场
(2) 轻敲 增大通电螺线管线圈中的电流
(3)条形
【详解】（1）磁场对放入其中的磁体有力的作用，闭合开关的瞬间，观察到小磁针会偏转，则小磁针受到力的作用，该实验说明通电导体周围存在磁场。
（2）[1]如图乙所示，闭合开关后，轻敲硬纸板，减小铁屑受到摩擦力的作用，观察细铁屑的排列情况。
[2]通电导线的电流越大、线圈匝数越多，通电导线的磁场越强。实验时，发现通电螺线管的磁场较弱导致实验现象不明显，实验中采用增大通电线圈中的电流的方式来增强通电螺线管产生的磁场。
（3）由图乙可知，通电螺线管周围的铁屑排列与条形磁铁周围的铁屑排列相似，说明通电螺线管产生的磁场和条形磁体周围的磁场相似。
跟踪训练1如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，电磁铁（内置铁芯的螺线管）置于条形磁铁附近并正对。开关闭合前，闭合后条形磁铁都处于静止状态。下列正确的是（ ）
A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用
B．闭合开关后，条形磁铁受到桌面向右的摩擦力
C．闭合开关后，滑片P向a端移动过程中，电磁铁与条形磁铁间的作用力减小
D．闭合开关后，滑片P向b端移动过程中，条形磁铁受到桌面的摩擦力变大
【答案】B
【详解】A．闭合开关前，虽然电磁铁没有磁性，但是电磁铁中间是有铁芯的，条形磁铁对铁芯是有吸引力作用的，故A错误；
B．闭合开关后，电磁铁有磁性，根据安培定则可知，电磁铁的左端是N极、右端是S极，因异名磁极相互吸引，则电磁铁对条形磁铁有向左的吸引力作用，条形磁铁有向左运动趋势，所以条形磁铁受到向右的静摩擦力作用，故B正确；
C．闭合开关后，滑片P向a移动时，电阻变小，电路电流变大，电磁铁磁性变强，电磁铁对条形磁铁有向左的吸引力增强，故C错误；
D．闭合开关后，滑片P向b移动时，电阻变大，电路电流变小，电磁铁磁性变弱，电磁铁对条形磁铁有向左的吸引力减小，条形磁铁受到的摩擦力将会变小，故D错误。
故选B。
跟踪训练2在“探究通电螺线管外部磁场分布”实验中：
（1）如图甲所示，在嵌有通电螺线管的硬纸板上均匀地洒上铁屑，轻敲纸板，铁屑在磁场力的作用下有规律地排列。根据铁屑的排布可知通电螺线管外部的磁场与 磁体周围的磁场相似；
（2）小磁针静止时 极的指向是该点的磁场方向。可以判定图甲中通电螺线管的 端是它的N极；
（3）依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曲线来形象、直观地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫做 ；
（4）如图乙所示，可以分析得出，通电螺线管的极性与 有关。
【答案】 条形 N 右 磁感线 电流方向
【详解】（1）[1]由题意知，闭合开关，螺线管接上电源通电后，周围铁屑会被磁化，轻敲玻璃板，铁屑的分布情况通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似，都有两个磁极。
（2）[2][3]因为小磁针放入磁场，小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同，所以实验中使用小磁针是为了指示磁场方向，从而判断该点的磁场方向，由图示知，通电螺线管两端的小磁针的N极都指向右，据同名磁极互排斥，异名磁极相互吸引知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极。
（3）[4]由题意知，为了直观、形象地描述磁场而在磁体周围画出的一些带箭头的曲线叫做磁感线。
（4）[5]由图乙知，将电源的正负极对调，则通过螺线管的电流方向相反，小磁针的指向与之前相反，说明螺线管的磁极与之前相反，由此可说明，通电螺线管的极性与电流方向有关。
题型3 安培定则
安培定则 用右手握住螺线管，让四指弯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（N极）
安培定则的应用 已知通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性。 具体方法： ①标出通电螺线管中电流的方向； ②用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流方向； ③大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图所示。
已知通电螺线管两端磁极，判断通电螺线管中电流的方向。 具体方法： ①先用右手握住通电螺线管，大拇指指向N极； ②弯曲的四指所指的方向就是螺线管中电流的方向； ③按照四指弯曲的方向在螺线管中标出电流方向。
