二、 电流的磁场（培优教学课件）物理新教材苏科版九年级下册

该初中物理课件围绕“电流的磁场”展开，涵盖电流的磁效应、通电直导线与螺线管磁场、安培定则、电磁铁及电磁继电器等核心知识。通过生活电力现象提问导入，衔接电与磁的关联，以实验探究为支架构建知识脉络。 其亮点在于注重科学探究与科学思维培养，如奥斯特实验、通电螺线管磁场探究等环节，引导学生设计实验、分析现象得出结论。结合磁悬浮列车、温度报警器等实例，渗透科学态度与责任，助力学生理解应用，也为教师提供清晰教学路径。

江苏凤凰科学技术出版社 九年级物理 下册 义务教育教科书 第十六章 电与磁 科学家对电与磁的研究， 叩开了电气时代的大门。 如今，崇山峻岭水电生，草滩大漠风机旋; 电力塔架巍峨立，输电网络纵横连; 列车风驰电掣，万家灯火辉煌。 人们正享受着电力发展的丰硕成果。 我们所用的电是怎么产生的呢? 二、电流的磁场 导入新课 第二节 电流的磁场 想一想：电现象和磁现象有很多相似之处，它们之间有没有一定的联系？ 1. 知道电流的周围存在磁场且磁场的方向与电流的方向有关。 2. 知道通电螺线管周围的磁场与条形磁体外部的磁场相似。 3. 会用安培定则判定通电螺线管的磁极或螺线管中电流的方向。 4. 知道电磁铁的构造和工作原理。 5. 知道电磁继电器的构造和工作原理。 学习目标 第二节 电流的磁场 重点与难点 教学重点： 1. 电流的周围存在磁场； 2. 通电螺线管周围的磁场。 教学难点： 电磁继电器的构造和工作原理。 第二节 电流的磁场 学习内容 1. 通电直导线周围的磁场 2. 通电螺线管周围的磁场 3. 电磁铁及其应用 3. 课堂总结 4. 实践与练习 5. 综合提升训练 第二节 电流的磁场 一、通电直导线周围的磁场 第二节 电流的磁场 一、通电直导线周围的磁场 1. 电流的磁效应 （1）如图所示，先将一根直导线架在静止小磁针的上方，使直导线与小磁针平行。接通电路，观察小磁针的指向。 （2） 将小磁针移到直导线的上方，使直导线与静止的小磁针平行。接通电路，观察小磁针的指向。 （3）改变直导线中的电流方向，观察小磁针指向的变化。 提示 ①通电以前，要让导线和小磁针均处于南北方向，减少地磁场的影响。 ②给导线通电时间要短。因为实验时采用短路的形式获得瞬间的较大电流，使实验现象更明显。 【进行实验】 一、通电直导线周围的磁场 【实验现象】①接通电路，小磁针发生偏转。 ②改变直导线中的电流方向，小磁针的指向发生变化。 【实验结论】通电导线周围存在磁场，其方向与电流方向有关。 电流方向 电流方向 电流的磁效应：电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应。 这是丹麦物理学家奥斯特在1820年首先发现的。后来，人们把这个实验称为奥斯特实验。 一、通电直导线周围的磁场 2. 通电直导线周围的磁场分布 电流方向 直线电流周 围的磁感线 细铁屑显示通电直导线周围磁感线的分布 电流方向 小磁针显示通电直导线周围的磁场情况 电流方向 研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，在垂直于通电直导线的平面内，它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆。 一、通电直导线周围的磁场 奥斯特塑像 矗立于奥斯特公园 1820年，奥斯特在课堂上做实验时发现了电和磁之间的联系。 在化学领域，他发现了铝元素。 十九世纪后期，他创建了“思想实验”这名词，他是第一位明确地描述思想实验的现代思想家。 人物介绍 汉斯·克海斯提安·奥斯特（1777年8月—1851年3月），丹麦物理学家、化学家和文学家。 主要成就 一、通电直导线周围的磁场 【例题1】如图，在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关，原来静止的小磁针发生转动。下列分析正确的是（　　） A．小磁针发生转动，说明通电直导线周围存在磁场 B．小磁针发生转动，说明通电直导线周围存在磁感线 C．这个实验叫电磁感应实验 D．改变电池正负极，原来静止的小磁针 发生转动方向不变 A 【解析】AB．当直导线通电时，该实验说明电流周围存在磁场，是为了描述磁场的分布假想的曲线，故A正确；B错误； C．闭合开关，这个实验说明通电导体周围存在磁场，是奥斯特实验，故C错误； D．磁场方向与电流方向有关，电流方向改变，原来静止的小磁针发生转动方向改变。 故选A。 二、通电螺线管周围的磁场 第二节 电流的磁场 二、通电螺线管周围的磁场 1. 螺线管 在研究电流的磁场时，一根导线产生的磁性太弱，若将导线绕成螺线管（也叫线圈）可以使磁性增强。 