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1.通过奥斯特实验，认识电流周围存在磁场，理解磁场方向与电流方向的关系。
2.掌握通电螺线管外部磁场的特点，会使用安培定则判断磁极方向。
3.了解磁化现象，知道物体磁性的来源及磁化的应用。
我们已经认识了磁体与磁场，知道磁体能产生磁场。那电和磁之间有没有联系呢？科学家对此开展了漫长探索。通电导线周围的铁屑呈现出环形纹路，这一现象带给我们启发。今天就让我们学习电流的磁场，揭开电生磁的神秘面纱。
1.1820年，丹麦物理学家 发现通电导线附近的磁针发生轻微 ，这说明通电导线在它周围形成了 。
2.通电导线周围的磁场方向与 有关，改变 ，小磁针偏转方向也随之改变。
3.通电螺线管外部的磁场分布与 的磁场相似，通电螺线管两端的极性跟螺线管中 有关。
4. 总结出判断通电螺线管的磁极性跟电流方向的关系是：用 握螺线管，让四指弯向螺线管中 ，则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的 。
5.磁化是使 的物体获得 的过程。能被磁化的物质大多数是含 的合金或氧化物，叫作 。
【例1】关于如图所示的奥斯特实验，以下结论正确的是（ ）
①该实验证明了电磁感应现象
②甲、乙两图的实验说明电流的周围存在着磁场
③该实验证明了磁极间的相互作用规律
④甲、丙两图的实验说明电流的磁场方向与电流的方向有关
A.②③ B.①③ C.①④ D.②④
【变式1-1】小黄在学习物理过程中提出了下列看法，其中正确的是（　　）
A.近视眼能看清近处的物体而看不清远处的物体，应配戴凸透镜进行矫正
B.刮大风时，能够看见工地上尘土飞扬，表明分子在不停地做无规则运动
C.保持电流、通电时间相同，探究电流产生热量与电阻的关系，采用了等效替代法
D.直导线周围平行放置一颗小磁针，通电后小磁针偏转，表明通电导体周围有磁场
【变式1-2】世界上第一个发现电与磁之间联系的物理学家是（ ）
A.欧姆 B.焦耳 C.奥斯特 D.法拉第
【变式1-3】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。
【例2】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实验现象如图所示，其中小磁针黑色一端为N极。
（1）实验表明通电螺线管内部________（选填“存在”或“不存在”）磁场；
（2）如果移走图中的小磁针，通电螺线管周围磁场_______（选填“会”或“不会”）消失；
（3）小磁针A所在位置的磁场方向与该小磁针的_______（选填“N”或“S”）极方向相同；
（4）改变螺线管中的电流方向，各小磁针的指向________（选填“改变”或“不变”）。
【变式2-1】图是小李同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。闭合开关，小磁针静止时N极的指向如图所示。下列说法正确的是（　　）
A.根据小磁针指向可以判定，通电螺线管的右端为S极
B.小磁针静止时N极所指方向就是该点的磁场方向
C.将小磁针移到其他位置，N极所指方向一定不变
D.本实验可以得出：通电螺线管的磁极与电流方向无关
【变式2-2】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。
【变式2-3】如图所示，用笔画线代替导线将电路连接完整，并在括号中标出小磁针静止时右端的磁极名称（要求：闭合开关，移动滑片P时，螺线管磁性强弱改变）。
【例3】如图甲所示为磁悬浮地球仪，悬浮时球体只能沿着“地轴”转动，它的“南”“北”指向与地球实际方位一致；地球仪中有一个磁铁，它的磁场与地磁场分布特点一致；环形底座内有一电磁铁，其电路原理如图乙所示。地球仪工作时，球体悬浮于空气中，则图甲中球体上方是“地磁场”的_______极（选填“N”或“S”），图乙中A端应连接电源的_______极（选填“正”或“负”）。
【变式3-1】通电螺线管左侧放一条形磁体，闭合开关后，小磁针静止在如图所示的位置。请标出：（1）电源右侧的极性（用“+”或“-”表示）；（2）a点磁感线方向；（3）小磁针静止时右端的磁极（用“N”或“S”表示）。
【变式3-2】如图所示，闭合电磁铁开关S，条形磁铁静止在水平桌面上。下列判断正确的是（ ）。
A.条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力
B.条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力
C.将滑动变阻器的滑片向右移动，条形磁铁受到的摩擦力不变
D.若只改变电源的正负极，条形磁铁受到的摩擦力变大
【变式3-3】（多选）小磁针静止在通电螺线管内部，小磁针涂黑的一端为N极，如图所示。则（ ）
A.电源的a端是正极，通电螺线管的右端是N极
B.电源的a端是负极，通电螺线管的右端是S极
C.电源的b端是正极，通电螺线管的左端是N极
D.电源的b端是负极，通电螺线管的左端是S极
1.下列关于科学家与其贡献对应关系正确的是（　　）
A.牛顿——发现杠杆原理 B.奥斯特——电磁感应
C.安培——发现电流与电压、电阻的关系 D.汤姆生——发现电子
2.根据磁感线的方向和小磁针的指向判断，下列四幅图中错误的是（　　）
A.B.C. D.