【归纳总结】安培定则是判断通电螺线管磁极极性的方法，具体为用右手握住螺线管，让四指弯曲方向与螺线管中电流的环绕方向一致，此时大拇指所指的那一端就是螺线管的 N 极。
【典例3-1】请在图中标出通电螺线管的N极和A点的磁感线方向。
【答案】
【详解】由图可知，螺旋管中电流的方向是向下的，根据安培定则可知，螺线管的右端为N极，左端为S极，磁感线是从磁铁的N极出来，回到磁体的S极的故A点的磁感线的方向是向左的，如图所示：
【典例3-2】设计一个电路，将图中的电磁铁连入电路中。要求：电路能改变电磁铁磁性的强弱；闭合开关S，小磁针静止时，其N、S极如图所示。
【答案】
【详解】电磁铁通过改变电流的大小来改变其磁性的强弱，在电路中串联一个滑动变阻器，即可通过改变电阻大小来改变电流大小，从而实现电磁铁磁性强弱的变化；根据图中信息可知，小磁针S极指向右侧，由异名磁极相互吸引可知，通电螺线管左侧为N极，根据安培定则可以判断通电螺线管外侧电流方向向上，由此可知电源左侧为正极，右侧为负极，如图所示：
跟踪训练1如图甲为磁悬浮地球仪，图乙是其内部结构示意图。开关闭合后，请在图乙括号内标出通电线圈的磁极、画出磁感线方向并标出电源正极。
【答案】
【详解】地球仪悬浮在底座上方，地球仪与底座相互排斥，已知条形磁体上端为N极、下端为S极，根据同名磁极相互排斥可知，通电线圈的上端为S极，下端为N极。在磁体外部，磁感线是从N极出发回到S极；根据安培定则，伸出右手使大拇指指向通电线圈的N极（通电线圈的下端），则四指弯曲所指的方向为电流的方向，电流从通电线圈的下端流入，所以电源的下端为正极、上端为负极，如图所示：
跟踪训练2如图所示是通电螺线管和磁体A磁极附近的磁感线分布情况，请在图中标明小磁针静止时N极的指向和电源的负极。
【答案】
【详解】在磁学中，磁感线的方向是从磁体的北极（N 极）出发，回到磁体的南极（S 极）。观察图中磁感线的分布，右边通电螺线管的左端为S极，右端为N极。根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，小磁针的左端会被通电螺线管的S极吸引，所以小磁针的左端为N 极。用右手握住通电螺线管，让大拇指指向螺线管的N极（即右端），根据右手螺旋定则，四指的环绕方向就是电流的方向，可判断出电流从螺线管的左边流入，右边流出。所以与螺线管左边相连的左端为电源正极，右端为电源负极。如图所示
【能力培优练】
1．图甲是一种磁悬浮地球仪摆件，地球仪内部装有磁铁，底座内部装有如图乙所示的电磁铁，下列说法正确的是（　　）
A．图乙中，电磁铁周围存在着磁场和磁感线
B．图甲中，地球仪利用同种电荷相互排斥的原理悬浮
C．图甲中，地球仪下端的磁铁的磁极为S极
D．图乙中，将电源正、负极对调后，电磁铁周围的磁场方向不变
【答案】C
【详解】A．磁感线不是真实存在的，是人为引入的，故A错误；
B．图甲中，地球仪利用同名磁极相互排斥的原理悬浮，故B错误；
C．由安培定则可知，图乙中电磁铁的下端是N极，上端是S极，同名磁极相互排斥，所以图甲中地球仪下端的磁铁的磁极为S极，故C正确；
D．图乙中，将电源正、负极对调后，电流方向改变，电磁铁周围的磁场方向与原来相反，故D错误。
故选C。
2．在“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验中，下列说法不正确的是（ ）
A．图甲中，闭合开关S，小磁针会发生偏转，说明通电螺线管周围存在磁场
B．图甲中，改变电源方向，发现小磁针转动，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电流方向有关
C．图乙中，用铁屑来做实验，得到了图中所示情形，由此可看出通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，为描述磁场而引入的磁感线是真实存在的
D．图丙中，由安培定则可知，开关闭合后，螺线管的左端为S极
【答案】C
【详解】A．图甲中，闭合开关S，小磁针会发生偏转，这是因为通电螺线管周围产生了磁场，磁场对小磁针有力的作用，故A正确，不符合题意；
B．图甲中，改变电源方向，螺线管中的电流方向改变，小磁针转动180°，南北极所指方向发生改变，这表明通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关，故B正确，不符合题意；
C．图乙中，用铁屑来做实验，能看出通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。但是，为描述磁场而引入的磁感线并不是真实存在的，它是一种假想的曲线，用于形象地表示磁场的分布和方向，故C错误，符合题意；
