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21世紀(jì)教育網(wǎng) –全國(guó)領(lǐng)先的中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
16.1奧斯特的發(fā)現(xiàn)
課堂練習(xí)
1、（2021湖南常德）如圖所示，甲、乙為條形磁體，中間是電磁體，虛線是表示磁極間磁場(chǎng)分布情況的磁感線，則可以判斷圖中A、B、C、D四個(gè)磁極依次是（ ）
A．N、N、S、S B．S、S、N、S
C．N、N、S、N D．S、S、N、N
2、（2021云南）如圖甲所示，用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒接觸驗(yàn)電器的金屬球時(shí)，金屬箔片張開(kāi)，則金屬箔片和橡膠棒帶__________?。ㄟx填“同種”或“異種”）電荷。如圖乙所示，根據(jù)圖中的電流方向，可以判斷通電螺線管左端的磁極是_____________-　極。
3、（2021四川內(nèi)江）如圖所示，在奧斯特實(shí)驗(yàn)中，導(dǎo)線通電時(shí)，導(dǎo)線附近的小磁針發(fā)生了___________，證實(shí)了電流周圍存在___________。
4、（2021江蘇南京）人工心臟泵可短時(shí)間代替心臟工作，如圖是該裝置的示意圖磁體固定在左側(cè)，線圈AB固定在用軟鐵制成的活塞柄上（相當(dāng)于一個(gè)電磁鐵），活塞筒通過(guò)閥門與血管相通，閥門S1只能向外開(kāi)啟，S2只能向內(nèi)開(kāi)啟，線圈中的電流從A流向B時(shí)，電磁鐵左端是______極，血液會(huì)______（選填“流入”或“流出”）活塞筒，該裝置工作時(shí)，線圈AB中的電流方向______（選填“需要”或“不需要”）改變。
5、（2021湖北宜昌）通電螺線管外部的磁場(chǎng)是怎樣分布的，我們通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行探究：
（1）在硬紙板上放置一個(gè)螺線管，周圍均勻地撒滿鐵屑，給螺線管通電后，鐵屑被_____。輕敲紙板，觀察鐵屑的排列情況如圖甲所示，圖乙和圖丙分別是蹄形磁體和條形磁體的磁場(chǎng)分布情況，對(duì)比分析可知通電螺線管外部的磁場(chǎng)分布與______磁體的相似；
（2）我們要判斷通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向，需要借助______；
（3）根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，把通電螺線管看成一個(gè)磁體，它的兩極如圖于所示，為了進(jìn)一步探究通電螺線管的極性與環(huán)繞螺線管的電流方向之間有什么關(guān)系我們下一步要做的是______，觀察______。
6、（2021江蘇泰州）小明在探究“通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。
（1）其中小磁針的作用是___________；
（2）接通電路后，觀察到小磁針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電流周圍存在________，此現(xiàn)象最早是由物理學(xué)家_______發(fā)現(xiàn)的。
（3）改變直導(dǎo)線中電流方向，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生了改變，說(shuō)明電流周圍的磁場(chǎng)方向與________有關(guān)。
（4）研究表明，通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布如圖所示，則圖甲實(shí)驗(yàn)中，若將小磁針由通電直導(dǎo)線下方移至直導(dǎo)線上方，小磁針偏轉(zhuǎn)的方向___________（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）改變。
7、（2021昆明）為了探究磁場(chǎng)，小華做了如下實(shí)驗(yàn)。
甲 乙 丙
（1）探究磁體周圍的磁場(chǎng)：
①在玻璃板上均勻撒上一層鐵屑，再將玻璃板放在條形磁體上方，然后______玻璃板，觀察鐵屑的分布情況。鐵屑在磁場(chǎng)中被______成一個(gè)個(gè)小磁針，從而在磁場(chǎng)中有序地排列起來(lái)，如圖甲所示；
②再在玻璃板上放一些小磁針，小磁針靜止時(shí)的情況如圖乙所示，黑色一端表示磁體的N極，某點(diǎn)小磁針______極所指的方向就是該點(diǎn)的______方向；
③人們仿照鐵屑在磁場(chǎng)中排列的情況和小磁針N極的指向畫出一些帶箭頭的曲線來(lái)形象、直觀地描述磁場(chǎng)，物理學(xué)中把這樣的曲線叫作______。
（2）探究通電螺線管周圍的磁場(chǎng)：
①把小磁針?lè)旁诼菥€管四周不同的位置，通電后發(fā)現(xiàn)小磁針的指向如圖丙所示，說(shuō)明通電螺線管周圍的磁場(chǎng)跟______磁體的磁場(chǎng)相似，圖中_____（選填“左”成“右”）端是螺線管的N極；
②對(duì)調(diào)電源的正負(fù)極重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，小磁針的指向與之前相反，說(shuō)明通電螺線管的極性跟______有關(guān)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后，小磁針靜止時(shí)______極指向南方。
8、（2021湖北恩施）請(qǐng)根據(jù)圖丙中小磁針靜止時(shí)的指向，在括號(hào)內(nèi)標(biāo)出電源的正負(fù)極。
9、（2021湖南岳陽(yáng)）如圖所示，請(qǐng)根據(jù)小磁針指向確定電源a 端的極性（用“+”或“﹣”表示）．
（ ）
10、（2021新疆）請(qǐng)?jiān)趫D丙中標(biāo)出通電螺線管的 N 極和靜止的小磁針的 N極．
11、（2021福建）如圖，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后，用細(xì)線懸掛的條形磁體與通電螺線管相互吸引，請(qǐng)?jiān)趫D中虛線上標(biāo)出磁感線的方向，并在括號(hào)內(nèi)標(biāo)出條形磁體左端的極性。
12、（2021青海）如圖10所示，根據(jù)電源的正負(fù)極和小磁針的指向，在圖中畫出螺線管的繞線。
13、（2021江蘇連云港）如圖乙所示，請(qǐng)標(biāo)出通電螺線管的N、S極并用箭頭畫出圖中磁感線的方向。
14、（2021四川內(nèi)江）．閉合開(kāi)關(guān)后，小磁針前正在如圖所示的位置。請(qǐng)用箭頭標(biāo)出螺線管中a處的電流方向和b處的磁感線方向。
15、（2021江蘇揚(yáng)州）如圖丙，標(biāo)出通電螺線管和靜止小磁針的N極；
答案
1、B
解析：根據(jù)右手螺旋定則知，C端為N極，B端為S極，由磁感線的特點(diǎn)知，A、B為同名磁極，都為S極，C與D是異名的，D為S極。
2、同種；N。
解析：毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電，是因?yàn)槊なル娮?，橡膠棒得到電子。運(yùn)用安培定則可判斷螺線管的磁極。
（1）毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電，接觸驗(yàn)電器后，一部分電子轉(zhuǎn)移到金屬箔片上，金屬箔片帶上負(fù)電，所以橡膠棒和箔片帶同種電荷。
（2）運(yùn)用安培定則，用右手握住螺線管，彎曲的四指指向電流方向，大拇指指向左端，所以左端是螺線管的N極。
3、偏轉(zhuǎn) 磁場(chǎng)
解析：1820年，丹麥科學(xué)家?jiàn)W斯特在課堂上做實(shí)驗(yàn)時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)：當(dāng)導(dǎo)線中通過(guò)電流時(shí)，它旁邊的磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，他進(jìn)而繼續(xù)研究，終于證實(shí)了電流周圍存在磁場(chǎng)，在世界上第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了電和磁之間的聯(lián)系。
4、 (1). S (2). 流入 (3). 需要
解析： 線圈中的電流從A流向B時(shí)，根據(jù)安培定則，電磁鐵右端N極，左端S極。異名磁極相互吸引，此時(shí)活塞左移，筒內(nèi)壓強(qiáng)減小，血液流入筒。因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)活塞要左右移動(dòng)，電磁鐵磁極要改變，所以電流方向需要改變。
5、 (1). 磁化 (2). 條形 (3). 小磁針 (4). 改變電流方向（調(diào)換電源正負(fù)極） (5). 小磁針的指向
解析：（1）通電螺線管周圍存在磁場(chǎng)，鐵鈷鎳等物質(zhì)是能夠被磁化的，所以把鐵屑撒在通電螺線管周圍，鐵屑會(huì)被磁化。
對(duì)比甲、乙、丙三圖可知，通電螺線管外部的磁場(chǎng)分布與條形磁體的相似。
（2）我們規(guī)定小磁針靜止時(shí)N極所指方向?yàn)樵擖c(diǎn) 磁場(chǎng)方向，要判斷通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向，需要借助小磁針。