几种螺线管及其示意图： 螺线管示意图 将导线绕在圆筒上 实验用螺线管 二、通电螺线管周围的磁场 【观察与设计】 （1）观察图所示的螺线管，看看它是怎样绕制的。 （2）想一想：给螺线管通电，其中的电流方向将会是怎样的? （3）为了探究通电螺线管外部的磁场方向，你打算怎样做实验?需要哪些器材? 2. 学生实验：探究通电螺线管外部磁场的方向 为了探究通电螺线管外部的磁场方向，可以把小磁针放在其周围，观察小磁针的指向；或把铁屑撒在其周围，观察铁屑的分布情况。 二、通电螺线管周围的磁场 【实验与记录】 （1）如图所示，连接电路。 （2）接通电路，将小磁针放在通电螺线管周围的不同位置。根据小磁针静止时N极的指向，在图（a）中标出通电螺线管周围各点的磁场方向。 （3）如图（b）所示，把电池的正负极对调，再重复上述步骤。 标出小磁针在各点静止时的指向 二、通电螺线管周围的磁场 （4）如图所示，在固定通电螺线管的玻璃板上均匀地撒上铁屑，通电后轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的分布情况。 通电螺线管周围的铁屑分布 二、通电螺线管周围的磁场 【思考与讨论】 （1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关吗?依据是什么? （2）通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场有相似之处吗?你的依据是什么? 二、通电螺线管周围的磁场 【实验现象与分析】 （1）看到周围小磁针的N极指向不同，如图所示。从小磁针N极指向来看，通电螺线管外部的磁感线是从通电螺线管一端出来回到另一端。外部的磁场与条形磁体外部的磁场相似。 二、通电螺线管周围的磁场 （2）在上面的实验中，改变螺线管中的电流方向，对照上次实验中的现象，观察到小磁针的N极指向与原来刚好相反。 小磁针的N极指向改变，说明磁场方向改变了，即通电螺线管两端磁极的极性改变了。由此可知，通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。 探究归纳： （1）通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极。 （2）通电螺线管磁极的极性跟螺线管中电流的方向有关。 二、通电螺线管周围的磁场 3. 探究通电螺线管两端的极性与环绕电流方向间的关系 （1）设计并进行实验 取绕向不同的螺线管，向螺线管内通入不同方向的电流，用小磁针验证它的N、S极，实验现象如图所示。 二、通电螺线管周围的磁场 （2）实验现象分析 ①甲、乙（或丙、丁）两个螺线管的绕法不同，螺线管中电流的方向相同，通电螺线管两端的极性相同； ②甲、丙（或乙、丁）两个螺线管的绕法相同，螺线管中电流的方向不同，通电螺线管两端的极性不同。 二、通电螺线管周围的磁场 （3）探究归纳 通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的电流方向有关。 通电螺线管的绕法可能不同，电流流入的端点可能不同，但只要环绕螺线管的电流方向相同，通电螺线管两端的极性就相同。 二、通电螺线管周围的磁场 想一想： 怎样判断通电螺线管磁极的极性与电流方向之间的关系呢? 电流方向 电流方向 电流方向 电流方向 N N S S 二、通电螺线管周围的磁场 4. 安培定则 对于通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系，我们可以用安培定则来表述。也叫右手螺旋定则。 用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与螺线管中的电流方向一致，则拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图所示。 这种判断方法称为安培定则。 通电螺线管的磁感线 安培定则 （1）安培定则 二、通电螺线管周围的磁场 （2）安培定则的应用 ①根据通电螺线管中电流的方向，判断螺线管的极性。 ②由通电螺线管两端的极性，判断螺线管中电流的方向。 ③根据通电螺线管的南、北极以及电源的正、负极，画出螺线管的绕线。 二、通电螺线管周围的磁场 （3）应用安培定则时的注意事项 ① 决定通电螺线管两端极性的根本因素是螺线管中电流的方向，电流的方向一致则通电螺线管两端的极性就相同。 ② 通电螺线管的N极和S极一定在两端。 ③使用安培定则时，必须让右手弯曲四指所指的方向与螺线管中电流的方向一致。 二、通电螺线管周围的磁场 【例题2】根据图中磁感线的分布标出电源的正极及磁感线A点的方向。 