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第3課時　電流的磁效應（一）
820年，丹麥物理學家、化學家　
　發現了通電導體周圍存在　
，
　
我們稱之為電流的　
　效應。
直線電流周圍的磁場中，磁感線分布在
于通電導線的所有平面上，是以
為中心的一系列　
，磁場的方向與　
　方向有關。
通電螺線管相當于一個　
磁鐵，它兩端磁極的極性與螺線管中的
方向有關，這一關系可用　
手螺旋定則表示。
1、通電直導線和逝電螺線管的磁場及判定，常見題型為選擇題、填空題和作圖題等。
考法1　探究奧斯特實驗
在重復奧斯特的電流磁效應實驗時，為使實驗方便且效果明顯，通電直導線應（　　）
A．平行于東西方向，位于小磁針上方
B．平行于南北方向，位于小磁針上方
C．平行于東南方向，位于小磁針下方
D．平行于西南方向，位于小磁針下方
[題組沖關]如圖所示，在靜止的小磁針旁放一條直導線，當導線與電池觸接瞬間，發現小磁針轉動，說明（　　）
A．電流的周圍存在著磁場
B．導線通電發熱
C．導線做切割磁感線運動時會產生電流
D．小磁針在沒有磁場時也會轉動
考法2
直線電流的磁場
關于判斷通電直導線周圍磁感線的手勢，下列說法中正確的是（　　）
A．應用左手定則來判斷
B．大拇指所指方向為磁感線方向
C．彎曲的四指所指方向為電流方向
D．彎曲四指所指方向為磁感線的環繞方向
[題組沖關]當導線中通入由右向左的電流時，會發現到導線下方小磁針的N極向紙面外、S極向紙面內轉動，并停在垂直于紙面的方向上，如圖所示，若把小磁針放在導線的上方，則小磁針的N極向紙面內、S極向紙面外轉動，并停在垂直于直面的方向上。通過對這一實驗現象的分析可以得出：
（1）通電導體周圍存在著　
　。
（2）通電直導線周圍的磁感線的形狀是　
　。
考法3
通電螺線管的磁場
如圖所示，通電螺線管左端小磁針N極指向正確的是（　　）
A．B．C．D．
[題組沖關]（2020秋?濮陽期末）如圖是“探究通電螺線管外部磁場”的實驗：
（1）在螺線管的兩端各放一個小磁針，放小磁針的目的是　　。
（2）在螺線管周圍均勻撒上鐵屑，鐵屑分布如圖，從鐵屑的分布情況可知，通電螺線管的外部磁場與　　磁體的磁場相似。為描述磁場而引入的磁感線　　真實存在的。
（3）將兩個已知磁極的小磁針分別放在通電螺線管左右兩端，小磁針靜止時N極指向如圖，則通電螺線管的左端是　　極。當改變螺線管中的電流方向時，發現小磁針N極指向發生改變，此現象說明通電螺線管外部磁場方向與　　方向有關。
（4）若要探究“通電螺線管磁場強弱與電流大小的關系”，應在圖中所示的電路中串聯一個　　。
1．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分布情況的磁感線。則可以判斷圖中A、B、C、D四個磁極依次是（　　）
A．N、S、N、N
B．S、N、S、S
C．S、S、N、S
D．N、N、S、N
2．（2020春?紹興月考）彈簧的下端懸掛一磁體，如圖所示，若把滑動變阻器接入電路，若要使滑動變阻器的滑片P向右移動時，彈簧的長度變得更長，則變阻器接入電路的方式可以是（　　）
A．C接E，B接F
B．C接E，D接F
C．A接E，D接F
D．A接E，B接F
3．如圖中，在矩形通電線圈內放一可以自由轉動的小磁針，在通以如圖所示方向的電流時，小磁針的指向是（　　）
A．N極指向不變
B．N極垂直紙面指向紙外
C．N極垂直紙面指向里
D．N極指向左邊
4．（2021春?淮南月考）下面哪一位科學家的發現，首次揭示了電與磁之間的聯系（　　）
A．安培
B．焦耳
C．奧斯特
D．法拉第
5．（2020?歷下區二模）如圖所示，小磁針靜止在螺線管附近，閉合開關后，下列判斷正確的是（　　）
A．通電螺線管的左端為N極
B．小磁針S極指向左
C．A點磁場的方向水平向右
D．小磁針繼續靜止不動
6．在一塊有機玻璃板上，安裝一個用導線繞成的螺線管，在板面上均勻撒滿鐵屑，通電后鐵屑的分布如圖所示。圖中A、B點相比，　
　點磁場較強。實驗中　
　（填“能”或“不能”）用銅屑代替鐵屑顯示磁場分布。
7．（2020?湖州）方方按如圖電路進行實驗。閉合開關后，小磁針發生偏轉。當小磁針靜止時N極指向　
