电生磁 期末专题突破课件-2024-2025学年九年级人教版物理全一册

电生磁 思维导图 知识要点： 1. 电流的磁效应。 2. 通电直导线和通电螺线管周围存在磁场及其磁感线的形状。 3. 通电螺线管的磁极和电流方向的判断。 一、电流的磁效应 1. 奥斯特实验（1820年）证明了通电直导线周围存在磁场。 2. 直线电流周围的磁感线分布规律是以直导线上各点为圆心的同心 圆，这些同心圆在与直导线垂直的平面上，越靠近通电直导线，磁场越 强，反之越弱。 3. 通电直导线周围的磁场方向与电流方向有关，可用安培定则（右 手螺旋定则）来判定：用右手握住导线，让拇指指向电流方向，四指弯 曲的方向即为磁感线的环绕方向。 难点解析：由于地磁场的存在，小磁针静止时指向南北，为使实 验结果更明显，通电直导线应沿南北方向放置。 二、通电螺线管的磁场 1. 通电螺线管周围的磁感线形状类似于条形磁体周围的磁感线形状 （闭合的曲线，外部由N极指向S极，内部由S极指向N极）。 2. 通电螺线管两端磁极的极性随电流方向的改变而改变。 3. 用安培定则来判定通电螺线管的极性和电流方向的关系：用右手 握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是 通电螺线管的N极。 难点解析：在判断通电螺线管磁极的极性时，四指的环绕方向 必须跟螺线管中电流的环绕方向一致，N极和S极一定在通电螺线管 的两端。 知识点一：电流的磁效应 　如图甲所示，在观察奥斯特实验时，小明注意到置于通电直导线 下方的小磁针的N极向纸内偏转。小明由此推测：如图乙所示，若电子 沿着水平方向平行地飞过小磁针上方时，则小磁针也将发生偏转。小明 推测的依据是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，你认 为小磁针的N极会向 　　　　（填“纸内”或“纸外”）偏转。 　电子的定向移动形成电流，电流周围存在磁场，磁场方向 与电流方向有关，据此进行分析。 　如图甲所示的实验表明，当导线中有电流通过时，小磁针 发生偏转，说明电流周围存在磁场。当电子沿着水平方向平行地飞过小 磁针上方时，电子发生定向移动而形成电流，电流周围存在磁场，所以 小磁针会发生偏转。当电流向右时，小磁针的N极向纸内偏转；当电子 定向向右移动时，由于电流方向与电子的定向移动方向相反，所以形成 的电流方向向左，因此小磁针的受力方向与电流向右时相反，则小磁针 的N极会向纸外偏转。 　电子的定向移动形成电流，电流周围存在磁场　纸外 　掌握电流的磁效应并能判断通电直导线的磁场方向是解题 的关键，同时要注意电流方向与电子的定向移动方向相反。 　如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的上方，接入电 路后，闭合开关，观察到小磁针发生偏转。 （1）本实验探究的是 ⁠。 （2）改变直导线中的电流方向，小磁针的偏转方向也发生改变，表 明 ⁠。 （3）下列关于此实验的说法中正确的是 （填字母，下同）。  A. 该实验必须在地球的赤道上进行 B. 通电直导线必须竖直放置 C. 通电直导线应该水平东西方向放置 D. 通电直导线应该水平南北方 向放置（4）当开关闭合时，小磁针N极的转向是 。  A. 向纸内旋转约90° B. 向纸外旋转约90°　 C. 顺时针不停地转动 D. 逆时针不停地转动 通电直导线周围是否存在磁场　 通电直导线周围的磁场方向与电流方向有关　 D　 B　 知识点二：探究通电螺线管外部的磁场分布 在“探究通电螺线管外部磁场的特点”实验中： （1）如图甲所示，在一块有机玻璃板上安装一个螺线管，在玻璃板上 均匀地撒满铁屑，给螺线管通电并轻敲玻璃板，观察玻璃板上铁屑的分 布情况。铁屑相当于无数枚  ，通过观察铁屑的分布情况，可初步推 断：通电螺线管外部的磁场分布与  磁体的磁场分布相似。 （2）将螺线管接入电路，闭合开关，小磁针偏转，小磁针静止时N、S 极的指向如图乙所示，这说明通电螺线管的b端为 　 极。 （3）把电池的正、负极对调，观察到周围小磁针的指向改变，由此可 知通电螺线管的磁场方向和 　 有关。 　（1）通电螺线管外部的磁场分布和条形磁体的磁场分布 相似；铁屑被磁化后相当于小磁针，其作用是显示磁场的分布情况。 （2）根据磁极间相互作用的规律来判断通电螺线管的磁极。（3）通电 螺线管的磁场方向和电流方向有关。 （1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在 玻璃板上均匀地撒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板，观察到铁屑的分布 情况如图甲所示。铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相 似，铁屑被磁化后相当于小磁针，其作用是显示磁场的分布情况。 （2）小磁针静止时N、S极所指方向如图乙所示，b端吸引了小磁针的S 极，异名磁极相互吸引，故b端为N极。（3）把电池的正、负极对调， 观察到周围小磁针的指向改变，由此可知通电螺线管的磁场方向和电流 方向有关。 （1）小磁针 条形 （2）N （3）电流方向 本题考查通电螺线管外部的磁场分布，更加深入地研究了电 流的磁效应，在物理学习中不能只注重结论的学习，还要注意过程的学 习。 小海在探究通电螺线管的磁场特点时，螺线管通电后，小磁 针（红色一端为N极）静止时的指向情况如图所示。 （1）实验表明通电螺线管的内部 （填“存在”或“不存在”）磁场。 （2）若移去图中的小磁针，则通电螺线管周围的磁场 ⁠（填 “会”或“不会”）消失。 （3）请用箭头标出图中A点的电流方向。 【答案】如图所示。 存在 不会 （4）仅改变通电螺线管中的电流方向，各小磁针N极的指向 ⁠ （填“改变”或“不变”）。 改变 知识点三：安培定则的应用 　通电螺线管和磁体A磁极附近的磁感线分布情况如图所示，小 磁针处于静止状态，则 （ ） A. 小磁针的b端为N极 B. 通电螺线管的左端为N极 C. 电源的“+”极为c端 D. 电源的“+”极为d端 　在磁体外部，磁感线从磁体的北极出来，回到南极，据此 确定磁体A右端的极性和通电螺线管的N、S极，从而确定小磁针的N、S 极；利用安培定则确定螺线管中电流的方向，从而可确定电源的正、负 极。 　由于在磁体外部磁感线从磁体的北极出来，回到南极，所 以磁体A的右端为S极，通电螺线管的左端为S极，则其右端为N极；根据通电螺线管外部磁感线的方向可知，小磁针的a端为N极，b端为S极；由安培定则可知，电流从螺线管的左边流入、右边流出，则c端为电源的正极、d端为电源的负极。 　C 　本题考查磁感线的方向、安培定则的应用，需熟练掌握安 培定则。 　如图所示，两个线圈套在光滑的玻璃管上，导线柔软，可 以自由滑动，闭合开关S后，则（　A　） A. 两线圈左右分开 B. 两线圈向中间靠拢 C. 两线圈静止不动 D. 两线圈先左右分开，再向中间靠拢 A 　学习了电与磁的知识后，小科了解到相互靠近的通电导线之间会 产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢？他将两 根导线（可伸长）平行放置后固定（如图甲中A所示），然后依次通上 如图甲中B、C、D所示的电流，通过反复实验证实了他的猜想。 （1）分析图甲中 　　　　（填字母）所示的现象，可知通电导线之间 的相互作用力的方向与电流方向有关。  （2）得到通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小有关的结论， 你的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。 （3）如图乙所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑的水平 桌面上，然后闭合开关S，则该星形回路将 　　　　（填字母）。  A. 不会变形 B. 会变形，所围的面积增大 C. 会变形，所围的面积减小 （4）两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小除了与电流大 小有关外，可能还与哪些因素有关？ 　　　　　　　　（写出一个即 可）。  　（1）要探究通电导线之间的相互作用力的方向与电流方 向的关系，需控制电流大小相同，电流方向不同，据此可得答案。 （2）要探究通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小的关系，需 控制电流方向相同，电流大小不同，据此可得答案。