【解析】由图可知，右边磁体的左端为S极，由同名磁极相排斥可知，通电螺线管的右端为S极，由安培定则可知，电流从通电螺线管的左端流入，从通电螺线管的右端流出，所以电源的左端为正极；由于规定磁感线从N极出发，回到S极，所以A点磁感线的方向沿磁感线向下，如图所示. 二、通电螺线管周围的磁场 【例题3】在探究“通电螺线管外部的磁场分布”的实验中： （1）小磁针_________极的方向是该点的磁场方向； （2）开关闭合后，小磁针分布状态如图甲所示，说明通电螺线管外部的磁场与_________ 的磁场相似； （3）为了探究通电螺线管的磁场方向与电流方向是否有关，写出一种操作方法： ________________ ； （4）闭合图乙中的开关，则通电螺线管左端为_____ 极。 条形 S N/北 对调电源正负极 二、通电螺线管周围的磁场 【解析】（1）小磁针在磁场中静止时，N极的指向是该点的磁场方向。 （2）开关闭合后，小磁针分布状态如图甲所示，小磁针的N极指示一定的方向，说明通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 （3）为了探究通电螺线管的磁场方向与电流方向是否有关，需要控制磁场方向不变，改变电流的方向，所以操作方法：对调电源正负极。 （4）闭合图乙中的开关，电流从螺线管的左侧流入，根据安培定则可知，通电螺线管左端为S极。 三、电磁铁及其应用 第二节 电流的磁场 三、电磁铁及其应用 1. 电磁铁 电磁铁由线圈和铁芯组成 。在一根软铁芯上，用漆包线密绕成线圈就做成了一个简单的电磁铁，通电后它能产生磁性。 （1）特点：有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性。 螺线管 铁芯 U形电磁铁 电磁铁 三、电磁铁及其应用 （2）工作原理 电磁铁是利用电流的磁效应来工作的。 在螺线管的内部插入铁芯通电后，铁芯在螺线管的磁场中被磁化，两磁场叠加，使电磁铁的磁性大大增强。 螺线管的磁场+铁芯的磁场 螺线管的磁场 三、电磁铁及其应用 （3）电磁铁磁极极性的判断 电磁铁的磁极极性与通电螺线管的磁极极性是一致的，可运用安培定则来判定。 三、电磁铁及其应用 【提出问题】电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关? 【猜想与假设】 ①电磁铁只有在线圈中通有电流时才有磁性，由此猜想电流的大小应该会影响电磁铁磁性的强弱。 ②构成电磁铁的主要部件是线圈，由此猜想线圈的形状和匝数可能会影响电磁铁的磁性强弱。 （4）探究影响电磁铁磁性强弱的因素 三、电磁铁及其应用 【实验方法 】 ①控制变量法： 控制电磁铁线圈的匝数不变，改变线圈中电流的大小。控制电磁铁线圈的电流不变，改变线圈匝数。 ②转换法： 根据电磁铁吸引铁钉或曲别针等数量的多少来判断电磁铁的磁性强弱。 三、电磁铁及其应用 把电磁铁、电源（带开关）、滑动变阻器、电流表等组成串联电路。 S R A P 【实验器材与电路】 三、电磁铁及其应用 ①按照电路图，把滑动变阻器、电流表和一定匝数的电磁铁串联起来，移动变阻器的滑片P，改变电路中的电流。观察电磁铁吸引曲别针的数目有什么变化。 【进行实验 】 三、电磁铁及其应用 ②把三个匝数不同的电磁铁串联在电路中，观察电磁铁吸引曲别针的数目有什么变化。 C 三、电磁铁及其应用 实验①中，通过电磁铁的电流越大，吸引曲别针的数目越多，说明电磁铁的磁性越强；实验②中，线圈匝数多的c电磁铁吸引曲别针的数目最多，说明c电磁铁的磁性比a与b电磁铁的磁性强。 【分析论证】 【实验结论】 线圈匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 三、电磁铁及其应用 （5）电磁铁的优点 ①可以通过电流的通断来控制其磁性的有无。 ②可以通过改变电流的方向来改变其磁极的极性。 ③可以通过改变电流的大小或线圈匝数的多少来控制其磁性的强弱。 三、电磁铁及其应用 （6）电磁铁的应用 ①电磁铁直接对磁性物质有吸引力的作用 例如应用在电铃、电磁起重机、电磁刹车装置和许多自动控制装置上。全自动洗衣机的进水、排水阀门，卫生间里感应式冲水器的阀门，也都是由电磁铁控制的。 电磁起重机 电铃 耳麦、喇叭 三、电磁铁及其应用 ②电磁铁可以产生强磁场 现代技术上很多地方需要的强磁场都是由电磁铁提供的，如磁悬浮列车、电动机、发电机、磁疗设备、测量仪器、研究微观粒子用的加速器等。 2003年，上海浦东机场磁悬浮铁路成为我国第一条正式投入运营的磁悬浮铁路，最高速度可达500km/h以上。 三、电磁铁及其应用 在生产技术中，一些大型机器在工作时的电流大，电压高，人们直接控制或操作是很危险的，那怎么才能控制这些强大的电流？ 