第20.2节 电生磁（高效培优·讲义）物理新教材人教版九年级全一册

第20.2节 电生磁 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 电流的磁效应与安培定则 考点02 通电螺线管的磁场 03 避坑指南·解题通法 角度01 奥斯特实验 角度02 电流周围的磁场及其分布规律 角度03 探究通电螺线管的磁场特点 角度04 通电螺线管的磁场 角度05 判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系 角度06 通电螺线管之间或与磁体的相互作用 角度07 安培定则与 利用安培定则作图 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.记住奥斯特实验，理解电流的磁效应：通电导线周围存在磁场。 2.掌握通电螺线管的磁场特点；会使用安培定则（右手螺旋定则）判断磁极与电流方向。 3.知道通电螺线管磁场强弱和电流大小、线圈匝数有关。 1.奥斯特实验说明电可以生磁；磁场方向随电流方向改变。 2.通电螺线管外部磁场类似条形磁体；内部磁场从S指向N。 3.安培定则：右手握住螺线管，四指顺着电流环绕方向，大拇指指向螺线管 N 极；注意是右手，不要误用左手。 知识导图 考点01 电流的磁效应与安培定则 1、奥斯特实验 （1）实验器材：电源、导线、小磁针。 （2）实验步骤： ①将一根导线平行放在静止的小磁针的上方，给导线通电、断电，观察小磁针的偏转情况。 ②改变电流的方向观察小磁针的偏转情况。 （3）奥斯特实验说明： ①通电导线周围存在着磁场。 ②电流的磁场方向与电流方向有关。 2、电流的磁效应：通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。  （1）奥斯特实验说明：通电导线周围存在磁场；磁场方向和电流方向有关；这一现象叫电流的磁效应，也就是所说的电生磁。 （2）奥斯特是历史上第一个揭示了电与磁之间联系的科学家。 3、安培定则 安培定则 用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极（N极） 安培定则的应用 已知通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性。 具体方法： ①标出通电螺线管中电流的方向； ②用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流方向； ③大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图所示。 已知通电螺线管两端磁极，判断通电螺线管中电流的方向。 具体方法： ①先用右手握住通电螺线管，大拇指指向N极； ②弯曲的四指所指的方向就是螺线管中电流的方向； ③按照四指弯曲的方向在螺线管中标出电流方向。 【深化点拨】 1．奥斯特实验注意事项： （1）实验时要让导线和小磁针均处于南北方向，因为通电前小磁针只受地磁场的作用，静止在南北方向，便于比较通电前后小磁针的偏转情况 （2）给导线通电时间要短，因为实验时采用的事短路的方法获得瞬间较大的电流，目的是使实验现象更明显。 2．安培定则的解题方法点拨:用好、用活、用准右手螺旋定则，就能解决电磁学中的许多实际问题。 1．如图所示是奥斯特实验中小磁针发生偏转的情境。关于该实验的分析，下列说法正确的是（     ） A．该实验说明通电导线周围存在磁场 B．该实验说明电流具有热效应 C．小磁针的指向决定了该点的磁场方向 D．若改变导线中的电流方向，小磁针的偏转方向不会改变 【答案】A 【详解】A．奥斯特实验中小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场，故A正确； B．该实验说明电流具有磁效应，故B错误； C．物理学中规定小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向，磁场方向由磁场本身决定，故C错误； D．通电导线周围磁场的方向与电流方向有关，改变电流方向，磁场方向改变，小磁针的偏转方向改变，故D错误。 故选A。 2．如图所示，按照小磁针N极所指方向，判断出通电螺线管的南极和北极，根据______定则，从而判断出电源的右端为______极。 【答案】安培 负 【详解】由图可知，小磁针的左端是N极，右端为S极；因为同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，所以通电螺线管的右端是N极，左端是S极。根据安培定则，伸出右手握住螺线管使大拇指指示通电螺线管的N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流由螺线管的左端流入，即电源的左端为正极，右端是负极。 3．请在图中括号内标出通电螺线管右端的极性并画出磁感线的方向。 【答案】 【详解】根据安培定则：右手握住螺线管，四指顺着螺线管的电流方向弯曲，大拇指指向左端，因此左端是N极，右端为S极。在磁体外部，磁感线永远从N极出发，回到S极，因此螺线管上方的磁感线方向从右向左。 4．如图是奥斯特实验的示意图。 (1)实验探究的是通电导线周围是否存在________。 (2)实验前小磁针的S极应指向地理的_________极。 (3)接通电路后，观察到小磁针发生偏转，改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，表明导线周围磁场的方向与_________的方向有关。 (4)如果从图中移走小磁针，通电导线周围_______（选填“依然存在”或“将不存在”）磁场。 【答案】(1)磁场 (2)南 (3)电流 (4)依然存在 【详解】（1）奥斯特实验运用了转换法，通过小磁针是否偏转，来判断通电导线周围是否存在磁场。 （2）地球本身是一个大磁体，地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近。小磁针静止时，S极指向地磁的北极，也就是地理的南极。 （3）改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，说明导线周围的磁场方向发生了改变，表明导线周围的磁场方向与通过导线的电流方向有关。 （4）由于通电导线周围存在磁场，小磁针的作用是能直观地观察到磁场的存在，所以移走小磁针，通电导线周围依然存在磁场。 考点02 通电螺线管的磁场 1、通电螺线管 （1）把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫通电螺线管。 （2）给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。 2、通电螺线管外部的磁场 （1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关。 （2）通电螺线管外部磁场跟条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极。 （3）通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反（内外磁场方向大致走向相反）。 3、通电螺线管的极性 （1）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中电流方向有关。 （2）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中线圈的绕向有关。 4、探究通电螺线管的磁场特点 （1）实验目的：利用小磁针及铁屑，探究通电螺线管外部磁场的形状及方向。 （2）实验器材：螺线管、小磁针、玻璃板、铁屑、电源、开关、滑动变阻器、导线若干。 （3）实验步骤： 步骤1：在有螺线管的玻璃板上均匀撒满铁屑，闭合开关使电流通过螺线管。 步骤2：轻敲玻璃板，观察铁屑的排列情况， 步骤3：在通电螺线管周围放一些小磁针，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。 步骤4：改变螺线管中的电流方向，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。 步骤5：改变螺线管的绕线方向，重复（3）、（4）。 （3）实验结论： ①通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。 ②通电螺线管的磁场方向与环绕螺线管的电流方向有关。 【深化点拨】 探究通电螺线管的磁场特点注意事项 （1）实验中，螺线管周围应尽可能多放一些小磁针，以便于观察磁场的方向。 （2）实验中，注意观察环绕螺线管的电流方向。 （3）为了使实验效果更明显，应增大通电螺线管中的电流。 1．在探究“通电螺线管外部的磁场”实验中，小磁针静止时N极的指向如图所示，小磁针N极指向螺线管的右端。由此可判断螺线管左端为（    ） A．N极 B．S极 C．无法判断 D．与电流方向无关 【答案】A 【详解】由图可知，小磁针N极指向螺线管的右端，由异名磁极相互吸引可知，螺线管的右端是S极，螺线管的左端是N极，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．我国磁悬浮技术世界领先，图1为常导磁吸悬挂式列车，利用电磁铁与轨道间的吸引力实现悬浮，原理如图2，图2中通电螺线管的下端为______极（选填“N”、“S”）；根据______定则，判定图2中a为______极（选填“正”、“负”）。 