3.如图9.19所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M，N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a，O，b在M，N的连线上，O为MN的中点，c，d位于MN的中垂线上，且a，b，c，d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（　　）。
A.O点处的磁感应强度为零
B.a，b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反
C.c，d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同
D.a，c两点处磁感应强度的方向不同
4.在综合实践活动中，小明购买了如图所示的中学电学暗箱，暗箱中连有电源（3V），电阻、导线等，电学暗箱外的两个接线柱A、B与内部电路相连。为了判断电学暗箱外的开关闭合时导线BC中是否有电流通过且电流方向如何，小明准备了以下四组实验器材：①电压表、导线；②电能表、导线；③铁钉、小磁针；④小灯泡、滑动变阻器。以上器材能完成任务的共有几组（　　）
A.共有1组
B.共有2组
C.共有3组
D.共有4组
5.我国研发智能加热织物，为北京冬奥会运动员提供保暖服装，如图。该服装应用了电流的热效应，发现其规律的科学家是（　　）
A.焦耳 B.安培
C.瓦特 D.伏特
6.小磁针静止时的指向如图所示，由此可知（　　）
A.a端是通电螺线管的N极
B.d端是电源正极
C.b端是通电螺线管的S极
D.c端是电源正极
7.在图中，M是一个用细导线绕成的螺线管，当闭合电键S后，M的长度将（　　）.
A.伸长
B.缩短
C.不变
D.先伸长，后缩短
8.如图可以说明巨磁电阻的特性.闭合开关S1、S2并使滑片P向左移动，观察到指示灯变亮，那么（　　）
A.电磁铁左端为S 极 B.巨磁电阻两端的电压变大
C.巨磁电阻随磁场增强而变大 D.巨磁电阻随磁场增强而变小
9.如图是CO浓度的检测电路示意图。气电阻R1的阻值随CO浓度升高而减小，闭合开关S，当CO浓度高于某一设定值时，电铃报警。下列说法正确的是（　　）
A.电磁铁的上端是N极
B.电铃应接在C和D之间
C.当CO浓度升高时电磁铁的磁性减弱
D.若电源二电压减小，则CO的报警浓度会升高
10.在科技晚会上，小明给大家展示了一个“听话”的小瓶子，通过调节滑片，就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中，它的原理如图所示（磁铁固定在活塞上）闭合开关S后，移动滑片P，使小瓶子悬停在图示位置。对此，以下分析正确的是（　　）
A.电磁铁的右端为S极
B.若将滑片P向右移，小瓶子将会上浮
C.小瓶子下沉时，小瓶子中的气体密度变小
D.小瓶子上浮时，小瓶子的瓶口处受到水的压强保持不变
11. 如图所示电路中，磁敏电阻R的阻值随磁场的增强而明显减小，将螺线管一端靠近磁敏电阻R，闭合开关、，则螺线管右端为　 　极，当的滑片向左端滑动时，电压表示数　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。