原来人们使用了电磁继电器，下面学习电磁继电器的工作原理。 2. 电磁继电器 （1）电磁继电器 电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置。 电磁继电器实质上是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。 三、电磁铁及其应用 （2）电磁继电器的构造及工作电路 电磁继电器是用电磁铁控制电路的一种开关。它的构造及工作电路如图所示。 电磁继电器的工作电路可分为控制电路和受控电路两部分。 ①控制电路：电磁铁A、衔铁B、低压电源U1、开关S。 ②受控电路：高压电源U2，电动机M，电磁继电器的触点D、E。 三、电磁铁及其应用 （3）电磁继电器的工作原理 闭合控制电路中的开关S，电流通过电磁铁A的线圈产生磁性，把衔铁B吸下来，使动触点D与静触点E接触，受控电路闭合，电动机工作。 断开开关S，线圈中的电流消失，电磁铁的磁性消失，衔铁B在弹簧C的作用下与电磁铁A分离，使触点D、E脱开，受控电路断开，电动机停止工作。 三、电磁铁及其应用 （4）电磁继电器的应用 ①利用电磁继电器可以通过控制低电压、弱电流电路的通断来间接地控制高电压、强电流工作电路的通断，使人远离高压环境。 ②利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等环境，实现远距离控制。 ③在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，可以实现对温度、压力或光的自动控制，如电铃、防盗报警、防汛报警、温度自动控制、空气开关自动控制等。 三、电磁铁及其应用 （5）电磁继电器应用实例 电磁铁 衔铁 触点 ①温度自动报警器 制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号。 三、电磁铁及其应用 工作原理： 温度升高时，水银柱上升，与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号。 三、电磁铁及其应用 右图是直流电铃的原理图。衔铁B与弹性片A相连，电源断开时，弹性片是和螺钉接触的。接通电源后电磁铁吸引衔铁，敲击铃碗发声，但同时弹性片与螺钉分离导致断电，电磁铁失去磁性后弹性片又和螺钉接触而通电，如此往复。 弄懂原理后，请你在右图所示的继电器上把电源连在电路里，使它成为一个电铃。 ②机械电铃工作原理 三、电磁铁及其应用 三、电磁铁及其应用 ③水位自动报警器原理 当水位上涨时，水与金属A接触，由于水（不纯净）是导体，使控制电路接通，电磁铁吸引衔铁，使动触点与下面的静触点接触，工作电路接通，则红灯发光； 当水位下降时，使控制电路断开，电磁铁失去磁性，弹簧拉着衔铁使动触点与上面的静触点接触，工作电路接通，则绿灯亮。 三、电磁铁及其应用 【例题4】小华想用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。 （1）他用相同的漆包线和____（选填“钢钉”或“铁钉”）绕制成两个电磁铁A和B，B钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示； （2）如图甲，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引 的大头针_____（选填“更多”“不变”或“更少”），说明在线圈匝数一定时，电磁铁的磁性强弱与__________有关； （3）如图乙，把电磁铁A和B串联。闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总比A能 吸引更多的大头针，通过比较， 得出的结论是______ 。 见解析 更少 铁钉 电流大小 三、电磁铁及其应用 【解析】（1）钢是硬磁性材料，铁是软磁性材料。硬磁性材料磁化后不易退磁，软磁性材料磁化后很少保留磁性。因此用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B，实验装置如图所示。 （2）图甲中，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右移动，滑动变阻器连入电路的电阻变大，电路电流变小，电磁铁磁性变弱，能吸引更少的大头针，根据控制变量法可知，在线圈匝数一定时，电磁铁的磁性强弱与电流大小有关。 （3）图乙中，电磁铁A和B串联。