【答案】 S 安培 正 【详解】图2中磁铁的上端为N极，因异名磁极互相吸引，则通电螺线管的下端为S极。 图2中，因为通电螺线管的上端为N极，由安培定则可知，用右手握住螺线管，大拇指指向通电螺线管N极方向，则四指所指方向为通电螺线管线圈中的电流方向，据此可知，图2中通电螺线管线圈中的电流从通电螺线管的下端流入，上端流出，因此可判定图2中a为正极。 3．如图，电流表的正、负接线柱连接正确，请标出小磁针的N极，并用箭头标出A点的磁感线方向。 【答案】 【详解】电流表按正进负出接入电路，因此电源的右侧为正极，左侧为负极； 根据安培定则，螺线管的右端为N极，左端为S极；在磁体外部，磁感线总是从N极出发，回到S极，因此螺线管上方A点的磁感线方向从右指向左；根据磁极间的相互作用，小磁针的右端为N极。 4．某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。 (1)在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的______极，说明地球周围存在磁场。 (2)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，说明通电螺线管外部磁场与______相似；对调电源正负极，小磁针静止时N极指向与图乙中小磁针N极指向相反（如图丙），说明通电螺线管的极性与______的方向有关。 (3)实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施：______（写出一种方法即可）。 【答案】(1)北 (2) 条形磁体 电流 (3)减小滑动变阻器接入电路的阻值/增大电源电压 【详解】（1）地球本身是大磁体，地磁场的南极在地理北极附近，根据异名磁极相吸，小磁针静止时N极会指向地理的北极，这是地磁场的基本性质。 （2）通电螺线管外部的磁场两端磁性最强、中间磁性弱，磁场分布的形态和条形磁体的外部磁场分布相似；对调电源正负极后，螺线管中的电流方向发生改变，小磁针N极指向全部反向，说明通电螺线管的极性和电流的方向有关。 （3）通电螺线管周围磁场的强弱和电流大小有关，电流越大，磁场越强。可以调节滑动变阻器接入电路的阻值，增大螺线管中的电流从而增强磁场，或者增大电源电压。 电生磁的综合应用及解题步骤 1.奥斯特实验：必须“理解电流的磁效应” （1）实验现象：当导线中有电流通过时，旁边的小磁针发生偏转；断电后，小磁针恢复原位。 （2）结论： 通电导线周围存在磁场（即电流的磁效应）。 磁场的方向与电流的方向有关。 （3）注意：实验中导线通常是南北放置，且位于小磁针上方，这样小磁针偏转最明显（排除地磁场干扰）。 2.通电螺线管的磁场：必须“掌握分布规律” （1）磁场分布：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场非常相似。 两端磁性最强（相当于N、S极），中间磁性最弱。 （2）极性变化：螺线管两端的极性（N/S极）取决于电流的方向。改变电流方向，N、S极会对调。 （3）影响因素：磁场的强弱与电流大小、线圈匝数有关（电流越大、匝数越多，磁场越强）。 3.安培定则（右手螺旋定则）：必须“熟练右手操作” （1）操作方法： 用右手握住螺线管。 让四指弯曲的方向与螺线管中电流的方向一致。 则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极。 （2）三大应用题型： 已知电流方向→判断N/S极。 已知N/S极→判断电流方向。 已知N/S极和电流方向→判断线圈绕法（这是最难的一种，需要逆向思维）。 角度01 奥斯特实验 1．如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行，接通电路后，观察到小磁针偏转。下列说法错误的是（　　） A．此实验说明通电导体周围存在磁场 B．改变电流方向，小磁针偏转方向可能不变 C．实验中小磁针的作用是检测电流产生的磁场 D．将导线断开，小磁针N极将指向地理的北极 【答案】B 【详解】A．这是奥斯特实验，实验中通电后小磁针发生偏转，证明了通电导体周围存在磁场，也就是电流的磁效应，故A正确。 B．通电导体周围的磁场方向与电流方向有关，根据安培定则，电流方向改变时，磁场方向也会改变。小磁针的偏转方向由磁场方向决定，所以改变电流方向，小磁针的偏转方向一定会改变，而不是“可能不变”，故B错误。 C．小磁针本身具有磁性，在磁场中会受到力的作用而发生偏转，所以可以通过小磁针的偏转来间接检测电流产生的磁场，故C正确。 D．导线断开后，电流消失，电流产生的磁场也消失，此时小磁针会在地磁场的作用下指向南北方向，N极指向地理的北极（地磁的南极），故D正确。 本题选择说法错误的，故选B。 2．如图所示，是奥斯特实验装置，接通电路后，小磁针发生偏转，将电源两极调换后，小磁针偏转方向发生改变，这说明小磁针偏转方向与___________有关。断电后，小磁针在___________的作用下又恢复到原来的位置。通过以上实验也说明了通电导体周围存在着___________。 【答案】 电流方向 地磁场 磁场 【详解】电流方向改变时，通电导线周围的磁场方向改变，小磁针偏转方向随之改变，故小磁针偏转方向与电流方向有关。 断电后通电导线的磁场消失，小磁针在地磁场的作用下恢复到原来的位置。 通电后小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在能对小磁针（磁体）产生力的作用的物质，也就是磁场。 3．小强同学受奥斯特实验的启发，产生了探究通电直导线周围磁场的兴趣，探究过程如下： (1)如图所示连接好电路，放上能自由转动的小磁针，调节_______（填“直导线”或“小磁针”）的位置，使小磁针静止时与直导线平行。 (2)实验中，改变导线中电流方向，小磁针偏转方向会发生改变，该现象表明_______。 (3)在其它实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，小磁针的转动方向将_______（填“不改变”或“改变”）。 【答案】(1)直导线 (2)磁场方向与电流方向有关 (3)改变 【详解】（1）自由转动的小磁针静止后会受地磁场影响指向南北，实验中需要调节直导线的位置，使直导线与静止的小磁针平行，便于观察小磁针的偏转。 （2）实验中，改变导线中电流方向，小磁针偏转方向会发生改变，该现象表明磁场方向与电流方向有关。 （3）在其它实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，导线下方的磁场方向与上方相反，所以小磁针的转动方向将改变。 角度02 电流周围的磁场及其分布规律 4．关于如图所示的实验，下列说法中正确的是（　　） A．通电后小磁针转动，说明通电导线周围存在磁场 B．移走小磁针，电流的磁场消失 C．改变电流方向，小磁针偏转方向不变 D．将导线断开，小磁针N极将指向地磁场的北极 【答案】A 【详解】A．图甲是奥斯特实验，通电后小磁针转动，说明通电导线周围存在磁场，故A正确； B．小磁针偏转，即说明了通电导线周围有磁场，移走小磁针，其磁场仍然存在，故B错误； C．通电导体的周围存在磁场，磁场的方向与电流的方向有关，改变电流方向，小磁针偏转方向改变，故C错误； D．由于地球是个巨大的磁体，其周围也存在着磁场，所以将图中导线断开，小磁针N极将指向地磁场的南极，即地理的北方，故D错误。 故选A。 5．如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。接通电路后，观察到小磁针没有偏转。原因可能是：导线内的电流太_______，它产生的磁场太_______，不能够让小磁针偏转。 【答案】 小 弱 【详解】通电导线内电流太小，导致它产生的磁场太弱，给小磁针的磁力很小，不能让小磁针偏转。 角度03 探究通电螺线管的磁场特点 6．探究“通电螺线管的极性”实验示意图。闭合开关小磁针静止时N极指向如图所示。下列说法正确的是（　　） A．根据小磁针指向可以判定，通电螺线管的右端为S极 B．根据电流方向可以判定，通电螺线管的右端为N极 C．将小磁针移到其他位置，N极所指方向一定不变 D．改变线圈的绕向，通电螺线管的N、S极不会改变 【答案】B 【详解】A．小磁针的右端为N极，左端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的右端为N极，故A错误； B．根据电流方向，电流从螺线管的左端流入，右端流出，由安培定则可以判定，通电螺线管的右端为N极，故B正确； C．由于通电螺线管周围的磁场方向可能相同也有可能不同，因此将小磁针移到其他位置，N极所指方向不一定不变，故C错误； D．改变线圈的绕向，由安培定则可知，通电螺线管的N、S极也会改变，故D错误。 故选B。 7．把小磁针放在通电螺线管附近不同的位置，可根据小磁针静止时______极的指向判断出该位置的磁场方向。若只改变通电螺线管中的电流方向，则通电螺线管的磁极方向______。（选填“改变”或“不改变”） 【答案】 北/N 改变 【详解】根据磁场方向的规定，小磁针静止时北（N）极的指向就是该位置的磁场方向。 通电螺线管的磁极方向由电流方向决定，依据安培定则，仅改变通电螺线管的电流方向时，其磁极方向会随之改变。 8．小明和他的学习小组在实验室探究通电螺线管外部磁场的特点。 (1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在玻璃板面上均匀地撒满铁屑、闭合开关并______玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。