物理安培定則實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)及習(xí)題一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康纳钊肜斫獍才喽▌t（右手螺旋定則）的物理內(nèi)涵，熟練掌握利用安培定則判斷通電直導(dǎo)線與通電螺線管周圍磁場(chǎng)方向的方法；通過實(shí)驗(yàn)觀察電流磁場(chǎng)的分布特點(diǎn)，建立“電流產(chǎn)生磁場(chǎng)”的直觀認(rèn)知，明確磁場(chǎng)方向與電流方向的關(guān)聯(lián)規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)原理安培定則（右手螺旋定則）針對(duì)兩種電流磁場(chǎng)場(chǎng)景，表述如下：通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)：右手握住導(dǎo)線，讓拇指指向電流的方向，此時(shí)四指環(huán)繞的方向即為磁感線（磁場(chǎng)）的環(huán)繞方向（磁感線為以導(dǎo)線為中心的同心圓）。通電螺線管的磁場(chǎng)：右手握住螺線管，使四指彎曲的方向與螺線管中電流的環(huán)繞方向一致，此時(shí)拇指所指的一端即為螺線管的N極（磁感線從N極出發(fā)，回到S極，內(nèi)部由S極指向N極）。三、實(shí)驗(yàn)器材通電直導(dǎo)線組：干電池（或低壓直流電源）、直導(dǎo)線（銅質(zhì)，可懸掛/固定）、小磁針（若干）、玻璃板、鐵屑（輔助顯示磁場(chǎng)）。通電螺線管組：螺線管（漆包線繞制）、低壓直流電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、小磁針（若干）、導(dǎo)線、鐵屑、玻璃板。四、實(shí)驗(yàn)步驟與操作要點(diǎn)（一）探究通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)1.磁場(chǎng)方向觀察：將直導(dǎo)線水平懸掛（或固定），在導(dǎo)線周圍不同位置（如上下、左右、前后）放置小磁針，待小磁針靜止（N極指向地磁場(chǎng)北方向）。閉合開關(guān)，觀察小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向，記錄各位置磁場(chǎng)方向（小磁針N極最終指向?yàn)樵擖c(diǎn)磁場(chǎng)方向）。斷開開關(guān)，調(diào)換電源正負(fù)極（改變電流方向），再次閉合開關(guān)，觀察小磁針偏轉(zhuǎn)方向的變化，驗(yàn)證“電流反向→磁場(chǎng)反向”的邏輯。2.磁場(chǎng)分布可視化：在玻璃板上均勻撒一層鐵屑，將直導(dǎo)線垂直穿過玻璃板中心。閉合開關(guān)，輕敲玻璃板（消除鐵屑與板的靜摩擦），觀察鐵屑的分布形態(tài)（以導(dǎo)線為中心的同心圓），結(jié)合小磁針指向，明確磁感線的環(huán)繞方向與電流方向的關(guān)聯(lián)。（二）探究通電螺線管的磁場(chǎng)1.磁極與磁場(chǎng)方向判斷：按電路圖連接螺線管、電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器（滑片移至最大阻值端，保護(hù)電路）。在螺線管的兩端、側(cè)面及軸線上放置小磁針，閉合開關(guān)，觀察小磁針N極的指向，據(jù)此判斷螺線管的N、S極（小磁針N極指向螺線管的S極，S極指向N極）。斷開開關(guān)，調(diào)換電源正負(fù)極（改變電流方向），再次閉合開關(guān)，觀察小磁針指向的變化，用安培定則驗(yàn)證螺線管磁極與電流方向的關(guān)聯(lián)。2.磁場(chǎng)分布可視化：在玻璃板上撒鐵屑，將玻璃板平行于螺線管軸線放置（覆蓋螺線管周圍）。閉合開關(guān)，輕敲玻璃板，觀察鐵屑的分布（兩端密集、中間稀疏，類似條形磁鐵的磁場(chǎng)），結(jié)合小磁針指向，明確螺線管內(nèi)部、外部的磁感線方向。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)電路安全：連接電路時(shí)開關(guān)必須斷開；滑動(dòng)變阻器滑片初始位置調(diào)至最大阻值，防止短路損壞電源/導(dǎo)線；電流不宜過大、通電時(shí)間不宜過長(zhǎng)，避免導(dǎo)線過熱。小磁針操作：小磁針需輕拿輕放，避免與其他磁體（或?qū)Ь€）長(zhǎng)期接觸，防止磁化后干擾實(shí)驗(yàn)。鐵屑清理：實(shí)驗(yàn)后及時(shí)清理鐵屑，避免鐵屑?xì)埩魧?dǎo)線/電路中造成短路。六、典型習(xí)題解析題型1：通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)判斷例題1：導(dǎo)線垂直紙面，電流方向垂直紙面向里，判斷導(dǎo)線下方某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。解析：右手握住導(dǎo)線，拇指指向電流方向（垂直紙面向里），四指環(huán)繞方向?yàn)榇艌?chǎng)方向。導(dǎo)線下方的點(diǎn)，四指環(huán)繞方向?yàn)樗较蜃螅ㄏ胂螅耗粗赋瘍?nèi)，四指在下方的環(huán)繞方向是向左）。題型2：通電螺線管的磁極與電流方向判斷例題2：通電螺線管旁的小磁針靜止時(shí)N極指向右，判斷螺線管的N、S極及電源正負(fù)極。解析：小磁針N極指向右→螺線管左端為S極（異名磁極相吸），右端為N極。根據(jù)安培定則（右手握螺線管，拇指指N極（右端）），四指彎曲方向?yàn)殡娏鞣较颉菥€管正面電流方向向下。因此，電源右端為正極，左端為負(fù)極。題型3：綜合應(yīng)用（磁場(chǎng)對(duì)電流的作用與安培定則）例題3：通電直導(dǎo)線旁的小磁針因?qū)Ь€磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，若小磁針N極最終指向?qū)Ь€，判斷導(dǎo)線中電流的方向（導(dǎo)線水平，小磁針在導(dǎo)線正下方）。解析：小磁針N極指向?qū)Ь€→導(dǎo)線下方磁場(chǎng)方向向上（小磁針N極指向?yàn)榇艌?chǎng)方向）。右手握導(dǎo)線，四指在下方的磁場(chǎng)方向向上→拇指（電流方向）應(yīng)垂直紙面向外（想象：四指向上時(shí)，拇指朝外）。七、實(shí)驗(yàn)拓展與思考1.若在通電直導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)中，增大電流或減小導(dǎo)線與小磁針的距離，小磁針偏轉(zhuǎn)角度會(huì)如何變化？（提示：電流越大、距離越近，磁場(chǎng)越強(qiáng)，偏轉(zhuǎn)角度越大）2.對(duì)比通電螺線管與條形磁鐵的磁場(chǎng)分布，思考“螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)方向”與“外部磁場(chǎng)方向”的關(guān)聯(lián)。（提示：內(nèi)部與外部磁感線形成閉