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2025-2026学年浙教版（新教材）八年级下册培优讲义
第三章 电磁及其应用
3.2.1 电流的磁场
思维导图
知识要点精讲
知识要点1
（一）直线电流的磁场
1.奥斯特实验：在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线，通电时观察到什么现象？改变电流的方向，观察小磁针偏转方向是否改变？
结论：通电导体周围存在磁场；其磁场方向和电流方向有关，改变电流方向，磁场方向也会随之改变。奥斯特实验首次揭示了电现象与磁现象之间的联系，证明电可以生磁，开启了电磁学研究的新方向。
直线电流磁场的磁感线分布规律：直线电流的磁感线是以直导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都分布在与导线垂直的平面内。距离直线电流越近，磁感线越密集，磁场越强；反之越弱。
知识要点2
（二）通电螺线管的磁场
1.通电螺线管：将导线绕成螺线管后通电，磁性会增强；带铁芯的通电螺线管比不带铁芯的通电螺线管磁性要强得多。
（1）通电螺线管周围产生的磁场和条形磁体的磁场相似；改变电流方向，螺线管的磁极方向会改变。
右手螺旋定则:也叫安培定则；右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北（N）极。该定则可以快速判断通电螺线管的磁极方向与电流方向之间的关系。
（3）右手螺旋定则也可用来判断直线电流的磁场方向；让右手握住直导线，让大拇指指向电流方向，其余四指弯曲的方向即为磁感线的环绕方向。
知识要点3
(三)电磁铁：带有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。
（1）影响电磁铁磁性强弱的因素：①电流大小相同时，线圈匝数越多，磁性越强；②线圈匝数相同时，电流越大，磁性越强；③有无铁芯（插入软铁芯可显著增强磁性）。
（2）研究电磁铁影响因素的实验中，采用的实验方法：控制变量法和转换法。
控制变量法：例如，探究“线圈匝数对磁性强弱的影响”时，需保持电流大小和有无铁芯相同，仅改变匝数；探究“电流大小的影响”时，则固定匝数与铁芯，调节滑动变阻器改变电流。
转换法：用吸引大头针的数目多少来反映磁性强弱，这是典型的转换法应用——将不易直接测量的“磁性强弱”转化为易于观察和计数的“吸引大头针的数量”。
电磁铁的特点：电磁铁在实际中应用广泛，其核心优势在于“可控性”；（1）磁性有无可控：通电时有磁性，断电时磁性消失；（2）磁性强弱可控：通过调节电流大小、增减线圈匝数或插入/拔出铁芯实现连续调控；（3）磁极方向可控：仅需改变电流方向，即可实现磁极的N、S极快速翻转。
经典例题精讲
【典例1】小王用图（a）（b）（c）所示装置研究电与磁的关系。
(1)此实验成功的条件之一是通电导体呈 （填“东西”或“南北”）方向放置。
(2)由图（a）（b）（c）实验现象可知：电流周围存在磁场，且磁场方向与 有关。
(3)小王推理：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，偏转方向和图 （填“b”或“c”）中小磁针的偏转方向相同。
【答案】(1)南北 (2)电流方向 (3)c
【详解】（1）由于小磁针静止时要指南北方向，为使实验效果更加明显应使通电导体沿南北方向放置，可以防止地磁场的影响，也就是说磁针偏转不是由地磁场引起的。
（2）由图（a）、（b）、（c）可知，导线不通电，小磁针不偏转，通电后小磁针发生偏转，这说明电流周围存在磁场，改变电流的方向，小磁针的偏转方向发生了改变，这说明磁场的方向与电流方向有关。
（3）小王推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，电子是负电荷，其定向移动时会产生电流，电流的周围存在磁场，则小磁针也会发生偏转；电子带负电，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，故图（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。
【典例2】下面是四名同学判断通电螺线管极性时的做法，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】根据安培定则可知，右手四指方向为电流方向，大拇指所指的方向为螺线管N极所指的方向，故C正确，ABD错误。故选C。
【典例3】按要求完成下列小题。
(1)如图（1）所示，小磁针在条形磁体作用下处于静止状态，标出条形磁体的N极；
(2)如图（2）所示，在图中标出静止在磁场中的小磁针的N极和磁感线的方向。
【答案】(1) (2)
【详解】（1）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知条形磁铁左侧为S极吸引小磁针的N极，右侧为N极，吸引小磁针的S极，如图所示：
（2）根据右手螺旋定则可知，电磁铁的右侧为N极，左侧为S极，异名磁极相互吸引，可知小磁针右侧为N极，磁体周围的磁感线从N极指向S极，如图所示：
【典例4】（2025·浙江杭州·二模）在学校组织的“磁力小车弹射”比赛中，小科将条形磁铁固定在静止的小车上，电磁铁固定在水平桌面上，如图所示。为使小车运动的距离更远，下列说法正确的是（ ）
A．向左移动滑动变阻器的滑片 B．将接线柱c的导线改接到接线柱b
