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20.2 电生磁
题型1 奥斯特实验 题型2 电流的磁效应
题型3 探究通电螺线管的磁场特点 题型4 通电螺线管的磁场
题型5 安培定则的内容 题型6 利用安培定则判断磁极
题型7 利用安培定则判断电流方向 题型8 标出通电螺线管的NS极
题型9 标出螺线管中电流的方向 题型10 画出螺线管的绕线方向
题型1 奥斯特实验
解｜题｜知｜识 （1）实验器材：电源、导线、小磁针。 （2）实验步骤： ①将一根导线平行放在静止的小磁针的上方，给导线通电、断电，观察小磁针的偏转情况。 ②改变电流的方向观察小磁针的偏转情况。 （3）实验结论： ①电流周围存在着磁场。 ②电流的磁场方向跟电流的方向有关
【典例1】世界上第一个发现电与磁之间联系的科学家是（　　）
A．奥斯特 B．法拉第 C．欧姆 D．安培
【变式1】最早发现电流的磁效应的科学家是（　　）
A．欧姆 B．安培
C．奥斯特 D．焦耳
【变式2】下表中左侧实验得出的物理规律与右侧设备的工作原理对应正确的是（　　）
选项 实验 设备
A 奥斯特实验 电铃
B 导体电阻与长度的关系 滑动变阻器
C 电流产生的热量与哪些因素有关 电饭锅
D 磁极间的相互作用 验电器
A．A B．B C．C D．D
题型2 电流的磁效应
解｜题｜知｜识 （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．
【典例1】如图所示为课本中的一个实验：“把一段通电导线弯成圆环，形成环形电流，让圆环导线穿过一块与圆环平面垂直的平板。利用铁粉观察它周围的磁场分布。”如果导线内电流方向如箭头所示，当置于平板上A点的磁针（黑色端为N极）静止时，下列图中磁针指向正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【变式1】如图所示，利用电流的磁效应工作原理的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【变式2】如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向 　　 方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将 　　 ，说明通电导线周围存在 　 　 。
【变式3】如图是某实验小组在研究“通电导线的磁场”时的三个情境。他们在静止的磁针上方拉一根与磁针平行的导线，断开电路时，小磁针始终静止，如图甲所示；当接通电路时，发现小磁针顺时针转动，如图乙所示；将电源正、负极对调后接通电路，发现小磁针逆时针转动，如图丙所示。根据实验现象，回答下列问题：
（1）对比实验情境甲和乙，可以得到的结论是：　 　 ；
（2）对比实验情境乙和丙，可以得到的结论是：　 　 。
题型3 探究通电螺线管的磁场特点
解｜题｜知｜识 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。
【典例1】如图是小李同学探究“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．对调电源正负极时，小磁针N极指向不变
【变式1】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。
【变式2】小明和他的学习小组在实验室探究通电螺线管外部磁场的特点。
（1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在玻璃板面上均匀地洒满铁屑、闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。可见，通电螺线管外部磁场与　 磁铁的磁场相似；
（2）为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向，同学们把小磁针放在螺线管四周不同的位置，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向如图乙所示（涂黑的一端是N极），则此时通电螺线管的A端为　　 极（选填“N”或“S”）。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向与图乙相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与　 　 有关；
（3）实验结束后，小明用细软导线绕在一根光滑的塑料管上，制作了一个多匝软螺线管如图丙所示，当软螺线管中有电流通过时，线圈之间会存在力的作用，在力的作用下软螺线管将会沿塑料管　 　 （选填“收缩”或“伸长”）。
【变式3】“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。
（1）在用铁质探究螺线管外部磁场分布时，需要经历下列步骤：
①轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布；
②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上；
③闭合开关。
三个步骤合理的顺序是　 　 （填序号）；
（2）经过对铁屑分布的观察，发现通电螺线管外部磁场与　 　 磁体周围磁场分布相似；
（3）把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后，小磁针分布如图乙所示，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，此时的螺线管可能是向　 　 （选填“南北”或“东西”）方向放置的；
（4）根据图丙中小磁针静止时的指向，在括号中标出电源左端的极性；
（5）为了研究通电螺线管的磁极性质，同学们一起对蠕线管的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了以下所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与　 　 有关，且这个关系可以用　 　 来判断。
题型4 通电螺线管的磁场
解｜题｜知｜识 （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．
【典例1】如图所示是一根锰铜丝制成的软质弹簧，B是水银槽，槽内盛有水银，A的上端通过接线柱与电源相连，A的下端恰好与水银表面接触，开关S闭合后发生的现象是（　　）
A．弹簧伸长变大，灯持续发光
B．弹簧缩短，灯熄灭
C．弹簧上下振动，灯忽亮忽灭
D．弹簧静止不动，灯持续发光
【变式1】如图所示，对于课堂上的四个实验，下列说法正确的是（　　）
A．图甲：碎冰熔化成水后，可继续加热，观察试管中的水在沸腾时温度的变化与现象
B．图乙：相同酒精灯使质量相同的水和煤油升高相同温度，用时长的物质吸热能力强
C．图丙：闭合开关并调节滑动变阻器，可研究通过定值电阻的电流随两端电压的变化
D．图丁：通电螺线管周围撒上铁屑后分布如图，该螺线管的磁场只存在于玻璃板面上
【变式2】“小磁针在通电螺线管周围会受磁力的作用，说明电流周围存在磁场”，由此小明猜想在地球周围可能也存在某种“重力场”。
