第2節(jié)電生磁雙基過關知識點一、電流的磁效應1.奧斯特實驗（1）內容：1820年,丹麥物理學家奧斯特通過實驗證實通電導體和磁體一樣,周圍存在磁場,磁場的方向與電流的方向有關。（2）奧斯特實驗的基本要求為了讓實驗現(xiàn)象明顯，能完成實驗探究，實際操作中，要注意兩點:①實驗前先讓水平面內能自由轉動的小磁針靜止;②導線與小磁針平行，且導線與小磁針間距離較小。通電導線的磁場強弱與距離有關，若導經磁針距離太遠，現(xiàn)象就會不明顯。（3）意義：揭示了電和磁之間的聯(lián)系。使人們進入了電與磁這個長期閉鎖的研究領域，為實現(xiàn)物理學的第一次大綜合開辟了廣闊的道路。2.電流的磁效應通電導體周圍存在與電流方向有關的磁場,這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應。奧斯特實驗中應注意兩點:(1)電路接通的時間要短(因為此時電路為短路);(2)避免通電直導線沿東西方向放置,因為此時導線周圍磁場恰與小磁針指向一致,會造成小磁針不偏轉的假象。基礎自測：1．奧斯特實驗：（1）最早發(fā)現(xiàn)電流磁效應的科學家是丹麥物理學家________。（2）奧斯特實驗：對比甲圖、乙圖，可以說明：通電導線的周圍有____；對比甲圖、丙圖，可以說明：磁場的方向跟____的方向有關?！敬鸢浮?/p>

奧斯特

磁場

電流【解析】[1]根據常識知道，最早發(fā)現(xiàn)電流磁效應的科學家是奧斯特。[2]甲、乙兩圖中，當電路閉合時，電路中有電流，小磁針發(fā)生偏轉，即小磁針受到磁場作用；電路斷開時，電路中無電流，小磁針不發(fā)生偏轉，所以甲、乙兩圖得到的結論為：電流周圍存在磁場。[3]甲、丙兩圖中，電路中電流方向相反時，小磁針偏轉方向發(fā)生也相反，說明電流的磁場方向相反，所以甲、丙兩圖得到的結論為：電流的磁場方向跟電流的方向有關。2．磁場的基本性質是對放入其中的磁體有______的作用。奧斯特的實驗證明了通電導線的周圍______?！敬鸢浮?/p>

力

磁場【解析】[1]磁場的基本性質是它對放入其中的磁體有力的作用。[2]奧斯特將通電導體放在小磁針上方時，小磁針發(fā)生了偏轉，說明通電導體周圍存在磁場；從而成為世界上第一個發(fā)現(xiàn)電與磁之間有聯(lián)系的人，這一現(xiàn)象也說明電流具有磁效應。3．小柯同學模仿奧斯特實驗，研究電與磁有著怎樣的聯(lián)系。他取一個小磁針讓其自然靜止，在小磁針的上方拉一根直導線，為了使實驗現(xiàn)象明顯，直導線應___________（選填“東西”“南北”或“任意方向”）放置。當直導線通電時，小柯先觀察到小磁針發(fā)生了偏轉，再改變直導線中的電流方向，又觀察到小磁針的偏轉方向與剛才相反。以上實驗現(xiàn)象說明了什么？___________。【答案】