12.亮亮同学在新闻上看到“福建舰”上使用了电磁弹射装置，原理是：给线圈提供电流时产生磁场，炮弹（铁质）被磁化，受到强大的吸引力而加速运动，达到线圈中间时，迅速断电，炮弹飞出炮口。当线圈通电时，炮弹头是　 　（选填“S”或“N”）极。
13.某同学做“探究通电螺线管外部磁场方向”的实验。他在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后轻敲纸板，小磁针的指向和铁屑的排列情况，如图所示。根据铁屑排列情况可知，通电螺线管外部的磁场和　 　外部的磁场相似；根据小磁针的指向（图中小磁针涂黑的一端为N极）可以判断出：通电时，螺线管的右端是　 　（选填“N”或“S”）极；当他改变螺线管中电流的方向时，小磁针的指向会改变，说明通电螺线管外部磁场的方向与　 　有关。
14.通电螺线管上方的小磁针静止时的指向如图所示，a端是电源的　 　极，c端为通电螺线管的　 　极。
15.心脏病是威胁人类生命健康的“头号杀手”。目前医学可以在人体心脏因病损时移植人工心脏替代心脏，从而延续患者生命。如图所示是人工心脏的原理图，泵室通过单向阀门与血管相通。当电流从线圈A端流入时，活塞向　 　（选填“左”或“右”）移动，人工心脏泵每分钟“跳动”的次数由线圈AB中电流的　 　（选填“方向改变”或“大小”） 决定。
16.科学家猜测，某地的海龟在春季是利用地磁场向南方返回出生地的，于是在某个春季开展了如下研究：先在一个无地磁场环境的实验室开展实验，发现海龟无固定游向；再把海龟置于模拟地磁场中（如图），按科学家猜测，海龟应向　 　（选填“左”或“右”）游动。
17.在跨学科实践课上，某小组开展了“制作空气质量检测仪”的项目化学习活动。
【项目任务】制作一个简易的空气质量检测仪。
【项目设计】
（1）查资料显示空气质量等级按照空气质量指数划分（如表所示）：
空气质量指数 0～50 51～100 101～150 151～200 201～250 ＞300
空气质量等级 优 良 中度污染 轻度污染 重度污染 重度污染
（2）从学校科技实验员处借得一个气敏电阻R，从说明书获悉，其电阻值R随空气质量指数的关系如表所示：每当启动空气重污染橙色预警时，中小学、幼儿园等将减少或停止户外活动，空气污染　 　（选填“属于”或“不属于”）分子运动；
空气质量指数 50 100 150 200 250 300
电阻值R/Ω 100 50 30 20 15 10
（3）小组经过讨论，设计如图所示的空气质量检测仪的电路，其中定值电阻，电源电压U恒为6V不变，用电流表示数表示对应空气质量指数；闭合开关S，当电流表示数为0.15A时，电路报警，此时电磁铁把衔铁B吸下来，净化系统开始工作，电磁铁中线圈的电阻不计。
【项目实施】
（1）闭合开关S，电磁继电器中电磁铁M的上端为　 　（选填“N”或“S”）极；
（2）闭合开关S，当空气质量指数K值升高，电路中电流表的示数　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；当电路报警时，对应的空气质量等级为　 　；
（3）若想让仪器检测更加灵敏，使空气质量指数略低于“方案设计”中数值时电路能报警，请提出两种合理化建议：①　 　；②　 　。
18.小文同学学习了有关物理知识后，设想制作一个为气球充气的电动充气泵，她画出了如图甲所示的结构示意图，其中永久磁铁下方为S极.充气泵在工作过程中，通过电磁铁线圈的电流大小随时间变化情况如图乙所示请简述这个气泵为气球充气的工作过程.
