第2節(jié)電生磁

1.奧斯特實(shí)驗(yàn)表明：通電導(dǎo)線周?chē)嬖谥鴂______，磁場(chǎng)的方向跟電流方向有關(guān)，這就是電流的________效應(yīng)，如圖所示.乙：斷電丙：改變電流方向磁場(chǎng)甲：通電磁2.通電螺線管周?chē)拇艌?chǎng)與____________周?chē)拇艌?chǎng)相似，其磁極的極性與螺線管中________的方向有關(guān).條形磁體電流

3.安培定則的內(nèi)容是：用______握住螺線管，讓彎曲的四指指向螺線管中______的方向，則大拇指所指的那端就是通電螺線管的______極.(如圖所示)右手電流N【實(shí)驗(yàn)導(dǎo)引】提出問(wèn)題：通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向跟哪些因素有關(guān)？實(shí)驗(yàn)猜想：__________________________.【設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯客娐菥€管外部的磁場(chǎng)方向.2.實(shí)驗(yàn)原理：電流的磁效應(yīng).3.實(shí)驗(yàn)器材：電源、通電螺線管、小磁針、鐵棒、鐵屑.4.實(shí)驗(yàn)裝置：如圖所示.

5.實(shí)驗(yàn)思路：

(1)按實(shí)驗(yàn)裝置圖布置器材，為了加強(qiáng)磁場(chǎng)，可以在螺線管中插入一根鐵棒.把磁針?lè)诺铰菥€管四周不同的位置，在圖上記錄磁針N極的指向，這個(gè)方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向.分析并討論：通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向跟哪種磁體相似？

(2)觀察螺線管的結(jié)構(gòu)，弄清螺線管導(dǎo)線中的電流方向，找出通電螺線管的N極和S極，并分析通電螺線管的極性與電流之間的關(guān)系.條形磁體電流的方向

6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向和___________的磁場(chǎng)一樣；通電螺線管兩端的極性跟螺線管中的____________有關(guān).

【分析、交流與反思】

7.根據(jù)小磁針靜止時(shí)______極所指的方向可以判斷通電螺線管的極性.放置多枚磁針可以顯示不同位置的磁場(chǎng)方向.若拿掉小磁針，通電螺線管的磁性______(填“仍”或“不再”)存在. 8.用________可以形象地描述磁場(chǎng)的分布情況. 9.不能用大頭針代替小磁針的原因是大頭針______指示磁場(chǎng)方向.N仍磁感線不能磁化

10.插入鐵棒后磁場(chǎng)增強(qiáng)的原因是鐵棒被______后能加強(qiáng)螺線管的磁場(chǎng).11.(開(kāi)放性設(shè)問(wèn))該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了哪些實(shí)驗(yàn)方法：_____________________________.變量法、模型法

12.(實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新)若要探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的強(qiáng)度，可用鐵屑替換小磁針，鐵屑的疏密情況反映了磁場(chǎng)的______.同時(shí)可以輕敲盛放鐵屑的玻璃板，以減小鐵屑與玻璃板間的______，使鐵屑受到磁場(chǎng)的作用并呈現(xiàn)出規(guī)則的排列.強(qiáng)弱摩擦轉(zhuǎn)換法、控制

實(shí)驗(yàn)特訓(xùn)：(2023年濟(jì)南市)實(shí)驗(yàn)室備有嵌入螺線管的玻璃板和電源，小明和小亮分別選用鐵屑和小磁針來(lái)探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向.甲乙

(1)小明在螺線管周?chē)牟ＡО迳暇鶆虻厝錾弦粚予F屑.給螺線管通電后，輕敲玻璃板，小明觀察到螺線管周?chē)F屑的分布情況如圖甲所示.小明的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，通電螺線管外部的磁場(chǎng)和__________外部的磁場(chǎng)相似. (2)小亮在螺線管周?chē)牟ＡО迳险R、均勻地放置了32個(gè)小磁針，如圖乙所示.給螺線管通電后，小亮觀察到這32個(gè)小磁針的指向有可能更接近于圖中的__________.ABCD