C．在小车上换用磁性更强的条形磁体 D．改变电源的正负极
【答案】C
【详解】A．由安培定则可知，电磁铁的右端为N极，由于同名磁极相互排斥，可知小车运动，向左移动滑动变阻器的滑片，电路中接入电阻变大，由可知，电路中的电流变小，磁性变弱，排斥力减小，小车运动的距离变小，故A不符合题意；
B．将接线柱c的导线改接到接线柱b，线圈匝数变少，电流一定时，磁性变弱，排斥力减小，小车运动的距离变小，故B不符合题意；
C．在小车上换用磁性更强的条形磁体，磁性变强，排斥力变大，小车运动的距离变大，故C符合题意；
D．改变电源的正负极，电磁铁的右端为S极，由于异名磁极相互吸引，小车将受到向左的吸引力，运动的距离更近，故D不符合题意。
故选C。
【典例5】（25-26七年级上·浙江宁波·开学考试）观察题图，在A、B两个电磁铁的上方分别是用甲、乙两个弹簧测力计悬挂两块相同的铁块。当闭合开关时，弹簧测力计的示数将会（　　）
A．甲、乙都会变大，并且甲的示数更大
B．甲、乙都会变大，并且乙的示数更大
C．甲、乙都会变小，并且甲的示数更小
D．甲、乙都会变小，并且乙的示数更小
【答案】A
【详解】由题图可知，通电后两个电磁铁都会产生磁性，所以都能吸引甲和乙，则甲和乙的示数都会变大；A电磁铁的线圈匝数比B电磁铁线圈匝数多，两个电磁铁串联，电流相等，则A电磁铁产生的磁性强，所以A电磁铁对甲的吸引力更大，即甲的示数更大，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
【典例6】法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝尔由于发现巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖。这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图：
(1)通电螺线管的右端是 极；
(2)闭合开关S2，指示灯不亮，再闭合开关S1，指示灯发光，由此可知：巨磁电阻的大小与 有关；
(3)若滑片P向左移动，电磁铁的磁场 （填“增强”或“减弱”，下同），观察到指示灯变得更亮，由此实验可得出结论巨磁电阻的阻值大小随磁场增强而 。
【答案】(1)S (2)电磁铁的磁场强弱 (3)增强 减弱
【详解】（1）由图可知，电流从电磁铁右端流入，从电磁铁左端流出，根据安培定则，用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极，则通电螺线管的左端是N极，右端是S极。
（2）闭合开关S2，指示灯不亮，则电路中电流过小，说明巨磁电阻的阻值过大；再闭合开关S1，电磁铁有磁性，指示灯发光，则指示灯所在的电路中电流增大，根据欧姆定律可知电路中电阻减小，即巨磁电阻的阻值变小；由此可知：巨磁电阻的大小与电磁铁的磁场强弱有关。
（3）[1][2]若滑片P向左移动，滑动变阻器的阻值变小，电路中的电流增大，则电磁铁的磁场增强；观察到指示灯变得更亮，则灯泡所在电路中的电流增大，说明巨磁电阻的阻值变小，则由此实验可得出的结论是：巨磁电阻的阻值大小随磁场增强而减弱。
【典例7】1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。课堂上老师演示了奥斯特实验，甲、乙两同学对于小磁针转动的原因，两同学有着不同的假设：
甲：是因为导线通电发热，造成导线周围空气温度升高，空气的对流运动使磁针偏转
乙：是因为电流周围产生磁场，磁场对磁针产生了力的作用
(1)老师在演示奥斯特实验时，①闭合开关；②放置小磁针观察指向；③摆放一根长直导线；为了减弱地磁场的影响，正确的实验操作顺序为 ；
A．①②③ B．②③①
C．②①③ D．③②①
(2)两同学讨论后，设计了以下实验来验证哪一个观点是正确的：他们调换电池的正负极，改变电流的方向，闭合开关，如果甲同学的假设是正确的，预计应该看到的现象是 ；
(3)两同学通过下列实验很快就否定了甲同学的猜想。
则，实验过程中丙组小磁针将 。
A．顺时针偏转，偏转角度变大
B．顺时针偏转，偏转角度变小
C．逆时针偏转，偏转角度变大
D．逆时针偏转，偏转角度变大
【答案】(1)D (2)磁针偏转方向不变 (3)A
【详解】（1）奥斯特实验中需要先摆放一根长直导线，接下来在导线周围放置小磁针，闭合开关后，观察小磁针的偏转情况，因此正确的顺序是③②①，故D符合题意。
（2）调换电池的正负极，改变电流的方向，闭合开关，由于电流大小、电阻大小不变，导线通电发热产生的热量不变，因此若甲同学的假设是正确的，预计应该看到的现象是磁针偏转的方向不变。
（3）将丙与甲对比可知，其他条件不变，此时电源的正负极方向相反，则通过电流的方向相反，因此小磁针受力方向相反，即顺时针偏转。丙中的导线更粗，则电阻小而电流大，那么产生的磁场更强，因此受力更大，则小磁针的偏转角度更大，故A符合题意。
【典例7】小科在“探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数是否有关”的实验中，设计了如图所示的电路（线圈电阻不能忽略）。主要实验步骤如下：
①选用电磁铁接线柱a、c接入电路K、M之间，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P到某位置，观察电流表示数为I。用电磁铁下端吸引大头针，记录电磁铁接入电路的线圈匝数n1和被吸引大头针的个数N1，断开开关S；