（3）根据相邻两 根导线中的电流方向，结合图甲所示两根导线的相互作用力的方向进行 分析。（4）本小题答案开放，只要合理即可。 　（1）图甲中B所示的两根导线中的电流方向相同，且两根 导线向中间靠拢，说明两根导线相互吸引；图甲中C所示的两根导线中 的电流方向相反，且两根导线向两侧排斥，由此可知，通电导线之间的 相互作用力的方向与电流方向有关。（2）对比图甲中C、D两图，D中 电流为3 A，C中电流为2 A，D中电流大于C中电流，而且D中两根导线向 两侧排斥发生的形变程度比C中大，说明D中两根导线间的相互作用力也 较大。（3）由题意知，当电流通过导线时会产生磁场，此时角上相邻 靠近的两根导线中电流的方向相反，所以它们相互排斥，故所围的面积 会增大。（4）通电导线间的相互作用力的大小除了与电流大小有关 外，可能还与导线的长度、导线间的距离等因素有关。 　（1）B、C　（2）对比图甲中C、D所示的现象，可知电流越大，导线的形变程度越大　（3）B　（4）导线间的距离（或导线的长度等，合理即可） 　本题探究影响相互靠近的通电导线之间的相互作用力的大 小和方向的因素，能根据图甲中的现象得出正确的结论是解题的关键。 1. 一根长直铜导线在靠近（未碰到）一个原来静止的小磁针的过程中 （　C　） A. 小磁针不动，导线中一定没有电流通过 B. 小磁针不动，导线中一定有电流通过 C. 小磁针转动，导线中一定有电流通过 D. 小磁针转动，导线中一定没有电流通过 C 2. 如图所示，通电螺线管左侧的c为条形磁铁，右侧的d为软铁棒，a是 电源的正极。下列判断中正确的是（　D　） A. c、d都被吸引 B. c、d都被排斥 C. c被吸引，d被排斥 D. c被排斥，d被吸引 D 3. 课堂上老师做了如图所示的演示实验，同学们根据实验现象得到如下 结论，其中不正确的是（　B　） A. 甲、乙两次实验表明通电导线周围存在磁场 B. 甲、丙两次实验表明电流有热效应 C. 甲、丙两次实验表明通电导线周围的磁场方向与电流方向有关 D. 甲、乙、丙三次实验现象共同表明电能生磁，且其磁场方向与电流方向有关 B 4. 小明利用如图所示的装置探究通电导线周围的磁场分布情况，通电后 多次敲击塑料板，他观察到铁粉的分布是以直导线上的点为圆心的同心 圆，则磁场强度与同心圆半径的关系图象是（　D　） A. B. C. D. D 5. 如图所示，在螺线管内放入一枚小磁针（涂红的一端为N极），当开 关S闭合后，小磁针北极的指向将（　A　） A. 不动 B. 向纸外旋转90° C. 向纸内旋转90° D. 旋转180° A 6. 如图所示为小聪和小明探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。 实验时，在小圆位置放置小磁针，闭合开关，画出不同位置小磁针静止 时N极的指向；对调电源的正、负极，重复上述操作。下列说法中不正 确的是（　B　） A. 小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向 B. 闭合开关，放置在a、b两处的小磁针静止时N极指向相同 C. 对调电源的正、负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方 向改变 D. 通过该实验可总结出通电螺线管的磁极和电流方向的关 系 B 7. 小明用自制电磁小船对地磁场的方向进行判断，将小船放在平静的水 中，如图所示。闭合开关S，发现船头慢慢转动，则船头偏转的方向 是 （填“顺时针”或“逆时针”）。 顺时针　 8. 医学上对病人进行脑部手术时，需要将体温降到合适的温度。准备手 术之前，病人的心肺功能开始由心肺机取代。心肺机的功能之一是用电 动泵替代心脏，推动血液循环。如图所示，将线圈ab缠绕并固定在活塞 一端，利用与固定磁铁之间的相对运动带动电动泵中的活塞，抽送血 液。图中阀门K1只能向外自由开启，反向则封闭管路；阀门K2只能向内 自由开启，反向则封闭管路。请说明电动泵的工作过程： （1）当电动泵工作时，血液从阀门 抽进，从阀门 送出。  （2）当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为 ⁠极，活塞处 于 （填“抽血”或“送血”）状态。  