闭合开关后，电磁铁A和B通过的电流相等，但电磁铁B比电磁铁A的线圈匝数多，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总比A能吸引更多的大头针，根据控制变量法，可得出的结论是在电流大小一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 三、电磁铁及其应用 【例题5】请用下图设计一个温度自动报警器，要求正常情况下绿灯亮，当温控箱内温度升到一定温度时，红灯亮（绿灯灭）。 【解析】根据题意，将温控箱内温度计与电磁铁、控制电源组成控制电路，将工作电源与两盏灯组成工作电路，其中红灯接下触点，绿灯接上端触点。当温度升到一定温度时，控制电路接通，电磁铁将衔铁吸下，红灯亮。如图所示。 四、课堂总结 第二节 电流的磁场 课堂总结（1） 电流的 磁效应 磁场与条形磁体的磁场相似，极性跟螺线管中电流的方向有关 用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那一端就是螺线 管的N极。 电流周围 存在磁场 电流的磁场 磁感线是以电流为中心的一系列同心圆 通电直导 线的磁场 通电螺线 管的磁场 安培定则 课堂总结（2） 优点 电磁继电器 磁性强弱 定义 内部带铁芯的通电螺线管称为电磁铁. 利用电流的磁效应来工作的. 电磁铁线圈的匝数越多、电流越大， 电磁铁的磁性就越强. ①可通过电流的通断来控制其磁性的有无. ②可通过改变电流方向来改变其磁极的极性. ③可通过改变电流大小或线圈匝数控制磁性强弱. ①概念：继电器是利用低电压、弱电流电路的通断， 来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置. ②构成：电磁铁、衔铁、弹簧、动触点、静触点. ③工作原理：电磁继电器靠电磁铁和弹簧的 共同作用实现工作电路状态的转换. 电磁铁 电磁铁 五、实践与练习 第二节 电流的磁场 实践与练习 1. 根据图中小磁针的指向，标出通电螺线管中的电流方向。 【解析】小磁针静止时，S极向左，因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故可知螺线管右侧为N极，左侧为S极； 由安培定则可标出螺线管中的电流方向，如图所示. ➛ ➛ ➛ ➛ ➛ ➛ 实践与练习 【解析】 根据安培定则进行判断。则 图(a)左端为S极，右端为N极；图(b)左端为N极，右端为S极. 2. 在图（a）、（b）中分别标出通电螺线管的N极和S极. N N S S 实践与练习 【解析】提示：找一个螺线管和一枚小磁针，用蓄电池给螺线管通电，通过小磁针判断通电螺线管两端的极性，从而确定螺线管中的电流方向，最后根据电流方向确定蓄电池的正负极.。 3. 有一个蓄电池，它的正负极标识已经模糊不清，怎样辨别其正负极?写出你需要的器材并说出判断的方法。 实践与练习 【解析】当汽车钥匙插入钥匙孔并旋转后，电磁铁所在的控制电路闭合，线圈产生磁场，从而对衔铁产生吸引力，使动、静触点接触，电动机所在的工作电路接通，电动机开始工作； 将钥匙拔出，电磁铁所在的控制电路断开，磁性消失，动、静触点脱开，电动机所在的工作电路断开，电动机停止工作。 4. 如图所示，有些汽车启动时，需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转（相当于闭合开关）。根据电路图，你能说出人们是怎样通过汽车钥匙控制电动机M的吗? 实践与练习 5. 医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”（血泵）的体外装置来代替心脏，以推云力血液循环。图是该装置的示意图，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启。 线圈中的电流从A流向B和从 B流向A时，线圈左端分别是电磁铁的哪一极?活塞向哪个方向运动?血液如何流动? 实践与练习 【解析】电流从A流向B时，线圈左端为S极，活塞向左运动，S1关闭，血液从S2流入； 电流从B流向A时，线圈左端为N极，活塞向右运动，S2关闭，血液从S1流出. 六、综合提升训练 第二节 电流的磁场 综合提升训练 1．如图是奥斯特实验的示意图，当开关闭合时，小磁针发生偏转，下列说法正确的是（　　） A．这一现象说明通电导线周围的空间中产生了磁场 B．电流方向改变，小磁针的偏转方向不变 C．通电导线周围的磁场方向由小磁针的指向决定 D．移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场 【解析】A．导体通电后，导体旁边的小磁针发生偏转说明通电导线周围的空间中产生了磁场，故A正确； B．电流方向改变，小磁针的偏转方向改变，故B错误； CD．