(3)小明的實(shí)驗(yàn)方案具有明顯的不足，其不足之處是_________________________________________________________________. (4)為了彌補(bǔ)小明實(shí)驗(yàn)方案的不足，請(qǐng)?zhí)岢鲆粭l改進(jìn)建議：__________________________________________________________________________________.答案：(1)條形磁體(2)B(3)無(wú)法判斷通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向(4)增加小磁針，把小磁針?lè)诺铰菥€管四周不同的位置物理方法——轉(zhuǎn)換法、類(lèi)比法用小磁針的指向來(lái)顯示通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向，應(yīng)用了轉(zhuǎn)換法.用條形磁體的磁場(chǎng)分布來(lái)表示通電螺線管的磁場(chǎng)分布，應(yīng)用了類(lèi)比法.知識(shí)點(diǎn)1電流的磁效應(yīng)

典例1：(2023年廣東省)如圖所示，桌面上有一枚轉(zhuǎn)動(dòng)靈活的小磁針，靜止時(shí)，小磁針________極指南.當(dāng)導(dǎo)線與電池觸接時(shí)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明通電導(dǎo)線周?chē)嬖赺_______；斷開(kāi)電路，小磁針______(填“會(huì)”或“不會(huì)”)回到原來(lái)的位置.

解析：地理的南極是地磁的北極，根據(jù)異名磁場(chǎng)相互吸引可知，靜止時(shí)，小磁針的S極指南；在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)直導(dǎo)線接觸電池通電時(shí)，可以看到小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即小磁針受到磁場(chǎng)力的作用，說(shuō)明通電導(dǎo)線周?chē)嬖诖艌?chǎng)；斷開(kāi)電路，電路中無(wú)電流，小磁針在地磁場(chǎng)作用下回到原來(lái)的位置，且磁針靜止時(shí)，其S極將指向地理南極附近.答案：S磁場(chǎng)會(huì)知識(shí)點(diǎn)2通電螺線管的磁場(chǎng)及安培定則

方法技巧：通電螺線管的磁極，可巧記為“上左下右”，即面對(duì)讀者的一面電流方向向上，則N極在左端；面對(duì)讀者的一面電流方向向下，則N極在右端.負(fù)極，重復(fù)上述操作.下列說(shuō)法不正確的是(

典例2：(2023年成都市)如圖是小聰和小明同學(xué)探究通電螺線管的磁場(chǎng)方向的實(shí)驗(yàn)示意圖.實(shí)驗(yàn)時(shí)，在圓圈中放置小磁針，閉合開(kāi)關(guān)，畫(huà)出不同位置的小磁針靜止時(shí)N極的指向；對(duì)調(diào)電源正、)...A.小磁針的作用是指示通電螺線管周?chē)拇艌?chǎng)方向

B.閉合開(kāi)關(guān)，放置在a、b處的小磁針靜止時(shí)N極指向相同

C.對(duì)調(diào)電源正、負(fù)極，閉合開(kāi)關(guān)，通電螺線管的磁場(chǎng)方向改變

D.通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知，通電螺線管的磁極性和電流的方向有關(guān)

解析：小磁針的作用是指示通電螺線管周?chē)拇艌?chǎng)方向，故A正確；閉合開(kāi)關(guān)，a點(diǎn)小磁針N極指向左下，b點(diǎn)小磁針N極指向左上，磁場(chǎng)方向不同，故B錯(cuò)誤；對(duì)調(diào)電源正、負(fù)極，閉合開(kāi)關(guān)，通電螺線管的磁場(chǎng)方向改變，故C正確；通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以總結(jié)出通電螺線管的磁極性和電流方向的改變，故D正確.答案：B

變式1：(2024年泉州市一模)如圖，閉合開(kāi)關(guān)S后，小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)，通電螺線管的磁感線方向如圖中箭頭所示，那么(

)A.a端是電源正極，e端是小磁針的N極B.b端是電源正極，f端是小磁針的S極C.a端是電源正極，c端是通電螺線管的N極D.b端是電源正極，d端是通電螺線管的S極答案：C知識(shí)點(diǎn)3有關(guān)通電螺線管的磁場(chǎng)方向的作圖題方法技巧：(1)知道小磁針靜止時(shí)N極的指向，根據(jù)磁極間的相互作用判斷出通電螺線管的磁極.(2)根據(jù)通電螺線管的磁極判斷出磁感線的方向.在磁體外部，磁感線總是從N極出發(fā)，回到S極.(3)根據(jù)安培定則判斷出電流的方向，確定電源的正負(fù)極.

