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第2节 电流的磁场（第1课时）教学设计
——直线电流的磁场、通电螺线管的磁场
【核心概念】物质的运动与相互作用
【内容要求】
1.学习内容：电磁相互作用
2.内容要求：通过实验认识通电导体周围存在磁场。
【教学目标】
1.通过生活经验并模拟奥斯特实验，知道电能产生磁。认识磁场方向与电流方向有关；
2.通过探索活动，运用转化法等科学方法认识直线电流磁场的特征；
3.认识电磁铁，通过探索活动认识通电螺线管磁场的特征；
4.会用安培定则判断磁场方向和电流方向；
5.培养学生善于在实验中发现科学知识，形成科学规律的能力。
【教学思路】
以“活动或实验演示——观察现象——分析现象——归纳总结规律”为主线，在初步认识电能产生磁的基础上，运用转化法等科学方法认识直线电流和通电螺线管的磁场特征。会用安培定则判断磁场方向和电流方向；培养学生善于在实验中发现科学知识，形成科学规律的能力。
【教学过程】
【引入】以生活事例引入，做磁共振检查时，医生会要求病人不能带金属类物品或首饰。为什么有这样的规定？
【视频】1820年，丹麦物理学家奥斯特发现发现了电流的磁现象。
一、直线电流的磁场
【探索活动】
1.在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线，如图所示。当直导线通电时，能观察到什么现象？改变电流的方向，观察小磁针的偏转方向是否改变。
【现象】小磁针发生偏转。改变电流的方向，小磁针的偏转方向发生改变。
【结论】通电直导线周围存在磁场。（电生磁）
【思考与讨论】通电直导线周围的磁场分布类似于条形磁铁、蹄形磁铁还是其他的磁体呢？
2.在有机玻璃板上穿一个孔，将一束直导线垂直穿过小孔，在玻璃板上均匀地撒上铁屑。给直导线通电后，轻敲玻璃板，观察铁屑的分布情况，如图所示。
【现象】铁屑以环绕直导线的同心圆形状分布，且离直导线越近分布越密。
【结论】直线电流磁场的磁感线是一个个以直导线为圆心的同心圆，距离直线电流越近，磁场越强，反之越弱。
【进一步探究】在有机玻璃板上放一枚小磁针，记录小磁针北极指向。然后改变电流方向，观察小磁针指向。
【现象】改变电流方向，小磁针的指向发生改变。
【结论】电流产生的磁场方向与电流方向有关，改变电流方向，磁场的方向也随之改变。
【建模】直线电流磁场的模型如左下图所示：
【科学方法】电流产生的磁场方向与电流方向关系可以用右手螺旋定则（也叫安培定则）来判定。让大拇指指向电流方向，四指弯曲的方向就是直线电流产生的磁场方向，如右上图所示。
【思考与讨论】
1.在小磁针的上方拉一根直导线，为什么要与小磁针平行？试通过实验来说明。
使通电导线在小磁针处产生的磁场方向垂直于地磁场方向，小磁针偏转最明显，便于观察电流的磁效应
2.给直导线通电后，为什么要轻敲玻璃板？
克服铁屑与玻璃板之间的摩擦力，使被磁化的铁屑在磁场力作用下自由转动，沿磁感线规律排布，显示磁场分布形状。
二、通电螺线管的磁场
【问题与思考】电流能产生磁场，为什么手电筒在通电时连一枚大头针都吸引不起来？原来是它产生的磁场太弱了。那么，有什么方法可以增强磁场呢？
可能的方法：改变导线的材料、长度，增加导线的数量等等，将导线绕成线圈，在线圈中增加铁芯等。
【探索活动】
1.如图3.2 - 4所示，将导线绕成螺线管后通电，观察是否能吸引大头针。
能吸引大头针
2.在螺线管中插入一根铁棒或一枚铁钉，再观察吸引大头针的现象。
能吸引更多的大头针
3.比较两次实验的结果，这说明了什么？
带铁芯的通电螺线管的磁性比不带铁芯的通电螺线管的磁性要强得多。
原因是铁芯在磁场中被磁化后相当于一个磁体。通电螺线管产生的磁场与被磁化的铁芯磁场的叠加，就产生了更强的磁场。
【科学概念】电磁铁：带有铁芯的通电螺线管叫作电磁铁。
【思考与讨论】通电螺线管产生的磁场与被磁化的铁芯磁场是如何叠加的呢？
【探索活动】通电螺线管产生的磁场
1.在穿过螺线管的有机玻璃板上均匀地撒上铁屑。通电后轻敲玻璃板，如图3.2-5所示，观察铁屑的分布规律。
铁屑的分布规律与条形磁铁周围的铁屑分布相似。
2.在螺线管周围放一定数量的小磁针，探测螺线管的磁极。改变电流方向，观察小磁针的指向是否变化，据此判断螺线管磁极有无变化。
螺线管周围的小磁针排列与条形磁铁周围的小磁针分布相似。改变电流方向，小磁针的指向发生变化。