　（選填“上方”或“下方”）。向左移動滑動變阻器的滑片至某一位置時，硬幣突然被吸起，此現象說明通電螺線管周圍的磁場強弱與　
　有關。
8．如圖所示，當開關閉合后，螺線管上方的小磁針靜止在圖示位置，則小磁針的右側為　
　極；關于通電螺線管磁場的方向，小明通過實驗得出的結論是：通電螺線管的極性跟導線的環繞方向有關。請對此結論作出評價：　
　。
9．（2021?涼山州模擬）如圖所示，在圖中標出靜止在磁場中的小磁針的N極和通電螺線管磁感線的方向。
10．（2020秋?光明區期末）通電導線周圍存在磁場最早是丹麥物理學家　
　發現的，地磁場的N極在地理的　南　極（選填“南”或“北”）附近。如圖所示，閉合開關使螺線管通電，A螺線管的上端相當于磁體的　
　極，可以觀察到左邊彈簧　
　，右邊彈簧　
　（后兩空選填“伸長”“不變”或“縮短”）。電磁鐵的磁性與電流方向　
　（選填“有關”或“無關”）。
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第3課時　電流的磁效應（一）
820年，丹麥物理學家、化學家　奧斯特　發現了通電導體周圍存在　磁場
，
　
我們稱之為電流的　磁　效應。
直線電流周圍的磁場中，磁感線分布在垂直
于通電導線的所有平面上，是以電流　為中心的一系列　同心圓，磁場的方向與　電流　方向有關。
通電螺線管相當于一個　條形磁鐵，它兩端磁極的極性與螺線管中的
電流方向有關，這一關系可用　右手螺旋定則表示。
1、通電直導線和逝電螺線管的磁場及判定，常見題型為選擇題、填空題和作圖題等。
考法1　探究奧斯特實驗
在重復奧斯特的電流磁效應實驗時，為使實驗方便且效果明顯，通電直導線應（　　）
A．平行于東西方向，位于小磁針上方
B．平行于南北方向，位于小磁針上方
C．平行于東南方向，位于小磁針下方
D．平行于西南方向，位于小磁針下方
：由于無通電導線時，小磁針S極向南，N極指北，位于南北方向，若導線的磁場仍使小磁針南北偏轉，根本無法觀察，所以為使實驗方便效果明顯，導線應平行于南北方向位于小磁針上方，這樣當導線中通電時，小磁針能向東西偏轉，實驗效果比較明顯。故ACD錯誤，B正確；
故選：B。
[題組沖關]如圖所示，在靜止的小磁針旁放一條直導線，當導線與電池觸接瞬間，發現小磁針轉動，說明（　　）
A．電流的周圍存在著磁場
B．導線通電發熱
C．導線做切割磁感線運動時會產生電流
D．小磁針在沒有磁場時也會轉動
：A、圖中裝置是奧斯特實驗，在平行直導線下方平行地放置著小磁針，當導線中有電流通過時，小磁針發生偏轉，說明小磁針受到磁力的作用。
因此說明電流周圍存在磁場。故A正確；
B、由于電流的熱效應，導線通電會發熱，但不是小磁針轉動的原因，故B錯誤；
C、導線做切割磁感線運動時會產生電流是電磁感應現象，是磁生電的現象，故C錯誤；
D、當導線中沒有電流通過時，電流周圍沒有磁場，小磁針不會受力，不會發生偏轉，故D錯誤。
故選：A。
考法2
直線電流的磁場
關于判斷通電直導線周圍磁感線的手勢，下列說法中正確的是（　　）
A．應用左手定則來判斷
B．大拇指所指方向為磁感線方向
C．彎曲的四指所指方向為電流方向
D．彎曲四指所指方向為磁感線的環繞方向
：A、通電導線周圍的磁場方向，由右手螺旋定則來確定。故A錯誤；
B、C、右手大拇指方向為電流的方向，故B錯誤，C錯誤；
D、彎曲的四指環繞方向為磁場方向。故D正確。
故選：D。
[題組沖關]當導線中通入由右向左的電流時，會發現到導線下方小磁針的N極向紙面外、S極向紙面內轉動，并停在垂直于紙面的方向上，如圖所示，若把小磁針放在導線的上方，則小磁針的N極向紙面內、S極向紙面外轉動，并停在垂直于直面的方向上。通過對這一實驗現象的分析可以得出：
（1）通電導體周圍存在著　
　。
（2）通電直導線周圍的磁感線的形狀是　
　。
：（1）因為小磁針放在導線旁邊會發生轉動，說明小磁針受到磁場作用，而這個磁場是由通電導線產生的；
（2）小磁針在導線的下方和上方時，小磁針的N、S極指向剛好相反，說明導線的上方和下方的磁場方向不同，即磁感線方向不同，由此可以判斷通電導線周圍的磁感線是圓形的。
