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第7章 磁与电 2 电流的磁场 奥斯特的发现 1.【新课标 物理观念】(2025山东青岛期末)世界上第一个发 现电与磁之间联系的科学家是 ( ) A.欧姆 B.沈括 C.奥斯特 D.法拉第 C 解析 奥斯特发现了通电导线周围存在磁场,是第一个发现 电与磁之间联系的人,故C符合题意。故选C。 2.(2025广东江门月考)某同学利用如图所示的装置研究电与 磁的关系,请仔细观察图中的装置、操作和现象,然后归纳出 初步结论。比较甲、乙可知:_,比较 甲、丙可知:_,这种现象叫作 _。 电流的磁效应 磁场方向与电流方向有关 电流周围存在磁场 解析 甲图中通电有电流,小磁针发生了偏转,乙图中断电无 电流,小磁针未偏转,由此可知:电流周围存在磁场。甲和丙中 都有电流通过,但电流方向相反,同时小磁针偏转的方向也相 反,由此可得出:磁场方向与电流方向有关。以上这种现象叫 作电流的磁效应。 通电螺线管的磁场 3.(2024江西中考)如图所示,通电螺线管旁的小磁针分别静止 在图示位置。请科学推断,最终决定通电螺线管极性的是 ( ) D A.电源正负极的接法 B.螺线管导线的环绕方向 C.小磁针静止时N极的指向 D.螺线管中电流的方向 解析 电源正负极的接法或螺线管的导线的环绕方向相同 时,螺线管的极性均可能不同,所以电源正负极的接法或螺线 管的导线的环绕方向都不能决定螺线管的极性,故A、B错误; 小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向,不影响通电螺线 管的极性,故C错误;对比甲丙、乙丁可知,螺线管中电流方向 相同时,螺线管的极性相同;对比甲乙、丙丁可知,螺线管中电 流方向不同时,螺线管的极性也不相同,所以螺线管中电流的 方向决定通电螺线管的极性,故D正确。 4.(2025山东青岛期末)在探究“通电螺线管外部磁场的方 向”的实验中,小明进行了如下操作: (1)如图所示,在螺线管的两端各放一个小磁针,并在玻璃板上 均匀地撒满铁屑。 ①由图中实验现象可知,通电螺线管的右端相当于条形磁体 的_极。 ②放入小磁针的作用是_。 (2)闭合开关后,为了更好地通过铁屑客观地描述磁场分布情 况,接下来的操作是_,这样做的主要目的是减 小铁屑与玻璃板之间的_,使铁屑在磁场力的作用下 动起来。实验中如果用铜屑代替铁屑,_(选填“能” 或“不能”)显示出磁场分布情况。 不能 摩擦 轻敲玻璃板 显示磁场的方向 N (3)改变电流方向,小明发现,铁屑的分布形状_(选 填“没有改变”或“发生改变”),而小磁针北极的指向与原 来_。 相反 没有改变 解析 (1)通电螺线管的右端与小磁针的S极相互吸引,则通电 螺线管的右端相当于条形磁体的N极;小磁针在磁场中会受到 力的作用,所以小磁针的作用是显示磁场的方向。 (2)闭合开关后,通过铁屑客观直接地描述磁场的分布情况,为 了达到更好的效果,采用轻敲玻璃板的方式,使铁屑与玻璃板 之间的摩擦减小,让玻璃板上的铁屑在磁场力的作用下动起 来;因为铜屑不是磁性材料,不能被磁化,无法显示磁场分布情 况,所以不能用铜屑代替铁屑。 (3)改变电流方向,由安培定则知磁场方向发生改变,但通电螺 线管的磁场分布不变,因此铁屑的分布形状没有改变,而小磁 针指向与原来相反。 5.(2024四川乐山中考)如图所示,闭合开关S后,位于螺线管右 侧的小磁针N极顺时针旋转90 。请在对应括号中标出电源 的“+”“-”极和通电螺线管左侧的极性。 解析 小磁针N极顺时针旋转90 ,说明小磁针N极与通电螺 线管右端相互排斥,通电螺线管右端为N极,左端为S极;根据右 手螺旋定则可以判断,通电螺线管正面导线中电流方向是向 下的,则电源左端为正极,右端为负极。如图所示。 物体的磁性从哪里来 6.【新特色 国防教育】山东舰是中国人民解放军海军的主力 国产航空母舰,该航母在2017年4月26日正式下水。航空母舰 航行一段时间之后会带有磁性。这是因为船体及船上的磁性 材料被地磁场_而呈现舰船磁性,微观层面上,电子绕 原子核旋转形成了_,相当于小磁针,物体被磁化 后,物体内大量“小磁针”指向_。 一致 环形电流 磁化 解析 舰船磁性是由于船体及船上的磁性材料被地磁场磁 化。电子绕原子核旋转形成环形电流,物体被磁化后,物体内 大量“小磁针”指向一致。 7.