可见，通电螺线管外部磁场与______的磁场相似； (2)为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向，同学们把小磁针放在螺线管四周不同的位置闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向如图乙所示（涂黑的一端是N极），则此时通电螺线管的A端为______极（选填“N”或“S”）。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向与图乙相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与______有关； (3)根据以上图中的实验现象推断，通电螺线管的内部______（选填“有”或“没有”）磁场，依据是：______。 【答案】(1) 轻敲 条形磁体 (2) N 电流的方向 (3) 有 铁屑在螺线管内部的分布是有规律的 【详解】（1）闭合开关后轻敲玻璃板，是为了减小铁屑与玻璃板的摩擦，让铁屑在磁场作用下自由转动排列，清晰显示磁场分布。 最终铁屑的排布和条形磁体周围的铁屑分布规律一致，因此通电螺线管外部磁场和条形磁体的磁场相似。 （2）根据磁场方向的规定，小磁针静止时N极的指向就是该点的磁场方向，图乙中螺线管上方的小磁针N极指向右侧，说明螺线管外部磁场从A端指向B端，而磁体外部磁感线是从N极出发回到S极，因此A端为N极. 对调电源正负极后，螺线管的电流方向改变，小磁针指向全部反向，说明螺线管外部磁场方向和电流方向有关。 （3）如图所示，铁屑在螺线管内部的分布是有规律的，呈现的线形与外部铁屑分布的线形形成闭合不中断的曲线，由此可推断通电螺线管内部存在磁场。 角度04 通电螺线管的磁场 9．如图，在探究“通电螺线管外部磁场方向”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关前，小磁针的N极指向地磁北极 B．闭合开关后，小磁针静止时的S极指向为水平向左 C．若小磁针偏转不明显，可以增加一节电池 D．仅对调电源正负极，螺线管的磁极不会发生改变 【答案】C 【详解】A．闭合开关前，小磁针在地磁场作用下，N极指向地理北极，而地理北极在地磁南极附近，因此小磁针N极指向地磁南极，故A错误； B．根据安培定则可判断，通电螺线管左端为N极，右端为S极。通电螺线管外部磁场方向从N极指向S极，因此小磁针所在位置磁场方向向左，小磁针静止时N极向左、S极向右，故B错误； C．小磁针偏转不明显说明螺线管磁性较弱，增加一节电池会增大电源电压，使电路电流变大，螺线管磁性会增强，小磁针偏转更明显，故C正确； D．通电螺线管的磁极由电流方向决定，仅对调电源正负极，电流方向改变，螺线管的磁极也会发生改变，故D错误。 故选C。 10．在电磁铁的下端放置一小磁针，静止时磁针的指向如图所示，由此可知电流是从_________（选填“A”或“B”）端流入电磁铁，从另一端流出电磁铁的。 【答案】A 【详解】判断电磁铁极性，根据异名磁极相互吸引，小磁针N极向左，可知电磁铁左端为S极、右端为N极；用安培定则判断电流方向，右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指沿电流环绕方向，结合绕线方式，得出电流从A端流入，B端流出。 11．某同学利用如图所示的装置探究通电螺线管外部的磁场分布。 (1)将直导线绕成螺线管形状，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后先进行的操作是：________，再观察铁屑的排列情况如图所示。通过观察铁屑的排列情况和小磁针的指向，可知：通电螺线管外部的磁场与________磁场相似。 (2)将另一小磁针放在磁场的A处，静止在A处的小磁针左端为________（填“N”或“S”）极。 (3)改变电流方向，通电螺线管的N、S极正好对调，这说明通电螺线管两端的极性跟螺线管中________有关。 【答案】(1) 轻敲硬纸板 条形磁体 (2)N (3)电流方向 【详解】（1）通电后铁屑原本受静摩擦力影响，无法自由移动跟随磁场排列，轻敲硬纸板减小摩擦，让铁屑能够在磁场力作用下移动，呈现出磁场的分布情况； 从铁屑分布可以看出，通电螺线管两端磁场密集（磁性强）、中间稀疏（磁性弱），分布规律和条形磁体磁场一致。 （2）螺线管外部的磁场方向是从极指向极，所以A处的磁场方向向左，小磁针静止时，极指向磁场方向，因此小磁针左端为极。 （3）改变电流方向，线圈绕法不变，通电螺线管的N、S极改变，说明磁场方向与电流方向有关。 角度05 判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系 12．如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列说法中正确的是（　　） A．通电螺线管的左端为N极 B．通电螺线管外A点磁场的方向向右 C．右侧小磁针N极指向左 D．两小磁针N极指向相同 【答案】D 【详解】A．由图可知电源左端为正极，电流从螺线管左端流入，结合线圈绕向可知螺线管正面电流方向向下，由安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流环绕方向，大拇指指向螺线管的N极可知螺线管右端为N极，左端为S极，故A错误； B．螺线管右端为N极，左端为S极，在磁体外部磁感线从N极指向S极，则A点磁场方向向左，故B错误； C．螺线管右端为N极，其右侧磁场方向向右，小磁针静止时N极指向磁场方向，即右侧小磁针N极指向右，故C错误； D．螺线管左端为S极，其左侧磁场方向向右，小磁针静止时N极指向右，与右侧小磁针N极指向相同，故D正确。 故选D。 13．如图所示装置，闭合开关后保持变阻器滑片位置不变，在用手提着挂有条形磁铁的弹簧测力计水平向右匀速运动的过程中，弹簧测力计示数将__________（选填“一直变大”、“一直变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）。 【答案】一直变大 【详解】闭合开关，由安培定则可知，通电螺线管左端为N极、右端为S极，竖直悬挂的条形磁铁下端为N极，由磁极间“异名相吸、同名相斥”的规律可知，条形磁铁水平向右运动时，先受到向上的排斥力，弹簧测力计的示数较小；向S极移动时，悬挂磁体的N极和下方磁体的S极是异名相吸，吸引力逐渐增大，弹簧测力计的示数会继续增大，因此整个移动过程中，弹簧测力计的示数会逐渐变大。 14．（2026·甘肃兰州·中考真题）通电螺线管左侧放一条形磁体，上部可自由转动的小磁针静止在图示位置。请标出：①电源左侧极性（选填“+”或“-”）；②a点磁感线方向；③小磁针右端磁极极性（选填“N”或“S”）。 【答案】 【详解】由图可以看出，条形磁体与通电螺线管间的磁感线呈排斥状，说明通电螺线管的左端为N极，右端为S极；利用安培定则可以确定电源的左端是正极，右端为负极；在磁体外部，磁感线总是从N极出发回到S极，条形磁铁右端是N极，所以a处磁感线方向为向右下方；螺线管右端是S极，根据异名磁极相互吸引，所以小磁针右端为N极。 15．小明用如图甲所示的器材及铁屑和小磁针探究“通电螺线管外部磁场的方向”。 (1)小明在玻璃板上均匀地撒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与_______________周围铁屑的分布情况相似。 (2)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示。若想探究通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向是否有关，接下来的操作是____________ 。 【答案】(1)条形磁体 (2)断开开关，对调电源的正负极，闭合开关后，观察小磁针静止时N极的指向是否改变 【详解】（1）通电螺线管通电后会形成磁场，从实验中铁屑的排布可以观察到，螺线管两端的铁屑分布密集、中间区域铁屑分布稀疏，这种分布规律和条形磁体周围的铁屑分布情况完全相似，条形磁体的两端是磁极，磁性最强，中间磁性最弱。 （2）要探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向是否有关，需要控制其他实验条件不变，只改变电路中的电流方向，观察小磁针的指向变化。具体操作可以是：断开开关，将电源的正负极对调（改变电路中电流的方向），闭合开关后，观察螺线管周围同一位置的小磁针静止时N极的指向是否发生变化。 角度06 通电螺线管之间或与磁体的相互作用 16．如图为两磁体磁感线的分布情况，下列判断正确的是（     ） A．A、B两磁极相互吸引 B．A磁极为N极 C．c为电源的正极 D．e点的电流方向为向上 【答案】C 【详解】A．由图可知，A、B间磁感线互不相连且向外弯曲，说明两磁极为同名磁极，同名磁极相互排斥，故A错误； B．在磁体外部，磁感线从N极出发回到S极，图中磁感线箭头指向A和B，说明A、B均为S极，故B错误； C．螺线管B端为S极，则其右端为N极，根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向右端，四指环绕的方向为电流方向，因此电流从螺线管左端流入，右端流出，故c为电源正极，故C正确； D．电流从螺线管右端流出，经e点流向d点，e点电流方向向下，故D错误。 故选C。 17．