【实验结果】通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场很相似。改变电流方向，螺线管的磁极会发生改变。
【科学方法】电流产生的磁场方向与电流方向关系可以用右手螺旋定则（也叫安培定则）来判定。用右手握螺线管，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极。如下图所示：
应用右手螺旋定则时应注意三个方向：(1)螺线管的绕线方向；(2)电流在螺线管上的方向；(3)螺线管的磁极方向。
【科学拓展】 软铁与硬铁
一般把含碳量较低的铁称为软铁，含碳量较高的铁称为硬铁。软铁的硬度、刚性、抗拉强度和抗弯强度较低，韧性、延展性等较好；硬铁则相反，硬铁淬火后硬度会大幅度提高。软铁被磁化后剩磁很小，而硬铁被磁化后剩磁很大，相当于一块磁铁。铁钉是软铁，钢属于硬铁。钢磁化后剩磁很大，可用于制造磁铁。
【课堂总结】
1.通电直导线周围的磁场的特点是什么？
2.通电线圈周围的磁场的特点是什么？
3.如何判断螺线管的绕线方向、电流在螺线管上的方向与螺线管的磁极方向三者之间的关系？
【随堂例题】
例1 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发生偏转。造成小磁针偏转的原因是什么呢？
（1）某同学看到小磁针偏转，认为它一定受到力的作用，写出判断的依据。
（2）某同学认为小磁针发生偏转是由于通电后导线产生的热量使空气对流引起的。请设计实验方案来证明这个观点是否正确。
【答案】（1）小磁针偏转，则小磁针一定受到了力的作用，他判断的理由是力是改变物体运动状态的原因。（2）将小磁针罩在烧杯中，导线置于烧杯上方并平行于小磁针进行实验，导线加热空气对小磁针没有影响了，观察是否转动即可，若不转动，说明猜想错误。
【解析】（1）小磁针偏转，则小磁针一定受到了力的作用，他判断的理由是力是改变物体运动状态的原因。（2）将小磁针罩在烧杯中，导线置于烧杯上方并平行于小磁针进行实验，导线加热空气对小磁针没有影响了，观察是否转动即可，若不转动，说明猜想错误。
例2．小军通过实验探究通电螺线管外部的磁场分布：
（1）在硬塑料板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲硬塑料板，铁屑的分布情况如图甲所示，可以观察到：通电时，螺线管外部的磁场分布与　 　 （选填“条形”或“蹄形”）磁体的磁场相似。
（2）要进一步研究通电螺线管外部某点的磁场方向，他的操作及判断方法是　 　 。
（3）弄清通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系后，请你帮助小军在图乙中标出通电螺线管外部a点的磁场方向（画“→”表示）。
【答案】（1）条形；（2）将小磁针放在某点，观察小磁针静止时N极的指向即为磁场方向；（3）见解析。
【解析】（1）根据图中知，通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极；
（2）根据小磁针的N极指向可以判定磁场方向，故他的操作及判断方法是将小磁针放在某点，观察小磁针静止时N极的指向即为磁场方向；
（3）根据电流从左侧后方流体，利用安培定则知，右侧为N极，根据磁感线从N极出发进入S极，a点磁场水平向左，如图所示：
例3．通电螺线管的磁极和电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则来判定。如图所示，小磁针甲、乙处于静止状态。根据标出的磁感线方向，可以判断出（　　）
A．螺线管的左端为N极
B．电源的左端为负极
C．小磁针甲的右端为N极
D．小磁针乙的右端为N极
【答案】C
【解析】A．在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出，回到S极，所以利用磁感线的方向，可以确定螺线管的右端为N极，左端为S极，故A错误；
B．根据螺线管的右端为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左端流入右端流出，所以电源的右端为负极，左端为正极，故B错误；
C．螺线管的左端为S极，根据异名磁极相互吸引，可以确定小磁针甲右端为N极，故C正确；