（1）小明猜想的依据是：　 。
（2）已知同一物体在月球上所受重力的大小大约是在地球上的六分之一，据此推测月球上的“重力场”比地球上的更 　 　 （选填“强”或“弱”）；
（3）联系对于“通电螺线管磁场分布”的探究过程，你推测重力场的分布情况最可能是下图中的 　 　 。
【变式3】1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流周围存在磁场，他因此成为世界上第一个发现电和磁之间联系的人。通电导线周围存在磁场，这种现象叫做 　 　 。把导线绕在圆筒上做成螺线管，通电螺线管外部的磁场和 　 　 磁体的磁场相似。如图，闭合开关，小磁针将沿着 　 　 （选填“逆时针”或“顺时针”）方向转动。
题型5 安培定则的内容
解｜题｜知｜识 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。
【典例1】关于电学知识，下列说法合理的是（　　）
A．电流是形成电压的原因
B．绝缘体不能导电是因为其内部几乎没有电荷
C．当导体开路时，导体的电阻为零
D．金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反
题型6 利用安培定则判断磁极
解｜题｜知｜识 应用安培定则判断通电螺线管磁极的方法： （1）标出螺线管中的电流； （2）用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向和电流的方向一致； （3）拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
【典例1】下面四个选项错误的是（　　）
A．从液体沸腾实验曲线可以看出沸点是99℃
B．A、B两个通草球带同种电荷
C．拇指所指的那端就是通电螺线管的N极
D．变阻器滑片P向右移动时接入电阻会减小
【变式1】如图中，小磁针静止后指向正确的是（　　）
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
【变式2】如图所示为条形磁铁和电磁铁，虚线表示磁感线，则甲、乙、丙、丁的极性依次是（　　）
A．S，N，S，S B．N，N，S，N C．S，S，N，N D．N，S，N，N
题型7 利用安培定则判断电流方向
解｜题｜知｜识 应用安培定则判断通电螺线管磁极的方法： （1）标出螺线管中的电流； （2）用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向和电流的方向一致； （3）拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
【典例1】根据通电螺线管周围的磁感线方向，在图中标出通电螺线管的左端的极性和电源左端的极性。
【变式1】请按要求作图：（作图时请用刻度尺）
（1）如图甲所示，吉祥物冰墩墩静置于水平地面上，请画出它所受重力的示意图。
（2）请根据图乙中小磁针的指向，在括号内标出电源的正负极。
【变式2】（1）如图所示，一个小磁针静止在通电螺线管旁边，请在图中标出电源的“+”“﹣”极；
（2）请在图中将卧室照明灯和控制灯的开关正确连入家庭电路中。
题型8 标出通电螺线管的NS极
解｜题｜知｜识 应用安培定则判断通电螺线管磁极的方法： （1）标出螺线管中的电流； （2）用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向和电流的方向一致； （3）拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
【典例1】小硕将铜片、锌片插入橙子中，便制作成了水果电池。连接在螺线管上，小磁针静止时N极指向如图所示，请在如图括号中标出水果电池的“+”、“﹣”极，并标出通电螺线管左侧磁感线的方向。
【变式1】标出通电螺线管和磁体的南北极和磁感线方向。
【变式2】请在如图所示的虚线方框内，画上适当的电器元件，与框外的通电螺线管和开关组成一个闭合电路，使此电路在开关S1闭合后能够满足：①改变电流的强弱；②使小磁针静止时方向如图中所示。然后再根据小磁针的指向，在图中标出通电螺线管的N、S极。
题型9 标出螺线管中电流的方向
解｜题｜知｜识 （1）根据小磁针方向或磁感线方向确定螺线管的N极 （2）右手握住螺线管，使拇指指向螺线管的N极 （3）四指环绕方向即螺线管中的电流方向
【典例1】如图所示，闭合开关S后小磁针沿顺时针方向偏转90°后静止，请在图中括号内标出电源的“+”“﹣”极，并标出通过通电螺线管外A点的磁感线的方向。
【变式1】如图所示，在电磁铁上方用弹簧挂着一个条形磁体，闭合开关S，条形磁体静止后，滑片P向右滑动时弹簧伸长。请用箭头标出磁感线的方向，并用“+”“﹣”在括号内标出电源正负极。
【变式2】小磁针静止时的指向如图所示，请在通电螺线管旁边的括号中标出它的极性（用N或S表示），并在电源旁边括号中标出电源的“+”极或“﹣”极。
题型10 画出螺线管的绕线方向
解｜题｜知｜识 利用安培定则解决螺线管绕线问题时，首先根据小磁针的方向或磁感线的方向判断螺线管的极性，然后根据电源正负极确定电流方向，最后利用安培定则判断绕线方向
【典例1】在图中，电路连接正确，通电后小磁针指向如图所示（涂黑端表示N极）。请在图中标出电源的“+”、“﹣”极，并画出螺线管的绕法。
【变式1】如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一根条形磁铁，当开关S闭合后，滑片P从b端向a端滑动过程中，弹簧长度变长，画出符合上述要求的螺线管的绕线。
【变式2】画出图螺线管的绕线方法
1．小聪同学利用如图所示装置研究磁与电的关系。比较甲、乙两图可知 　 　 ；比较乙、丙两图可知 　 　 。
2．在物理发展史上，我国宋代学者 　 　 首先对地磁偏角现象进行了描述，这个发现比西方早了400多年；1820年丹麦物理学家 　 　 首先发现电流周围存在磁场，使人们第一次认识到电和磁的联系。
3．如图是小明课下设计的实验。闭合开关后，原静止的小磁针发生了偏转，这是说明 　 　 ，若想让实验现象更加明显你建议他可以 　 　 。
4．如图甲所示，是小明组在探究“电流周围是否存在磁场”的实验。
正确连接电路后，为了减弱地磁场的影响，实验中，以下各步骤正确的操作顺序为 　
　 （填字母）。
①闭合开关
②放置小磁针观察指向
③摆放一根长直导线
（2）由图乙（a）（b）（c）可知：电流周围存在 　　 ，且磁场方向与 　 　 有关。
（3）小明推理：若一束电子流沿着如图乙（d）所示的方向，平行飞过小磁针上方，小磁针 　　 （选填“会”或“不会”）发生偏转。（d）中小磁针偏转方向与 　　 （选填“（b）”或“（c）”）中小磁针偏转方向相同。
5．下列关于磁场和磁感线的说法正确的是（　　）
A．磁感线是真实存在于磁场中的
B．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的
C．地理南、北极与地磁场的南、北极完全重合
D．第一个发现电流周围存在磁场的科学家是法拉第
6．下列有关磁现象的说法正确的是（　　）
A．发现电流磁效应的科学家是法拉第
B．钢、铁、铜都可以被磁化吸引铁屑