②将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间，闭合开关S，用电磁铁下端吸引大头针，记录电磁铁接入电路的线圈匝数n2和被吸引大头针的个数N2，断开开关S；
根据以上实验步骤，回答下列问题：
(1)实验中，用 判断电磁铁磁性的强弱。
(2)请写出实验步骤②中存在的问题： 。
(3)请你针对（2）中存在的问题，写出改正的步骤：②将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间，闭合开关S， ，用电磁铁下端吸引大头针，记录电磁铁接入电路的线圈匝数n3和被吸引大头针的个数N3，断开开关S。
(4)用该实验装置还能探究电磁铁磁性强弱与 是否有关。
【答案】吸引大头针的个数 没有控制使两次电磁铁中的电流相同 调整滑动变阻器滑片的位置使电流表示数为I 电流
【详解】（1）电磁铁磁性的强弱是看不见，摸不着的，转化成看得见的电磁铁吸引大头针数目，所以用吸引大头针的个数来判断电磁铁磁性的强弱。
（2）电磁铁磁性的强弱与电流大小、线圈的匝数有关。①②两步骤中，将a、c和a、b分别接入电路K、M之间，线圈匝数不同，目的是探究匝数与电磁铁磁性的关系，而没有控制两次电流大小相同，所以实验步骤中存在的问题是：没有控制使两次电磁铁中的电流相同。
（3）根据（2）的分析，将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间，闭合开关S，调节滑动变阻器使电路中的电流仍为I，观察电磁铁下端吸引大头针数目的多少。
（4）保持a、c（或a、b）接入电路K、M之间，保持匝数不变，移动滑动变阻器的滑片，改变电流大小，观察不同电流时电磁铁吸引大头针数目的多少来判断磁性强弱。所以用该实装置还能探究电磁铁磁性强弱与电流大小是否有关。
习题精练
题组A 夯实基础过关练
1．（25-26九年级上·浙江金华·开学考试）如图所示，用水平恒力F拉着一块磁性物体在水平面上做匀速直线运动，当磁性物体到达电磁铁AB的正下方时，立即闭合开关S，则对磁性物体运动状态的判断正确的是（　　）
A．仍保持匀速 B．立即加速 C．立即减速 D．立即停止
【答案】C
【详解】由安培定则可知，电磁铁下端是N极，与磁性物体上端的磁性相同，由于同名磁极相互排斥，可知磁性物体运动到电磁铁正下方时，会受到一个向下的斥力，导致磁体对水平面的压力变大，接触面的粗糙程度不变，可知摩擦力将增大，此时摩擦力大于拉力，物体将做减速运动。故C正确，ABD错误。故选C。
2．（24-25八年级下·浙江绍兴·期中）图甲为一磁悬浮地球仪，最上端为地理北极，它能大致模拟地磁场的分布特点，给人以奇特新颖的感觉。球体中有一个磁铁，环形底座内有一金属线圈，其电路原理图如图乙，以下说法不正确的是（ ）
A．地球仪是利用磁极间相互作用的原理工作的
B．减少线圈的匝数，可以调节地球仪高度
C．地球仪要悬浮，电源正负极不能调换
D．滑动变阻器滑片向a端移动地球仪静止时受到的磁力增大
【答案】B
【详解】A．已知球体中有一个磁铁，通电后电磁铁具有磁性，变为磁铁，此时球体悬在空中，说明是同名磁极相互排斥，下方电磁铁对球体中的磁铁施加向上的磁力才能使球体悬空，因此地球仪是利用磁极间相互作用的原理工作的，故A正确，不符合题意；B．减少线圈的匝数，下方电磁铁磁性会减弱，导致和上方球体的磁体斥力变小，地球仪的高低只能降低，不能变高，故B错误，符合题意；C．若电源正负极调换，下方电磁铁的磁极发生改变，不满足同名磁极相互排斥，球体不会悬空，因此电源正负极不能调换，故C正确，不符合题意；D．滑动变阻器滑片向a端移动，滑动变阻器接入电路中的阻值变小，电流变大，电磁铁的磁性会增强，地球仪静止时受到的磁力增大，故D正确，不符合题意。故选B。
3．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
【答案】B
【详解】由图根据电源的正负极知道，电流从螺线管的左后方流入，右前方流出，由安培定则判定螺线管右端应为N极，左端为S极；因为同名磁极相互排斥、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。故选B。
4．磁悬浮陀螺在航天、航空、电子和机械制造等领域有广阔的应用前景。图甲是磁悬浮陀螺仪，它由电磁底座和陀螺两部分组成，其悬浮原理如图乙所示。请在“括号”内标出陀螺的磁极，并标出O点处的磁场方向。
【答案】
【详解】由图知道，电源的上端为正极、下端为负极，则电流从上方后面流入电磁铁，根据安培定则知道，电磁铁的上端为N极。陀螺悬浮，根据同名磁极相互排斥知道，条形磁体下端为N极；电磁铁外部磁感线由N极出发，回到S极，所以该点的磁场的方向是向下的，如下图
5 ．如图是磁悬浮台灯及其内部主要结构简图。上方灯泡内装有磁体，下方灯座内装有线圈（电阻不计）。当线圈通电后可以使灯泡悬浮在灯座上方。
(1)结构简图中，电源的a端为 极。
(2)闭合S1后， 开关S2接通“1”与“2”位置相比， 接通“1”时，灯泡悬浮的位置要 （选填“高一些”、“低一些”或“不变”）。
【答案】(1)负 (2)低一些
【详解】（1）灯泡悬浮，说明电磁铁与条形磁铁相互排斥，可知，电磁铁上端为N极，由右手螺旋定则可知，电源a端为负极。
（2）由图可知，接1时，线圈匝数较少，电磁铁的磁性减弱，与条形磁铁之间的斥力较小，可知灯泡悬浮的位置会低一点。
6．(1)根据图中已标明的磁极，在A点标出磁感线方向，并在括号内标出另一磁铁的磁极。