南北

見解析【解析】[1]由于小磁針受到地磁場的作用，要指南北方向，為了觀察到明顯的偏轉現(xiàn)象，應使電流產生的磁場方向為東西方向，故應使把直導線南北放置。[2]改變電流方向，小磁針的方向也發(fā)生了偏轉，說明了通電導體周圍的磁場方向與電流方向有關。4．科學家有著強烈的好奇心和執(zhí)著的探究精神。下列物理學家中最早發(fā)現(xiàn)電和磁有聯(lián)系的是（）A．歐姆 B．奧斯特 C．法拉第 D．焦耳【答案】B【解析】1820年，丹麥物理學家奧斯特做實驗時偶然發(fā)現(xiàn)，當導線中通過電流時，它旁邊的磁針發(fā)生了偏轉，由此說明了通電導體周圍存在磁場，奧斯特是世界上第一個發(fā)現(xiàn)電和磁之間有聯(lián)系的科學家，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。5．如圖是奧斯特實驗的示意圖，當開關閉合時，小磁針發(fā)生偏轉，下列說法正確的是（）A．這一現(xiàn)象說明通電導線周圍的空間中產生了磁場B．發(fā)生偏轉的小磁針對通電導線沒有力的作用C．通電導線周圍磁場方向由小磁針的指向決定D．移去小磁針后的通電導線周圍不存在磁場【答案】A【解析】A．導體通電后，導體旁邊的小磁針發(fā)生偏轉說明通電導線周圍的空間中產生了磁場，故A正確；B．力的作用是相互的，發(fā)生偏轉的小磁針受到通電導線磁力的作用，小磁針也對通電導體有磁力的作用，故B錯誤；CD．通電導線周圍磁場方向與電流的方向有關，并不是由小磁針的指向決定的，即使移去小磁針，通電導線周圍的磁場也不會消失，故CD錯誤。故選A。6．如圖所示，把一根直導線平行放置在靜止小磁針的正上方，當通有如圖所示方向的電流時，小磁針N極垂直紙面向里偏轉，關于此實驗下列說法錯誤的是（）A．實驗中的直導線必須放置在南北方向B．小磁針偏轉不明顯，可以增大導線中的電流C．當導線中電流方向改變時，小磁針N極垂直紙面向外偏轉D．把小磁針從直導線下方移到直導線上方，小磁針N極偏轉方向不變【答案】D【解析】A．因為小磁針是南北方向的，故小磁針靜止時在地磁場的作用下指向南北，在證明電流周圍存在磁場時，應將導線在南北方向水平放置，從而排除地磁場的干擾，故A正確，不符合題意；B．小磁針偏轉不明顯，說明導線周圍的磁場較弱，可以增大導線中的電流來增大磁場的強度，故B正確，不符合題意；C．導線周圍的磁場方向與導線中的電流方向有關，當導線中電流方向改變時，導線周圍的磁場方向也改變，小磁針N極會垂直紙面向外偏轉，故C正確，不符合題意；D．把小磁針從直導線下方移到直導線上方，小磁針所處的磁場的方向會發(fā)生變化，小磁針N極偏轉方向也會隨之變化，故D錯誤，符合題意。故選D。知識點二、通電螺線管的磁場1.螺線管的構成:把導線繞在圓筒上，日常生活中，通常把螺線管稱為線圈。2.通電螺線管的磁場的特點（1）與條形磁體的磁場分布相類似；（2）有無可以控制:由電流的有無(或說電路的通斷)來控制；（3）磁性強弱可以改變:由電流的大小和線圈的匝數來決定；（4）磁極可變:磁極與電流的方向和繞線的方向有關。3.探究通電螺線管的磁場（1）在通電螺線管周圍放一些小磁針，通過這些小磁針的指向來展現(xiàn)通電螺線管周圍的磁場分布情況。通過實驗發(fā)現(xiàn)，它周圍的磁場分布與條形碰體相類似。（2）若將小磁針放在通電螺線管的內部，也可以很方便地觀察其內部的磁場分布情況。通電螺線管內部的磁場方向由南極指向北極。4.通電螺線管的磁場比通電直導線(電流相等)的磁場強的原因:各圈導線產生的磁場疊加在一起，磁場就會強得多。5.通電螺線管的磁場與條形磁體的磁場的比較條形磁體通電螺線管不同點磁性長期保持，是永磁體通電時有磁性，斷電時無磁性N、S極是固定不變的N、S極與電流方向有關,能夠改變磁性強弱是不變的磁性強弱與電流大小和線圈匝數有關相同點①它們都具有吸鐵性②它們都具有指向性③它們的磁場分布相似④它們都有兩個磁極,且都具有同名磁極相斥、異名磁極相吸的特點基礎自測7．小巖同學學習了通電螺線管的知識后，想到彈簧的形狀和螺線管上導線的形狀很類似，就將一個彈簧的兩端接入電路，如圖所示。閉合開關后，下列選項中正確的是（）A．通電后，彈簧的長度可能不變B．通電后，彈簧的長度一定變長C．如果在圖中所示位置放置小磁針，通電后小磁針的N極朝右D．如果在圖中所示位置放置小磁針，通電后小磁針的N極垂直于紙面向外【答案】C【解析】AB．通電后，螺線管的每一圈導線相當于一個小磁體，這些小磁體的和極靠在一起，相互吸引，彈簧的長度會縮短，故AB錯誤；CD．螺線管中電流從右端流入，左端流出，根據安培定則可知，螺線管的左端為極，右端為極，根據異名磁極相互吸引可知，小磁針的極朝右，故C正確，D錯誤。故選C。8．在“探究通電螺線管外部磁場”的實驗中：①小明將小磁針放在螺線管周圍不同的位置如圖（a）所示，放小磁針的目的是______；②閉合開關后觀察到如圖（b）所示的現(xiàn)象，說明通電螺線管周圍存在______；③通電螺線管周圍的磁場方向和電流方向有關，你怎樣驗證，方法是______?！敬鸢浮看_定通電螺線管周圍磁場的方向