（2026·山东济南·中考真题）通电螺线管右侧小磁针静止时的指向如图所示，图中端是通电螺线管的__________（选填“N”或“S”）极，端是电源的__________（选填“正”或“负”）极。 【答案】 S 负 【详解】小磁针的左端为N极，由异名磁极相互吸引可知，a端为S极，b端为N极。 由安培定则可知，电流从螺线管右端流入、左端流出。因电源外部电流从正极流向负极，故c端为电源负极。 18．将一条形磁体放在小车上并靠近螺线管，闭合开关后，螺线管周围A点的小磁针静止后如图所示（黑色为N极），且小车向右运动，请在电源左端的括号内标出“+”或“-”极，在小车右端的括号内标出“N”或“S”极。 【答案】 【详解】小磁针静止时N极指向右上方，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，螺线管的右端为S极，左端为N极。因为小车向右运动，说明条形磁体与螺线管之间是排斥力，所以条形磁体的左端为S极，右端为N极。根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（左端），四指弯曲的方向为电流的方向，所以电流从螺线管的右端流入，左端流出，那么电源的左端为负极（-）。如图所示： 角度07 安培定则与 利用安培定则作图 19．如下列图片所示，通电螺线管中的N极标注正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．电流从左端向上流入，用右手按电流环绕方向握住螺线管后，大拇指指向右端，说明右端是N极，故A错误； B．电流从右端向上流入，用右手按电流环绕方向握住螺线管后，大拇指指向左端，说明左端是N极，故B正确； C．电流从左端向上流入，用右手按电流环绕方向握住螺线管后，大拇指指向左端，说明左端是N极，故C错误； D．电流从右端向上流入，用右手按电流环绕方向握住螺线管后，大拇指指向右端，说明右端是N极，故D错误。 故选B。 20．如图所示，通电螺线管附近的小磁针处于静止状态，此时它的A端是______________极（选填“N”或“S”），电源的a端是______________极（选填“正”或“负”）。 【答案】 N 正 【详解】因螺线管右端为N极、左端为S极，由异名磁极相互吸引可知，小磁针A端为N极； 由安培定则可知，电流从螺线管左端流入、右端流出；由电路中电流从电源正极流出、负极流入可知，电源a端为正极。 21．请在括号内标明闭合开关后通电螺线管及小磁针静止时的N极或S极。 【答案】 【详解】闭合开关后，电流由螺线管的左端流入，右端流出，据安培定则知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，则小磁针的左端为S极，右端为N极。据此作图。 【例1】（2026·四川乐山·中考真题）螺线管通电后，小磁针静止时的指向如下图所示。请在括号内标出螺线管下端的极性，在点用箭头标出磁感线的方向，在点用箭头标出电流的方向。 【答案】 【详解】小磁针静止时N极朝上，由异名磁极相互吸引可知，螺线管的上端为N极，下端为S极； 磁体外部磁感线从N极出发、回到S极，因此A点的磁感线沿环形路径向下，箭头指向向下； 由安培定则可知，电流从通电螺线管下端流入，上端流出，故左侧导线上B点的电流方向向下，据此作图。 【深化点拨】 （1）考查磁极间的相互作用规律，利用小磁针静止时磁极指向判断通电螺线管两端的磁极。 （2）考查磁感线方向的特点，在磁体外部，磁感线总是从磁体的N极出发，最后回到S极。 （3）考查安培定则（右手螺旋定则），根据螺线管磁极判断线圈中电流的流向。 （4）考查电路中电流方向，能够结合螺线管磁极确定导线上电流的标注方向，重视电磁作图的答题规范。 【变式1-1】（2026·天津·中考真题）用电池、导线和铁钉可以制成简易指南针。图中，“指南针”极性标注正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．电源左端为正极、右端为负极，电流从螺线管左端流入、右端流出。结合绕线方向，利用安培定则可判断右端是N极，左端是S极，故A错误； B．电源右端是正极，电流从右端流入，由安培定则可判断左端为N极，故B正确； C．电源左端是正极，电流左端流入，由安培定则可判断左端为N极，故C错误； D．电源右端是正极，电流右端流入，由安培定则可判断右端为N极，故D错误。 故选B。 【变式1-2】（2026·青海·中考真题）如图所示，闭合开关，通电螺线管的上端是__________极。当滑片向端滑动时，通电螺线管的磁性__________（选填“增强”“减弱”或“不变”）。 【答案】 N/北 增强 【详解】【小题1】电流从电源正极流出，从螺线管的下端流入、上端流出。 根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极，所以螺线管的上端是N极。 通电螺线管的磁性强弱与电流大小有关，电流越大，磁性越强。当滑片向 a 端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中的电流变大，所以通电螺线管的磁性增强。 【变式1-3】（2026·四川眉山·中考真题）请根据图中磁感线的方向在括号内标出永磁体右端的磁极，在a点标出导线中电流的方向。 【答案】 【详解】磁体外部的磁感线总是从N极出发，向外延伸；图中磁感线箭头都背离两个磁体的相邻端，说明通电螺线管右端、永磁体左端都是N极，因此永磁体的右端为S极。已知螺线管右端为N极，根据安培定则，可推出左端a处导线的电流方向竖直向上。 ⚡基础速刷 1．奥斯特实验证明了（　　） A．通电导体周围存在磁场 B．磁场对通电导体有力的作用 C．电磁感应现象 D．电流周围存在磁感线 【答案】A 【详解】奥斯特实验证明了通电导体周围存在着磁场，即电流的磁效应。 故选A。 2．3月29日，我国研制的全超导磁体，通入电流后能产生极强的磁场，可应用于科研、医疗等领域，关于超导磁体的磁场，下列说法正确的是（     ） A．磁场的强弱与通入的电流大小无关 B．改变电流的方向，磁场的方向不会改变 C．超导磁体产生的磁场，不能对其他磁体产生作用力 D．超导磁体产生的磁场，是因为通电导体周围存在磁场 【答案】D 【详解】A．电流产生的磁场强弱与通入电流的大小有关，电流越大，磁场越强，故A错误； B．电流的磁场方向与电流方向有关，改变电流方向，磁场方向也会随之改变，故B错误； C．磁场的基本性质就是对放入其中的磁体产生力的作用，因此超导磁体的磁场可以对其他磁体产生作用力，故C错误； D．超导磁体通入电流后产生磁场，本质就是通电导体周围存在磁场，故D正确。 故选D。 3．如图所示是探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。对该实验的操作和分析，下列说法正确的是（     ） A．闭合开关前，小磁针的S极指向地理的北极 B．闭合开关小磁针静止时，N极的指向为该点的磁场方向 C．改变图中螺线管电流方向，小磁针N极所指方向水平向左 D．若没有小磁针，通电螺线管周围就没有磁场 【答案】B 【详解】A．闭合开关前，小磁针受地磁场作用，N极指向地磁的S极（即地理的北极），S极指向地磁的N极（即地理的南极），故A错误； B．物理学中规定，小磁针静止在磁场中时，N极的指向即为该点的磁场方向，故B正确； C．原电路中电流从螺线管右端流入，左端流出，由安培定则可得螺线管右端为S极；改变电流方向后，螺线管磁极改变，右端变为N极，根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，小磁针N极所指方向为水平向右，故C错误； D．磁场是通电螺线管周围客观存在的物质，和是否放置小磁针无关，没有小磁针时磁场仍然存在，故D错误。 故选B。 4．利用干电池、导线、小磁针等器材探究通电导线周围是否存在磁场。若改变导线中的电流方向，小磁针的偏转方向_________（选填“会”或“不会”）发生改变，这表明通电导线周围磁场的方向与_________有关。 【答案】 会 电流方向 【详解】通电导线周围的磁场方向由导线中的电流方向决定，当改变导线中的电流方向时，通电导线周围的磁场方向也会随之改变，因此小磁针的偏转方向会发生变化，该现象直接说明通电导线周围的磁场方向和电流方向有关。 5．如图所示，将一枚可以自由转动的小磁针放在水平桌面上，当导线与电池接触时，小磁针发生偏转，说明___________周围存在磁场；断开电路后，当小磁针静止时，它的N极指___________（选填“南”或“北”）。同种材料制成的横截面积相同的导体甲、乙，甲的长度大于乙的长度，则甲的电阻___________乙的电阻；（选填“大于”“等于”或“小于”） 【答案】 电流 北 大于 【详解】[1]当导线与电池接触时，电路中有电流通过，小磁针发生偏转，根据电流的磁效应可知，电流周围存在磁场。 [2]断开电路后，小磁针在地磁场的作用下静止，由于地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近，根据磁极间的相互作用规律，小磁针的N极会指向地理北方，所以它的N极指北。 [3]同种材料制成的横截面积相同的导体，根据电阻的决定因素，在材料和横截面积相同时，长度越长，电阻越大。因为甲的长度大于乙的长度，所以甲的电阻大于乙的电阻。 6．(1)如图所示，根据小磁针静止时N极的指向，标出A处的磁感线方向，并在括号内标出电源极性。 【答案】 【详解】小磁针的左端是N极，右端是S极，根据异名磁极相互吸引，得到通电螺线管的左端是N极，右端是S极，磁感线从N极出发指向S极，则通电螺线管A处的磁感线的方向向右；根据安培定则，可以判断电流从通电螺线管的右端进入，从左端流出，故可得电源的右端是正极。 