【新课标 科学思维】(2025河北秦皇岛卢龙期末, )在 如图所示的电路中,小磁针在螺线管内部,根据小磁针静止时 的指向可知 ( ) A A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极 B.b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极 C.a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极 D.b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极 解析 通电螺线管内部的小磁针,静止时N极指向左端,螺线管内部的磁场方向水平向左,内部的磁场由b指向a,则a端是通电螺线管的N极,根据安培定则可知,螺线管中的电流从左侧流进,右侧流出,则c端为电源的正极,d端为负极,故A正确。故选A。 特别提醒 螺线管的磁场与条形磁体相似,根据小磁针的指向,判断出螺线管内部磁场的方向,得出螺线管的极性,再通过安培定则判断出螺线管电流的流向,从而知道电源的正负极。 8.(2024四川成都中考, )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 ( ) B C.将小磁针移到其他位置,N极所指方向一定不变 D.本实验可以得出:通电螺线管的磁极与电流方向无关 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 解析 小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向,其 静止时N极所指方向就是该点的磁场方向,由图可知,小磁针 的左端为S极,因此通电螺线管的右端为N极,故A错误,B正确; 根据通电螺线管周围的磁场特点可知,将小磁针移到其他位 置,其所在磁场的方向可能改变也可能不变,因此N极所指方 向有可能改变,故C错误;改变电路中的电流方向,螺线管两端 的极性改变,可观察到小磁针发生偏转,静止时N极的指向也 会发生改变,因此可得出:通电螺线管的磁极与电流方向有关, 故D错误。故选B。 9.【新课标 科学思维】(2023江苏连云港中考, )如图甲所示,将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方,当接通电源时小磁针偏转,表明_。 改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向也随之改变,表明 _。若将导线绕成螺线管并通电,如图乙所示,则通电螺线管的A端是_极。 S 磁场方向与电流方向有关 通电直导线周围存在磁场 解析 接通电路后,观察到小磁针偏转,说明通电直导线周围 存在磁场。改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向也发 生改变,说明磁场方向改变,这表明通电导体周围的磁场方向 与电流方向有关。由图乙可知,电流从螺线管的B端流入、A 端流出,根据安培定则判断,螺线管的B端为N极,A端为S极。 10.(2024四川成都锦江期末, )如图所示是一个可自由 转动的小磁针放在通电螺线管的一端最终静止时的状态, “N”是小磁针的极性。请在图中画出绕线(三匝即可),使它 和电源形成闭合电路,并标出电源“+”“-”极。 解析 小磁针的N极向上,由磁极间的相互作用规律可知,通 电螺线管的上端为N极;根据安培定则,大拇指指向螺线管的N 极,弯曲的四指指向就是电流方向,假设电源的上端为“+” 极,则电流从上端流入,螺线管的绕线方式如图甲所示;假设电 源的下端为“+”极,则电流从下端流入,螺线管的绕线方式 如图乙所示。 或 11.【新课标 科学探究】( )小明在探究“通电直导线 周围的磁场”实验中,实验装置如图甲所示。 (1)其中小磁针的作用是_。 检验电流周围是否存在磁场 (2)接通电路后,观察到小磁针偏转,说明电流周围存在_, 此现象最早是由物理学家_发现的。 (3)改变直导线中电流方向,小磁针的偏转方向发生了改变,说 明电流周围的磁场方向与_有关。 (4)研究表明,通电直导线周围的磁场分布如图乙所示,则图甲 实验中,若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方,小磁 针偏转的方向_(选填“会”或“不会”)改变。 会 电流方向 奥斯特 磁场 解析 (1)磁场看不到,可以用小磁针检验电流周围是否存在 磁场。 (2)开关闭合时,小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在着磁 场,这是著名的奥斯特实验,此现象最早是由物理学家奥斯特 发现的。 (3)改变电流方向,小磁针的偏转方向也发生了改变,说明磁场 方向改变,即电流周围的磁场方向与电流方向有关。 (4)由图乙可知,通电直导线周围的磁场呈同心圆分布,若将图 甲中小磁针由通电直导线下方移至直导线上方,小磁针周围 的磁场方向由垂直于纸面指向里变为垂直于纸面指向外,所 以小磁针偏转的方向改变。 $$