(2)图示中，电路连接正确，通电后小磁针指向如图（涂黑一端表示N极）。请在图中标出电源的“+”“-”极，并画出螺线管的绕法。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）在磁体外部，磁感线从N极出发，回到S极，所以A点的磁感线方向是向下的；由图知，磁感线呈排斥状，则两个磁铁相对的磁极是同名磁极，所以右边磁铁的左端是S极，如图所示：
（2） 如图所示，小磁针的右端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知通电螺线管靠近小磁针N极一端的S极，则通电螺线管的右端为N极。再根据右手定则，伸出右手握住通电螺线管，使大拇指指示通电螺线管的N极（右端），则四指弯曲的方向为电流的方向。又电流从电源的正极流出经滑动变阻器、电流表流入螺线管，即电流由螺线管的右端流入，左端流出，故螺线管的绕法如图所示：
7.小科所在的项目化小组制作了磁悬浮地球仪，图是其内部结构图，地球仪内部顶端是一块磁铁，支撑装置顶部内有电磁铁，通电之后将地球仪放在适当位置即可悬浮。
(1)以下能实现地球仪悬浮的装置图是（　　）
A． B． C． D．
(2)为了适应不同需求，地球仪的悬浮高度是可调的，下列能使地球仪的高度上升的做法是（　　）
A．减少线圈的匝数 B．增大电源电压
C．增加一个定值电阻与电磁铁串联 D．抽掉电磁铁铁芯
【答案】ABD B
【解析】（1）地球仪悬浮说明下方的磁体与螺线管产生的磁极相互排斥。A．下方磁体上端为N极，上方螺线管下方为N极，相互排斥，故A符合题意；B．下方磁体上端为S极，上方螺线管下方为S极，相互排斥，故B符合题意；C．下方磁体上端为S极，上方螺线管下方为N极，相互吸引，故C不符合题意；D．下方磁体上端为S极，上方螺线管下方为S极，相互排斥，故D符合题意。故选ABD。
（2）A．若保持其它条件不变，将电磁铁的线圈匝数变少，电磁铁磁性变弱，地球仪受到的磁力减小，地球仪的高度会变低，故A不符合题意；B．若保持其它条件不变，增大电源电压，电路中的电流也会增大，电磁铁磁性变强，地球仪受到的磁力增大，地球仪的高度上升，故B符合题意；C．若保持其它条件不变，增加一个定值电阻与电磁铁串联，电路中的总电阻会增大，电路中的电流会减小，电磁铁磁性变弱，地球仪受到的磁力减小，地球仪的高度会变低，故C不符合题意；D．若保持其它条件不变，抽掉电磁铁铁芯，电磁铁磁性变弱，地球仪受到的磁力减小，地球仪的高度会变低，故D不符合题意。故选B。
8．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，实验室准备的器材有：电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。
小明利用上述器材，制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
(1)实验中通过观察电磁铁 的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱不同。
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 （填“增加”或“减少”）。
(3)根据图示实验的情境可知， （填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时， ，电磁铁磁性越强。
【答案】(1)吸引大头针的数量 (2)增加 (3) 乙 线圈匝数越多
【详解】（1）电磁铁的磁性强弱无法用眼睛直接观察，通过电磁铁吸引大头针的多少来反映磁性的强弱。
（2）由图知，当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器的电阻变小，电路中的电流变大，电磁铁甲、乙的磁性增强，吸引大头针的个数都增加。
（3）[1][2]由图知，两电磁铁串联，电流相等，乙的线圈匝数较多，吸引的大头针较多，磁性强，说明电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
9．小科用自制电磁小船对地磁场的方向进行判断，如图所示，闭合开关S，将小船按如图放在平静的水中，发现船头慢慢转动，因为磁偏角的存在，小船最后停止的位置并不是正南或正北。
(1)要使小船运动更加灵敏，可以将滑动变阻器滑片往 （填“左”或“右”）移动；
(2)将小船按如图所示放在平静的水中后，船头偏转的方向是 （填“顺时针”或“逆时针”）；
【答案】(1)左 (2)顺时针　
【详解】（1）用右手螺旋定则，判断电磁铁的左边是N，右边是S，电磁铁的磁性越强，受到地磁场的作用也越强，电流越大电磁铁的磁性越强，所以要使小船运动更加灵敏，可以将滑动变阻器滑片往左移动，减小滑动变阻器接入电路的电阻。
（2）用右手螺旋定则，判断电磁铁的左边是N，右边是S，电磁铁受地磁场的影响，S指南，N指北，所以将小船按如图所示放在平静的水中后，船头偏转的方向是顺时针。
10．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。
(1)小磁针上方的直导线应沿 （选填“南北”或“东西”）方向放置；
(2)闭合开关后，小磁针北极偏转方向为 （选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向内”）；
(3)实验中小磁针除了能验证通电直导线周围存在磁场，还能验证 。
【答案】(1)南北 (2)垂直纸面向外 (3)见解析
【详解】（1）小磁针上方的直导线应沿南北方向放置，可避免地磁场的影响。