C．磁场是真实存在的，磁感线不是真实存在的
D．静止在磁场中的小磁针南极所指的方向为该点的磁场方向
7．小华学习了电磁知识后，利用一块安装在有机玻璃板上的螺线管、小磁针、铁屑、电源、导线、开关等器材来探究通电螺线管周围的磁场。
（1）小华选用的小磁针如图甲，当小磁针静止时，由于地磁场的作用，小磁针A端大致指向北方，则A端为小磁针的 　　 （选填“N”或“S”）极。
（2）小华先将电源、开关、螺线管用导线依次连接起来，然后多个小磁针放到螺线管周围，如图乙所示。闭合开关，螺线管周围的小磁针发生了明显的偏转如图丙所示。通过观察丙图中小磁针的指向，可看出通电螺线管外部的磁场与 　 　 磁体的磁场相似。
（3）然后小华将电池的正负极对调过来，接通电路后发现每个小磁针同时都转动了180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中的 　
　 方向有关。
（4）同学小云发现小磁针体积较大，放在螺线管周围时数量有限，不能细致的探究通电螺线管周围的磁场分布，于是建议小华改为在螺线管周围撒上铁屑来观察，因为铁屑在磁场中会被 　 　 ，相当于放置了无数个小磁针，更能细致的显示磁场分布情况。但是当他们在玻璃板上均匀的撒上铁屑并接通电路后，并没有发现铁屑出现有规律的分布，这时他们应进行的一步操作是 　 　 。
（5）操作结束后，小云根据观察到玻璃板上的铁屑分布情况并结合小磁针的指向，在纸上画出了 　 　 ，形象的将通电螺线管的磁场分布情况描述记录了下来。
6．小明同学在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验时，实验装置如图所示。
（1）闭合开关后，螺线管周围小磁针的指向如图所示，小明根据螺线管右端小磁针的指向判断出螺线管的右端为N极，则可知电源的A端为　　 极；
（2）当电源的正负极方向对换时，小磁针a的南北极指向也对换，由此可知：通电螺线管的外部磁场方向与螺线管中导线的　　 方向有关。
7．如图是通电螺线管磁场特点的实验装置。下列操作能改变螺线管两端磁极的是（　　）
A．移动滑动变阻器滑片 B．对调电源正负极
C．改变螺线管线圈匝数 D．在螺线管中加铁芯
8．实验室有一个蓄电池，“+、﹣”极的字样已经看不清，几名同学想通过实验来判断电池的正负极，下述他们选择的主要器材能够安全实现目的的有（　　）
①小灯泡
②电流表
③电压表
④发光二极管
⑤螺线管和小磁针
A．①③⑤ B．②③④ C．③④⑤ D．①④⑤
9．如图为一种水位报警器的原理图，当水位达到金属块A时，电路中红灯亮，此时螺线管上端为　　 极，图中虚线部分的作用相当于　 （选填“电源”“开关”“用电器”或“导线”）。
10．如图，将条形磁体放在水平桌面上的两个圆柱形铅笔上，条形磁体静止不动，S极正对电磁铁。闭合开关S，条形磁体因受磁力向左运动，请在图中括号内标出：
（1）电磁铁右端的极性
（2）电源左端的极性（用“+”或“﹣“表示）。20.2 电生磁
题型1 奥斯特实验 题型2 电流的磁效应
题型3 探究通电螺线管的磁场特点 题型4 通电螺线管的磁场
题型5 安培定则的内容 题型6 利用安培定则判断磁极
题型7 利用安培定则判断电流方向 题型8 标出通电螺线管的NS极
题型9 标出螺线管中电流的方向 题型10 画出螺线管的绕线方向
题型1 奥斯特实验
解｜题｜知｜识 （1）实验器材：电源、导线、小磁针。 （2）实验步骤： ①将一根导线平行放在静止的小磁针的上方，给导线通电、断电，观察小磁针的偏转情况。 ②改变电流的方向观察小磁针的偏转情况。 （3）实验结论： ①电流周围存在着磁场。 ②电流的磁场方向跟电流的方向有关
【典例1】世界上第一个发现电与磁之间联系的科学家是（　　）
A．奥斯特 B．法拉第 C．欧姆 D．安培
【答案】A
【解答】解：1820年丹麦的物理学家奥斯特发现电流周围存在磁场；1831年英国物理学家法拉第法拉第发现了电磁感应现象；德国物理学家欧姆发现了电阻中电流与电压的正比关系，即著名的欧姆定律；1820年法国物理学家安培发现了电流间的相互作用力，并提出了著名的安培定律。因此世界上第一个发现电与磁之间联系的科学家是奥斯特。故A正确，BCD错误。
故选：A。
【变式1】最早发现电流的磁效应的科学家是（　　）
A．欧姆 B．安培
C．奥斯特 D．焦耳
【答案】C
【解答】解：A．欧姆提出了欧姆定律，故A不符合题意；
B．安培提出了安培定则，故B不符合题意；
C．1820年，丹麦物理学家奥斯特第一次发现通电导线周围存在磁场，最早发现了电流的磁效应，故C符合题意；
D．焦耳总结得出焦耳定律，故D不符合题意
故选：C。
【变式2】下表中左侧实验得出的物理规律与右侧设备的工作原理对应正确的是（　　）
选项 实验 设备
A 奥斯特实验 电铃
B 导体电阻与长度的关系 滑动变阻器
C 电流产生的热量与哪些因素有关 电饭锅
D 磁极间的相互作用 验电器
A．A B．B C．C D．D
【答案】ABC
【解答】解：A.奥斯特实验，电铃的原理是电流的磁效应，故A正确；
B.导体电阻与长度的关系，滑动变阻器是根据接入电路电阻丝的长度改变电流的，故B正确；
C.电流产生的热量与哪些因素有关，电饭锅的原理是电流的热效应，故C正确；
D.磁极间的相互作用，而验电器是根据同种电荷相互排斥原理工作的，故D错误；
故选：ABC。
题型2 电流的磁效应
解｜题｜知｜识 （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．
【典例1】如图所示为课本中的一个实验：“把一段通电导线弯成圆环，形成环形电流，让圆环导线穿过一块与圆环平面垂直的平板。利用铁粉观察它周围的磁场分布。”如果导线内电流方向如箭头所示，当置于平板上A点的磁针（黑色端为N极）静止时，下列图中磁针指向正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【解答】解：伸出右手，四指的环绕方向为电流的方向，大拇指指向磁场的方向，故导体正下方为N极，上方为S极；在磁体的内部，磁感线是从S极到N极，小磁针N极的指向与磁感线方向相同，所以小磁针的下端为N极，上端为S极，故A正确。
故选：A。
【变式1】如图所示，利用电流的磁效应工作原理的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】AB
【解答】解：A、图中为奥斯特实验，导线通电后小磁针发生偏转，是因为小磁针受到了磁场的作用，这是电流的磁效应，故A符合题意；
B、电磁继电器的核心元件是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应工作的，故B符合题意；
C、电路中有电源，闭合开关，导体棒就在磁场中运动起来，是因为通电导体在磁场中受到力的作用，故C不符合题意；
D、动圈式话筒在工作时，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，这是电磁感应现象，故D不符合题意。
故选：AB。
【变式2】如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向 　　 方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将 　　 ，说明通电导线周围存在 　 　 。