7．在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中 (1)小利将可自由转动的小磁针放在了螺线管的附近，小磁针静止时如图甲所示。现闭合开关S，小磁针______（选填“会”或“不会”）发生偏转。 (2)小伟和小军也用相同的器材分别进行实验，只是将可自由转动的小磁针放在了螺线管的一端附近。闭合开关后，发现两人实验中小磁针N极静止时的指向情况不同，分别如图乙、丙两图所示。通过分析这两个实验现象可知：通电螺线管的磁极极性与______有关。 (3)如图所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分，置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线。当直导线中通过如图所示的电流时，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（   ） A．首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是焦耳 B．小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场 C．只改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向与图所示相同 D．只改变直导线中的电流大小，小磁针偏转方向与图所示相反 【答案】(1)会 (2)螺线管中电流的方向 (3)B 【详解】（1）由图甲可知，电流从电源正极出发，流经通电螺线管，回到负极，根据安培定则可知，通电螺线管左端为极，右端为极，已知闭合开关前小磁针静止时的指向，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引规律可知，小磁针静止时左端为极，因此闭合开关，小磁针会发生偏转。 （2）图乙和丙中，螺线管中电流的方向不同，根据安培定则可知，螺线管的极性不同，小磁针极的指向不同。根据这两个实验现象可知：通电螺线管的磁极极性与螺线管中电流的方向有关。 （3）A．首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是奥斯特，故A错误； B．小磁针偏转，能说明通电导线周围存在磁场，故小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场，故B正确； C．磁场方向与电流方向有关，改变直导线中电流方向，小磁针极的指向改变，故C错误； D．磁场方向与电流方向有关，与电流的大小无关，改变直导线中电流的大小，小磁针极的指向不会改变，故D错误。 故选B。 🚀能力跃升 8．关于各图所示的现象及说明的问题，下列说法不正确的是（     ） A．图甲：验电器的原理是同种电荷相互排斥 B．图乙：沿海地区常常出现 “海陆风”，这是因为海水比沙土比热容大的缘故 C．图丙：两根玻璃棒靠近时相互排斥 说明两根玻璃棒都带同种电荷，或者一根不带电另一根带电 D．图丁：螺线管通电后细铁屑有规律地分布，说明通电螺线管的周围存在磁场 【答案】C 【详解】A．验电器金属箔片张开是因为带了同种电荷，依据同种电荷相互排斥原理，故A正确，不符合题意； B．由可知，质量相同的海水和沙土吸收（或放出）相同热量，因，故，导致海陆温差形成空气对流（海陆风），故B正确，不符合题意； C．根据电荷间相互作用规律和带电体能吸引轻小物体的性质，可知两根玻璃棒相互排斥，说明它们一定带同种电荷；若一根带电另一根不带电，应表现为吸引，故C错误，符合题意； D．通电螺线管周围存在磁场（即电流的磁效应），因此细铁屑被磁化后在磁场作用下有规律地分布，故D正确，不符合题意。 故选C。 9．如图所示，下列关于磁现象的分析中，说法错误的是（     ） A．甲图中，在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板，能观察到条形磁铁的磁感线。 B．乙图中，地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理北极附近 C．丙图中，小磁针N极的受力方向，与通电螺线管在该点的磁感线切线方向相同 D．丁图中，U形磁铁在靠近磁极处的磁感线分布比较密，说明靠近磁极处的磁场比较强 【答案】A 【详解】A．磁感线是为了描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在，铁屑排列只能模拟磁感线的分布形状，无法直接观察到磁感线，故A错误； B．地磁南极在地理北极附近，根据异名磁极相互吸引，地面附近能自由转动的小磁针静止时N极指向地理北极附近，故B正确； C．物理学规定磁场中某点的磁场方向即该点磁感线的切线方向，与小磁针静止时N极受力方向相同，故C正确； D．磁感线的疏密程度反映磁场强弱，U形磁铁靠近磁极处磁感线分布较密，说明该处磁场较强，故D正确。 本题选择错误的，故选A。 10．汽车启动器的重要部件是通电螺线管，转动钥匙发动汽车时，相当于给螺线管通电。如图所示，小磁针的右端为_____________极，电源B端为_________极。 【答案】 南/S 正 【详解】由图中磁感线方向可以判断出，通电螺线管的左端是N极，右端是S极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，小磁针的右端为南（或S）极； 由安培定则可知，电源B端为正极。 11．如图所示的装置图中，小聪画出了闭合开关后条形磁体在水平面上受到的静摩擦力的示意图，则电源的右端为______（选填“正”或“负”）极。 【答案】负 【详解】由二力平衡可知，条形磁体受到的螺线管的磁力向左，与向右的静摩擦力平衡，该力为吸引力。由异名磁极相互吸引可知，螺线管右端为S极，左端为N极。根据安培定则，结合螺线管绕向可知，电流从螺线管左端流入、右端流出。由电路电流路径可知，电流从电源左端流出，经用电器后回到电源右端，故电源右端为负极。 12．闭合开关，小磁针静止时状态如图所示，请在括号内标出通电螺线管的极性和电源左侧的极性。 【答案】 【详解】由图可知，小磁针的右端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的右端为N极、左端为S极，根据安培定则可知电流从通电螺线管的左端流入，则电源左侧为正极。 13．在“探究通电螺线管外部磁场的方向”时： (1)闭合开关，小磁针静止时的指向如图甲所示，通电螺线管右端的极性为________极。 (2)只将电源的正负极对调，闭合开关，现象如图乙所示。比较甲、乙两图可知，通电螺线管外部磁场的方向与通过它的________有关。 (3)如图丙所示，若通电螺线管右端为N极，对左侧观察者来说，螺线管导线中电流的环绕方向是________时针方向。 【答案】(1)N (2)电流方向 (3)顺 【详解】（1）根据异名磁极相互吸引可知，图中小磁针S极指向通电螺线管右端，因此通电螺线管右端为N极。 （2）对调电源正负极后，电路中电流方向改变，由于小磁针指向相反，可知通电螺线管极性改变，说明通电螺线管两端的极性与电流方向有关。 （3）应用安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指弯曲方向就是电流环绕方向。从左侧观察者看，电流环绕方向为顺时针。 🌟思维挑战 14．在通电螺线管的a、b、c、d四点各放一个小磁针（c在螺线管内部），如图所示，S闭合时，四点中小磁针N极指向相同的是（　　） A．a、b B．a、c C．a、d D．b、c、d 【答案】D 【详解】电流从螺线管左端流入、右端流出，根据安培定则，螺线管左端为S极，右端为N极。a 点（螺线管上方，外部）：磁场从N极（右）指向S极（左），方向向左，小磁针N极向左。b点（螺线管左端外侧，外部）：磁场指向S极（左），方向向右，小磁针N极向右。c 点（螺线管内部）：磁场从S极指向N极，方向向右，小磁针N极向右。d点（螺线管右端外侧，外部）：磁场从N极（右）出发，方向向右，小磁针N极向右。小磁针N极指向相同的是b、c、d，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 15．通电螺线管的极性跟电流的方向有关系，可以用安培定则来判断，如图甲。单匝线圈的极性与电流方向的关系也符合安培定则，如图乙，则小磁针左侧是______极（选填“N”或“S”）。把两个线圈A和B挂在水平光滑的固定绝缘杆MN上，如图丙，当两线圈通入方向相同的电流时，A、B两线圈之间的距离将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 S 变小 【详解】[1]根据安培定则可知，四指顺着电流方向，大拇指所指的方向为N极，图乙中，通电线圈的右侧是N极，由磁极间的作用规律可知，小磁针左侧是S极。 [2]由图丙知，用右手握住线圈A、B，让四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的那端就是线圈的N极，所以线圈A的右端为N极、左端为S极，线圈B的右端为N极、左端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，线圈A和B会相互吸引，则它们之间的距离将变小。 16．如图所示，开关断开时，小磁针静止，a端指向北方，开关闭合时，小磁针顺时针旋转90℃后静止。请画出：（1）磁感线的方向；（2）在括号内标出电源的正极或负极。 