典例3：(2023年威海市)閉合開(kāi)關(guān)，通電螺線管附近的小磁針?lè)较蛉鐖D所示，請(qǐng)?jiān)趫D中括號(hào)內(nèi)標(biāo)出電源的極性(“＋”或“－”)，并標(biāo)出磁感線的方向.

解析：由圖可知，小磁針靜止時(shí)的右端為N極，因異名磁極相互吸引、同名磁極相互排斥，則通電螺線管左端為S極，右端為N極；因?yàn)樵诖朋w外部，磁感線總是從N極發(fā)出，回到S極，所以磁感線的方向是指向左的；根據(jù)安培定則判斷出通電螺線管中的電流方向，則電源的左端為正極，右端為負(fù)極.答案：如圖所示.

變式2：(2023年大連市)小磁針靜止時(shí)的指向如圖所示，請(qǐng)標(biāo)出通電螺線管的N極，并在括號(hào)中標(biāo)出電源的“＋”“－”極.答案：如圖所示.

1.(2022年杭州市一模)科學(xué)需要實(shí)驗(yàn)探究.如圖，在靜止指向南北方向的小磁針上方平行地放一根直導(dǎo)線.閉合開(kāi)關(guān)，原來(lái)靜止的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，原來(lái)靜止的直導(dǎo)線仍然未動(dòng).下列分析正確的是()A.小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，說(shuō)明通電直導(dǎo)線周?chē)嬖诖艌?chǎng)B.小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，說(shuō)明通電直導(dǎo)線周?chē)嬖诖鸥芯€C.直導(dǎo)線仍然未動(dòng)，此時(shí)偏轉(zhuǎn)的小磁針對(duì)直導(dǎo)線沒(méi)有力的作用D.改變電池正負(fù)極，原來(lái)靜止的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變答案：A2.(2022年連云港市)一個(gè)通電螺線管中的電流方向和螺線管周?chē)鸥芯€的分布如圖所示，其中正確的是()ABCD答案：B

3.[科學(xué)探究](2024年興化市開(kāi)學(xué)考)在探究通電螺線管周?chē)拇艌?chǎng)分布的實(shí)驗(yàn)中，在一塊有機(jī)玻璃板上安裝了一個(gè)用導(dǎo)線繞成的螺線管，在板面上均勻撒滿(mǎn)鐵屑，通電后輕敲玻璃板，鐵屑的排列如圖所示.下列說(shuō)法正確的是()A.不同位置的鐵屑可以反映該處磁場(chǎng)的方向B.鐵屑有規(guī)律地排列，它們共同組成了磁體周?chē)陀^存在的磁感線C.用木屑代替鐵屑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，木屑也會(huì)有規(guī)律地排列D.如果在P處自由靜止的小磁針的右端是N極，則在Q處自由靜止的小磁針的左端是S極答案：D

4.[科學(xué)思維](2023年涼山州)如圖所示，電流表正確地連接在電路中，通電時(shí)請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)中標(biāo)出電源的極性(“＋”或“－”)及小磁針靜止時(shí)的N極.答案：如圖所示.5.[物理觀念](2024年蕪湖市模擬)如圖所示，閉合開(kāi)關(guān)S，小磁針順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°后保持靜止，下列說(shuō)法正確的是()A.電源的a端是正極，通電螺線管的左端是S極B.電源的a端是負(fù)極，通電螺線管的左端是N極C.電源的b端是負(fù)極，通電螺線管的左端是N極D.電源的b端是正極，通電螺線管的左端是S極答案：A

6.在制造精密電阻時(shí)，常采用如圖所示的雙線繞法，即把電阻絲從螺線管一端繞到另一端，再?gòu)牧硪欢死@回來(lái).這樣做可以______(填“增強(qiáng)”或“減弱”)電流的磁效應(yīng).答案：減弱

7.[物理模型](2022年濱州市)閱讀短文判斷問(wèn)題：為了解釋地球存在著磁場(chǎng)——地磁場(chǎng)，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場(chǎng)是由繞過(guò)地心軸線的環(huán)形電流引起的.①由于地球表面帶有某種電荷，隨地球一起自西向東轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，形成