【答案】北；发生偏转；磁场
【解答】解：地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，静止时的小磁针受到地磁场的作用，小磁针的N极应指向地理北方；
将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，通电导线的周围产生了磁场，则导线下方的小磁针在磁场的作用下会发生偏转。
故答案为：北；发生偏转；磁场。
【变式3】如图是某实验小组在研究“通电导线的磁场”时的三个情境。他们在静止的磁针上方拉一根与磁针平行的导线，断开电路时，小磁针始终静止，如图甲所示；当接通电路时，发现小磁针顺时针转动，如图乙所示；将电源正、负极对调后接通电路，发现小磁针逆时针转动，如图丙所示。根据实验现象，回答下列问题：
（1）对比实验情境甲和乙，可以得到的结论是：　 　 ；
（2）对比实验情境乙和丙，可以得到的结论是：　 　 。
【答案】（1）导线中的电流在周围空间产生了磁场；（2）通电导线的磁场方向与电流方向有关。
【解答】解：在静止的磁针上方拉一根与磁针平行的导线，断开电路时，小磁针始终静止，如图甲所示；当接通电路时，发现小磁针顺时针转动，如图乙所示；说明，导线通电时周围有，断电无磁场，即导线中的电流在周围空间产生了磁场；
将电源正、负极对调后接通电路，发现小磁针逆时针转动，说明磁场方向改变，是因为电流方向改变了，因而得出结论是：通电导线的磁场方向与电流方向有关。
故答案为：（1）导线中的电流在周围空间产生了磁场；（2）通电导线的磁场方向与电流方向有关。
题型3 探究通电螺线管的磁场特点
解｜题｜知｜识 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。
【典例1】如图是小李同学探究“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．对调电源正负极时，小磁针N极指向不变
【答案】B
【解答】解：A．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，根据小磁针指向可以判定，小磁针左端为S极，通电螺线管的右端为N极，故A错误，不符合题意；
B．根据磁场方向的规定，小磁针静止时N极受到磁场力的方向为该点的磁场方向，故小磁针静止时N极所指方向就是该点的磁场方向，故B正确，符合题意；
C．通电螺线管外部周围磁场方向为从N极出发，回到S极，将小磁针移到其他位置，磁场方向可能不同，N极所指方向也可能不同，故C错误，不符合题意；
D．对调电源正负极时，磁场方向也会发生改变，小磁针N极指向改变，因为通电螺线管周围磁场方向与电流方向有关，故D错误，不符合题意。
故选：B。
【变式1】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。
【解答】解：小磁针静止时N极的指向就是该点的磁场方向。依据小磁针N极的指向，能判断出通电螺线管的磁场分布，进而判断其右端是S极。把电池的正负极对调，其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。电池正负极对调后，螺线管中电流方向改变，若小磁针指向变化，就能表明磁场方向和电流方向相关。
故答案为：N；S；电流。
【变式2】小明和他的学习小组在实验室探究通电螺线管外部磁场的特点。
（1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在玻璃板面上均匀地洒满铁屑、闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。可见，通电螺线管外部磁场与　 磁铁的磁场相似；
（2）为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向，同学们把小磁针放在螺线管四周不同的位置，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向如图乙所示（涂黑的一端是N极），则此时通电螺线管的A端为　　 极（选填“N”或“S”）。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向与图乙相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与　 　 有关；
（3）实验结束后，小明用细软导线绕在一根光滑的塑料管上，制作了一个多匝软螺线管如图丙所示，当软螺线管中有电流通过时，线圈之间会存在力的作用，在力的作用下软螺线管将会沿塑料管　 　 （选填“收缩”或“伸长”）。
【答案】（1）条形；（2）N；电流方向；（3）收缩。
【解答】解：（1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在玻璃板面上均匀地洒满铁屑、闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。可见，通电螺线管外部磁场与条形磁铁的磁场相似；
（2）为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向，同学们把小磁针放在螺线管四周不同的位置，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向如图乙所示（涂黑的一端是N极），则此时通电螺线管的A端为N极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向与图乙相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与电流方向有关；
（3）实验结束后，小明用细软导线绕在一根光滑的塑料管上，制作了一个多匝软螺线管如图丙所示，当软螺线管中有电流通过时，线圈之间会存在力的作用，在力的作用下软螺线管将会沿塑料管收缩（因为相邻两线圈之间为异名磁极，相互吸引）
故答案为：（1）条形；（2）N；电流方向；（3）收缩。
【变式3】“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。
（1）在用铁质探究螺线管外部磁场分布时，需要经历下列步骤：
①轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布；
②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上；
③闭合开关。
三个步骤合理的顺序是　 　 （填序号）；
（2）经过对铁屑分布的观察，发现通电螺线管外部磁场与　 　 磁体周围磁场分布相似；
（3）把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后，小磁针分布如图乙所示，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，此时的螺线管可能是向　 　 （选填“南北”或“东西”）方向放置的；
（4）根据图丙中小磁针静止时的指向，在括号中标出电源左端的极性；