通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的，而不是小磁针的指向决定的，即使移去小磁针，通电导线周围的磁场也不会消失，故CD错误。故选A。 A 2. 下图是小聪和小明同学探究“通电螺线管的磁场方向”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；对调电源正负极，重复上述操作。下列说法不正确的是（ ） 综合提升训练 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处的小磁针静止时N极指向相同 C．对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向改变 D．通过实验可总结出通电螺线管的极性和电流方向的关系 【解析】A．通电螺线管周围存在磁场，小磁针静止时N极的指向即为通电螺线管周围某一点的磁场方向，故A正确，不符合题意； B．闭合开关，通电螺线管周围存的磁场与条形磁铁相似，通电螺线管周围某一点磁场的方向即这点磁感线的切线方向，也就是小磁针静止时N极指向，故放置在a、b处的小磁针静止时N极指向不相同，故B错误，符合题意； C．电流周围的磁场方向与电流方向有关。对调电源正负极，闭合开关，通过通电螺线管的电流方向改变，则通电螺线管的磁场方向改变，故C正确，不符合题意； D．因磁感线都是从Ｎ极发出，回到S极的，根据实验操作过程，总结小磁针的指向，可总结出通电螺线管的极性和电流方向的关系，故D正确，不符合题意。 故选B。 综合提升训练 3．如图甲所示是“磁浮地球仪”。在地球仪中装入条形磁铁，底座中的电磁铁就可将其“漂浮”在空中，其工作原理如图乙所示。下列判断正确的是（ ） C 综合提升训练 A．电磁铁的上端为N极 B．电源的左端为负极 C．其工作原理是同名磁极相互排斥 D．滑片P向左移动可增加地球仪“漂浮”的高度 【解析】AB．根据同名磁极相互排斥可知，图中电磁铁的上端应为S极，则由安培定则可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，电路中的电源的左端为正极，故AB错误； C．磁浮地球仪稳定地“漂浮”起来，其利用的工作原理是同名磁极互相排斥，故C正确； D．滑片 向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，电流变小，电磁铁磁性减弱，可降低地球仪“漂浮”的高度，故D错误。 故选C。 综合提升训练 4. 根据电源的正负极，在图中括号内标出小磁针的N极或S极。 综合提升训练 【解析】电流从通电螺线管的右侧流入，左侧流出，根据安培定则可知，通电螺线管的左侧为S极，右侧为N极，因为同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，因此小磁针的左端为S极，右端为N极，如图所示。 5. 1820年丹麦物理学家________通过实验发现了通电导体周围存在磁场。如图所示是一个水位自动报警器的原理图，水位上升到金属块A之后，_____（选填“红”或“绿”）灯亮。 综合提升训练 【解析】丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，即发现了通电导线周围存在磁场。 由图可知，当水位上升到金属块A时，电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，与下触点接触，使红灯接通电源，则红灯亮。 红 奥斯特 6．在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中： ①小明将小磁针放在螺线管周围不同的位置如图（a）所示，放小磁针的目的是_____________________； ②闭合开关后观察到如图（b）所示的现象，说明通电螺线管周围存在__________； ③通电螺线管周围的磁场方向和电流方向有关，你怎样验证，方法是________________________。 改变螺线管中的电流方向，观察小磁针的指向变化情况 综合提升训练 确定通电螺线管周围磁场的方向 磁场 【解析】①因为小磁针放入磁场中，小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同，所以实验中使用小磁针是为了确定通电螺线管周围磁场的方向。 ②闭合开关后观察到小磁针按一定的规律发生偏转，说明通电螺线管周围存在磁场。 ③通电螺线管周围的磁场方向和电流方向有关，验证方法是改变螺线管中电流方向，观察小磁针的指向变化情况。 综合提升训练 $