答案：（1）磁場；（2）（以導體為中心的）同心圓，或圓形的、環形的、圓筒形的。
考法3
通電螺線管的磁場
如圖所示，通電螺線管左端小磁針N極指向正確的是（　　）
A．B．C．D．
：由安培定則可得，電磁鐵左側為N極，磁感線向外，則小磁針N極應向外，故A對，B、C、D均錯。
故選：A。
[題組沖關]（2020秋?濮陽期末）如圖是“探究通電螺線管外部磁場”的實驗：
（1）在螺線管的兩端各放一個小磁針，放小磁針的目的是　　。
（2）在螺線管周圍均勻撒上鐵屑，鐵屑分布如圖，從鐵屑的分布情況可知，通電螺線管的外部磁場與　　磁體的磁場相似。為描述磁場而引入的磁感線　　真實存在的。
（3）將兩個已知磁極的小磁針分別放在通電螺線管左右兩端，小磁針靜止時N極指向如圖，則通電螺線管的左端是　　極。當改變螺線管中的電流方向時，發現小磁針N極指向發生改變，此現象說明通電螺線管外部磁場方向與　　方向有關。
（4）若要探究“通電螺線管磁場強弱與電流大小的關系”，應在圖中所示的電路中串聯一個　　。
：（1）在磁場中，小磁針靜止時北極所指的方向為該點的磁場方向；因此放小磁針的目的是判斷磁場方向；
（2）通電螺線管的磁場分布與條形磁體相似，都是具有兩個磁性較強的磁極；磁感線是人們為了直觀形象地描述磁場的方向和分布情況而引入的帶方向的曲線，它并不是客觀存在的；
（3）由圖可知小磁針靜止時N極指向左，根據磁極間的相互作用可知，通電螺線管的左端是N極，改變螺線管中的電流方向，發現小磁針靜止時北極所指方向與原來相反，說明通電螺線管外部磁場方向與螺線管中的電流方向有關；
（4）要探究螺線管的磁場強弱與電流大小的關系，就要改變螺線管中的電流大小，而在原電路中，電流的大小是無法改變的，因此要在電路中再串聯入一個滑動變阻器即可，因為滑動變阻器可以通過改變其接入電路的電阻的大小來改變電路中的電流大小。
故答案為：（1）判斷磁場方向；（2）條形；不是；（3）N；電流；（4）滑動變阻器
1．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分布情況的磁感線。則可以判斷圖中A、B、C、D四個磁極依次是（　　）
A．N、S、N、N
B．S、N、S、S
C．S、S、N、S
D．N、N、S、N
【解答】解：根據右手螺旋定則知，B端為N極，C端為S極，由磁感線的特點知，A、B為同名磁極，都為N極，C與D是異名的，D為N極。
故選：D。
2．（2020春?紹興月考）彈簧的下端懸掛一磁體，如圖所示，若把滑動變阻器接入電路，若要使滑動變阻器的滑片P向右移動時，彈簧的長度變得更長，則變阻器接入電路的方式可以是（　　）
A．C接E，B接F
B．C接E，D接F
C．A接E，D接F
D．A接E，B接F
【解答】解：
由圖可知，螺線管線圈上電流方向向左，根據安培定則可知，它的下端為N極、上端為S極。根據“同名磁極相互排斥”可知，懸掛的條形磁鐵受到向上的排斥力，即彈簧的彈力F+F排斥＝G．如果彈簧的長度增大，那么彈力F增大，而排斥力減小，則螺線管的磁場減弱，整個電路的電流變小，滑動變阻器向右移動時電阻變大。滑片向右移動時，滑片左邊的電阻絲變長，右邊的電阻絲變短，所以應該使用左邊的部分，即變阻器的左下角的A接線柱必選，上面的D、C任選一個。
故C正確，而A、B、D錯誤。
故選：C。
3．如圖中，在矩形通電線圈內放一可以自由轉動的小磁針，在通以如圖所示方向的電流時，小磁針的指向是（　　）
A．N極指向不變
B．N極垂直紙面指向紙外
C．N極垂直紙面指向里
D．N極指向左邊
【解答】解：如圖所示，若通電時，據安培定則不難看出此時矩形線圈的前面是N極，其后面是S極，故其磁感線的方向是應該是垂直于紙面向外，故此時小磁針靜止時的N極指向與矩形線圈的磁感線的方向是一致的，由于小磁針的磁感線應是從小磁針的N極出發回到S極的，故此時小磁針的靜止時的N極應該是垂直紙面向外。
故選：B。
4．（2021春?淮南月考）下面哪一位科學家的發現，首次揭示了電與磁之間的聯系（　　）
A．安培
B．焦耳
C．奧斯特
D．法拉第
【解答】解：
1820年奧斯特發現電流周圍存在磁場后，首次揭開了電與磁的聯系，證明了“電生磁”，故選項C符合題意。