（5）为了研究通电螺线管的磁极性质，同学们一起对蠕线管的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了以下所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与　 　 有关，且这个关系可以用　 　 来判断。
【答案】（1）②③①；（2）条形；（3）南北；（4）；（5）环绕螺线管的电流方向；安培定则。
【解答】解：（1）根据“探究通电螺线管外部磁场的特点”实验步骤，应先将铁屑均匀撒在有机玻璃板上，再闭合开关使螺线管产生磁场，最后轻敲有机玻璃板，使铁屑在磁场作用下有序排列，从而观察铁屑分布来确定磁场分布情况，故合理的顺序为②③①。
（2）通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似，其两端相当于条形磁体的两个磁极。
（3）地球本身是一个大磁体，地磁场的方向大致是南北方向，小磁针在地球上会受地磁场影响指向南北方向。若螺线管沿南北方向放置，通电后其产生的磁场方向若与地磁场方向相近，就可能导致A、B两个小磁针未发生明显偏转。
（4）由图丙中小磁针静止时N极的指向可判断出螺线管的右端为N极，左端为S极，根据安培定则可知，电流应该从螺线管的左端流入，则电源左端为正极。如图所示：
（5）为了研究通电螺线管的磁极性质，同学们一起对蠕线管的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了以下所示的四种情况。由图中的现象可说明通电螺线管的延极极性只与环绕螺线管的电流方向有关，且这个关系可以用安培定则来判断。
故答案为：（1）②③①；（2）条形；（3）南北；（4）；（5）环绕螺线管的电流方向；安培定则。
题型4 通电螺线管的磁场
解｜题｜知｜识 （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．
【典例1】如图所示是一根锰铜丝制成的软质弹簧，B是水银槽，槽内盛有水银，A的上端通过接线柱与电源相连，A的下端恰好与水银表面接触，开关S闭合后发生的现象是（　　）
A．弹簧伸长变大，灯持续发光
B．弹簧缩短，灯熄灭
C．弹簧上下振动，灯忽亮忽灭
D．弹簧静止不动，灯持续发光
【答案】C
【解答】解：开关闭合后电路接通，灯泡发光；由锰铜丝构成的螺线管两磁极会互相吸引，弹簧会收缩而变短；变短后电路断路；灯泡熄灭；依此规律反复，弹簧上下振动，灯泡灯忽亮忽灭。
故选：C。
【变式1】如图所示，对于课堂上的四个实验，下列说法正确的是（　　）
A．图甲：碎冰熔化成水后，可继续加热，观察试管中的水在沸腾时温度的变化与现象
B．图乙：相同酒精灯使质量相同的水和煤油升高相同温度，用时长的物质吸热能力强
C．图丙：闭合开关并调节滑动变阻器，可研究通过定值电阻的电流随两端电压的变化
D．图丁：通电螺线管周围撒上铁屑后分布如图，该螺线管的磁场只存在于玻璃板面上
【答案】BC
【解答】解：
A、沸腾的条件是：达到沸点，但要继续吸热，图甲中的试管中水到沸点后，不能到观察试管中的水在沸腾时温度的变化与现象，故A错误；
B、质量相同的水和煤油，升高相同的温度时，水加热的时间长，因此水吸收的热量多，因此水的吸热能力强，故B正确；
C、图丙中的电路可研究通过定值电阻的电流随两端电压的变化实验，故C正确；
D、通电螺线管周围铁屑分布如图，它周围的磁场存在整个空间，故D错误。
故选：BC。
【变式2】“小磁针在通电螺线管周围会受磁力的作用，说明电流周围存在磁场”，由此小明猜想在地球周围可能也存在某种“重力场”。
（1）小明猜想的依据是：　 。
（2）已知同一物体在月球上所受重力的大小大约是在地球上的六分之一，据此推测月球上的“重力场”比地球上的更 　 　 （选填“强”或“弱”）；
（3）联系对于“通电螺线管磁场分布”的探究过程，你推测重力场的分布情况最可能是下图中的 　 　 。
【答案】（1）地球对周围物体有吸引力的作用，且这种作用不需要接触；（2）弱；（3）A。
【解答】解：（1）地球对周围物体有吸引力的作用，且这种作用不需要接触（类比通电螺线管对小磁针的磁力无需接触，可猜想地球周围存在传递这种吸引力的重力场）。
（2）同一物体在月球上重力仅为地球的，重力场强弱可用同一物体所受重力大小表征，故月球重力场更弱。
（3）通电螺线管外部磁场类似条形磁体，而重力方向始终竖直向下、指向地心，类比磁感线描述磁场，重力场的假想线应从地球外部指向地心，呈现辐射状汇聚分布。
故答案为：（1）地球对周围物体有吸引力的作用，且这种作用不需要接触；（2）弱；（3）A。
【变式3】1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流周围存在磁场，他因此成为世界上第一个发现电和磁之间联系的人。通电导线周围存在磁场，这种现象叫做 　 　 。把导线绕在圆筒上做成螺线管，通电螺线管外部的磁场和 　 　 磁体的磁场相似。如图，闭合开关，小磁针将沿着 　 　 （选填“逆时针”或“顺时针”）方向转动。
【答案】电流的磁效应；条形；顺时针。
【解答】解：（1）丹麦物理学家奥斯特通过实验发现了通电导线周围存在磁场的现象，这种现象叫电流的磁效应。
（2）通电螺线管外部的磁场分布情况和条形磁体的磁场分布情况相似。
（3）小磁针静止N极所指方向与磁感线方向一致，根据安培定则可知通电螺线管右端为N极，左端为S极，则小磁针要顺时针旋转。
故答案为：电流的磁效应；条形；顺时针。
题型5 安培定则的内容
解｜题｜知｜识 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。
【典例1】关于电学知识，下列说法合理的是（　　）
A．电流是形成电压的原因
B．绝缘体不能导电是因为其内部几乎没有电荷
C．当导体开路时，导体的电阻为零
D．金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反
【答案】D
【解答】解：A．电压是形成电流的原因，故A错误；
B．绝缘体不能导电是因为其内部几乎没有能自由移动的电荷，故B错误；
C．导体的电阻大小的影响因素：长度、横截面积、材料和温度。跟电压、电流都无关，故C错误；
D．规定正电荷定向移动的方向为电流方向，金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反，故D正确。
故选：D。
题型6 利用安培定则判断磁极
解｜题｜知｜识 应用安培定则判断通电螺线管磁极的方法： （1）标出螺线管中的电流； （2）用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向和电流的方向一致； （3）拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
【典例1】下面四个选项错误的是（　　）
A．从液体沸腾实验曲线可以看出沸点是99℃
B．A、B两个通草球带同种电荷
C．拇指所指的那端就是通电螺线管的N极
D．变阻器滑片P向右移动时接入电阻会减小
【答案】D
【解答】解：A、由图象可知，液体在沸腾过程中温度保持99℃不变，所以该液体的沸点为99℃，故A正确；
B、同种电荷相互排斥，图中两个通草球相互排斥，说明两球一定带同种电荷，则B正确；
C、根据安培定则，拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，故C正确；