D．图丙中，根据安培定则，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N极。开关闭合后，电流从螺线管的右端流入，左端流出，所以螺线管的左端为S极，故D正确，不符合题意。
故选C 。
3．某同学利用如图甲所示装置进行如下实验：断开开关，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是（　　）
A．由甲、乙两图可得不管是否通电，导线周围都能产生磁场
B．由甲、乙两图可得利用磁场可以产生电流
C．由乙、丙两图可得电流产生的磁场的强弱与电流大小有关
D．由乙、丙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关
【答案】D
【详解】AB．甲中开关断开，导线中没有电流，小磁针的指向不发生改变；乙中开关闭合，导线中有电流经过，小磁针的指向发生偏转，说明电流周围存在磁场，由甲、乙两图可得通电时，导体周围产生磁场，没有通电时，导体周围没有磁场，故AB不符合题意；
C．乙、丙两图导体中电流方向不同，电流大小相同，无法得出电流产生的磁场的强弱与电流大小有关的结论，故C不符合题意；
D．乙和丙中，其它因素相同，只有导体中的电流方向不同，小磁针的偏转方向不同，说明电流产生的磁场方向与电流方向有关，故D符合题意。
故选D。
4．下列选项中关于物理实验描述错误的是（ ）
A．验电器是利用同种电荷相互排斥的原理制成的
B．该实验可验证电流周围存在磁场
C．利用该实验装置探究电热与电阻的关系
D．闭合开关后通电螺线管旁小磁针静止时的磁极
【答案】C
【详解】A．由于同种电荷相互排斥，当验电器的两金属箔片带有同种电荷会出现张角，因此验电器的原理是同种电荷相互排斥，故A正确，不符合题意；
B．该实验为奥斯特实验，将小磁针放在通电导线旁边时，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场，故B正确，不符合题意；
C．图中电热丝的阻值固定，无法改变电阻的大小，因此无法探究电热与电阻的关系，故C错误，符合题意；
D．根据安培定则可知，螺线管右端为N极，根据磁极间的相互作用可知，小磁针左端是S极，故D正确，不符合题意。
故选C。
5．所有推动社会发展的科学知识和规律，都是经过科学家们长期、严谨的科学探究得来的。下列关于科学家及其发现的陈述，不符合物理学实际的是（　　）
A．法拉第通过实验首次揭示了电和磁之间的联系
B．欧姆通过实验得出了电流与电压、电阻之间的关系
C．安培总结出判断通电螺线管极性跟电流方向的关系的方法
D．焦耳最先精确测定了电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系
【答案】A
【详解】A．奥斯特通过实验首次揭示了电和磁之间的联系，故A符合题意；
B．德国物理学家欧姆最先通过实验与理论研究得出了电流与电压、电阻之间的关系，故B不符合题意；
C．安培通过右手螺旋定则总结出判断通电螺线管极性跟电流方向的关系的方法，故C不符合题意；
D．英国物理学家焦耳做了许多实验探究电流产生的热量跟电流大小、导体的电阻以及通电时间的关系，最先精确测定了电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系，故D不符合题意。
故选A。
6．1820年，安培在法国科学院的例会上做了一个有趣的实验。如图所示，将螺线管沿东西方向水平悬挂起来，给螺线管通电，下列说法不正确的是（ ）
A．通电螺线管B端为S极
B．通电螺线管外部磁场分布与蹄形磁体相似
C．螺线管通电会转动，是因为受到了地磁场的作用
D．螺线管通电会转动，最后停在南北方向上
【答案】B
【详解】A．电流从线圈左端流入，右端流出，根据安培定则可知，通电螺线管A端为N极，B端为S极，故A正确，不符合题意；
B．通电螺线管外部磁场分布与条形磁体相似，故B错误，符合题意；
C．地球是一个巨大的磁场，周围存在着地磁场，地磁场和螺线管的磁场相互作用，螺线管通电会转动，故C正确，不符合题意；
D．悬挂的螺线管由于受到地磁场的作用，同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，其静止后会停在南北方向，故D正确，不符合题意。
故选B。
7．下列说法中正确的是（　　）
①甲图，说明电流的周围存在磁场
②乙图，小磁针静止时黑色一端表示N极，由此判断条形磁体右端的磁极为N极
③丙图，是电动机的工作原理图，此装置使机械能转化为电能
④丁图，说明电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
【答案】D