【答案】 【详解】开关断开时，小磁针静止，a端指向北方，可知小磁针a端为N极；开关闭合时，小磁针顺时针旋转90°后静止，可知小磁针的S靠近通电螺线管，根据磁极间相互作用规律可知通电螺线管右端为N极；根据安培定则可判断电流从螺线管右端流入，即电源右端为正极；再根据在磁体外部磁感线从N极出来，回到S极可知磁感线的方向指向螺线管左侧，即S极。据此作图。 17．小明做“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验时，采用了如图甲所示的实验装置。 (1)实验前先把小磁针放在螺线管两端的位置，目的是记录通电螺线管周围________。 (2)在玻璃板上均匀地撒满铁屑，闭合开关通电后，铁屑被________，为了更好地通过铁屑客观描述出磁场分布情况，接下来应进行的操作是________，减小铁屑与玻璃板之间的摩擦。 (3)通电后螺线管周围的小磁针发生偏转，说明此时通电螺线管周围存在________。 (4)将小磁针放在螺线管四周不同的位置，如图乙所示，小磁针静止在通电螺线管周围，可初步得出：通电螺线管外部的磁场与________的磁场相似。 (5)若实验时发现通电螺线管周围磁场比较弱，实验现象不太明显，想要增强通电螺线管周围的磁场，在不更换螺线管的前提下，可采用的方法是________。 (6)在图甲中的螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，而B处小磁针不偏转，试说明B处小磁针不偏转的可能原因________。 【答案】(1)磁场的方向 (2) 磁化 轻敲玻璃板 (3)磁场 (4)条形磁体 (5)增大电流 (6)B处的磁场方向与地磁场方向相同 【详解】（1）因为小磁针在磁场中静止时N极所指方向为该点磁场方向，所以实验前把小磁针放在螺线管两端的位置，目的是记录通电螺线管周围磁场的方向。 （2）[1]铁屑是磁性材料，闭合开关通电后，铁屑被磁化。 [2]为了减小铁屑与玻璃板之间的摩擦，使铁屑更好地在磁场力作用下动起来以客观描述出磁场分布情况，接下来应进行的操作是轻敲玻璃板。 （3）通电后螺线管周围的小磁针发生偏转，这表明此时通电螺线管周围存在磁场，因为小磁针在磁场中才会受到力的作用而发生偏转。 （4）将小磁针放在螺线管四周不同的位置，观察可知，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 （5）螺线管的磁性强弱与电流大小、线圈匝数等有关，在不更换螺线管（即线圈匝数不变）的前提下，要增强通电螺线管周围的磁场，可以增大电流，因为在匝数一定时，电流越大，螺线管磁性越强。 （6）在图甲中的螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，A处小磁针发生偏转，而B处小磁针不偏转，可能是B处的磁场方向与地磁场方向相同，使得小磁针受到地磁场的影响而不发生偏转。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第20.2节 电生磁 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 电流的磁效应与安培定则 考点02 通电螺线管的磁场 03 避坑指南·解题通法 角度01 奥斯特实验 角度02 电流周围的磁场及其分布规律 角度03 探究通电螺线管的磁场特点 角度04 通电螺线管的磁场 角度05 判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系 角度06 通电螺线管之间或与磁体的相互作用 角度07 安培定则与 利用安培定则作图 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.记住奥斯特实验，理解电流的磁效应：通电导线周围存在磁场。 2.掌握通电螺线管的磁场特点；会使用安培定则（右手螺旋定则）判断磁极与电流方向。 3.知道通电螺线管磁场强弱和电流大小、线圈匝数有关。 1.奥斯特实验说明电可以生磁；磁场方向随电流方向改变。 2.通电螺线管外部磁场类似条形磁体；内部磁场从S指向N。 3.安培定则：右手握住螺线管，四指顺着电流环绕方向，大拇指指向螺线管 N 极；注意是右手，不要误用左手。 知识导图 考点01 电流的磁效应与安培定则 1、奥斯特实验 （1）实验器材：电源、导线、小磁针。 （2）实验步骤： ①将一根导线平行放在静止的小磁针的上方，给导线通电、断电，观察小磁针的偏转情况。 ②改变电流的方向观察小磁针的偏转情况。 （3）奥斯特实验说明： ①通电导线周围存在着磁场。 ②电流的磁场方向与电流方向有关。 2、电流的磁效应：通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做 。  （1）奥斯特实验说明：通电导线周围存在磁场；磁场方向和电流方向有关；这一现象叫电流的磁效应，也就是所说的电生磁。 （2）奥斯特是历史上第一个揭示了电与磁之间联系的科学家。 3、安培定则 安培定则 用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的 安培定则的应用 已知通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性。 具体方法： ①标出通电螺线管中电流的方向； ②用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流方向； ③大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图所示。 已知通电螺线管两端磁极，判断通电螺线管中电流的方向。 具体方法： ①先用右手握住通电螺线管，大拇指指向N极； ②弯曲的四指所指的方向就是螺线管中电流的方向； ③按照四指弯曲的方向在螺线管中标出电流方向。 【深化点拨】 1．奥斯特实验注意事项： （1）实验时要让导线和小磁针均处于南北方向，因为通电前小磁针只受地磁场的作用，静止在南北方向，便于比较通电前后小磁针的偏转情况 （2）给导线通电时间要短，因为实验时采用的事短路的方法获得瞬间较大的电流，目的是使实验现象更明显。 2．安培定则的解题方法点拨:用好、用活、用准右手螺旋定则，就能解决电磁学中的许多实际问题。 1．如图所示是奥斯特实验中小磁针发生偏转的情境。关于该实验的分析，下列说法正确的是（     ） A．该实验说明通电导线周围存在磁场 B．该实验说明电流具有热效应 C．小磁针的指向决定了该点的磁场方向 D．若改变导线中的电流方向，小磁针的偏转方向不会改变 2．如图所示，按照小磁针N极所指方向，判断出通电螺线管的南极和北极，根据______定则，从而判断出电源的右端为______极。 3．请在图中括号内标出通电螺线管右端的极性并画出磁感线的方向。 4．如图是奥斯特实验的示意图。 (1)实验探究的是通电导线周围是否存在________。 (2)实验前小磁针的S极应指向地理的_________极。 (3)接通电路后，观察到小磁针发生偏转，改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，表明导线周围磁场的方向与_________的方向有关。 (4)如果从图中移走小磁针，通电导线周围_______（选填“依然存在”或“将不存在”）磁场。 考点02 通电螺线管的磁场 1、通电螺线管 （1）把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫 。 （2）给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。 2、通电螺线管外部的磁场 （1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关。 （2）通电螺线管外部磁场跟条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极。 （3）通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反（内外磁场方向大致走向相反）。 3、通电螺线管的极性 （1）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中电流方向有关。 （2）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中线圈的绕向有关。 4、探究通电螺线管的磁场特点 （1）实验目的：利用小磁针及铁屑，探究通电螺线管外部磁场的形状及方向。 （2）实验器材：螺线管、小磁针、玻璃板、铁屑、电源、开关、滑动变阻器、导线若干。 （3）实验步骤： 步骤1：在有螺线管的玻璃板上均匀撒满铁屑，闭合开关使电流通过螺线管。 步骤2：轻敲玻璃板，观察铁屑的排列情况， 步骤3：在通电螺线管周围放一些小磁针，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。 步骤4：改变螺线管中的电流方向，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。 步骤5：改变螺线管的绕线方向，重复（3）、（4）。 （3）实验结论： ①通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。 ②通电螺线管的磁场方向与环绕螺线管的电流方向有关。 【深化点拨】 探究通电螺线管的磁场特点注意事项 （1）实验中，螺线管周围应尽可能多放一些小磁针，以便于观察磁场的方向。 （2）实验中，注意观察环绕螺线管的电流方向。 （3）为了使实验效果更明显，应增大通电螺线管中的电流。 1．在探究“通电螺线管外部的磁场”实验中，小磁针静止时N极的指向如图所示，小磁针N极指向螺线管的右端。由此可判断螺线管左端为（    ） A．N极 B．S极 C．无法判断 D．与电流方向无关 2．我国磁悬浮技术世界领先，图1为常导磁吸悬挂式列车，利用电磁铁与轨道间的吸引力实现悬浮，原理如图2，图2中通电螺线管的下端为______极（选填“N”、“S”）；根据______定则，判定图2中a为______极（选填“正”、“负”）。 3．如图，电流表的正、负接线柱连接正确，请标出小磁针的N极，并用箭头标出A点的磁感线方向。 4．某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。 (1)在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的______极，说明地球周围存在磁场。 (2)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，说明通电螺线管外部磁场与______相似；对调电源正负极，小磁针静止时N极指向与图乙中小磁针N极指向相反（如图丙），说明通电螺线管的极性与______的方向有关。 (3)实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施：______（写出一种方法即可）。 电生磁的综合应用及解题步骤 1.奥斯特实验：必须“理解电流的磁效应” （1）实验现象：当导线中有电流通过时，旁边的小磁针发生偏转；断电后，小磁针恢复原位。 （2）结论： 通电导线周围存在磁场（即电流的磁效应）。 磁场的方向与电流的方向有关。 （3）注意：实验中导线通常是南北放置，且位于小磁针上方，这样小磁针偏转最明显（排除地磁场干扰）。 2.通电螺线管的磁场：必须“掌握分布规律” （1）磁场分布：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场非常相似。 两端磁性最强（相当于N、S极），中间磁性最弱。 （2）极性变化：螺线管两端的极性（N/S极）取决于电流的方向。改变电流方向，N、S极会对调。 （3）影响因素：磁场的强弱与电流大小、线圈匝数有关（电流越大、匝数越多，磁场越强）。 3.安培定则（右手螺旋定则）：必须“熟练右手操作” （1）操作方法： 用右手握住螺线管。 让四指弯曲的方向与螺线管中电流的方向一致。 则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极。 （2）三大应用题型： 已知电流方向→判断N/S极。 已知N/S极→判断电流方向。 已知N/S极和电流方向→判断线圈绕法（这是最难的一种，需要逆向思维）。 角度01 奥斯特实验 1．如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行，接通电路后，观察到小磁针偏转。下列说法错误的是（　　） A．此实验说明通电导体周围存在磁场 B．改变电流方向，小磁针偏转方向可能不变 C．实验中小磁针的作用是检测电流产生的磁场 D．将导线断开，小磁针N极将指向地理的北极 2．如图所示，是奥斯特实验装置，接通电路后，小磁针发生偏转，将电源两极调换后，小磁针偏转方向发生改变，这说明小磁针偏转方向与___________有关。断电后，小磁针在___________的作用下又恢复到原来的位置。通过以上实验也说明了通电导体周围存在着___________。 3．小强同学受奥斯特实验的启发，产生了探究通电直导线周围磁场的兴趣，探究过程如下： (1)如图所示连接好电路，放上能自由转动的小磁针，调节_______（填“直导线”或“小磁针”）的位置，使小磁针静止时与直导线平行。 (2)实验中，改变导线中电流方向，小磁针偏转方向会发生改变，该现象表明_______。 (3)在其它实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，小磁针的转动方向将_______（填“不改变”或“改变”）。 角度02 电流周围的磁场及其分布规律 4．关于如图所示的实验，下列说法中正确的是（　　） A．通电后小磁针转动，说明通电导线周围存在磁场 B．移走小磁针，电流的磁场消失 C．改变电流方向，小磁针偏转方向不变 D．将导线断开，小磁针N极将指向地磁场的北极 5．如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。接通电路后，观察到小磁针没有偏转。原因可能是：导线内的电流太_______，它产生的磁场太_______，不能够让小磁针偏转。 角度03 探究通电螺线管的磁场特点 6．探究“通电螺线管的极性”实验示意图。闭合开关小磁针静止时N极指向如图所示。下列说法正确的是（　　） A．根据小磁针指向可以判定，通电螺线管的右端为S极 B．根据电流方向可以判定，通电螺线管的右端为N极 C．将小磁针移到其他位置，N极所指方向一定不变 D．改变线圈的绕向，通电螺线管的N、S极不会改变 7．把小磁针放在通电螺线管附近不同的位置，可根据小磁针静止时______极的指向判断出该位置的磁场方向。若只改变通电螺线管中的电流方向，则通电螺线管的磁极方向______。（选填“改变”或“不改变”） 8．小明和他的学习小组在实验室探究通电螺线管外部磁场的特点。 (1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在玻璃板面上均匀地撒满铁屑、闭合开关并______玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。可见，通电螺线管外部磁场与______的磁场相似； (2)为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向，同学们把小磁针放在螺线管四周不同的位置闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向如图乙所示（涂黑的一端是N极），则此时通电螺线管的A端为______极（选填“N”或“S”）。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向与图乙相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与______有关； (3)根据以上图中的实验现象推断，通电螺线管的内部______（选填“有”或“没有”）磁场，依据是：______。 角度04 通电螺线管的磁场 9．如图，在探究“通电螺线管外部磁场方向”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关前，小磁针的N极指向地磁北极 B．闭合开关后，小磁针静止时的S极指向为水平向左 C．若小磁针偏转不明显，可以增加一节电池 D．仅对调电源正负极，螺线管的磁极不会发生改变 10．在电磁铁的下端放置一小磁针，静止时磁针的指向如图所示，由此可知电流是从_________（选填“A”或“B”）端流入电磁铁，从另一端流出电磁铁的。 11．某同学利用如图所示的装置探究通电螺线管外部的磁场分布。 (1)将直导线绕成螺线管形状，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后先进行的操作是：________，再观察铁屑的排列情况如图所示。通过观察铁屑的排列情况和小磁针的指向，可知：通电螺线管外部的磁场与________磁场相似。 (2)将另一小磁针放在磁场的A处，静止在A处的小磁针左端为________（填“N”或“S”）极。 (3)改变电流方向，通电螺线管的N、S极正好对调，这说明通电螺线管两端的极性跟螺线管中________有关。 角度05 判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系 12．如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列说法中正确的是（　　） A．通电螺线管的左端为N极 B．通电螺线管外A点磁场的方向向右 C．右侧小磁针N极指向左 D．两小磁针N极指向相同 13．如图所示装置，闭合开关后保持变阻器滑片位置不变，在用手提着挂有条形磁铁的弹簧测力计水平向右匀速运动的过程中，弹簧测力计示数将__________（选填“一直变大”、“一直变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）。 14．（2026·甘肃兰州·中考真题）通电螺线管左侧放一条形磁体，上部可自由转动的小磁针静止在图示位置。请标出：①电源左侧极性（选填“+”或“-”）；②a点磁感线方向；③小磁针右端磁极极性（选填“N”或“S”）。 15．小明用如图甲所示的器材及铁屑和小磁针探究“通电螺线管外部磁场的方向”。 (1)小明在玻璃板上均匀地撒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与_______________周围铁屑的分布情况相似。 (2)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示。若想探究通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向是否有关，接下来的操作是____________ 。 角度06 通电螺线管之间或与磁体的相互作用 16．