D、图中滑片向右移动时，电阻丝连入电路的长度变长，则变阻器连入的阻值变大，故D错误。
故选：D。
【变式1】如图中，小磁针静止后指向正确的是（　　）
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
【答案】B
【解答】解：①图中根据安培定则，由磁极间的相互作用可知，小磁针右端应为S极，故①错误；
②图中根据安培定则，由磁极间的相互作用可知，小磁针上端应为S极，故②错误；
③图中根据安培定则，由磁极间的相互作用可知，小磁针右端应为N极，故③正确；
④图中根据安培定则，由磁极间的相互作用可知，小磁针左端应为S极，故④正确。
故选：B。
【变式2】如图所示为条形磁铁和电磁铁，虚线表示磁感线，则甲、乙、丙、丁的极性依次是（　　）
A．S，N，S，S B．N，N，S，N C．S，S，N，N D．N，S，N，N
【答案】A
【解答】解：根据图示的线圈绕向和电流从左端流入，右端流出，结合安培定则从而可以确定电磁铁的乙端为N极，丙端为S极。
在磁体的周围，磁感线从磁体的N极出来回到S极，所以条形磁铁甲的右端为S极；
根据磁感线的形状可知，两者相互排斥，是同名磁极，所以条形磁铁丁的左端为S极。
故选：A。
题型7 利用安培定则判断电流方向
解｜题｜知｜识 应用安培定则判断通电螺线管磁极的方法： （1）标出螺线管中的电流； （2）用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向和电流的方向一致； （3）拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
【典例1】根据通电螺线管周围的磁感线方向，在图中标出通电螺线管的左端的极性和电源左端的极性。
【答案】
【解答】解：根据磁体周围的磁感线都是从N极出发回到S极，可以判断电磁铁的左端是S极，右端是N极，根据安培定则可以判断电流从电磁铁的左端进入，从右端流出，根据电源外部，电流从正极流出回到负极，可以判断电源的左端是正极；如图所示：
【变式1】请按要求作图：（作图时请用刻度尺）
（1）如图甲所示，吉祥物冰墩墩静置于水平地面上，请画出它所受重力的示意图。
（2）请根据图乙中小磁针的指向，在括号内标出电源的正负极。
【答案】（1）
（2）
【解答】解：（1）重力的作用点在冰墩墩的重心，方向竖直向下，从冰墩墩的重心开始，沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，在箭头旁标注符号G即可，如图所示：
（2）已知小磁针左端为N极，右端为S极，根据异名磁极相互吸引，可得螺线管左端为N极，右端为S极；右手握住螺线管，大拇指指向螺线管左端（N极），四指弯曲方向为电流方向，可知电流从螺线管左端流入、右端流出，因此电源左括号为正，右括号为负，如图所示：
【变式2】（1）如图所示，一个小磁针静止在通电螺线管旁边，请在图中标出电源的“+”“﹣”极；
（2）请在图中将卧室照明灯和控制灯的开关正确连入家庭电路中。
【答案】（1）；（2）。
【解答】解：（1）磁感线从N极出发，回到S极。由图可知，磁感线的方向向右，则通电螺线管的左侧为N极，右侧为S极。根据安培定则（用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向和电流的方向一致，拇指所指的那端就是通电螺线管的N极）可知，螺线管外侧导线的电流方向向上，则电源左侧为正极，右侧为负极，如下图所示：
（2）开关控制照明灯，应与灯泡串联。为了用电安全，开关应与相线连接，再将照明灯另一端与中性线连接，如下图所示：
题型8 标出通电螺线管的NS极
解｜题｜知｜识 应用安培定则判断通电螺线管磁极的方法： （1）标出螺线管中的电流； （2）用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向和电流的方向一致； （3）拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
【典例1】小硕将铜片、锌片插入橙子中，便制作成了水果电池。连接在螺线管上，小磁针静止时N极指向如图所示，请在如图括号中标出水果电池的“+”、“﹣”极，并标出通电螺线管左侧磁感线的方向。
【答案】
【解答】解：小磁针的N极指向右侧，同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，因此通电螺线管左端为N极，右端为S极；在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，因此通电螺线管左侧磁感线的方向向左；根据安培定则可知，电流从通电螺线管的左侧流入，右侧流出，因此水果电池的左端为“+”，右端为“﹣”极。如图所示：
【变式1】标出通电螺线管和磁体的南北极和磁感线方向。
【答案】
【解答】解：根据安培定则可知，通电螺线管左端为S极，右端为N极；在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极；同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。据此作图如下：
故答案为：见上图。
【变式2】请在如图所示的虚线方框内，画上适当的电器元件，与框外的通电螺线管和开关组成一个闭合电路，使此电路在开关S1闭合后能够满足：①改变电流的强弱；②使小磁针静止时方向如图中所示。然后再根据小磁针的指向，在图中标出通电螺线管的N、S极。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：分析题意可知，必须连入电源和滑动变阻器，根据磁极间的相互作用可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极，再根据安培定则可知，电流在如图的电路中按顺时针方向流动，据此可确定电源的正负极，如图所示。
题型9 标出螺线管中电流的方向
解｜题｜知｜识 （1）根据小磁针方向或磁感线方向确定螺线管的N极 （2）右手握住螺线管，使拇指指向螺线管的N极 （3）四指环绕方向即螺线管中的电流方向
【典例1】如图所示，闭合开关S后小磁针沿顺时针方向偏转90°后静止，请在图中括号内标出电源的“+”“﹣”极，并标出通过通电螺线管外A点的磁感线的方向。
【答案】
【解答】解：（1）由题意可知，闭合开关S后小磁针沿顺时针方向偏转90°后静止，则小磁针N极指向右端，S极指向左端，根据异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的右端为N极、左端为S极；
（2）因为在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，所以图中磁感线的方向是指向左的；
（3）根据安培定则，伸出右手使大拇指指向螺线管的N极（即右端），则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流从螺线管的左端流入，则电源的左端为正极，右端为负极，如图所示。
【变式1】如图所示，在电磁铁上方用弹簧挂着一个条形磁体，闭合开关S，条形磁体静止后，滑片P向右滑动时弹簧伸长。请用箭头标出磁感线的方向，并用“+”“﹣”在括号内标出电源正负极。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电阻变小，由欧姆定律I，则电路中的电流变大，磁铁的磁性变强，此时弹簧伸长，根据异名磁极相互吸引可知，通电螺线管上端为N极，下端为S极，磁体周围的磁感线都是从N极出来，回到S极，如下图所示：
（2）右手握住螺线管，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后端流出，下前端流入，则电源右端为负极，左端为正极，如下图所示：
【变式2】小磁针静止时的指向如图所示，请在通电螺线管旁边的括号中标出它的极性（用N或S表示），并在电源旁边括号中标出电源的“+”极或“﹣”极。
【答案】
【解答】解：由于异名磁极相互吸引，所以当小磁针自由静止时，与小磁针N极靠近的螺线管的左端是S极，右端为N极；
根据图示的线圈绕向和螺线管的N、S极，利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从螺线管的右端流入，左端流出，因此电源的左端为负极，如下图所示：
题型10 画出螺线管的绕线方向
解｜题｜知｜识 利用安培定则解决螺线管绕线问题时，首先根据小磁针的方向或磁感线的方向判断螺线管的极性，然后根据电源正负极确定电流方向，最后利用安培定则判断绕线方向
【典例1】在图中，电路连接正确，通电后小磁针指向如图所示（涂黑端表示N极）。请在图中标出电源的“+”、“﹣”极，并画出螺线管的绕法。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：已知小磁针右端为N极，由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极，由电流表的接线柱可知，电流从螺线管的左端流入，即电源右端为正极，根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极，则线圈的绕法如图所示，
【变式1】如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一根条形磁铁，当开关S闭合后，滑片P从b端向a端滑动过程中，弹簧长度变长，画出符合上述要求的螺线管的绕线。
【答案】
【解答】解：由图可知，当滑片P从b端到a端滑动过程中，变阻器接入电路的阻值变大，总电阻变大，由欧姆定律可知电路中的电流变小，则电磁铁的磁性变弱，即电磁铁和条形磁铁间的作用力变小；已知弹簧的长度变长，说明电磁铁和条形磁铁间的排斥力减小了，根据图示和磁极间的相互作用规律可知电磁铁的上端是N极；由安培定则可知螺线管线圈正面的电流方向向右，即电流从电源正极流出后，再从螺线管的背面流入，所以螺线管线圈的绕法如下图所示：
【变式2】画出图螺线管的绕线方法
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
由图知，对于左边的螺线管，电流由左侧流入，根据安培定则，四指从电流流入的方向去握住螺线管，此时会发现大拇指指向该螺线管的右边，故该螺线管的右边是N极，其左边是S极；
因为同名磁极相互排斥，所以右边螺线管的左端为N极，右端为S极，由安培定则可知右边螺线管的绕向，如图所示：
1．小聪同学利用如图所示装置研究磁与电的关系。比较甲、乙两图可知 　 　 ；比较乙、丙两图可知 　 　 。
【答案】通电导体周围存在着磁场；电流的磁场方向与电流的方向有关。
【解答】解：比较甲、乙两图可知，乙图中有电流，小磁针发生了偏转，甲图中无电流，小磁针未偏转，由此可得：通电导体周围存在磁场；
比较乙、丙可两图知，改变电流方向后，小磁针的偏转方向也发生了变化，说明两次产生的磁场方向不同，故能说明磁场方向与电流方向有关。
故答案为：通电导体周围存在着磁场；电流的磁场方向与电流的方向有关。
2．在物理发展史上，我国宋代学者 　 　 首先对地磁偏角现象进行了描述，这个发现比西方早了400多年；1820年丹麦物理学家 　 　 首先发现电流周围存在磁场，使人们第一次认识到电和磁的联系。
【答案】沈括；奥斯特
【解答】解：我国科学家沈括首先发现地理的两极与地磁的两极不重合，即存在磁偏角；
1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流周围存在有磁场。
故答案为：沈括；奥斯特。
3．如图是小明课下设计的实验。闭合开关后，原静止的小磁针发生了偏转，这是说明 　 　 ，若想让实验现象更加明显你建议他可以 　 　 。
【答案】电流周围存在磁场；多串联一节电池。
【解答】解：磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，闭合开关后，导线中有电流通过，原静止的小磁针发生了偏转，这是说明电流周围存在磁场。
若想让实验现象更加明显，他可以多串联一节电池，使电路中电流增大来使磁场增强。
故答案为：电流周围存在磁场；多串联一节电池。
4．如图甲所示，是小明组在探究“电流周围是否存在磁场”的实验。
正确连接电路后，为了减弱地磁场的影响，实验中，以下各步骤正确的操作顺序为 　
　 （填字母）。
①闭合开关
②放置小磁针观察指向
③摆放一根长直导线
（2）由图乙（a）（b）（c）可知：电流周围存在 　　 ，且磁场方向与 　 　 有关。
（3）小明推理：若一束电子流沿着如图乙（d）所示的方向，平行飞过小磁针上方，小磁针 　　 （选填“会”或“不会”）发生偏转。（d）中小磁针偏转方向与 　　 （选填“（b）”或“（c）”）中小磁针偏转方向相同。
【答案】（1）②③①；（2）磁场；电流方向； （3）会；（b）。
【解答】解：（1）根据实验操作的先后顺序可知：正确的操作顺序是②③①。
（2）由图乙（a）（b）（c）可知：电流周围存在磁场，且磁场方向与电流方向有关。
（3）电荷的定向移动形成电流，电子定向移动的方向与电流方向相反，若一束电子流沿着如图乙（d）所示的方向，平行飞过小磁针上方，小磁针会发生偏转。（d）中小磁针偏转方向与（b）中小磁针偏转方向相同。
故答案为：（1）②③①；（2）磁场；电流方向； （3）会；（b）。
5．下列关于磁场和磁感线的说法正确的是（　　）
A．磁感线是真实存在于磁场中的
B．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的
C．地理南、北极与地磁场的南、北极完全重合
D．第一个发现电流周围存在磁场的科学家是法拉第
【答案】B
【解答】解：A、磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线，并不是真实存在于磁场中的。故A错误。
B、磁体周围存在磁场，磁体之间的相互作用就是通过磁场发生的。故B正确。
C、地理南、北极与地磁场的北、南极并不完全重合，存在磁偏角。故C错误。
D、第一个发现电流周围存在磁场的科学家是奥斯特，而法拉第主要贡献是发现了电磁感应现象。故D错误。
故选：B。
6．下列有关磁现象的说法正确的是（　　）
A．发现电流磁效应的科学家是法拉第
B．钢、铁、铜都可以被磁化吸引铁屑
C．磁场是真实存在的，磁感线不是真实存在的
D．静止在磁场中的小磁针南极所指的方向为该点的磁场方向
【答案】C