（2）根据磁极间的相互作用规律，闭合开关后，观察到小磁针偏转，这表明通电直导线周围存在磁场；根据安培定则可判断，小磁针北极偏转方向为垂直纸面向外。
（3）实验中小磁针除了能验证通电直导线周围存在磁场以外，当改变直导线中的电流方向时，还能通过小磁针的偏转方向来判断通电直导线周围磁场的方向与电流方向之间的关系。
11．如图是“人工心脏泵”（血泵）的体外装置，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于电磁铁），通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，带动活塞运动和阀门的开关。当线圈中的电流从B流向A时，螺线管的右端是 （填“N”或“S”）极，活塞柄向 （填“左”或“右”）运动，“人工心脏泵”每分钟“跳动”的次数（即活塞来回移动的次数）由线圈中电流的 （填“大小”或“方向”）改变快慢决定。
【答案】 S 右 方向
【详解】[1][2]已知线圈中的电流从B流向A时，由右手螺旋定则可知，螺线管左端为N极、右端为N极，此时同名磁极相互排斥，故活塞柄向右运动。
[3]“人工心脏泵”中活塞来回移动是由于螺线管的磁极与左侧磁体的磁极间的相互作用，而螺线管的磁极是由电流的方向决定的。当电流方向改变时，螺线管的磁极会发生改变，从而使活塞的运动方向改变。所以“人工心脏泵”每分钟“跳动”的次数（即活塞来回移动的次数）由线圈中电流的方向改变快慢决定。
题组B 拓展培优提分练
12．如图所示，L是电磁铁，在L正上方用弹簧悬挂一条形磁铁，设电源电压不变，闭合开关S，待弹簧稳定后，将滑片P从A点沿均匀电阻丝圆环顺时针滑动一周，在此过程中弹簧的长度（　　）
A．变长 B．变短
C．先变长后变短 D．先变短后变长
【答案】D
【详解】由题图可知，电磁铁L与电阻R和滑动变阻器串联；将滑片P从A点沿均匀电阻丝圆环顺时针滑动一周，可以看做上下两段电阻丝并联，由于两个电阻并联的总电阻小于其中最小电阻的阻值，所以滑片P从A点沿均匀电阻丝圆环顺时针滑动一周，总电阻先变大后减小，则电路中的电流先减小后增大，则电磁铁的磁性先减弱后增强；电流从电磁铁的下端流入，从电磁铁的上端流出，由安培定则可以判断，电磁铁的上端为N极；由于异名磁极相互吸引，所以电磁铁吸引条形磁铁；由于电磁铁的磁性先减弱后增强；所以条形磁铁受到的磁力先减小后增大，则弹簧的长度先变短后变长，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
13．如图实验中，通过小磁针是否偏转来检验通电导体周围是否存在磁场。下列利用了与该实验相同科学方法的是（ ）
A．利用玻璃罩抽真空的方法来研究声音的传播
B．建立原子结构模型来研究其内部结构
C．利用磁感线来描述磁体周围的磁场分布
D．通过观察铁屑的疏密来研究通电直导线周围的磁场强弱
【答案】D
【详解】通过小磁针是否偏转来判断看不见的磁场是否存在，这是转化法的应用。A．利用玻璃罩抽真空的方法来研究声音的传播，因为绝对的真空环境是做不到的，因此用到了科学推理法，故A不符合题意；B．通过建立原子结构模型来研究原子的内部结构，应用的是模型法，故B不符合题意；C．利用磁感线描述磁体周围的磁场分布，应用的是模型法，故C不符合题意；D．通过观察铁屑的疏密来研究判断看不见的通电直导线周围的磁场强弱，应用的是转换法，故D符合题意。故选D。
14．（24-25八年级下·浙江温州·期中）在学习了通电直导线存在磁场后，小明想探究弯曲导线周围的磁场情况，将小磁针放在水平面上，给弯曲导线通电，下列小磁针的指示情况正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】根据安培定则可知，弯曲导线产生的磁场上方为N极，下端为S极，根据磁极间的相互作用可知，小磁针上方为S极，下方为N极，故B正确，ACD错误。故选B。
15．（22-23八年级下·浙江·期中）小柯利用“热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小”的性质，设计了判断水温变化的装置其工作原理如图甲所示，电源、热敏电阻、电磁铁、定值电阻由导线连接成一个串联电路，在线圈的上方固定一个弹簧测力计，其下端挂一铁块。实验时把热敏电阻放入盛水的烧杯中，水温的变化会引起弹簧测力计示数发生变化；如图乙所示为某次实验中弹簧测力计读数随时间变化的图像。下列说法正确的（ ）
A．到时间内热敏电阻的阻值变大 B．到时间内水温升高
C．到时间内电压表示数最小 D．到时间内电路中电流变大
【答案】B
【详解】由电路图知道，定值电阻与热敏电阻串联，电压表测定值电阻R0两端的电压。A．由图像知道，t1到t2时间内弹簧测力计示数增大，说明铁块受到磁力增大，线圈中的电流变大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻减小，则热敏电阻的阻值减小，故A错误；B．因热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小，所以，t1到t2时间内热敏电阻的阻值减小时，水温升高，故B正确；C．由图像知道，到时间弹簧测力计示数不变，说明电路中的电流不变，则热敏电阻两端电压没有改变，根据串联电路的电压特点可知，电压表的示数不变；结合B项分析可知t2时刻水温最高，电路中的电流最大，由U=IR知道，定值电阻R0两端的电压最大（电压表示数最大），所以，到时间内电压表的示数最大，故C错误；D．由图像知道，到时间内弹簧测力计示数减小，说明铁块受到磁力减小，电路中的电流减小，故D错误。故选B。