如图为两磁体磁感线的分布情况，下列判断正确的是（     ） A．A、B两磁极相互吸引 B．A磁极为N极 C．c为电源的正极 D．e点的电流方向为向上 17．（2026·山东济南·中考真题）通电螺线管右侧小磁针静止时的指向如图所示，图中端是通电螺线管的__________（选填“N”或“S”）极，端是电源的__________（选填“正”或“负”）极。 18．将一条形磁体放在小车上并靠近螺线管，闭合开关后，螺线管周围A点的小磁针静止后如图所示（黑色为N极），且小车向右运动，请在电源左端的括号内标出“+”或“-”极，在小车右端的括号内标出“N”或“S”极。 角度07 安培定则与 利用安培定则作图 19．如下列图片所示，通电螺线管中的N极标注正确的是（     ） A． B． C． D． 20．如图所示，通电螺线管附近的小磁针处于静止状态，此时它的A端是______________极（选填“N”或“S”），电源的a端是______________极（选填“正”或“负”）。 21．请在括号内标明闭合开关后通电螺线管及小磁针静止时的N极或S极。 【例1】（2026·四川乐山·中考真题）螺线管通电后，小磁针静止时的指向如下图所示。请在括号内标出螺线管下端的极性，在点用箭头标出磁感线的方向，在点用箭头标出电流的方向。 【深化点拨】 （1）考查磁极间的相互作用规律，利用小磁针静止时磁极指向判断通电螺线管两端的磁极。 （2）考查磁感线方向的特点，在磁体外部，磁感线总是从磁体的N极出发，最后回到S极。 （3）考查安培定则（右手螺旋定则），根据螺线管磁极判断线圈中电流的流向。 （4）考查电路中电流方向，能够结合螺线管磁极确定导线上电流的标注方向，重视电磁作图的答题规范。 【变式1-1】（2026·天津·中考真题）用电池、导线和铁钉可以制成简易指南针。图中，“指南针”极性标注正确的是（     ） A． B． C． D． 【变式1-2】（2026·青海·中考真题）如图所示，闭合开关，通电螺线管的上端是__________极。当滑片向端滑动时，通电螺线管的磁性__________（选填“增强”“减弱”或“不变”）。 【变式1-3】（2026·四川眉山·中考真题）请根据图中磁感线的方向在括号内标出永磁体右端的磁极，在a点标出导线中电流的方向。 ⚡基础速刷 1．奥斯特实验证明了（　　） A．通电导体周围存在磁场 B．磁场对通电导体有力的作用 C．电磁感应现象 D．电流周围存在磁感线 2．3月29日，我国研制的全超导磁体，通入电流后能产生极强的磁场，可应用于科研、医疗等领域，关于超导磁体的磁场，下列说法正确的是（     ） A．磁场的强弱与通入的电流大小无关 B．改变电流的方向，磁场的方向不会改变 C．超导磁体产生的磁场，不能对其他磁体产生作用力 D．超导磁体产生的磁场，是因为通电导体周围存在磁场 3．如图所示是探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。对该实验的操作和分析，下列说法正确的是（     ） A．闭合开关前，小磁针的S极指向地理的北极 B．闭合开关小磁针静止时，N极的指向为该点的磁场方向 C．改变图中螺线管电流方向，小磁针N极所指方向水平向左 D．若没有小磁针，通电螺线管周围就没有磁场 4．利用干电池、导线、小磁针等器材探究通电导线周围是否存在磁场。若改变导线中的电流方向，小磁针的偏转方向_________（选填“会”或“不会”）发生改变，这表明通电导线周围磁场的方向与_________有关。 5．如图所示，将一枚可以自由转动的小磁针放在水平桌面上，当导线与电池接触时，小磁针发生偏转，说明___________周围存在磁场；断开电路后，当小磁针静止时，它的N极指___________（选填“南”或“北”）。同种材料制成的横截面积相同的导体甲、乙，甲的长度大于乙的长度，则甲的电阻___________乙的电阻；（选填“大于”“等于”或“小于”） 6．(1)如图所示，根据小磁针静止时N极的指向，标出A处的磁感线方向，并在括号内标出电源极性。 7．在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中 (1)小利将可自由转动的小磁针放在了螺线管的附近，小磁针静止时如图甲所示。现闭合开关S，小磁针______（选填“会”或“不会”）发生偏转。 (2)小伟和小军也用相同的器材分别进行实验，只是将可自由转动的小磁针放在了螺线管的一端附近。闭合开关后，发现两人实验中小磁针N极静止时的指向情况不同，分别如图乙、丙两图所示。通过分析这两个实验现象可知：通电螺线管的磁极极性与______有关。 (3)如图所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分，置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线。当直导线中通过如图所示的电流时，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（   ） A．首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是焦耳 B．小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场 C．只改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向与图所示相同 D．只改变直导线中的电流大小，小磁针偏转方向与图所示相反 🚀能力跃升 8．关于各图所示的现象及说明的问题，下列说法不正确的是（     ） A．图甲：验电器的原理是同种电荷相互排斥 B．图乙：沿海地区常常出现 “海陆风”，这是因为海水比沙土比热容大的缘故 C．图丙：两根玻璃棒靠近时相互排斥 说明两根玻璃棒都带同种电荷，或者一根不带电另一根带电 D．图丁：螺线管通电后细铁屑有规律地分布，说明通电螺线管的周围存在磁场 9．如图所示，下列关于磁现象的分析中，说法错误的是（     ） A．甲图中，在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板，能观察到条形磁铁的磁感线。 B．乙图中，地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理北极附近 C．丙图中，小磁针N极的受力方向，与通电螺线管在该点的磁感线切线方向相同 D．丁图中，U形磁铁在靠近磁极处的磁感线分布比较密，说明靠近磁极处的磁场比较强 10．汽车启动器的重要部件是通电螺线管，转动钥匙发动汽车时，相当于给螺线管通电。如图所示，小磁针的右端为_____________极，电源B端为_________极。 11．如图所示的装置图中，小聪画出了闭合开关后条形磁体在水平面上受到的静摩擦力的示意图，则电源的右端为______（选填“正”或“负”）极。 12．闭合开关，小磁针静止时状态如图所示，请在括号内标出通电螺线管的极性和电源左侧的极性。 13．在“探究通电螺线管外部磁场的方向”时： (1)闭合开关，小磁针静止时的指向如图甲所示，通电螺线管右端的极性为________极。 (2)只将电源的正负极对调，闭合开关，现象如图乙所示。比较甲、乙两图可知，通电螺线管外部磁场的方向与通过它的________有关。 (3)如图丙所示，若通电螺线管右端为N极，对左侧观察者来说，螺线管导线中电流的环绕方向是________时针方向。 🌟思维挑战 14．在通电螺线管的a、b、c、d四点各放一个小磁针（c在螺线管内部），如图所示，S闭合时，四点中小磁针N极指向相同的是（　　） A．a、b B．a、c C．a、d D．b、c、d 15．通电螺线管的极性跟电流的方向有关系，可以用安培定则来判断，如图甲。单匝线圈的极性与电流方向的关系也符合安培定则，如图乙，则小磁针左侧是______极（选填“N”或“S”）。把两个线圈A和B挂在水平光滑的固定绝缘杆MN上，如图丙，当两线圈通入方向相同的电流时，A、B两线圈之间的距离将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 16．如图所示，开关断开时，小磁针静止，a端指向北方，开关闭合时，小磁针顺时针旋转90℃后静止。请画出：（1）磁感线的方向；（2）在括号内标出电源的正极或负极。 17．小明做“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验时，采用了如图甲所示的实验装置。 (1)实验前先把小磁针放在螺线管两端的位置，目的是记录通电螺线管周围________。 (2)在玻璃板上均匀地撒满铁屑，闭合开关通电后，铁屑被________，为了更好地通过铁屑客观描述出磁场分布情况，接下来应进行的操作是________，减小铁屑与玻璃板之间的摩擦。 (3)通电后螺线管周围的小磁针发生偏转，说明此时通电螺线管周围存在________。 (4)将小磁针放在螺线管四周不同的位置，如图乙所示，小磁针静止在通电螺线管周围，可初步得出：通电螺线管外部的磁场与________的磁场相似。 (5)若实验时发现通电螺线管周围磁场比较弱，实验现象不太明显，想要增强通电螺线管周围的磁场，在不更换螺线管的前提下，可采用的方法是________。 (6)在图甲中的螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，而B处小磁针不偏转，试说明B处小磁针不偏转的可能原因________。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $