16.2 电流的磁场（讲义）物理新教材沪粤版九年级下册

第十一章 功与机械能 第2节 电流的磁场 课标要点 通过实验，了解电流周围存在磁场。 探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。 会用安培定则判断通电螺线管的极性或电流方向。 学习重难点 重点：奥斯特实验的结论、通电螺线管磁场的特点、安培定则的应用。 难点：理解电流方向与磁场方向的关系，熟练运用安培定则解决实际问题（如已知N极判断绕线或电源极性）。 知识点 电流的磁场 1.发现者：丹麦物理学家 。 2.实验现象： 当导线中有电流通过时，旁边的小磁针发生 。 改变电流的方向，小磁针偏转的方向也发生 。 断开开关，小磁针恢复原位。 3.实验结论： 通电导线周围存在 。 磁场的方向与 有关。 意义：第一次揭示了 和 之间的联系（即“电生磁”），打破了电与磁互不相关的传统观念。 特别提醒 小磁针的作用：检验磁场的存在（转换法）及指示磁场方向。 地磁场的影响：为了排除地磁场对实验的干扰，实验前小磁针应静止在南北方向，导线应沿 方向放置在小磁针上方或下方。 随学随练 1．图是“探究通电直导线周围是否存在磁场”的实验示意图，当有电流通过直导线时，小磁针会发生偏转。下列说法正确的是（　　） A．法拉第通过本实验揭开了电与磁的关系 B．小磁针的指向决定了该点的磁场方向 C．这个实验说明通电导线周围存在磁场 D．当电流方向改变时，小磁针的偏转方向不变 2．如图所示，将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将发生偏转，这个现象说明了通电导线周围存在_______，如果移走小磁针，该结论_______（选填“成立”或“不成立”）。 知识点 通电螺线管的磁场（重点） 1.定义：把导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈）。 2.磁场分布特点： 通电螺线管外部的磁场与 的磁场相似。 两端磁性最 ，中间磁性较 。 内部也有磁场，且方向从S极指向N极。 3.极性决定因素：通电螺线管两端的极性（N、S极）取决于 和 。 教材延伸 增强磁性的方法：增大电流、增加线圈匝数、插入铁芯（这是后续电磁铁的基础）。 随学随练 3．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：______。 4．如图所示，是“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验装置。 (1)将小磁针放在螺线管周围的、位置上，并在固定螺线管的玻璃板上均匀的撒上___________（选填“铜屑”或“铁屑”）； (2)闭合开关，小磁针静止时___________极指向为该点的磁场方向； (3)闭合开关，轻敲玻璃板，发现玻璃板上细屑发生移动并有规律排列，通电螺线管外部磁场与___________磁体周围磁场相似；但是、两位置的小磁针均未偏转，下列操作中可能使小磁针偏转的是___________（填字母）： A．改变电流方向    B．改变螺线管的摆放方向 知识点 安培定则（右手螺旋定则）（难点） 1.内容：用 手握住螺线管，让四指弯曲的方向跟螺线管中 的方向一致，则大拇指所指的那端就是螺线管的 N 极。 2.应用步骤： 第一步：标电流。根据电源正负极，标出螺线管上线圈正面的电流方向（向上或向下）。 第二步：握螺线管。伸出右手，四指顺着电流方向握住螺线管。 第三步：指N极。大拇指指向的一端即为N极，另一端为S极。 易错提醒 左右手混淆：判定通电螺线管极性必须用 手！ 绕向判断：注意区分导线是从螺线管的“正面”绕上去还是从“背面”绕上去。若电流从正面流入且向上流，四指指尖应向上。 拇指含义：大拇指指的是 的方向，而不是电流方向。 随学随练 5．小明同学模拟安培在1820年科学院例会上做的小实验：把螺线管水平悬挂起来，闭合开关，发现螺线管缓慢转动后停了下来，改变螺线管B端的初始指向，重复操作，停止时B端的指向都相同。模拟实验装置如图所示，闭合开关，螺线管停下来后B端指向地理的（     ） A．北方 B．西方 C．南方 D．东方 6．如图所示，根据通电螺线管左方小磁针静止时极的指向（黑色一端为N极），用箭头在磁感线上标出磁感线的方向，并在括号中用“+”“-”标出电源的正负极。 题型 安培定则的综合应用 解题技巧总结： 知电判磁：已知电源正负极 确定电流方向 安培定则 确定N/S极 判断小磁针指向或磁感线方向。 知磁判电：已知小磁针指向/磁感线方向 确定螺线管N/S极 安培定则 确定电流方向 确定电源正负极或绕线方式。 活学活用 7．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。 8．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。 基础通关 1．历史上首先发现了电流的磁效应，揭示了电和磁之间联系的科学家是（     ） A．奥斯特 B．焦耳 C．安培 D．伏特 2．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 3．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． 4．在螺线管附近放一小磁针，静止时小磁针位置如图所示。闭合开关后，下列判断正确的是（　　） A．通电螺线管的左侧是N极，小磁针顺时针旋转 B．螺线管外A点磁场的方向向左 C．小磁针的N极指左 D．把小磁针取走，则通电螺线管周围的磁场消失 5．通电螺线管和磁体A的磁极附近的磁感线分布如图所示，小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．磁体A与通电螺线管的周围存在磁感线 B．通电螺线管的左端是S极 C．小磁针的b端是N极 D．磁体A的右端为N极 6．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。 7．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。 8．如图所示，用细线悬挂的条形磁体，磁极未知，当闭合电路开关S后，磁体的B端与通电螺线管的左端相互排斥，则B端是磁体的________________极；断开开关S，磁体静止时，A端会指向地理的________（选填“北方”或“南方”）。 9．小明在户外实践中，利用随身所带的物品制作了简易指南针，他首先利用电池、带绝缘皮的导线、铁钉制成电磁铁，然后将缝衣针磁化并用细线水平悬挂，再将电磁铁和缝衣针靠近，静止时如图所示。铁钉的钉尖是________极；移开电磁铁后，缝衣针静止时针尖所指的方向为地理的________（选填“南”或“北”），缝衣针之所以有指南北的性质，是因为它受到了________的作用。 10．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。 素养提升 11．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 12．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”）。 13．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________。 14．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”）。 15．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 迁移创新 16．如图所示，小明将具有磁性的钢钉水平悬挂在空中，在空中静止时钉尖指向“南”方，钉头是________极（选填“N”或“S”）。将通电螺线管放置在该钢钉附近时，钉头会被吸引过去，这说明通电螺线管周围存在着________，其右端为________极（选填“N”或“S”）。可推断出电源的左侧是________极（选填“正”或“负”）。 17．全磁悬浮“人工心脏”已研发成功，其核心部件是个带有叶轮的泵，通电后叶轮可高速旋转，带动血液流动。图乙是叶轮悬浮原理简化图，螺线管通电后，叶轮受斥力悬浮。请标出叶轮下端的磁极并标出磁感线的方向。 18．图甲是磁悬浮陀螺仪，它由电磁底座和陀螺两部分组成，它的悬浮原理如图乙所示。请在“括号”内标出陀螺的磁极，并标出O点处的磁场方向。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十一章 功与机械能 第2节 电流的磁场 课标要点 通过实验，了解电流周围存在磁场。 探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。 会用安培定则判断通电螺线管的极性或电流方向。 学习重难点 重点：奥斯特实验的结论、通电螺线管磁场的特点、安培定则的应用。 难点：理解电流方向与磁场方向的关系，熟练运用安培定则解决实际问题（如已知N极判断绕线或电源极性）。 知识点 电流的磁场 1.发现者：丹麦物理学家 奥斯特 。 2.实验现象： 当导线中有电流通过时，旁边的小磁针发生 偏转。 改变电流的方向，小磁针偏转的方向也发生 改变。 断开开关，小磁针恢复原位。 3.实验结论： 通电导线周围存在 磁场 。 磁场的方向与 电流的方向 有关。 意义：第一次揭示了 电 和 磁 之间的联系（即“电生磁”），打破了电与磁互不相关的传统观念。 特别提醒 小磁针的作用：检验磁场的存在（转换法）及指示磁场方向。 地磁场的影响：为了排除地磁场对实验的干扰，实验前小磁针应静止在南北方向，导线应沿 南北 方向放置在小磁针上方或下方。 随学随练 1．图是“探究通电直导线周围是否存在磁场”的实验示意图，当有电流通过直导线时，小磁针会发生偏转。下列说法正确的是（　　） A．法拉第通过本实验揭开了电与磁的关系 B．小磁针的指向决定了该点的磁场方向 C．这个实验说明通电导线周围存在磁场 D．当电流方向改变时，小磁针的偏转方向不变 【答案】C 【详解】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．磁场中某点小磁针静止时N极的指向是该点的磁场方向，是磁场的方向决定小磁针N极的指向，而非小磁针指向决定磁场方向，故B错误； C．不通电时小磁针仅在地磁场作用下指向南北，导线通电后小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场，故C正确； D．改变电流方向会导致磁场方向改变，小磁针的偏转方向由磁场方向决定，因此偏转方向会改变，故D错误。 故选C。 2．如图所示，将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将发生偏转，这个现象说明了通电导线周围存在_______，如果移走小磁针，该结论_______（选填“成立”或“不成立”）。 【答案】 磁场 成立 【详解】该实验是奥斯特实验，通电后小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场。磁场是通电导线周围客观存在的物质，它的存在和是否放置小磁针无关，因此移走小磁针后，该结论仍然成立。 知识点 通电螺线管的磁场（重点） 1.定义：把导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈）。 2.磁场分布特点： 通电螺线管外部的磁场与 条形磁体 的磁场相似。 两端磁性最 强 ，中间磁性较 弱 。 内部也有磁场，且方向从S极指向N极。 3.极性决定因素：通电螺线管两端的极性（N、S极）取决于 电流的方向 和 线圈的绕向 。 教材延伸 增强磁性的方法：增大电流、增加线圈匝数、插入铁芯（这是后续电磁铁的基础）。 随学随练 3．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。 4．如图所示，是“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验装置。 (1)将小磁针放在螺线管周围的、位置上，并在固定螺线管的玻璃板上均匀的撒上___________（选填“铜屑”或“铁屑”）； (2)闭合开关，小磁针静止时___________极指向为该点的磁场方向； (3)闭合开关，轻敲玻璃板，发现玻璃板上细屑发生移动并有规律排列，通电螺线管外部磁场与___________磁体周围磁场相似；但是、两位置的小磁针均未偏转，下列操作中可能使小磁针偏转的是___________（填字母）： A．改变电流方向    B．改变螺线管的摆放方向 【答案】(1)铁屑 (2)N/北 (3) 条形 AB 【详解】（1）铁屑可以被磁化，能通过排列显示磁场的分布规律，而铜屑不能被磁化，因此选择铁屑。 （2）物理学中规定，小磁针静止时N极（北极）的指向，就是该点的磁场方向。 （3）实验结论表明，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的磁场相似； A.改变电流方向，通电螺线管的磁场方向会反向，磁场方向与小磁针原有指向相反，小磁针会发生偏转，故A符合题意； B.改变螺线管的摆放方向，空间中A、B点的磁场方向也会改变，不再和小磁针原有指向一致，小磁针也会发生偏转，故B符合题意。 故选AB。 知识点 安培定则（右手螺旋定则）（难点） 1.内容：用 右 手握住螺线管，让四指弯曲的方向跟螺线管中 电流 的方向一致，则大拇指所指的那端就是螺线管的 N 极。 2.应用步骤： 第一步：标电流。根据电源正负极，标出螺线管上线圈正面的电流方向（向上或向下）。 第二步：握螺线管。伸出右手，四指顺着电流方向握住螺线管。 第三步：指N极。大拇指指向的一端即为N极，另一端为S极。 易错提醒 左右手混淆：判定通电螺线管极性必须用 右 手！ 绕向判断：注意区分导线是从螺线管的“正面”绕上去还是从“背面”绕上去。若电流从正面流入且向上流，四指指尖应向上。 拇指含义：大拇指指的是 N极 的方向，而不是电流方向。 随学随练 5．小明同学模拟安培在1820年科学院例会上做的小实验：把螺线管水平悬挂起来，闭合开关，发现螺线管缓慢转动后停了下来，改变螺线管B端的初始指向，重复操作，停止时B端的指向都相同。模拟实验装置如图所示，闭合开关，螺线管停下来后B端指向地理的（     ） A．北方 B．西方 C．南方 D．东方 【答案】A 【详解】由图可知，电源右端为正极、左端为负极，电流从螺线管的B端流入、A端流出。由按安培定则可知，B端是螺线管的N极，A端是螺线管的S极。地球本身是大磁体，地磁场的地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，由异名磁极相互吸引可知，B端（即N极）会指向地磁的南极，即地理北方。故选A。 6．如图所示，根据通电螺线管左方小磁针静止时极的指向（黑色一端为N极），用箭头在磁感线上标出磁感线的方向，并在括号中用“+”“-”标出电源的正负极。 【答案】 【详解】从图可知，静止时小磁针的左端是N极，右端为S极，由异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的左端是N极，右端是S极；根据安培定则，可知电流是从螺线管的右端流入，则电源的右端为正极，左端是负极； 通电螺线管周围的磁感线从它的N极出发、回到S极，据此作图。 题型 安培定则的综合应用 解题技巧总结： 知电判磁：已知电源正负极 确定电流方向 安培定则 确定N/S极 判断小磁针指向或磁感线方向。 知磁判电：已知小磁针指向/磁感线方向 确定螺线管N/S极 安培定则 确定电流方向 确定电源正负极或绕线方式。 活学活用 7．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。 8．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。 基础通关 1．历史上首先发现了电流的磁效应，揭示了电和磁之间联系的科学家是（     ） A．奥斯特 B．焦耳 C．安培 D．伏特 【答案】A 【详解】A．奥斯特首先通过实验发现电流的磁效应，首次揭示电与磁的联系，故A符合题意； B．焦耳的主要贡献是总结出焦耳定律，定量描述电流的热效应规律，故B不符合题意； C．安培的主要贡献是总结出安培定则等相关规律，故C不符合题意； D．伏特的主要贡献是发明伏打电堆，电压单位以其命名，故D不符合题意。 故选A。 2．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。 3．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。 4．在螺线管附近放一小磁针，静止时小磁针位置如图所示。闭合开关后，下列判断正确的是（　　） A．通电螺线管的左侧是N极，小磁针顺时针旋转 B．螺线管外A点磁场的方向向左 C．小磁针的N极指左 D．把小磁针取走，则通电螺线管周围的磁场消失 【答案】B 【详解】A．根据电源正负极判断出通电螺线管外部的电流方向向下，再根据右手螺旋定则可知，通电螺线管右侧为N极，因为异名磁极相互吸引，故小磁针逆时针旋转，故A错误； B．螺线管外部磁感线从极出发回到极，即从右向左，故点磁场方向向左，故B正确； C．通电螺线管的右端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应靠近螺线管的右端，即小磁针的S极指向左，故C错误； D．通电螺线管的周围存在着磁场，磁场的存在与是否有小磁针无关，故D错误。 故选B。 5．通电螺线管和磁体A的磁极附近的磁感线分布如图所示，小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．磁体A与通电螺线管的周围存在磁感线 B．通电螺线管的左端是S极 C．小磁针的b端是N极 D．磁体A的右端为N极 【答案】CD 【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，故A错误； B．根据安培定则，电流从螺线管右端流入、左端流出，右手握住螺线管，四指沿电流方向，大拇指指向螺线管的左端，说明左端为N极，右端为S极，故B错误； C．螺线管外部的磁感线从N极出发回到S极，因此螺线管上方的磁感线方向是从左（N极）向右（S极），小磁针静止时N极指向与磁感线方向一致，故小磁针的b 端为N极，故C正确； D．磁感线在磁体外部从N极出发，图中磁体A与螺线管左端的磁感线相互排斥，说明二者为同名磁极，螺线管左端为N极，因此磁体A的右端也为N极，故D正确； 故选CD。 6．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。 7．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。 8．如图所示，用细线悬挂的条形磁体，磁极未知，当闭合电路开关S后，磁体的B端与通电螺线管的左端相互排斥，则B端是磁体的________________极；断开开关S，磁体静止时，A端会指向地理的________（选填“北方”或“南方”）。 【答案】 N（北） 南方 【详解】当闭合电路开关S后，电流从螺线管右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管左端为N极；由于磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥，根据同名磁极相互排斥可知，B端是磁体的N极；断开开关后，条形磁体在地磁场作用下静止，A端为S极，因此指向地理南方。 9．小明在户外实践中，利用随身所带的物品制作了简易指南针，他首先利用电池、带绝缘皮的导线、铁钉制成电磁铁，然后将缝衣针磁化并用细线水平悬挂，再将电磁铁和缝衣针靠近，静止时如图所示。铁钉的钉尖是________极；移开电磁铁后，缝衣针静止时针尖所指的方向为地理的________（选填“南”或“北”），缝衣针之所以有指南北的性质，是因为它受到了________的作用。 【答案】 N（北） 南 地磁场 【详解】【小题1】由图可知，螺线管正面导线中的电流方向是向下的，根据安培定则（右手螺旋定则），可知铁钉的钉尖一端为N极； 如图所示，将电磁铁和缝衣针靠近时，缝衣针的针尖靠近铁钉的钉尖（N极）。根据磁极间“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”的规律，缝衣针的针尖必定是 S（或南） 极。 移开电磁铁后，缝衣针相当于一个小磁针。小磁针在地面上自由静止时，其S极（针尖）会指向地理的南方，N极会指向地理的北方； 地球本身是一个巨大的磁体，周围存在着地磁场。磁体放入地磁场中会受到磁力的作用，所以被磁化的缝衣针有指南北的性质。 10．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。 素养提升 11．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。 12．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。 13．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。 14．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。 15．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。 迁移创新 16．如图所示，小明将具有磁性的钢钉水平悬挂在空中，在空中静止时钉尖指向“南”方，钉头是________极（选填“N”或“S”）。将通电螺线管放置在该钢钉附近时，钉头会被吸引过去，这说明通电螺线管周围存在着________，其右端为________极（选填“N”或“S”）。可推断出电源的左侧是________极（选填“正”或“负”）。 【答案】 N 磁场 S 负 【详解】[1]可自由转动的磁体静止时，指南的一端为S极，指北的一端为N极。本题中钉尖指向南方，因此钉尖是S极，钉头为N极。 [2]通电螺线管可以吸引磁性钢钉，说明通电螺线管周围存在磁场。 [3]根据异名磁极相互吸引，钉头N极被通电螺线管右端吸引，因此螺线管右端为S极。 [4]根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极，四指弯曲方向为电流方向，可得电流从螺线管右端流入、左端流出，因此电源的右端为正极，左侧为负极。 17．全磁悬浮“人工心脏”已研发成功，其核心部件是个带有叶轮的泵，通电后叶轮可高速旋转，带动血液流动。图乙是叶轮悬浮原理简化图，螺线管通电后，叶轮受斥力悬浮。请标出叶轮下端的磁极并标出磁感线的方向。 【答案】 【详解】根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指的上端为N极，因为叶轮受斥力悬浮，根据同名磁极相互排斥，所以叶轮下端的磁极是N极。在磁体外部，磁感线总是从N极出发，回到S极，磁感线方向如图所示： 18．图甲是磁悬浮陀螺仪，它由电磁底座和陀螺两部分组成，它的悬浮原理如图乙所示。请在“括号”内标出陀螺的磁极，并标出O点处的磁场方向。 【答案】 【详解】由图可知，电源的上端为正极、下端为负极，则电流从上方流入电磁铁，根据安培定则可知电磁铁的上端为N极。陀螺悬浮，根据同名磁极相互排斥可知，条形磁体下端为N极；电磁铁外部磁感线由N极出发，回到S极，所以该点的磁场的方向是向下的，据此作图。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $