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第2節(jié)電生磁
聯(lián)想情景導(dǎo)入
1820年4月的一天。丹麥物理學(xué)家奧斯特在課堂上演示物理實(shí)驗(yàn)時(shí),有一次把導(dǎo)線平行
地放在磁針上面通電,磁針突然發(fā)生偏轉(zhuǎn)，當(dāng)時(shí)并沒有引起在場(chǎng)其他人的注意，而奧斯
特卻是個(gè)有心人。看到這個(gè)現(xiàn)象后非常興奮，他緊緊抓住這個(gè)現(xiàn)象，又繼續(xù)做了幾十個(gè)
不同的實(shí)驗(yàn),終于發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場(chǎng)。成為第一個(gè)發(fā)現(xiàn)電與磁之間聯(lián)系的人而載
人史冊(cè)。
重點(diǎn)知識(shí)詳解
一、直線電流的磁場(chǎng)
1．奧斯特實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)操作：在小磁針的上方拉一根與小磁針平行的直導(dǎo)線，當(dāng)直導(dǎo)線上通電流并改變電流方向,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。改變電流方向時(shí)小磁針的偏轉(zhuǎn)方向與原來相反。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通電直導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)。
2．直線電流的磁場(chǎng)分布規(guī)律。
實(shí)驗(yàn)操作；在有機(jī)玻璃上均勻地撒上一些鐵屑，給直導(dǎo)線通電后，輕敲玻璃板，觀察鐵屑在直導(dǎo)線周圍的分布情況。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鐵屑的分布呈同心圓狀。且靠近直導(dǎo)線鐵屑越多,即磁感線越密集。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：直線電流的磁場(chǎng)分布規(guī)律：通電直導(dǎo)線的周圍存在磁場(chǎng)。且磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)；直線電流磁場(chǎng)的磁感線分布是一個(gè)個(gè)同心圓,距離直線電流越近，磁性越強(qiáng)。反之越弱。
二、通電螺線管的磁場(chǎng)
1．通電螺線管。
實(shí)驗(yàn)操作：用導(dǎo)線繞成螺線管后通電，觀察是否能吸引大頭針。在螺線管中插入一根鐵棒或一枚鐵釘，再觀察吸引大頭針的現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：螺線管通電后能吸引大頭針。在螺線管中插人一根鐵棒或一枚鐵釘,螺線管吸引大頭針更多。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通電螺線管周圍存在磁場(chǎng)。插人鐵芯后磁性增強(qiáng)。
原因分析：帶鐵芯的通電螺線管的磁性比不帶鐵芯的通電螺線管的磁性要強(qiáng)。是因?yàn)殍F芯在磁場(chǎng)中被磁化后相當(dāng)于一根磁鐵。
2．通電螺線管的磁場(chǎng)。
實(shí)驗(yàn)操作：在穿過螺線管的有機(jī)玻璃上均勻地撒上鐵屑,通電后輕敲玻璃板,觀察鐵屑的分布規(guī)律。改變電流方向，用小磁針探測(cè)螺線管的磁極有無變化。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：通電螺線管周圍的磁感線跟條形磁鐵的磁感線很相似。它的兩端相當(dāng)于兩個(gè)磁極，磁極的極性可以用小磁針的指向來確定。改變電流的方向，螺線管的磁極發(fā)生了變化。
3．右手螺旋定則：通電螺線管磁極方向與電流方向之間的關(guān)系可以用右手螺旋定則來
判定。用右手握緊螺線管．讓四指彎向螺線管中的電流方向，大拇指所指的那一端
就是通電螺線管的北極。直線電流周圍磁場(chǎng)方向與電流方向之間的關(guān)系：用右手握
導(dǎo)線，使大拇指指向電流的方向，則與拇指垂直的其余四指所指的方向就是磁場(chǎng)的
方向。
4．影響通電螺線管磁性強(qiáng)弱的因素。
(1)通電螺線管通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)沒有磁性。
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(2)當(dāng)螺線管線圈的匝數(shù)一定時(shí)，插入鐵芯，磁性大大增強(qiáng)。
(3)線圈匝數(shù)一定時(shí)，通過螺線管的電流越大。它的磁性越強(qiáng)。
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(4)在電流一定時(shí)，外形相同的螺線管，線圈匝數(shù)越多．磁性越強(qiáng)。
(5)螺線管的磁場(chǎng)方向可以通過改變電流的方向而改變。
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精典例題解析
[例1] 如圖所示，L是電磁鐵，在電磁鐵上方用彈簧懸掛一條形磁體。當(dāng)S閉合后，彈簧
的長(zhǎng)度將_________,如果變阻器的滑動(dòng)片P向右移動(dòng)，彈簧的長(zhǎng)度又將
__________(填“變長(zhǎng)”“變短”或。不變”)。
[解析] S未接通時(shí)。彈簧的彈力和磁體的重力相平衡。當(dāng)S閉合后,根據(jù)安培定則可確定
通電螺線管的上方產(chǎn)生的是N極,下端是S極。由于同名磁極相互排斥。所以彈簧
將變短。如果變阻器的滑動(dòng)片P向右移動(dòng),變阻器接入電路中的電阻增大,電路的電
流強(qiáng)度減小,通電螺線管的磁性減弱。斥力減少,彈簧的長(zhǎng)度又將變大。
[答案] 變短 變長(zhǎng)
[例2] 小華為探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)：他用相同的漆包
線分別在兩根相同的鐵棒上繞制成兩個(gè)電磁鐵,它們的線圈匝數(shù)不同,同時(shí)用兩節(jié)
于電池供電。實(shí)驗(yàn)中小華發(fā)現(xiàn)兩個(gè)電磁鐵吸引的鐵屑一樣多，于是他得出結(jié)論：電
磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)無關(guān)。其實(shí)小華設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)有一個(gè)很大的缺陷就是通過
兩線圈的____________不同。所以得出這樣的結(jié)論是錯(cuò)誤的。為解決這個(gè)問題，最
簡(jiǎn)便的方法是將這兩個(gè)電磁鐵的連接方式改為_______________。
[解析] 本題探究影響電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈的匝數(shù)的關(guān)系和控制變量法。根據(jù)控制變量
法在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)一般要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。其中只有欲探究的條件(線圈的匝數(shù))
有所不同,其他條件都應(yīng)相同，但由于兩線圈是并聯(lián)。電流的大小也不相同，因此
本結(jié)論是錯(cuò)誤的。為了解決這個(gè)問題，電流必須取相同,此電路必改為串聯(lián)。
[答案] 電流 串聯(lián)
[例3] 如圖所示的通電螺線管，周圍放著能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的a、b、c、d四個(gè)磁針，當(dāng)它們靜
止時(shí)極性正確的是(N為黑色)_________。
[解析] 通電螺線管的磁極可用右手定則來判定。用右手握緊螺線管。讓四指彎向螺線管中
的電流方向,大拇指所指的那一端就是通電螺線管的北極。根據(jù)圖示可知，電磁鐵
的左端是N極，因此靜止時(shí)只有a磁針極性是正確的。
[答案] a
考點(diǎn)應(yīng)試必備
1．奧斯特實(shí)驗(yàn)證明了 ( )
A．磁極之間的相互作用規(guī)律 B．地球是一個(gè)巨大的磁體
C．電流周圍存在著磁場(chǎng) D．電流周圍存在著磁感線
2．如圖所示是通電螺線管兩端磁極情況的示意圖．其中正確的是圖 ( )
3．如圖所示，若要使滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力
計(jì)的讀數(shù)變小，則變阻器接入電路的方式可以是 ( )
A．C接E，D接F B．C接E，B接F
C．A接E，D接F D．A接E，B接F
4．要增強(qiáng)電磁鐵的磁性，可采用的方法是 ( )
A．增大線圈中的電流
B．減少線圈的匝數(shù)
C．降低線圈兩端的電壓
D．改變線圈中的電流方向
5．如圖所示。通電螺線管與條形磁鐵相互吸引的是 ( )
6．下列兩圖中，開關(guān)S斷開時(shí)，小磁針(黑色為N極)靜止在圖甲所示的位置；開關(guān)S閉合
時(shí)，小磁針靜止在圖乙所示的位置。由此可知 ( )
A．a(chǎn)端是電磁鐵N極，c端是電源正極
B．a(chǎn)端是電磁鐵N極，c端是電源負(fù)極
C．b端是電磁鐵N極，d端是電源正極
D．b端是電磁鐵N極，d端是電源負(fù)極
7．如下圖所示，當(dāng)閉合開關(guān)S后，通電螺線管Q端附近的小磁針N極轉(zhuǎn)向Q端。則
( )
A．通電螺線管的Q端為N極，電源b端為正極
B．通電螺線管的Q端為N極，電源b端為負(fù)極
C．通電螺線管的Q端為S極，電源口端為正極
D．通電螺線管的Q端為S極，電源口端為負(fù)極
8． 如圖所示螺線管內(nèi)放一枚小磁針，當(dāng)開關(guān)S閉合后，小磁針的北極指向?qū)? ( )
A．不動(dòng) B．向外轉(zhuǎn)90° C．向里轉(zhuǎn)90° D．旋轉(zhuǎn)180°
9．如圖所示，當(dāng)閉合開關(guān)S，且將滑動(dòng)變阻器滑片P向左移動(dòng)時(shí)，圖中的電磁鐵 ( )
A．a(chǎn)端是N極，磁性增強(qiáng) B．b端是N極，磁性增強(qiáng)
C．a(chǎn)端是S，磁性減弱 D．b端是S極，磁性減弱
10．如圖所示，甲是銅片，乙是小磁鐵。當(dāng)開關(guān)閉合后 ( )
A．甲將受到向左的排斥力 B．甲將受到向右的吸引力
C．乙將受到向右的排斥力 D．乙將受到向左的吸引力
11．在如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，玻璃球內(nèi)的導(dǎo)線是分開的，小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)用酒精
燈把玻璃球加熱到紅熾狀態(tài)時(shí)，發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)；根據(jù)以上現(xiàn)象可知，當(dāng)把玻璃
球加熱到紅熾狀態(tài)時(shí)，玻璃變成了________。此時(shí)小磁針的_________極將向螺線管偏
轉(zhuǎn)；小磁針和螺線管間的相互作用是通過___________發(fā)生的。玻璃球內(nèi)能的改變是通
過__________的方法實(shí)現(xiàn)的。
12．在一次課外活動(dòng)中,小紅和小剛設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)他們閉合開關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)小
磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),這說明__________周圍存在著磁場(chǎng)。接著小紅又想用該電路判斷電源
的正負(fù)極。經(jīng)過討論小剛找來了一個(gè)小鐵釘,把導(dǎo)線的一部分繞在上面，制成了一個(gè)電
磁鐵連在電路中。當(dāng)再次閉合開關(guān)S后，小磁針靜止時(shí)N極的指向如圖乙所示。據(jù)此他
們判斷出電源的________(填“a”或“b”)端是正極。
13．如圖所示，根據(jù)通電螺線管的磁感線方向。可判斷通電螺線管左端為_______極,電源的
口端為_________極,小磁針靜止時(shí)的b端為_________極。
14．為了探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟哪些因素有關(guān)。小勤所在的
實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：他們首先找了兩枚大鐵釘,用漆
包線在上面繞制若干圈,做成簡(jiǎn)易電磁鐵，然后分別接入電
路。探究前,小勤他們還作了以下的猜想：
猜想A：電磁鐵，顧名思義,通電時(shí)有磁性,斷電時(shí)沒有磁性；
猜想B通過的電流越大,磁性越強(qiáng)；
猜想C：外形相同時(shí),線圈的匝數(shù)越多,磁性越強(qiáng)。
他們通過觀察簡(jiǎn)易電磁鐵吸引大頭針的情況來判斷磁性的有無和強(qiáng)弱，探究過程
如圖所示。請(qǐng)你仔細(xì)觀察這四幅圖，然后完成下列填空。
(1)比較圖______可以驗(yàn)證猜想A是正確的；
(2)比較圖______可以驗(yàn)證猜想B是正確的；
(3)比較圖______可以驗(yàn)證猜想C是正確的；但仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn),猜想C的表述還不完整，還應(yīng)補(bǔ)充條件____________________。
15．兩個(gè)通電螺線管,它們的一端都位于圖甲中的虛線框內(nèi)。為探究?jī)蓚€(gè)通電螺線管之間的
磁場(chǎng)方向,把12枚小磁針分別放在方框內(nèi)12個(gè)小黑點(diǎn)的位置上，實(shí)驗(yàn)記錄小磁針靜止
時(shí)的指向如圖乙所示。請(qǐng)你將圖乙中所有小磁針的N極涂黑。
參考答案：
第2帶 電生磁
1．C 2.C 3．B 4．A 5.B 6．D 7．C 8．A 9．A 10．D
11．導(dǎo)體 N 磁場(chǎng) 熱傳遞
12．通電導(dǎo)體 a
13．S正N
14．(1)ab (2)bc (3)d 通過線圈的電流大小相等
15．如圖A或圖B所示．
( http: / / www.21cnjy.com )
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品資料·第 1 頁 （共 8 頁） 版權(quán)所有@21世紀(jì)教育網(wǎng)

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