【解答】解：A、奥斯特是第一个发现电流磁效应的科学家，初步揭示了电与磁之间的关系；法拉第进一步揭示了电与磁之间的关系，故A错误；
B．铁、钴、镍等金属材料能被磁化，铜不能被磁化，不能吸引铁屑，故B错误；
C．磁场是真实存在的，磁感线是为了更好的描述磁场引入的，不是真实存在的，故C正确；
D．把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向，小磁针静止时S极所指的方向与该点磁场的方向相反，故D错误。
故选：C。
7．小华学习了电磁知识后，利用一块安装在有机玻璃板上的螺线管、小磁针、铁屑、电源、导线、开关等器材来探究通电螺线管周围的磁场。
（1）小华选用的小磁针如图甲，当小磁针静止时，由于地磁场的作用，小磁针A端大致指向北方，则A端为小磁针的 　　 （选填“N”或“S”）极。
（2）小华先将电源、开关、螺线管用导线依次连接起来，然后多个小磁针放到螺线管周围，如图乙所示。闭合开关，螺线管周围的小磁针发生了明显的偏转如图丙所示。通过观察丙图中小磁针的指向，可看出通电螺线管外部的磁场与 　 　 磁体的磁场相似。
（3）然后小华将电池的正负极对调过来，接通电路后发现每个小磁针同时都转动了180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中的 　
　 方向有关。
（4）同学小云发现小磁针体积较大，放在螺线管周围时数量有限，不能细致的探究通电螺线管周围的磁场分布，于是建议小华改为在螺线管周围撒上铁屑来观察，因为铁屑在磁场中会被 　 　 ，相当于放置了无数个小磁针，更能细致的显示磁场分布情况。但是当他们在玻璃板上均匀的撒上铁屑并接通电路后，并没有发现铁屑出现有规律的分布，这时他们应进行的一步操作是 　 　 。
（5）操作结束后，小云根据观察到玻璃板上的铁屑分布情况并结合小磁针的指向，在纸上画出了 　 　 ，形象的将通电螺线管的磁场分布情况描述记录了下来。
【答案】（1）N；（2）条形磁体；（3）电流；（4）磁化；轻敲玻璃板；（5）磁感线。
【解答】解：（1）如图甲所示，在地磁场的作用下，小磁针静止时，指向北方的磁针A端即为磁体的北极（N极）；
（2）通过观察丙图中小磁针的指向，可看出通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似；
（3）改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中电流方向有关；
（4）小磁针由于体积比较大，可以换成体积较小的碎铁屑来做实验。具体做法是：在玻璃板上撒上碎铁屑后，把玻璃板放在磁体上面，轻敲玻璃板，根据碎铁屑的排布情况可以观察到各点的磁场分布情况。
（5）根据观察到玻璃板上的铁屑分布情况并结合小磁针的指向，在纸上画出了磁感线。
故答案为：（1）N；（2）条形磁体；（3）电流；（4）磁化；轻敲玻璃板；（5）磁感线。
6．小明同学在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验时，实验装置如图所示。
（1）闭合开关后，螺线管周围小磁针的指向如图所示，小明根据螺线管右端小磁针的指向判断出螺线管的右端为N极，则可知电源的A端为　　 极；
（2）当电源的正负极方向对换时，小磁针a的南北极指向也对换，由此可知：通电螺线管的外部磁场方向与螺线管中导线的　　 方向有关。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）已知螺线管的右端为N极，根据右手螺旋定则，结合导线绕向，大拇指指向N极，四指指向电流的方向，则电源右端是正极，左端是负极。
（2）当电源的正负极方向对换时，即改变螺线管中的电流方向，小磁针a的南北极指向也对换，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。
故答案为：（1）正；（2）电流。
7．如图是通电螺线管磁场特点的实验装置。下列操作能改变螺线管两端磁极的是（　　）
A．移动滑动变阻器滑片 B．对调电源正负极
C．改变螺线管线圈匝数 D．在螺线管中加铁芯
【答案】B
【解答】解：A、移动滑动变阻器的滑片可以改变通电螺线管线圈中的电流，通电螺线管的磁性强弱会改变，但螺线管两端磁极的极性不会改变，故A不符合题意；
B、对调电源正负极可以改变通电螺线管线圈中的电流方向，能改变螺线管两端磁极的极性，故B符合题意；
C、改变螺线管线圈匝数，通电螺线管的磁性强弱会改变，但螺线管两端磁极的极性不会改变，故C不符合题意；
D、在螺线管中加铁芯，通电螺线管的磁性增强，但螺线管两端磁极的极性不会改变，故D不符合题意。
故选：B。
8．实验室有一个蓄电池，“+、﹣”极的字样已经看不清，几名同学想通过实验来判断电池的正负极，下述他们选择的主要器材能够安全实现目的的有（　　）
①小灯泡
②电流表
③电压表
④发光二极管
⑤螺线管和小磁针
A．①③⑤ B．②③④ C．③④⑤ D．①④⑤
【答案】C
【解答】解：①闭合开关后灯泡发光，无论电流从哪个方向流入灯泡，灯泡都会发光，所以用小灯泡不能确定电源正负极；
②电流表不能直接连接在电源两极上，所以不能用电流表判断蓄电池的正负极；
③在不超过电压表量程的条件下，电压表可以直接接在电源两极上，电流应从电压表的正接线柱流入，负接线柱流出，根据电压表指针的偏转情况可以确定电池的正负极；
④发光二极管具有单向导电性，利用发光二极管可以判断电池的正负极；
⑤将螺线管与电池连接，组成电路，螺线管会产生磁场，根据螺线管的磁场与小磁针的相互作用，可以确定螺线管的N、S极，再根据安培定则可以确定电流的方向，进而确定电池的正负极。
综上可知，③④⑤能够安全实现目的。
故选：C。
9．如图为一种水位报警器的原理图，当水位达到金属块A时，电路中红灯亮，此时螺线管上端为　　 极，图中虚线部分的作用相当于　 （选填“电源”“开关”“用电器”或“导线”）。
【答案】N；开关。
【解答】解：根据安培定则（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，那么大拇指所指的那端就是螺线管的N极。由图可知，电流从螺线管的下端流入，上端流出，所以此时螺线管上端为N极。
当水位达到金属块 A 时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使工作电路中红灯所在的支路接通，红灯亮。图中虚线部分（包含电磁铁、衔铁等）的作用相当于开关，控制工作电路的通断。
故答案为：N；开关。
10．如图，将条形磁体放在水平桌面上的两个圆柱形铅笔上，条形磁体静止不动，S极正对电磁铁。闭合开关S，条形磁体因受磁力向左运动，请在图中括号内标出：
（1）电磁铁右端的极性
（2）电源左端的极性（用“+”或“﹣“表示）。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）闭合开关S，条形磁体因受磁力向左运动，说明条形磁体受到了一个向左的排斥力，已知条形磁体左端为N极、右端为S极，根据同名磁极相互排斥可确定通电螺线管的左端是S极、右端为N极；
（2）根据安培定则，大拇指指向通电螺线管的N极，则电流从电磁铁左侧流入，所以电源的左端为正极，如图所示：

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