【详解】①．甲图是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故①正确；
②．乙图，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，小磁针静止时黑色一端表示N极，由此判断条形磁体右端的磁极为N极，故②正确；
③．丙图，导体通电后在磁场中会发生运动，是通电导体在磁场中受力而运动，将电能转化为机械能，其实际应用是电动机，故③错误；
④．丁图，两个电磁铁串联，则通过两个电磁铁的电流相同，匝数多的电磁铁吸引的大头针数目多，表明电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强，故④正确。综上，故D正确，ABC错误。
故选D。
8．如图所示，左右两线圈宽松缠绕在光滑的玻璃棒上（不计摩擦），当闭合开关S时，两线圈将会 （选填“靠拢”、“排斥”或“静止不动”）；若改变 就可以改变线圈的磁场方向。
【答案】 排斥 电流方向
【详解】[1]电源的左端为正极，所以电流都从两线圈的左端流入，右端流出，再结合线圈的绕向，利用安培定则可以确定左边线圈的右端为S极，右边线圈的左端为S极。由于同名磁极相互排斥，所以当开关闭合时，两个线圈会相互排斥。
[2]线圈的磁场方向与电流方向有关，则改变电流方向可以改变线圈的磁场方向。
9．小明在课下通过查阅资料，知道通电线圈相当于一匝通电螺线管，其两侧的磁极与线圈中电流方向的关系也符合安培定则——用右手握住线圈，让四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的那端就是线圈的N极。请你猜想，如图所示，把两个线圈A和B挂在水平光滑的固定细杆MN上，且平行靠近放置，当线圈通入如图所示的方向相反的电流时，线圈A和B将互相 （选填“靠近”或“远离”）；你猜想的依据是 。
【答案】 远离 同名磁极相互排斥
【详解】[1][2]根据安培定则，从图中可知线圈B中电流的方向向上，用右手握住线圈B，让四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极，则线圈B的左端为N极，右端为S极；同理可判断，线圈A的左端为S极，右端为N极，根据同名磁极相互排斥可知，线圈A和B将互相远离。
10．如图是探究通电直导线周围磁场的实验装置，小磁针放置在桌面上静止时，将直导线AB沿 （选填“东西”、“南北”或“任意”）方向放置在小磁针正上方，实验时效果最明显。当开关闭合时，导线下方的小磁针会发生偏转，说明通电导线周围存在 。仅将电源正负极对调，小磁针偏转方向发生改变，这表明通电直导线周围磁场的方向与 有关。
【答案】 南北 磁场 电流的方向
【详解】[1]小磁针受到地磁场的作用而要指南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生的磁场方向为东西方向，故应使把直导线AB沿南北放置。
[2]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。
[3]仅将电源正负极对调，小磁针的偏转方向发生改变，这表明通电直导线周围磁场的方向与电流的方向有关。
11．如图所示，将一根粗直导线沿南北方向水平悬空放置，小磁针置于直导线的正下方与其平行且保持静止状态。当闭合开关的一瞬间，从导线上方俯视时，观察到小磁针顺时针旋转：如果仅对调电源的正负极位置，再次闭合开关的一瞬间，俯视时小磁针将 （选填“逆时针”或“顺时针”）旋转。
【答案】逆时针
【详解】通电导体周围磁场的方向与电流的方向有关，当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变；如图，当闭合开关的一瞬间，从导线上方俯视时，观察到小磁针顺时针旋转：如果仅对调电源的正负极位置，再次闭合开关的一瞬间，导线中电流方向改变，电流的磁场方向与原来相反，电流的磁场与小磁针的磁场相互作用，使小磁针与原来的旋转方向相反，即俯视时小磁针将逆时针旋转。
12．如图所示，根据螺线管内部小磁针静止时的指向，在如图括号中标出螺线管左端的极性及电源正极。
【答案】
【详解】根据小磁针的N极水平向左，可知螺线管内部的磁场方向向左，则螺线管a端为N极，利用螺线管的左端为N极和线圈的绕向，根据安培定则可以确定c端为电源的正极，如图所示：
13．弹簧下悬挂着一个磁铁，闭合电磁铁的开关，磁铁静止时如图所示，现将滑动变阻器的滑片向右移动，发现弹簧伸长了，请标出图中磁感线的方向，并在括号中标出电源左端极性。
【答案】
【详解】滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电阻变大，则电路中的电流变小，磁铁的磁性变弱，此时弹簧伸长，说明电磁铁的上端和磁铁的N极相互排斥，根据同名磁极相互排斥可知，电磁铁上端为N极，下端为S极；右手握住电磁铁，大拇指指向N极，四指指向电流的方向，则电流从螺线管的上端流出，下端流入，则电源右端为正极，左端为负极。磁体外部周围的磁感线都是从N极出来，回到S极，如图所示：
14．如图，根据螺线管的N、S极标出电源正负极和磁感线的方向。
【答案】
【详解】如图，螺线管的左端为N极，磁感线由N极出发回到S极；根据安培定则可判断电流从螺线管的右端流入，则电源的左端为负极，右端为正极，如图所示：
15．在探究“通电螺线管外部的磁场分布”实验过程中：
(1)根据小磁针的指向判断磁场的方向，通过观察铁屑分布的密集程度判断磁场的强弱，这里所用的实验方法是： ；
(2)实验过程中，在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撤满细铁屑，闭合开关，为更好地显示通电螺线管周围的磁场分布情况，接下来应该进行的操作是： ；
(3)实验中，观察到细铁屑的排列如图所示，同时观察到小磁针发生偏转且静止时其N极（涂黑色的一端），如图所示。则由此可知，通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。
【答案】(1)转换法
(2)轻敲玻璃板
(3)条形
【详解】（1）根据小磁针的指向判断磁场的方向，通过观察铁屑分布的密集程度判断磁场的强弱，把不便于观察的现象转换为便于观察的现象，这里所用的实验方法是转换法。
（2）在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后需要轻敲有机玻璃板，这样做的目的是克服摩擦力的影响，使细铁屑可以自由移动。
（3）实验中，观察到细铁屑的排列如图所示，形状与用条形磁体实验时铁屑分布相似，根据小磁针N极指向可知，通电螺线管外部的磁场也是从N极出发回到S极，所以，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
16．小华小组利用图1装置深入探究“通电螺线管外部磁场的特点”。
(1)闭合开关，观察装有通电螺线管的有机玻璃板上各小磁针静止时的状态，可知：通电螺线管的外部磁场与 的磁场相似。
(2)为探究通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向的关系，可以进行的操作是 ，从而使螺线管中的电流方向发生改变，观察小磁针静止时的指向，分析现象得出结论。
(3)小灵利用如图2所示装置探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。她先将开关S拨到a，观察指针偏转的大小；再将开关S换到b，调节变阻器的滑片，使 ，可观察到指针偏转角度变大，说明：在电流一定时，通电螺线管线圈匝数越多，磁场越 ；通电螺线管的左端是 极。
(4)请根据上述实验现象，再提出一个可以探究的科学问题。 。
【答案】(1)条形磁体
(2)对调电源的正负极
(3) 电流表的示数不变 强 S
(4)通电螺线管的磁场强弱与电流的大小有关吗
【详解】（1）由图1，根据玻璃板上各小磁针静止时的状态，可以发现通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似。
（2）为探究通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向的关系，应改变电流方向，所以可以进行的操作是对调电源的正负极，从而使螺线管中的电流方向发生改变。
（3）[1]探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系，应控制电流不变。所以将开关S换到b，调节变阻器的滑片，使电流表的示数不变。
[2]当电流不变时，开关S由a拨到b，接入匝数增多，观察到指针偏转角度变大，说明：在电流一定时，通电螺线管线圈匝数越多，磁场越强。
[3]电流从左端流进螺线管，右端流出，根据安培定则，通电螺线管的右端是N极，左端是S极。
（4）根据第（3）小问“探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系，应控制电流不变”可以提出：通电螺线管的磁场强弱与电流的大小有关吗？然后对该问题进行探究。
【链接中考】
1．（2025·山东潍坊·中考真题）对下列四幅图片所涉及物理知识的解读，正确的是（　　）
A．图甲中运动员手部涂镁粉是为了减小摩擦力
B．图乙中用钳子剪断铁丝，钳子是费力杠杆
C．图丙中验电器张开的两片金属箔带异种电荷
D．图丁中的通电螺线管右端为极