K2　 K1　 N　 送血　 9. 如图所示，甲、乙为条形磁体，中间是通电螺线管，由图可以判断 A、B、C、D四个磁极依次是（　D　） A. S、N、N、N B. S、N、S、S C. S、S、N、S D. N、N、S、N D 10. 如图所示，在竖直放置的矩形通电线框中悬挂一个能自由转动的小 磁针。当通以图中所示方向的电流时，小磁针的N极将（　A　） A. 转动90°，垂直指向纸内 B. 转动90°，垂直指向纸外 C. 转动180°，指向左边 D. 静止不动，指向不变 A 【解析】由安培定则可知，矩形通电线框中磁感线的方向是垂直于纸面 向内。因为小磁针静止时N极的指向与矩形通电线框中磁感线的方向是 一致的，所以小磁针最终静止时N极应该是垂直指向纸内，即从图中位 置转动90°。 11. 如图所示，在固定位置的通电螺线管附近悬挂一个金属线圈，金属 线圈可看作单匝的螺线管。金属线圈与通电螺线管位于同一竖直平面 内，当两者通入如图所示方向的电流时，下列有关说法中正确的是 （　C　） A. 将会看到金属线圈向左平移 B. 将会看到金属线圈向右平移 C. 从上往下看，将会看到金属线圈逆时针转动，同时靠近通电螺线管 D. 从上往下看，将会看到金属线圈顺时针转动，同时靠 近通电螺线管 C 【解析】由安培定则可知，通电螺线管的电流从左侧下方流入，通电螺 线管的右侧为N极，而金属线圈的外面为N极，里面为S极；由于异名磁 极相互吸引，因此从上往下看，金属线圈逆时针转动，同时靠近通电螺 线管。 12. 如图甲所示为某人在研究电学原理时，设计的一款能测量电流大小 的电流扭秤（内部结构如图乙所示）。两个容器中装有不同温度的水 银，并以导线相连构成温差电源，A、B两端存在电压，其电压大小由温 差决定。该装置利用悬丝在直线导体上方悬挂磁针，当导体中有电流通 过时，磁针偏转。为保证测量的可靠性，此人对电流扭秤进行了多次测 试，数据如表所示。 组别 水银的温度/℃ 磁针偏转情况 A B 方向 角度 1 40 10 顺时针 3θ 2 40 20 顺时针 2θ 3 40 30 顺时针 θ 4 40 50 逆时针 θ （1）实验中，此人是通过 ⁠来反映电流大小的。 （2）根据表中数据推测，若控制A、B中水银的温度分别为30℃和 40℃，则磁针的偏转方向及角度为 ⁠。 （3）相同温差下，为了使磁针偏转得更明显，可采用的方法是 ⁠ ⁠ ⁠（列举一种）。 磁针偏转的角度 逆时针转过θ 换用 磁性更强的磁针（或减小磁针和直线导体之间的距离；或将直线导体换 成导电线圈；合理即可） 13. 在制造精密电阻时，常常采用双线绕法，即把电阻丝从螺线管的一 端绕到另一端，再从另一端绕回来。如果电流方向如图所示，那么 （　A　） A. 螺线管的左、右两端都没有磁极 B. 螺线管的左端为N极，右端为S极 C. 螺线管的左端为S极，右端为N极 D. 螺线管的左端有磁极，右端无磁极 A 【解析】两个线圈的绕向相同，电流方向相反，所以其磁场方向相反。 又因为两个线圈中的电流大小相等，线圈匝数相等，并且铁芯相同，所 以每个线圈产生的磁场强弱相同。两者磁性强弱相同，磁场方向相反， 相互抵消，所以螺线管的左、右两端都没有磁极。 14. 1820年，奥斯特用铂丝连接伏打堆（相当于电源）的两端，铂 丝水平地沿南北方向放置，在铂丝的下方放置一个被玻璃罩封闭的 小磁针，闭合电路后，小磁针发生了轻微的偏转，如图甲所示。他 提出了以下猜想： 猜想1：可能是因为电流使导线产生了热，加热玻璃罩内的空气，引起 了对流，从而导致小磁针的偏转。 猜想2：可能是因为电流产生了磁场，从而导致小磁针的偏转。 奥斯特通过实验很快就否定了猜想1，又做了如图乙、丙所示的两组 实验。 （1）丙组中小磁针将 （填字母）。  A. 顺时针偏转，偏转角度变大 B. 顺时针偏转，偏转角度变小 C. 逆时针偏转，偏转角度变大 D. 逆时针偏转，偏转角度变大 （2）奥斯特通过在玻璃罩和上方的导线之间加入金箔、玻璃等介 质，观察到 的现象，从而否定猜想1。  （3）许多科学家在探究电流能否产生磁场的过程中，将导线放置 在小磁针上方，位置关系如图丁所示，发现小磁针始终不发生偏转，请 简要说明理由： ⁠。 A　 小磁针仍发生偏转　 通电导线正下方的磁场方向与地磁场方向相同 $$