D．小磁针静止时，N极的指向跟通过该点的磁感线方向一致，S极跟通过该点的磁感线方向相反，所以乙的右端为S极，左端为N极，故D错误。
【板书设计】
第2节 电流的磁场（第1课时）
——直线电流与通电螺线管的磁场
【科普材料】核磁共振（MRI）严禁携带金属物品的原因：
一、高速 “炮弹效应”（最致命）
磁共振主机磁场强度极强（常见 1.5T、3.0T），吸力巨大。
钥匙、硬币、发夹、剪刀、轮椅、氧气瓶、金属支架等铁磁性金属，会被磁场强力快速拉扯，高速飞向磁体中心。
如果病人身上佩戴，金属猛烈撞击身体，极易造成撞伤、穿刺重伤，甚至危及生命。
二、金属发热灼伤皮肤
扫描过程会产生交变射频电流：
项链、耳环、手表、内衣钢圈、纹身金属色料、体内金属吻合钉、心脏起搏器导线等，会产生涡流发热；
局部温度快速升高，造成皮肤烫伤、红肿起泡；细长环状金属（项链、手链）发热灼伤风险更高。
三、干扰成像，片子没法看
金属会形成明显黑影、伪影，遮挡周围组织；
病灶被掩盖，医生无法判断病情，导致检查失效、需要重做。
【布置作业】
1.完成作业本上相应内容
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共29张PPT)
第3章 电磁及应用
第2节 电流的磁场（第1课时）
（浙教版）八年级
下
——直线电流的磁场、通电螺线管的磁场
【引入】
做磁共振检查时，医生会要求病人不能带金属类物品或首饰。为什么有这样的规定？
视频：奥斯特的故事
【学习主题】
电流的磁场
一、奥斯特实验
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现发现了电流的磁现象。
【现象】小磁针发生偏转。改变电流的方向，小磁针的偏转方向发生改变。
【结论】通电直导线周围存在磁场。
（电生磁---电流的磁效应）
在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线，如图所示。当直导线通电时，能观察到什么现象？改变电流的方向，观察小磁针的偏转方向是否改变。
二、直线电流的磁场
【思考与讨论】通电直导线周围的磁场分布类似于条形磁铁、蹄形磁铁还是其他的磁体呢？
【探索活动】在有机玻璃板上穿一个孔，将一束直导线垂直穿过小孔，在玻璃板上均匀地撒上铁屑。给直导线通电后，轻敲玻璃板，观察铁屑的分布情况，如图所示。
【现象】铁屑以环绕直导线的同心圆形状分布，且离直导线越近分布越密。
【结论】直线电流磁场的磁感线是一个个以直导线为圆心的同心圆，距离直线电流越近，磁场越强，反之越弱。
【进一步探究】
有机玻璃板上放一枚小磁针，记录小磁针北极指向。然后改变电流方向，观察小磁针指向。
改变电流方向，小磁针的指向发生改变。
【结论】
电流产生的磁场方向与电流方向有关，改变电流方向，磁场的方向也随之改变。
【科学方法】
电流产生的磁场方向与电流方向关系可以用右手螺旋定则（也叫安培定则）来判定。让大拇指指向电流方向，四指弯曲的方向就是直线电流产生的磁场方向，如右图所示。
【建模】直线电流磁场的模型如图所示：
【思考与讨论】
1.在小磁针的上方拉一根直导线，为什么要与小磁针平行？试通过实验来说明。
使通电导线在小磁针处产生的磁场方向垂直于地磁场方向，小磁针偏转最明显，便于观察电流的磁效应
2.给直导线通电后，为什么要轻敲玻璃板？
克服铁屑与玻璃板之间的摩擦力，使被磁化的铁屑在磁场力作用下自由转动，沿磁感线规律排布，显示磁场分布形状。
三、通电螺线管的磁场
【问题与思考】电流能产生磁场，为什么手电筒在通电时连一枚大头针都吸引不起来？原来是它产生的磁场太弱了。那么，有什么方法可以增强磁场呢？
【探索活动】
1.如图3.2 - 4所示，将导线绕成螺线管后通电，观察是否能吸引大头针。
可能的方法：改变导线的材料、长度，增加导线的数量等等，将导线绕成线圈，在线圈中增加铁芯等。
能吸引大头针
2.在螺线管中插入一根铁棒或一枚铁钉，再观察吸引大头针的现象。
能吸引更多的大头针
3.比较两次实验的结果，这说明了什么？
带铁芯的通电螺线管的磁性比不带铁芯的通电螺线管的磁性要强得多。
原因是铁芯在磁场中被磁化后相当于一个磁体。通电螺线管产生的磁场与被磁化的铁芯磁场的叠加，就产生了更强的磁场。
【科学概念】电磁铁：带有铁芯的通电螺线管叫作电磁铁。
【思考与讨论】通电螺线管产生的磁场与被磁化的铁芯磁场是如何叠加的呢？
【探索活动】通电螺线管产生的磁场
1.在穿过螺线管的有机玻璃板上均匀地撒上铁屑。通电后轻敲玻璃板，如图3.2-5所示，观察铁屑的分布规律。
铁屑的分布规律与条形磁铁周围的铁屑分布相似。
2.在螺线管周围放一定数量的小磁针，探测螺线管的磁极。改变电流方向，观察小磁针的指向是否变化，据此判断螺线管磁极有无变化。
螺线管周围的小磁针排列与条形磁铁周围的小磁针分布相似。改变电流方向，小磁针的指向发生变化。
【实验结果】通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场很相似。改变电流方向，螺线管的磁极会发生改变。
【科学方法】
电流产生的磁场方向与电流方向关系可以用右手螺旋定则（也叫安培定则）来判定。用右手握螺线管，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极。如下图所示：
应用右手螺旋定则时应注意三个方向：
（1）螺线管的绕线方向；
（2）电流在螺线管上的方向；
（3）螺线管的磁极方向。
【科学拓展】 软铁与硬铁
一般把含碳量较低的铁称为软铁，含碳量较高的铁称为硬铁。软铁的硬度、刚性、抗拉强度和抗弯强度较低，韧性、延展性等较好；硬铁则相反，硬铁淬火后硬度会大幅度提高。软铁被磁化后剩磁很小，而硬铁被磁化后剩磁很大，相当于一块磁铁。铁钉是软铁，钢属于硬铁。钢磁化后剩磁很大，可用于制造磁铁。
【课堂总结】
1.通电直导线周围的磁场的特点是什么？
2.通电线圈周围的磁场的特点是什么？
3.如何判断螺线管的绕线方向、电流在螺线管上的方向与螺线管的磁极方向三者之间的关系？
【随堂巩固】
【例1】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发生偏转。造成小磁针偏转的原因是什么呢？
（1）某同学看到小磁针偏转，认为它一定受到力的作用，写出判断的依据。
（2）某同学认为小磁针发生偏转是由于通电后导线产生的热量使空气对流引起的。请设计实验方案来证明这个观点是否正确。
【答案】（1）小磁针偏转，则小磁针一定受到了力的作用，他判断的理由是力是改变物体运动状态的原因。
（2）将小磁针罩在烧杯中，导线置于烧杯上方并平行于小磁针进行实验，导线加热空气对小磁针没有影响了，观察是否转动即可，若不转动，说明猜想错误。
【解析】（1）小磁针偏转，则小磁针一定受到了力的作用，他判断的理由是力是改变物体运动状态的原因。
（2）将小磁针罩在烧杯中，导线置于烧杯上方并平行于小磁针进行实验，导线加热空气对小磁针没有影响了，观察是否转动即可，若不转动，说明猜想错误。
【例2】小军通过实验探究通电螺线管外部的磁场分布：
（1）在硬塑料板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲硬塑料板，铁屑的分布情况如图甲所示，可以观察到：通电时，螺线管外部的磁场分布与　 　 （选填“条形”或“蹄形”）磁体的磁场相似。
（2）要进一步研究通电螺线管外部某点的磁场方向，他的操作及判断方法是　 。
（3）弄清通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系后，请你帮助小军在图乙中标出通电螺线管外部a点的磁场方向（画“→”表示）。
【答案】（1）条形；（2）将小磁针放在某点，观察小磁针静止时N极的指向即为磁场方向；（3）见解析。
【解析】（1）根据图中知，通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极；
（2）根据小磁针的N极指向可以判定磁场方向，故他的操作及判断方法是将小磁针放在某点，观察小磁针静止时N极的指向即为磁场方向；
（3）根据电流从左侧后方流体，利用安培定则知，右侧为N极，根据磁感线从N极出发进入S极，a点磁场水平向左，如图所示：
例3．通电螺线管的磁极和电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则来判定。如图所示，小磁针甲、乙处于静止状态。根据标出的磁感线方向，可以判断出（　　）
A．螺线管的左端为N极
B．电源的左端为负极
C．小磁针甲的右端为N极
D．小磁针乙的右端为N极
【答案】C
【解析】A．在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出，回到S极，所以利用磁感线的方向，可以确定螺线管的右端为N极，左端为S极，故A错误；
B．根据螺线管的右端为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左端流入右端流出，所以电源的右端为负极，左端为正极，故B错误；
C．螺线管的左端为S极，根据异名磁极相互吸引，可以确定小磁针甲右端为N极，故C正确；
D．小磁针静止时，N极的指向跟通过该点的磁感线方向一致，S极跟通过该点的磁感线方向相反，所以乙的右端为S极，左端为N极，故D错误。
【板书设计】
第2节 电流的磁场（第1课时）
——直线电流与通电螺线管的磁场
特点
通电螺线管的磁场
特点
电流的磁效应
直线电流的磁场
安培定则
【布置作业】
1.完成作业本上相应内容
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php
让备课更有效
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第2节 电流的磁场（第1课时）同步作业
（教师版）
1．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
【解析】根据安培定则可知，弯曲导线产生的磁场前方为N极，后方为S极，根据磁极间的相互作用可知，小磁针后方为S极，前方为N极，故B正确，符合题意，ACD错误，不符合题意。
2．小明在课外活动实验中，用导线在铁钉上绕成一个线圈，制成一个电磁铁。实验中，他希望获得更强的磁性，于是设计了下列几种方案。其中能实现目的的是（　　）
A．将电源的正、负极对调 B．减少线圈的匝数 C．增加电池的节数 D．拔出线圈中的铁钉
【答案】C
【解析】A、将电源正、负极对调，只改变磁极，不改变磁性强弱；B、减少线圈匝数，磁性变弱；C、增加电池节数，电压变大，电流变大，磁性增强；D、拔出铁钉，没有铁芯，磁性大大减弱。所以能增强磁性的是C，故C符合题意，ABD不符合题意。
3．如图，一条形磁铁放在水平桌面上，电磁铁固定于条形磁铁附近并正对条形磁铁。开关闭合前后，条形磁铁均处于静止状态。下列说法中正确的是（　　）
A．闭合开关前，条形磁铁受到桌面向左的摩擦力
B．闭合开关后，电磁铁的左端为N极，右端为S极
C．滑片P向a移动过程中，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到桌面的摩擦力大小保持不变
D．滑片P向a移动过程中，若条形磁铁开始在桌面上运动，则它受到桌面的摩擦力大小保持不变
【答案】D
【解析】A．一条形磁铁放在水平桌面上，电磁铁固定于条形磁铁附近并正对条形磁铁。闭合开关前，条形磁铁不受磁力作用，水平方向没有其他外力，因此不受桌面的摩擦力，故A错误；
B．根据电源正负极可知，电流从电磁铁左端流入、右端流出。根据安培定则，可判断电磁铁右端为N极，左端为S极，故B错误；
C．滑片P向a移动时，滑动变阻器接入电阻变小，电路电流变大，电磁铁磁性增强，对条形磁铁的排斥力变大。条形磁铁始终静止，摩擦力与排斥力平衡，大小相等，因此摩擦力也会变大，故C错误；
D．若条形磁铁开始运动，它受到的是滑动摩擦力，滑动摩擦力的大小只和压力大小、接触面粗糙程度有关，本题中这两个因素都没有改变，因此滑动摩擦力大小保持不变，故D正确。
4．通电螺线管的磁极和电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则来判定。如图所示，小磁针甲、乙处于静止状态。根据标出的磁感线方向，可以判断出（　　）
A．螺线管的左端为N极
B．电源的左端为负极
C．小磁针甲的右端为N极
D．小磁针乙的右端为N极
【答案】C
【解析】A．在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出，回到S极，所以利用磁感线的方向，可以确定螺线管的右端为N极，左端为S极，故A错误；
B．根据螺线管的右端为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左端流入右端流出，所以电源的右端为负极，左端为正极，故B错误；
C．螺线管的左端为S极，根据异名磁极相互吸引，可以确定小磁针甲右端为N极，故C正确；
D．小磁针静止时，N极的指向跟通过该点的磁感线方向一致，S极跟通过该点的磁感线方向相反，所以乙的右端为S极，左端为N极，故D错误。
5．如图所示为“门禁”上的电磁锁，由电磁铁A和金属块B构成（如图甲所示），工作原理如图乙所示，电磁铁通电时，A、B相互吸引，门被锁住无法推开。电磁铁断电时，A、B不吸引，门可以被推开。下列说法正确的是（　　）
A．金属块B可选用钢块
B．乙图中开关闭合，电磁铁A的右端为S极
C．门被锁住时，图乙中的开关S应处于闭合状态
D．若要增强电磁锁AB间的吸引力，图乙中滑片P应该向右移
【答案】C
【解析】A、钢是永磁材料，被电磁铁B磁化后能长时间保持磁性，所以金属块 B 不能选用钢块，故A错误。
B、根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向（电源正极出发经螺线管回到负极），大拇指指向电磁铁 A 的右端为 N 极，左端为 S 极，故B错误。
C、门被锁住时，电磁铁 A 需要有磁性，所以电路中要有电流，开关 S 应处于闭合状态，故C正确。
D、若要增强电磁铁 A、B 间的吸引力，需增大电磁铁的磁性，在匝数等不变时要增大电流，根据欧姆定律，应减小电路电阻，即滑片 P 应向左移，故D错误。
6．为了直观地反映通电螺线管周围磁场分布，可用如图所示的磁感线表示。如果在该通电螺线管内部插入一根铁芯，则下列磁感线中能正确反映其磁场变化的是（　　）
A．B． C．D．
【答案】D
【解析】在该通电螺线管内部插入一根铁芯，铁芯被磁化，通电螺线管周围的磁场大大增强，磁场的方向不发生变化，磁感线的疏密表示磁场的强弱，所以磁感线变密，故D正确，ABC错误。
7．“高颜值”的磁悬浮音箱（图甲）深受年轻人喜爱。音箱底部有一块磁铁，圆柱状底座内部有电磁铁，原理如图乙。为了适应不同需求，音箱的悬浮高度是可调的，下列能使音箱的高度上升的做法是（　　）
A．减少线圈的匝数 B．减小电源电压 C．滑片P向右移动 D．抽掉电磁铁铁芯
【答案】C
【解析】A、闭合开关S，若保持其它条件不变，将电磁铁的线圈匝数变少，音箱受到的磁力减小，音箱在底座上悬浮时的高度会变低，故A错误；
B、闭合开关S，若保持其它条件不变，减小电源电压，电路中的电流也会减小，音箱受到的磁力减小，音箱在底座上悬浮时的高度会变低，故B错误；
C、闭合开关S，若保持其它条件不变，滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的电流会增大，音箱受到的磁力增大，音箱在底座上悬浮时的高度会上升，故C正确；
D、闭合开关S，若保持其它条件不变，抽掉电磁铁铁芯，音箱受到的磁力减小，音箱在底座上悬浮时的高度会变低，故D错误。
8．如图所示，一条向上射出的阴极射线可以看作是许多电子定向运动形成的电子流，则通过这束电子流的运动方向可推断出电子定向运动产生的电流及周围的磁场方向是（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】由题意可知，电子定向移动的方向是向上的，电子带负电，故电流的方向是向下的，根据右手螺旋定则可知，磁场的方向是顺时针方向的，故A正确。
9．如图为某型号的温度自动报警装置简易电路，其中R为热敏电阻。
（1）闭合开关S1电磁铁右端的磁极是　N极（或北极）　 。
（2）将滑动变阻器R2的滑片从右向左移动，电磁铁的磁性将　变弱　 。
（3）该装置中热敏电阻R1的阻值随温度升高而降低。为了提高触发报警的温度，请写出一种可行的方法：　将滑动变阻器R2滑片向左调，增大R2接入阻值　 。
【答案】（1）N极（或北极）；（2）变弱；（3）将滑动变阻器R2滑片向左调，增大R2接入阻值。
【解析】（1）图中电流从电磁铁右端正面流入，由安培定则：右手握住螺线管，四指顺着线圈中电流环绕方向，大拇指指向螺线管N极（右端），因此右端为N极（北极）。
（2）滑片左移→滑动变阻器R2接入电路阻值变大→控制电路总电阻变大，电源电压不变，依据欧姆定律，电路电流变小；电磁铁磁性强弱和线圈电流大小有关，线圈匝数不变、电流越小，磁性越弱，即变弱。
（3）提高触发报警温度的原理：想要更高温度才报警，需要温度升到更高时（R1变得更小），总电阻才达标、电流达到吸合衔铁的临界电流；临界总电阻固定，R1更小就需要R2更大。
可行方案：将滑动变阻器R2滑片向左调，增大R2接入阻值；或降低控制电路电源电压；减少电磁铁线圈匝数或换用弹性更强的弹簧。
10．如图所示是一种磁性门锁的工作原理示意图：闭合开关，电磁铁吸引插销，门打开；断开开关，在弹簧作用下，插销重新插入门锁插槽，门锁上。
（1）磁性门锁工作过程中不涉及的科学知识是　BC　 。（填字母）
A.通电导体周围存在磁场 B.磁极间的相互作用 C.电磁感应
（2）闭合开关通电后，电磁铁的左端为　N　 极。
（3）安装门锁时，不小心把电源的正负极装反了。电源的正负极对调　不会　 （选填“会”或“不会”）影响门锁的正常工作。
【答案】（1）BC；（2）N；（3）不会。
【解析】（1）A、电磁铁的原理是电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场，故A不符合题意；
B、磁性门锁利用的是电磁铁的磁性吸引铁制插销，没有利用磁极间的相互作用规律，故B符合题意；
C、电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，与磁性门锁的原理无关，故C符合题意。
（2）由图可知，电流从电磁铁左端流入、右端流出，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向左端，因此电磁铁的左端为N极；
（3）电源正、负极对调后，电磁铁的磁极会对调，但电磁铁仍然会吸引铁制插销，所以不会影响门锁的正常工作。
11．丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电流周围存在着磁场，我市某校学生在实验室验证奥斯特实验，当水平导线中通有如图所示的电流时，S极将偏向　纸外　 （选填“纸内”或“纸外”）；要使实验效果更加明显应使通电导线沿　南北　 （选填“东西”或“南北”）方向放置。
【答案】纸外；南北
【解析】（1）根据安培定则可知，在判断直导线的磁场时，大拇指指向电流的方向，四指环绕方向为磁场方向。又知道小磁针N极的方向与磁场方向一致，所以N极将偏向纸里，S极将偏向纸外；
（2）由于小磁针静止时要指南北方向，在验证电流周围有磁场时，一般也把直导线南北放置，这样导线下方的小磁针偏转，不再指示南北，这更能说明是受到了新的磁场的作用，使实验更具说服力。
12．如图甲是一种“潜水自救装置”，其工作原理如图乙所示，力敏电阻Rx的阻值随潜水深度的改变而改变，当达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，反应盒中两种物质混合并开始反应产生气体，气囊快速充气上浮，将潜水运动员拉回到水面，其中U为电源电压，R0为定值电阻。
（1）电磁铁下端为　N　 极。
（2）为实现以上功能，在图丙中选出力敏电阻Rx的阻值随深度变化的大致曲线是　B　 （选填“A”或“B”）。
（3）若其他条件不变，减少电磁铁的线圈匝数，则安全深度将　变大　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（1）N；（2）B；（3）变大。
【解析】（1）由图可知，根据右手螺旋定则可知电磁铁工作时上端是S极，下端为N极；
（2）由题意可知在衔铁被吸引下来之前，电路是力敏电阻Rx的简单电路，因为力敏电阻Rx的阻值随潜水深度的改变而改变，当达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，即深度增大时，电磁铁的磁性增强，电路的电流减小，故力敏电阻Rx的阻值减小，因此力敏电阻Rx的阻值随深度的增大而减小，故选B；
（3）当其他条件不变时，减小电磁铁的线圈匝数，磁性减弱，当深度增大时，通过电路的电流增大，才能吸引衔铁，故安全深度变大。
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第2节 电流的磁场（第1课时）同步作业
（学生版）
1．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．
2．小明在课外活动实验中，用导线在铁钉上绕成一个线圈，制成一个电磁铁。实验中，他希望获得更强的磁性，于是设计了下列几种方案。其中能实现目的的是（　　）
A．将电源的正、负极对调 B．减少线圈的匝数 C．增加电池的节数 D．拔出线圈中的铁钉
3．如图，一条形磁铁放在水平桌面上，电磁铁固定于条形磁铁附近并正对条形磁铁。开关闭合前后，条形磁铁均处于静止状态。下列说法中正确的是（　　）
A．闭合开关前，条形磁铁受到桌面向左的摩擦力
B．闭合开关后，电磁铁的左端为N极，右端为S极
C．滑片P向a移动过程中，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到桌面的摩擦力大小保持不变
D．滑片P向a移动过程中，若条形磁铁开始在桌面上运动，则它受到桌面的摩擦力大小保持不变
4．通电螺线管的磁极和电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则来判定。如图所示，小磁针甲、乙处于静止状态。根据标出的磁感线方向，可以判断出（　　）
A．螺线管的左端为N极
B．电源的左端为负极
C．小磁针甲的右端为N极
D．小磁针乙的右端为N极
5．如图所示为“门禁”上的电磁锁，由电磁铁A和金属块B构成（如图甲所示），工作原理如图乙所示，电磁铁通电时，A、B相互吸引，门被锁住无法推开。电磁铁断电时，A、B不吸引，门可以被推开。下列说法正确的是（　　）
A．金属块B可选用钢块
B．乙图中开关闭合，电磁铁A的右端为S极
C．门被锁住时，图乙中的开关S应处于闭合状态
D．若要增强电磁锁AB间的吸引力，图乙中滑片P应该向右移
6．为了直观地反映通电螺线管周围磁场分布，可用如图所示的磁感线表示。如果在该通电螺线管内部插入一根铁芯，则下列磁感线中能正确反映其磁场变化的是（　　）
A．B． C．D．
7．“高颜值”的磁悬浮音箱（图甲）深受年轻人喜爱。音箱底部有一块磁铁，圆柱状底座内部有电磁铁，原理如图乙。为了适应不同需求，音箱的悬浮高度是可调的，下列能使音箱的高度上升的做法是（　　）
A．减少线圈的匝数 B．减小电源电压 C．滑片P向右移动 D．抽掉电磁铁铁芯
8．如图所示，一条向上射出的阴极射线可以看作是许多电子定向运动形成的电子流，则通过这束电子流的运动方向可推断出电子定向运动产生的电流及周围的磁场方向是（　　）
A． B． C． D．
9．如图为某型号的温度自动报警装置简易电路，其中R为热敏电阻。
（1）闭合开关S1电磁铁右端的磁极是　 　 。
（2）将滑动变阻器R2的滑片从右向左移动，电磁铁的磁性将　 　 。
（3）该装置中热敏电阻R1的阻值随温度升高而降低。为了提高触发报警的温度，请写出一种可行的方法：　 　 。
10．如图所示是一种磁性门锁的工作原理示意图：闭合开关，电磁铁吸引插销，门打开；断开开关，在弹簧作用下，插销重新插入门锁插槽，门锁上。
（1）磁性门锁工作过程中不涉及的科学知识是　 　 。（填字母）
A.通电导体周围存在磁场 B.磁极间的相互作用 C.电磁感应
（2）闭合开关通电后，电磁铁的左端为　 　 极。
（3）安装门锁时，不小心把电源的正负极装反了。电源的正负极对调　 　 （选填“会”或“不会”）影响门锁的正常工作。
11．丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电流周围存在着磁场，我市某校学生在实验室验证奥斯特实验，当水平导线中通有如图所示的电流时，S极将偏向　 　 （选填“纸内”或“纸外”）；要使实验效果更加明显应使通电导线沿　 　 （选填“东西”或“南北”）方向放置。
12．如图甲是一种“潜水自救装置”，其工作原理如图乙所示，力敏电阻Rx的阻值随潜水深度的改变而改变，当达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，反应盒中两种物质混合并开始反应产生气体，气囊快速充气上浮，将潜水运动员拉回到水面，其中U为电源电压，R0为定值电阻。
（1）电磁铁下端为　 　 极。
（2）为实现以上功能，在图丙中选出力敏电阻Rx的阻值随深度变化的大致曲线是　 　 （选填“A”或“B”）。
（3）若其他条件不变，减少电磁铁的线圈匝数，则安全深度将　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
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