【答案】D
【详解】A．图甲中运动员手部涂镁粉，增大了接触面的粗糙程度，是为了增大摩擦力，故A错误；
B．图乙中用钳子剪断铁丝时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；
C．异种电荷相互吸引，同种电荷相互排斥。图丙中验电器两片金属箔由于带有同种电荷相互排斥而张开，故C错误；
D．图丁中电流从螺线管的左端流入，根据安培定则可知，图丁中的通电螺线管右端为极，左端为S极，故D正确。
故选D。
2．（2025·四川资阳·中考真题）燃气隐患早排查，平安幸福千万家。图甲是兴趣小组设计的天然气泄漏报警电路原理图，正常状态下绿色指示灯亮起，当天然气浓度增大到一定程度时电铃会发出报警声。图乙为气敏电阻的阻值与天然气浓度间的关系图像。控制电路中，电源电压恒为10V，只考虑气敏电阻、滑动变阻器的阻值，其余电阻均不计。下列说法正确的是（　　）
A．虚线框a中应为电铃，b中应为绿色指示灯
B．当开关接通时，通电螺线管的上端为S极
C．要使天然气的报警浓度降低，保持其他条件不变的情况下，可将滑动变阻器的滑片P向上移动
D．若将报警浓度设置为，在的调试过程中，当电流表示数为0.2A时，电铃恰好发出报警声，此时接入电路中的阻值为10Ω
【答案】D
【详解】A．由图乙可知，随着天然气的浓度变大，气敏电阻变小，控制电路的总电阻变小，控制电路的电源电压不变，故通过电磁铁的电流变大，电磁铁的磁性变强，将衔铁吸下来，b处所在的电路接通，根据题意可知，电铃响，故b中应为电铃，当天然气浓度较低时，气敏电阻较大，控制电路的电流较小，衔铁被弹开，a处所在的电路接通，a处为绿色指示灯，故A错误；
B．通电螺线管的极性可用右手安培定则判断，四指的方向为电流的方向，大拇指的指向为N极，故其上端应为N极而非S极，故B错误；
C．报警的触发条件是：当气敏电阻R 随浓度变大而阻值减小，当阻值减小到某一程度时，电路中电流增大到足以吸合衔铁，而控制电路的临界电流是一个定值，控制电路的电源电压也是一个定值，故控制电路的总电阻是一个定值，若要使报警浓度更低，气敏电阻的阻值比原来的值偏大，故应适当减小滑动变阻器R 的阻值，图示中滑片P向下移动可减小R 接入电路的阻值，故C错误；
D．若将报警浓度设置为，此时气敏电阻R 的阻值为40Ω，当电流表示数为0.2A时，则电路总阻值为
接入电路中的阻值为
故D正确。
故选D。
3．（2025·江苏徐州·中考真题）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中，在螺线管周围的不同位置放上小磁针，接通电路，小磁针静止时的指向如图所示，小磁针 极的指向就是该点的磁场方向，由此可知通电螺线管的右端是 极。把电池的正负极对调，再进行实验，目的是探究通电螺线管外部磁场方向与 方向是否有关。
【答案】 N S 电流
【详解】[1][2]物理学规定，磁场中某一点小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向；由图可知，小磁针的N极指向通电螺线管的右端，由于异名磁极相互吸引，可知通电螺线管的右端是S极。
[3]把电池的正负极对调，这样就改变了通电螺线管中的电流方向，再进行实验，观察小磁针指向，目的是探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向是否有关。
4．（2025·山东日照·中考真题）某电磁阀的工作原理如图所示。当开关、如图连接时，固定线圈磁场，推动强磁阀门向左运动，封闭液管通道，阻止液体流动。请：（1）标出此时通电螺线管右端的极性；（2）标出强磁阀门右端的极性；（3）画出通电螺线管外部磁场的磁感线（画出一条即可）。
【答案】
【详解】当开关、如图连接时，电流从螺线管左端流入，右端流出，由安培定则可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极；固定线圈磁场，推动强磁阀门向左运动，磁阀门受到向左的推力，由同名磁极互相排斥可知，强磁阀门右端为N极；在磁体的外部磁感线从N极出发，回到S极，如下图所示：
5．（2025·青海·中考真题）在图中的括号内标出通电螺线管的极性，并在A点处用箭头标出磁感线的方向。
【答案】
【详解】由图可知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，根据安培定则，右手四指沿电流方向握住螺线管，大拇指指向螺线管的左端，所以螺线管的左端为N极，右端为S极；磁体外部磁场方向从N极到S极，则A点的磁场方向从左端到右端，如图所示：

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