19.如图所示，请根据小磁针静止时的方向在括号中标出通电螺线管左端的磁极，且在虚线框内用箭头标出电流方向。
20.探究“通电螺线管外部磁场的方向”的实验装置如图甲所示。
（1）由实验装置可知，该实验通过小磁针静止时　 　极所指方向来判断通电螺线管外部磁场的方向；
（2）将电池的正、负极对调，重复上述实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与　 　方向的关系；
（3）在玻璃板上均匀地洒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图乙所示，铁屑的分布情况与　 　磁体周围铁屑的分布情况相似；
（4）小明在实验过程中，闭合开关S后，位于螺线管右侧的小磁针N极顺时针旋转90°，如图丙所示。请在对应括号中标出电源的“+”“-”极和通电螺线管左侧的极性。
21.阅读下列材料，回答问题：
3D打印
3D打印机是一种可快速成型的机器，原理是把数据和原料放进3D打印机中，通过逐层打印的方式来构造物体，热融技术是添加打印丝材到打印喷头，加热到190℃~230℃，熔化后从喷头挤出细细的料丝，液体在铜头管道中流动会受到较大的阻力，3D打印属于增材制造，精度越高速度越慢。某家用级别3D打印机所使用的丝材主要是ABS和PLA塑料，当在给ABS塑料进行加热的时候，它就会逐渐变软变稀再变成液体；而PLA塑料加热到一定温度时直接从固体变成液体的。1图所示是某型号3D打印机，表格为其部分技术参数：
型号 XXX 成形技术 热融
额定电压 220V 额定输入功率 250W
最大打印速度 80mm/s 工作噪音 50dB~60dB
净重 25kg 喷嘴最高工作温度 250℃
（1）2图是打印机电路示意图，当打印机正常工作时，电磁铁的上方为　 　（选填“N”或“S”）极；
（2）下列说法中错误的是（　　）
A.打印丝材ABS塑料是非晶体，而PLA塑料是晶体
B.该打印机工作工作1min，放出热量1.5×104J
C.打印喷头主要利用电流的热效应工作的
D.打印机工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤
（3）3D打印机正常工作时的电流大约是　 　A（计算结果保留1位小数），打印喷头工作时主要用了电流的　 　效应；
（4）不同的打印丝材温度要求是有差异的，利用温度传感器可实现对打印喷头温度的精确测量。2图中，U1＝9V，电磁铁的线圈电阻忽略不计，当电磁继电器线圈的电流达到100mA时，衔铁被吸下来。3图是温度传感器R1阻值随温度变化的图像，当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为60Ω时，喷头的温度最高可达到　 　℃。要使打印丝料能熔化，滑动变阻器的滑片可以　 　（选填“不”“向左”或“向右”）移动。
电能产生磁
很早以前，人们认为电现象和磁现象互不相关。许多科学家坚信自然界的各种现象存在内在联系，一直在探寻电与磁之间的奥秘。1820 年，奥斯特的课堂实验揭开了电生磁的秘密：通电瞬间，旁边的小磁针发生偏转，证明电流周围能够产生磁场。
通电直导线周围的磁感线，是以导线为圆心的同心圆。科学家把直导线弯折，做成通电螺线管，它的磁场和条形磁铁十分相似，两端分别为 N 极与 S 极。通电螺线管的磁极，和电流方向有关，我们可以用右手螺旋定则快速判断：右手握住螺线管，四指顺着电流方向，大拇指指向的一端就是 N 极。
物体为什么会拥有磁性？物质内部的微粒都存在环形电流，每一个微粒相当于一枚微小磁针。普通物体内部微型小磁针杂乱无序，对外不显磁性；当这些微小磁针朝向趋于一致，物体就表现出磁性，这个过程叫做磁化。铁、钴、镍这类材料很容易被磁化，是重要的磁性材料。
电生磁的发现，打通了电和磁的联系，开启电磁学新时代。通电螺线管在生活中用途广泛。改变电流方向，就可以改变螺线管磁极；调整电流大小，还能改变磁场强弱。小小的电流，就能够人为制造磁场，为电磁铁、继电器等众多发明打下基础。从实验室奇妙现象，到生活中的各类电器，电流的磁场正悄悄改变着我们的世界。
【例1】D
【变式1-1】D
【变式1-2】C
【变式1-3】条形磁体；电流
【例2】（1）存在；（2）不会；（3）N；（4）改变
【变式2-1】B
【变式2-2】负；向北
【变式2-3】
【例3】S；负
【变式3-1】
【变式3-2】A
【变式3-3】BC
1.D 2.C 3.C 4.B 5.A 6.B
7.B 8.D 9.B 10.B
11.S；变小
12.S
13.条形磁体；N；电流方向
14.正；北
15.左；方向改变
16.左
17.不属于；N；变大；轻度污染；减小的阻值；提升电源电压
18.①电流从电磁铁A端流入时，电磁铁上方为S极，永久磁铁受到电磁铁向上的磁力。弹性金属片带动连杆向上运动，弹性气囊被拉长。气室内气压小于外界气压，左侧阀门被关闭.右侧阀门打开，气体通过右侧阀门进入气室；
②电流从电磁铁B端流入时，电磁铁上方为N极，永久磁铁受到电磁铁向下的磁力.弹性金属片带动连杆向下运动，弹性气囊被压缩.气室内气压大于外界气压。右侧阀门被关闭.左侧阀门打开，气体通过左侧阀门进入排气管，为气球充气
③如此反复，将气体不断充入气球
19.
20.（1）N
（2）电流
（3）条形
（4）
21.（1）S
（2）B
（3）1.1；热
（4）170；向右

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