（3）要探究通電螺線管的極性與環(huán)繞螺線管的電流方向之間有什么關(guān)系，就要改變導(dǎo)線中電流的方向，所以接下來(lái)我們需要對(duì)調(diào)電源的正負(fù)極，通過(guò)觀察小磁針的指向來(lái)判斷通電螺線管的N、S極。
6、 ①. 檢測(cè)磁場(chǎng)的存在 ②. 磁場(chǎng) ③. 奧斯特 ④. 電流方向 ⑤. 不會(huì)
解析：（1）[1]磁場(chǎng)直接看不到，可以用小磁針檢測(cè)磁場(chǎng)的存在
（2）[2][3]實(shí)驗(yàn)中，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明通電導(dǎo)體周圍存在著磁場(chǎng)，這是著名的奧斯特實(shí)驗(yàn)，此現(xiàn)象最早是由物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)的。
（3）[4]改變電流方向，小磁針的方向也發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明了產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向改變，即表明了通電導(dǎo)體周圍的磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)。
（4）[5]由圖，通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)成同心圓，若將小磁針由通電直導(dǎo)線下方移至直導(dǎo)線上方，磁場(chǎng)方向仍然是順時(shí)針，所以小磁針偏轉(zhuǎn)的方向不變。
7、 (1). 輕敲 (2). 磁化 (3). N (4). 磁場(chǎng) (5). 磁感線 (6). 條形 (7). 右 (8). 電流方向 (9). S
8、
解析：根據(jù)小磁針的N、S極判斷出螺線管的右側(cè)為S極，左側(cè)為N極，在根據(jù)右手定則判斷出電流流向，從而確定電源的正負(fù)極，如圖所示：
9、
10、
11、
解析：根據(jù)安培定則可知，電流從電磁鐵右側(cè)流入，螺線管左側(cè)N極，右側(cè)S極，磁感線從N極出發(fā)，回到S極，所以磁感線方向向右，條形磁體與通電螺線管相互吸引，所以條形磁體左端N極，如下圖所示
12、
答案：
13、
答案：
解析：根據(jù)安培定則可知通電螺線管的右端是N極，磁體外部的磁感線都是從磁體的N極出發(fā)回到S極，如圖所示。
14、 答案：
解析：小磁針的左端為N極，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，通電螺線管的右端為S極，則左端為N極。根據(jù)安培定則，右手大拇指指向N極（左端），則四指彎曲方向?yàn)殡娏鞣较?，故a處電流方向向上；因磁體外部磁感線是從N極出發(fā)回到S，故b處磁感線方向?yàn)橄蜃蟆Ｈ鐖D：
15、答案：
解析：由圖可知，電流從螺線管的右端流入，由安培定則可知螺線管的左端是N極，右端是S極，由磁極間的相互作用可知小磁針的右端是N極，如圖所示：
1題
2題
3題
6題
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16.2 奧斯特的發(fā)現(xiàn)
滬粵版 九年級(jí)下
新知導(dǎo)入
我們學(xué)過(guò)電，也了解一些磁的特性，請(qǐng)大家比較一下磁和電有哪些異同。
電現(xiàn)象 磁現(xiàn)象
1 帶電體能吸________。 磁體能吸引____________等物質(zhì)
2 自然界中存在___電荷和____電荷 磁體上存在____極和____極。
3 同種電荷相互____， 異種電荷相互____。 同名磁極相互_______
異名磁極相互______
輕小物體
鐵、鈷、鎳
正
負(fù)
北
南
吸引
排斥
吸引
排斥
電和磁之間有很多相似之處，它們之間是否有聯(lián)系呢？我們生活中常見(jiàn)的設(shè)備如揚(yáng)聲器、話筒中，電和磁常連在一起，它們之間應(yīng)該有一定的聯(lián)系，第一個(gè)找到這種聯(lián)系的人是丹麥物理學(xué)家——奧斯特。
新知講解
（一）觀察通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)
1、我們?cè)鯓优袛嘁粋€(gè)物體是否有磁性？
2、如果小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說(shuō)明了什么？
3、奧斯特是如何發(fā)現(xiàn)電和磁的聯(lián)系的呢？
一、電流的磁場(chǎng)
看它能否吸引鐵屑；也可以利用磁體間的相互作用來(lái)檢驗(yàn)。
答：小磁針受到了磁力的作用，或者小磁針處在磁場(chǎng)中。
1、將直導(dǎo)線與小磁針平行一起，并將導(dǎo)線架在小磁針的上方。
（二）奧斯特實(shí)驗(yàn)
2、分別接通和斷開(kāi)電路，觀察小磁針的偏轉(zhuǎn)情況。
現(xiàn)象：
通電導(dǎo)線周圍存在著磁場(chǎng)
小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
表明：
3、改變電流方向，觀察小磁針的偏轉(zhuǎn)情況。
改變電流方向
電流的磁場(chǎng)方向跟電流的方向有關(guān)
電流方向改變，小磁針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變
現(xiàn)象：
奧斯特實(shí)驗(yàn)的意義：第一次揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象的聯(lián)系，推動(dòng)了電磁學(xué)的深入研究
結(jié)論：通電導(dǎo)體的周圍有磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向跟電流的方向有關(guān)，這現(xiàn)象叫電流的磁效應(yīng)。（這實(shí)驗(yàn)叫奧斯特實(shí)驗(yàn)）
既然電能生磁，為什么手電筒在通電時(shí)連一根大頭針都吸不動(dòng)？
因?yàn)樗拇艌?chǎng)太弱了！
如果把導(dǎo)線繞在圓筒上，做成螺線管（也叫線圈），各條導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加在一起，磁場(chǎng)就會(huì)強(qiáng)得多.
下面，我們就一起來(lái)研究通電螺線管 的磁場(chǎng).
通電直導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，如果將直導(dǎo)線彎成螺線管，通電后是否也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)？如果有磁場(chǎng)，與通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)是否相同
　　（一）螺旋管：將導(dǎo)線繞在圓筒上，做成螺線管（也叫線圈）。通電后各圈導(dǎo)線磁場(chǎng)產(chǎn)生疊加，磁場(chǎng)增強(qiáng)。
二、通電螺旋管的磁場(chǎng)
（二）觀察通電螺旋管周圍的鐵屑分布
問(wèn)題：如何顯示磁場(chǎng)的分布
　　實(shí)驗(yàn)：在螺線管的兩端各放一個(gè)小磁針，在硬紙板上均勻地撒滿鐵屑。通電后觀察指針指向，輕敲紙板，觀察鐵屑的排列情況。
通電后，輕輕敲板，鐵屑為什么會(huì)產(chǎn)生規(guī)律排列？鐵屑的排列與什么現(xiàn)象一樣？
鐵屑磁化變成“小磁針”，輕敲使鐵屑可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，使鐵屑在磁場(chǎng)中有規(guī)律地排列起來(lái)了。
通電螺旋管周圍鐵屑的排列與條形磁鐵周圍的排列很相似,通電螺旋管外部的磁場(chǎng)與條形磁鐵周圍的磁場(chǎng)很相似。
通電螺旋管周圍存在著磁場(chǎng)，通電螺旋管外部的磁場(chǎng)與條形磁鐵周圍的磁場(chǎng)很相似。
（三）探究通電螺旋管的極性與電流方向的關(guān)系
問(wèn)題：磁場(chǎng)方向是如何確定的
實(shí)驗(yàn)方案：把小磁針?lè)旁诼菪艿膬啥?，在螺旋管通電后，觀察螺旋管兩端小磁針的指向，，然后改變電流方向，記下螺旋管中的電流方向和小磁針靜止時(shí)N極的指向。
結(jié)論：通電螺旋管的極性與電流方向有關(guān)
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
　通電螺線管外部的磁場(chǎng)和條形磁體的磁場(chǎng)一樣。
　通電螺線管兩端的極性與其中的電流方向有關(guān)。
通電螺旋管的極性與電流方向的關(guān)系如何判斷呢？
　　用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則拇指所指的那端就是螺線管的N極。
三、安培定則
（1）“電流方向”是指螺旋管中電流環(huán)繞方向；
（2）四指彎曲：與螺旋管中電流方向一致；
（3）大拇指指向：通電螺旋管的N極。
　　你能用一個(gè)巧妙的方法把通電螺線管兩端的極性與其中的電流方向的關(guān)系表述出來(lái)嗎？
猴子用右手把一個(gè)大螺線管夾在腋下，說(shuō)：如果電流沿著我右臂所指的方向流動(dòng)，N 極就在我的前方。
螞蟻沿著電流方向繞螺線管爬行，說(shuō)：N 極就在我的左邊。
小結(jié)：通電螺線管的磁場(chǎng)（特點(diǎn)）
1、通電螺線管周圍存在著磁場(chǎng)；
2、通電螺線管外部的磁場(chǎng)分布與條形磁體的磁場(chǎng)相似；
3、通電螺線管兩端的極性取決于電流方向
S
N
N
S
N
S
4、通電螺旋管的極性與電流方向的關(guān)系可以用安培定則判斷
　　1．判斷下面螺線管中的N極和S極：
　　2．判斷螺線管中的電流方向：
N
S
S
N
N
S
課堂練習(xí)
　　3．根據(jù)小磁針靜止時(shí)指針的指向，判斷出電源的正負(fù)極。
電源
S
N
N
S
+
—
　
4、（2021四川攀枝花）攀枝花市某學(xué)校研學(xué)小組在探究通電螺線管磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)中，小磁針和螺線箮放置于同水平面內(nèi)，螺線管為東西朝向，小磁針可在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。開(kāi)關(guān)S閉合后，小磁針的指向如圖所示，則電源A端為_(kāi)_____（選填“正”或“負(fù)”）
極。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，小磁針N極將________
（選填“不”、“向北”或“向南”）偏轉(zhuǎn)。
負(fù)
向北
5、（2021山東臨沂）．如圖所示，由通電螺線管的磁感線方向可知，電流表的上端為_(kāi)______接線柱；靜止的小磁針的左端為_(kāi)________極。
N
正
6、（2021山東淄博）兩個(gè)磁極間的磁感線分布如圖所示，小磁針在B點(diǎn)靜止。則（ ）
A．甲、乙磁極均為S極
B．小磁針的上端是S極
C．A、B兩點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱相同
D．磁極周圍的磁感線是真實(shí)存在的
B
7、（2021湖南長(zhǎng)沙）在我們熟悉的各種磁體的磁場(chǎng)中，通電螺線管外部的磁場(chǎng)可能與哪種磁體的相似 小偉用小磁針、條形磁體、通電螺線管來(lái)進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象如圖所示。
（1）比較甲、乙兩圖可知，通電
螺線管的外部磁場(chǎng)與____________
周圍的磁場(chǎng)相似;
（2）比較乙、丙兩圖可知，通電螺
線管的外部磁場(chǎng)方向與通過(guò)它的________方向有關(guān)。
條形磁體
電流
8、（2021四川眉山）如圖所示，將某發(fā)光二極管的兩極接入電路的a、b兩點(diǎn)，閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，通電螺線管旁邊小磁針S極向右偏轉(zhuǎn)。下列判斷正確的是（　　）
A．通電螺線管右端為N極
B．電源左端為正極，右端為負(fù)極
C．發(fā)光二極管 極接 點(diǎn)， 極接 點(diǎn)
D．圖中P處磁感線的方向從螺線管右端到左端
C
9、（2021山東東營(yíng)）如圖所示，開(kāi)關(guān)閉合的瞬間，位于螺線管右側(cè)的小磁針發(fā)生順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D中合適的位置標(biāo)出通電螺線管的“N”、“S”極和電源的“+”、“﹣”極。
10、（2021廣西北部灣）請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出通電螺線管外部磁感線的方向及小磁針的 N極。
11、（2021山東菏澤） 請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出電磁鐵的 極和圖中這條磁感線的方向。
12、（2021湖南懷化）圖丙為地磁場(chǎng)的示意圖，請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)內(nèi)填上地磁的磁極和小磁針右下端的磁極（選填“N”或“S”）。
13、（2021四川廣安）如圖所示，請(qǐng)根據(jù)通電螺線管的磁感線方向標(biāo)出螺線管的N極和A處導(dǎo)線中的電流方向。
小結(jié)：通電螺線管的磁場(chǎng)（特點(diǎn)）
1、通電螺線管周圍存在著磁場(chǎng)；
2、通電螺線管外部的磁場(chǎng)分布與條形磁體的磁場(chǎng)相似；
3、通電螺線管兩端的極性取決于電流方向
S
N
N
S
N
S
4、通電螺旋管的極性與電流方向的關(guān)系可以用安培定則判斷
課堂總結(jié)
作業(yè)布置
滬粵版物理課本自我評(píng)價(jià)與作業(yè)第12頁(yè)1、2、3、4題
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