磁場

改變螺線管中的電流方向，觀察小磁針的指向變化情況【解析】①[1]因為小磁針放入磁場中，小磁針靜止時N極指向和該點磁場方向相同，所以實驗中使用小磁針是為了確定通電螺線管周圍磁場的方向。②[2]閉合開關后觀察到小磁針按一定的規(guī)律發(fā)生偏轉，說明通電螺線管周圍存在磁場。③[3]通電螺線管周圍的磁場方向和電流方向有關，驗證方法是改變螺線管中電流方向，觀察小磁針的指向變化情況。9．如圖所示，將一根直導線放在靜止小磁針的正上方，并與小磁針平行。接通電路后，觀察到小磁針偏轉。（1）這就是著名的_____實驗。（2）要使實驗效果更加明顯，應使通電導線沿_____（填“東西”或“南北”）方向放置。（3）實驗中用到的一種重要科學研究方法是_____（填字母）。A．類比法B．轉換法C．控制變量法【答案】

奧斯特

南北

B【解析】（1）[1]實驗中，開關閉合時，小磁針發(fā)生偏轉，說明通電導體周圍存在著磁場，這是著名的奧斯特實驗。（2）[2]由于小磁針靜止時要指南北方向，為使實驗效果更加明顯應使通電導體沿南北方向放置，可以防止地磁場的影響，也就是說磁針偏轉不是由地磁場引起的。（3）[3]本實驗中采用可觀察的小磁針的偏轉來演示導體周圍存在的磁場，所以采用的是轉換法，故B符合題意，AC不符合題意。故選B。10．如圖是探究“通電螺線管外部的磁場方向”的實驗裝置。實驗中，用小磁針的_______極指向來判斷通電螺線管外部某點的磁場方向；斷開開關，將電源的正負極對調，再閉合開關，將觀察到小磁針________?！敬鸢浮?/p>

N

N極指向發(fā)生了改變【解析】[1]小磁針靜止時N極的指向為該點磁場的方向，所以，實驗中，用小磁針的N極指向來判斷通電螺線管外部某點的磁場方向。[2]將電源的正負極對調后，螺線管中的電流方向發(fā)生了改變，磁場的方向發(fā)生了改變，則小磁針的N極指向也會改變。知識點三、安培定則1.內容:用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則拇指所指的那端就是通電螺線管的N極。2.作用:判定通電螺線管的極性與線圈繞向和電流方向之間的關系。3.判斷方法解讀（1）標出通電螺線管上的電流環(huán)繞方向;（2）用右手握住螺線管,讓四指的指向與電流的方向一致;（3）拇指所指的那端就是通電螺線管的N極,如圖所示。4.安培定則三個方面的應用（1）根據螺線管中電流的方向,應用安培定則可判斷通電螺線管兩端的極性:（2）山通電螺線管兩端的極性,應川安培定則可判斷螺線管中的電流方向;（3）根據通電螺線管的南北極以及電源的正負極,畫出螺線管的繞線方向?；A自測11．如圖所示是磁現(xiàn)象的四幅示意圖，其中磁感線方向錯誤的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】ABC．在磁體的外部，磁感線從N極出發(fā)回到S極，故AB正確，不符合題意；C錯誤，符合題意；D．由圖知，電流從螺線管的左端流入、右端流出，根據安培定則可知，通電螺線管的右端為N極，左端為S極，磁感線從N極出發(fā)回到S極，周圍磁感線的方向正確，故D正確，不符合題意。故選C。12．如圖所示，閉合開關后，三個小磁針指向（紅色為N極）都正確的是（）A． B．C． D．【答案】A【解析】A．由右手螺旋定則可知，電磁鐵左端為N極，則因外部磁感線由N極指向S極，則左側小磁針N極向左，中間小磁針N極向右，右側小磁針N極向左，故A正確；B．由右手螺旋定則可知，電磁鐵右端為N極，則因外部磁感線由N極指向S極，則上方小磁針N極應向左，故B錯誤；C．由右手螺旋定則可知，電磁鐵右端為N極，則因外部磁感線由N極指向S極，則右端小磁針N極應向右，故C錯誤；D．由右手螺旋定則可知，電磁鐵左端為N極，則因外部磁感線由N極指向S極，則上方小磁針N極應向右，故D錯誤。故選A。13．為了判斷通電螺線管附近M點的磁場方向，將小磁針放在M點，待小磁針靜止時觀察小磁針______所指的方向就是該點的磁場方向?！敬鸢浮縉極【解析】磁場的方向是小磁針靜止時N極的指向，即M點的磁場方向與放在該點小磁針靜止時N極所指方向一致。85．請根據圖中磁感線的方向在括號內標出螺線管的極性，并畫出通電螺線管上的繞線方式?！敬鸢浮俊窘馕觥看朋w的外部，磁感線由N極指向S極，由圖可知，螺線管的右端為N極，左端為S極，根據安培定則可知螺線管上的繞線方式如圖所示：14．如圖所示，請在虛線框內標出螺線管右端磁極?！敬鸢浮俊窘馕觥坑蓤D可知，閉合開關后，螺線管中電流的方向是向下的，根據安培定則可知，右側為N極，如圖考點突破考點1.奧斯特實驗——直線電流產生的磁場方法：判斷通電直導線周圍的磁場方向，可采用兩神方法方法一：運用安培定則來判斷。用右手握住導線，讓伸直的拇指與電流的方向一致，四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。方法二：實驗判斷法。在通電直導線周圍放一些小磁針，通過小磁針的指向顯示出其周圍各處磁場的方向。例1.（2022·湖北宜昌·中考真題）關于如圖所示的實驗，下列說法中正確的是（）A．這是模擬法拉第電磁感應實驗的場景B．移走小磁針，電流的磁場消失C．根據這一現(xiàn)象的原理，制成了電磁鐵D．將導線斷開，小磁針N極將指向地磁場的北極【答案】C【解析】A．這是探究通電導體周圍存在磁場，即奧斯特實驗的場景，故A錯誤；B．該磁場是電流的磁場，只有電路中有電流，導線周圍就存在磁場，小磁針的作用是證實通電導體周圍有磁場，故B錯誤；C．該實驗說明通電導體周圍存在磁場，這種現(xiàn)象是電流的磁效應，根據這一現(xiàn)象人們發(fā)明了電磁鐵，故C正確；D．將導線斷開，導線中沒有電流通過，電流的磁場消失。由于受地磁場的影響，小磁針N極將指向地磁場的南極，故D錯誤。故選C。例2.（2022·西藏·中考真題）如圖所示，將一枚轉動靈活的小磁針置于水平桌面上，在小磁針上方放一條直導線，使導線與電池觸接，電路連通瞬間，會看到小磁針發(fā)生偏轉，這個實驗說明通電導線周圍存在______，這個現(xiàn)象是1820年丹麥物理學家______首先發(fā)現(xiàn)的?！敬鸢浮?/p>

磁場

奧斯特【解析】[1][2]當直導線接觸電池通電時，可以看到小磁針發(fā)生偏轉，即小磁針受到磁場力的作用，說明通電導線周圍存在磁場；這個現(xiàn)象最早是由1820年丹麥物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)?？键c2.通電螺線管及安培定則方法：具體思路如下:(1)由安培定則分別判斷出兩螺線管靠近的一端的磁極;(2)由磁極間的相互作用規(guī)律判斷兩通電螺線管間的作用情況。對比電路中電流的方向來理解磁體內部的磁場直流電路中，電源外部電流的方向是由電源正極到電源負極，電源內部則由負極到正極。通電螺線管(磁體)外部磁場方向是由N極出來指向S極，內部磁場方向則由S極指向N極。例3.（2022·湖南益陽·中考真題）如圖所示的螺線管，當閉合開關后，下列判斷正確的是（）A．螺線管的左端為S極B．右邊小磁針的N極向左偏轉C．當滑片P右移時，螺線管的磁性會減弱D．改變電流方向，通電螺線管的外部磁場方向不會改變【答案】B【解析】AB．由安培定則可知通電螺線管的左端是N極，右端是S極，因同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，所以小磁針的N極向左偏轉，故A錯誤，B正確；C．滑片P向右滑動時，滑動變阻器的電阻減小，電路的電流增大，通電螺線管的磁性增強，故C錯誤；D．通電螺線管外部的磁場和條形磁體外部的磁場一樣，它的兩端分別是N極、S極，當改變螺線管中的電流方向時，螺線管的兩磁極交換位置，外部磁場方向會改變，故D錯誤。故選B。例4.（2022·浙江寧波·中考真題）如圖所示為課本中的一個實驗：“把一段通電導線彎成圓環(huán)，形成環(huán)形電流，讓圓環(huán)導線穿過一塊與圓環(huán)平面垂直的平