16．如图是简易“电动火车”的示意图，把一个干电池两端吸有圆柱形强磁铁的“结合体”，放入很长的固定在水平桌面的螺旋线圈内（线圈和干电池会构成闭合回路），干电池和强磁铁的“结合体”就会在螺旋线圈内运动。
(1)为了使小火车能顺利的运动，螺旋线圈最好选择哪一种材料组成（　　）（填字母）。
A．铁 B．铜
C．陶瓷 D．塑料
(2)如图所示，小火车将 （填“向左”或“向右”）运动。
(3)若小火车不能在线圈中运动，你认为下列改进措施合理的是 （填序号）。
①线圈可以用漆包线绕成，确保各处绝缘
②调换磁极
③换用磁性更强的磁体
④换一节新的干电池
【答案】(1)B (2)向左 (3)③④
【详解】（1）A、铁是磁性材料，易被磁化且电阻较大，不适合做线圈导电材料，故 A错误；
B、铜是良好的导体，电阻小，适合做螺旋线圈材料，能让电流顺利通过产生磁场，故 B正确；C、陶瓷是绝缘体，不能导电，无法使电路形成通路产生磁场，不故C错误；D、塑料也是绝缘体，不能导电，不能满足螺旋线圈导电需求，故 D错误。故选B。
（2）根据安培定则，用右手握住螺旋线圈，四指指向电流方向，在电池外部电流从正极流向负极 ，大拇指所指方向为螺旋线圈的 N极。由图可知，螺旋线圈右侧为 N 极。根据磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，电池两端强磁铁右侧为 N 极，与螺旋线圈右侧 N 极相互排斥，所以小火车将向左运动。
（3）①螺旋线圈和结合体构成一个闭合回路，强磁铁与线圈在任何位置都应该保持良好的接触，①不合理；②调换磁极，会改变磁极间的相互作用力方向，但是不能增强力的大小，不能解决问题，②不合理。 ③换用磁性更强的磁体，会增大磁极间的相互作用力，有可能使小火车开始运动，合理。 ④换一节新的干电池，能提供更大的电压，增大电路中的电流，从而增强螺旋线圈产生的磁场，增大磁极间的作用力，有可能使小火车开始运动，合理。
改进措施合理的是③④。
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2025-2026学年浙教版（新教材）八年级下册培优讲义
第三章 电磁及其应用
3.2.1 电流的磁场
思维导图
知识要点精讲
知识要点1
（一）直线电流的磁场
1.奥斯特实验：在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线，通电时观察到什么现象？改变电流的方向，观察小磁针偏转方向是否改变？
结论：通电导体周围存在磁场；其磁场方向和电流方向有关，改变电流方向，磁场方向也会随之改变。奥斯特实验首次揭示了电现象与磁现象之间的联系，证明电可以生磁，开启了电磁学研究的新方向。
直线电流磁场的磁感线分布规律：直线电流的磁感线是以直导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都分布在与导线垂直的平面内。距离直线电流越近，磁感线越密集，磁场越强；反之越弱。
知识要点2
（二）通电螺线管的磁场
1.通电螺线管：将导线绕成螺线管后通电，磁性会增强；带铁芯的通电螺线管比不带铁芯的通电螺线管磁性要强得多。
（1）通电螺线管周围产生的磁场和条形磁体的磁场相似；改变电流方向，螺线管的磁极方向会改变。
右手螺旋定则:也叫安培定则；右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北（N）极。该定则可以快速判断通电螺线管的磁极方向与电流方向之间的关系。
（3）右手螺旋定则也可用来判断直线电流的磁场方向；让右手握住直导线，让大拇指指向电流方向，其余四指弯曲的方向即为磁感线的环绕方向。
知识要点3
(三)电磁铁：带有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。
（1）影响电磁铁磁性强弱的因素：①电流大小相同时，线圈匝数越多，磁性越强；②线圈匝数相同时，电流越大，磁性越强；③有无铁芯（插入软铁芯可显著增强磁性）。
（2）研究电磁铁影响因素的实验中，采用的实验方法：控制变量法和转换法。
控制变量法：例如，探究“线圈匝数对磁性强弱的影响”时，需保持电流大小和有无铁芯相同，仅改变匝数；探究“电流大小的影响”时，则固定匝数与铁芯，调节滑动变阻器改变电流。
转换法：用吸引大头针的数目多少来反映磁性强弱，这是典型的转换法应用——将不易直接测量的“磁性强弱”转化为易于观察和计数的“吸引大头针的数量”。
电磁铁的特点：电磁铁在实际中应用广泛，其核心优势在于“可控性”；（1）磁性有无可控：通电时有磁性，断电时磁性消失；（2）磁性强弱可控：通过调节电流大小、增减线圈匝数或插入/拔出铁芯实现连续调控；（3）磁极方向可控：仅需改变电流方向，即可实现磁极的N、S极快速翻转。
经典例题精讲
【典例1】小王用图（a）（b）（c）所示装置研究电与磁的关系。
(1)此实验成功的条件之一是通电导体呈 （填“东西”或“南北”）方向放置。
(2)由图（a）（b）（c）实验现象可知：电流周围存在磁场，且磁场方向与 有关。
(3)小王推理：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，偏转方向和图 （填“b”或“c”）中小磁针的偏转方向相同。
【典例2】下面是四名同学判断通电螺线管极性时的做法，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【典例3】按要求完成下列小题。
(1)如图（1）所示，小磁针在条形磁体作用下处于静止状态，标出条形磁体的N极；
(2)如图（2）所示，在图中标出静止在磁场中的小磁针的N极和磁感线的方向。
【典例4】（2025·浙江杭州·二模）在学校组织的“磁力小车弹射”比赛中，小科将条形磁铁固定在静止的小车上，电磁铁固定在水平桌面上，如图所示。为使小车运动的距离更远，下列说法正确的是（ ）
A．向左移动滑动变阻器的滑片 B．将接线柱c的导线改接到接线柱b
C．在小车上换用磁性更强的条形磁体 D．改变电源的正负极
【典例5】（25-26七年级上·浙江宁波·开学考试）观察题图，在A、B两个电磁铁的上方分别是用甲、乙两个弹簧测力计悬挂两块相同的铁块。当闭合开关时，弹簧测力计的示数将会（　　）
A．甲、乙都会变大，并且甲的示数更大
B．甲、乙都会变大，并且乙的示数更大
C．甲、乙都会变小，并且甲的示数更小
D．甲、乙都会变小，并且乙的示数更小
【典例6】法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝尔由于发现巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖。这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图：
(1)通电螺线管的右端是 极；
(2)闭合开关S2，指示灯不亮，再闭合开关S1，指示灯发光，由此可知：巨磁电阻的大小与 有关；
(3)若滑片P向左移动，电磁铁的磁场 （填“增强”或“减弱”，下同），观察到指示灯变得更亮，由此实验可得出结论巨磁电阻的阻值大小随磁场增强而 。
【典例7】1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。课堂上老师演示了奥斯特实验，甲、乙两同学对于小磁针转动的原因，两同学有着不同的假设：
甲：是因为导线通电发热，造成导线周围空气温度升高，空气的对流运动使磁针偏转
乙：是因为电流周围产生磁场，磁场对磁针产生了力的作用
(1)老师在演示奥斯特实验时，①闭合开关；②放置小磁针观察指向；③摆放一根长直导线；为了减弱地磁场的影响，正确的实验操作顺序为 ；
A．①②③ B．②③①
C．②①③ D．③②①
(2)两同学讨论后，设计了以下实验来验证哪一个观点是正确的：他们调换电池的正负极，改变电流的方向，闭合开关，如果甲同学的假设是正确的，预计应该看到的现象是 ；
(3)两同学通过下列实验很快就否定了甲同学的猜想。
则，实验过程中丙组小磁针将 。
A．顺时针偏转，偏转角度变大
B．顺时针偏转，偏转角度变小
C．逆时针偏转，偏转角度变大
D．逆时针偏转，偏转角度变大
【典例7】小科在“探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数是否有关”的实验中，设计了如图所示的电路（线圈电阻不能忽略）。主要实验步骤如下：
①选用电磁铁接线柱a、c接入电路K、M之间，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P到某位置，观察电流表示数为I。用电磁铁下端吸引大头针，记录电磁铁接入电路的线圈匝数n1和被吸引大头针的个数N1，断开开关S；
②将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间，闭合开关S，用电磁铁下端吸引大头针，记录电磁铁接入电路的线圈匝数n2和被吸引大头针的个数N2，断开开关S；
根据以上实验步骤，回答下列问题：
(1)实验中，用 判断电磁铁磁性的强弱。
(2)请写出实验步骤②中存在的问题： 。
(3)请你针对（2）中存在的问题，写出改正的步骤：②将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间，闭合开关S， ，用电磁铁下端吸引大头针，记录电磁铁接入电路的线圈匝数n3和被吸引大头针的个数N3，断开开关S。
(4)用该实验装置还能探究电磁铁磁性强弱与 是否有关。
习题精练
题组A 夯实基础过关练
1．（25-26九年级上·浙江金华·开学考试）如图所示，用水平恒力F拉着一块磁性物体在水平面上做匀速直线运动，当磁性物体到达电磁铁AB的正下方时，立即闭合开关S，则对磁性物体运动状态的判断正确的是（　　）
A．仍保持匀速 B．立即加速 C．立即减速 D．立即停止
2．（24-25八年级下·浙江绍兴·期中）图甲为一磁悬浮地球仪，最上端为地理北极，它能大致模拟地磁场的分布特点，给人以奇特新颖的感觉。球体中有一个磁铁，环形底座内有一金属线圈，其电路原理图如图乙，以下说法不正确的是（ ）
A．地球仪是利用磁极间相互作用的原理工作的
B．减少线圈的匝数，可以调节地球仪高度
C．地球仪要悬浮，电源正负极不能调换
D．滑动变阻器滑片向a端移动地球仪静止时受到的磁力增大
3．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
4．磁悬浮陀螺在航天、航空、电子和机械制造等领域有广阔的应用前景。图甲是磁悬浮陀螺仪，它由电磁底座和陀螺两部分组成，其悬浮原理如图乙所示。请在“括号”内标出陀螺的磁极，并标出O点处的磁场方向。
5 ．如图是磁悬浮台灯及其内部主要结构简图。上方灯泡内装有磁体，下方灯座内装有线圈（电阻不计）。当线圈通电后可以使灯泡悬浮在灯座上方。
(1)结构简图中，电源的a端为 极。
(2)闭合S1后， 开关S2接通“1”与“2”位置相比， 接通“1”时，灯泡悬浮的位置要 （选填“高一些”、“低一些”或“不变”）。
6．(1)根据图中已标明的磁极，在A点标出磁感线方向，并在括号内标出另一磁铁的磁极。
(2)图示中，电路连接正确，通电后小磁针指向如图（涂黑一端表示N极）。请在图中标出电源的“+”“-”极，并画出螺线管的绕法。
7.小科所在的项目化小组制作了磁悬浮地球仪，图是其内部结构图，地球仪内部顶端是一块磁铁，支撑装置顶部内有电磁铁，通电之后将地球仪放在适当位置即可悬浮。
(1)以下能实现地球仪悬浮的装置图是（　　）
A． B． C． D．
(2)为了适应不同需求，地球仪的悬浮高度是可调的，下列能使地球仪的高度上升的做法是（　　）
A．减少线圈的匝数 B．增大电源电压
C．增加一个定值电阻与电磁铁串联 D．抽掉电磁铁铁芯
8．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，实验室准备的器材有：电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。
小明利用上述器材，制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
(1)实验中通过观察电磁铁 的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱不同。
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 （填“增加”或“减少”）。
(3)根据图示实验的情境可知， （填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时， ，电磁铁磁性越强。
9．小科用自制电磁小船对地磁场的方向进行判断，如图所示，闭合开关S，将小船按如图放在平静的水中，发现船头慢慢转动，因为磁偏角的存在，小船最后停止的位置并不是正南或正北。
(1)要使小船运动更加灵敏，可以将滑动变阻器滑片往 （填“左”或“右”）移动；
(2)将小船按如图所示放在平静的水中后，船头偏转的方向是 （填“顺时针”或“逆时针”）；
10．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。
(1)小磁针上方的直导线应沿 （选填“南北”或“东西”）方向放置；
(2)闭合开关后，小磁针北极偏转方向为 （选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向内”）；
(3)实验中小磁针除了能验证通电直导线周围存在磁场，还能验证 。
11．如图是“人工心脏泵”（血泵）的体外装置，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于电磁铁），通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，带动活塞运动和阀门的开关。当线圈中的电流从B流向A时，螺线管的右端是 （填“N”或“S”）极，活塞柄向 （填“左”或“右”）运动，“人工心脏泵”每分钟“跳动”的次数（即活塞来回移动的次数）由线圈中电流的 （填“大小”或“方向”）改变快慢决定。
题组B 拓展培优提分练
12．如图所示，L是电磁铁，在L正上方用弹簧悬挂一条形磁铁，设电源电压不变，闭合开关S，待弹簧稳定后，将滑片P从A点沿均匀电阻丝圆环顺时针滑动一周，在此过程中弹簧的长度（　　）
A．变长 B．变短
C．先变长后变短 D．先变短后变长
13．如图实验中，通过小磁针是否偏转来检验通电导体周围是否存在磁场。下列利用了与该实验相同科学方法的是（ ）
A．利用玻璃罩抽真空的方法来研究声音的传播
B．建立原子结构模型来研究其内部结构
C．利用磁感线来描述磁体周围的磁场分布
D．通过观察铁屑的疏密来研究通电直导线周围的磁场强弱
14．（24-25八年级下·浙江温州·期中）在学习了通电直导线存在磁场后，小明想探究弯曲导线周围的磁场情况，将小磁针放在水平面上，给弯曲导线通电，下列小磁针的指示情况正确的是（　　）
A． B．
C． D．
15．（22-23八年级下·浙江·期中）小柯利用“热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小”的性质，设计了判断水温变化的装置其工作原理如图甲所示，电源、热敏电阻、电磁铁、定值电阻由导线连接成一个串联电路，在线圈的上方固定一个弹簧测力计，其下端挂一铁块。实验时把热敏电阻放入盛水的烧杯中，水温的变化会引起弹簧测力计示数发生变化；如图乙所示为某次实验中弹簧测力计读数随时间变化的图像。下列说法正确的（ ）
A．到时间内热敏电阻的阻值变大 B．到时间内水温升高
C．到时间内电压表示数最小 D．到时间内电路中电流变大
16．如图是简易“电动火车”的示意图，把一个干电池两端吸有圆柱形强磁铁的“结合体”，放入很长的固定在水平桌面的螺旋线圈内（线圈和干电池会构成闭合回路），干电池和强磁铁的“结合体”就会在螺旋线圈内运动。
(1)为了使小火车能顺利的运动，螺旋线圈最好选择哪一种材料组成（　　）（填字母）。
A．铁 B．铜
C．陶瓷 D．塑料
(2)如图所示，小火车将 （填“向左”或“向右”）运动。
(3)若小火车不能在线圈中运动，你认为下列改进措施合理的是 （填序号）。
①线圈可以用漆包线绕成，确保各处绝缘
②调换磁极
③换用磁性更强的磁体
④换一节新的干电池
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