故選：C。
5．（2020?歷下區二模）如圖所示，小磁針靜止在螺線管附近，閉合開關后，下列判斷正確的是（　　）
A．通電螺線管的左端為N極
B．小磁針S極指向左
C．A點磁場的方向水平向右
D．小磁針繼續靜止不動
【解答】：A、閉合開關后，電流由螺線管的左側流入、右側流出，根據安培定則，用右手握住螺線管，四指指向電流的方向，則大拇指指向右端，則通電螺線管的右端為N極、左端為S極，故A錯誤；
C、在磁體的外部，磁感線從N極指向S極，所以通電螺線管外A點的磁場方向向左，故C錯誤；
BD、通電螺線管的右端是N極，根據異名磁極相互吸引可知，小磁針的S極應靠近螺線管的右端，即小磁針的S極指向左，故D錯誤、B正確。
故選：B。
6．在一塊有機玻璃板上，安裝一個用導線繞成的螺線管，在板面上均勻撒滿鐵屑，通電后鐵屑的分布如圖所示。圖中A、B點相比，　
　點磁場較強。實驗中　
　（填“能”或“不能”）用銅屑代替鐵屑顯示磁場分布。
【解答】解：由圖可以看出通電螺線管的磁場和條形磁體的磁場一樣，并且可以看到A點鐵屑的分布比B點密集，由此可以確定A點的磁場比B點強；磁體具有吸鐵性，所以不能用銅屑代替鐵屑。
故答案為：A；不能。
7．（2020?湖州）方方按如圖電路進行實驗。閉合開關后，小磁針發生偏轉。當小磁針靜止時N極指向　
　（選填“上方”或“下方”）。向左移動滑動變阻器的滑片至某一位置時，硬幣突然被吸起，此現象說明通電螺線管周圍的磁場強弱與　
　有關。
【解答】解：
（1）由圖可知，螺線管中電流的方向是向右的，根據安培定則可知，通電螺線管的上端為N極，下端為S極；根據同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引可知，小磁針的下端為N極，即N極指向下方；
（2）向左移動滑動變阻器的滑片至某一位置時，滑動變阻器的阻值變小，根據歐姆定律可知，螺線管中的電流變大，磁性變強，會把硬幣吸起，此現象說明通電螺線管周圍的磁場強弱與電流大小有關。
故答案為：下方；電流大小。
8．如圖所示，當開關閉合后，螺線管上方的小磁針靜止在圖示位置，則小磁針的右側為　
　極；關于通電螺線管磁場的方向，小明通過實驗得出的結論是：通電螺線管的極性跟導線的環繞方向有關。請對此結論作出評價：　
　。
【解答】解：右手握住螺線管，四指指向電流的方向，大拇指指向螺線管的右端為N極，由磁極間的相互作用可知，小磁針右端為S極；
關于通電螺線管磁場的方向，小明通過實驗得出的結論是：通電螺線管的極性跟導線的環繞方向有關。請對此結論作出評價：不正確，實驗時，當觀察到當電流反向時，小磁針磁極的指向發生改變現象時，表明通電螺線管的磁場方向與電流方向有關，與繞線方向無關。
故答案為：S；不正確，實驗時，當觀察到當電流反向時，小磁針磁極的指向發生改變現象時，表明通電螺線管的磁場方向與電流方向有關，與繞線方向無關
9．（2021?涼山州模擬）如圖所示，在圖中標出靜止在磁場中的小磁針的N極和通電螺線管磁感線的方向。
【解答】解：（1）根據電源的正負極由安培定則可判斷出圖中通電螺線管的右端為N極，左端為S極，根據同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，可判定小磁針的左端為S極、右端為N極。
（2）根據磁感線都是從磁體的N極出發，回到S極，可以標出磁感線的方向。如圖所示：
10．（2020秋?光明區期末）通電導線周圍存在磁場最早是丹麥物理學家　
　發現的，地磁場的N極在地理的　南　極（選填“南”或“北”）附近。如圖所示，閉合開關使螺線管通電，A螺線管的上端相當于磁體的　
　極，可以觀察到左邊彈簧　
　，右邊彈簧　
　（后兩空選填“伸長”“不變”或“縮短”）。電磁鐵的磁性與電流方向　
　（選填“有關”或“無關”）。
【解答】解：通電導線周圍存在磁場最早是丹麥物理學家奧斯特發現的；
地球本身是一個大磁體，地磁場的N極在地理的南極附近；
據安培定則可知，A螺線管的上端相當于磁體的N極；
對于左邊的彈簧來說，不管通電螺線管的極性如何，鐵棒都會被吸引，故左邊的彈簧會伸長；
對于右邊的彈簧來說，要取決于通電螺線管的極性，如果上端是S極就會伸長，否則就會縮短；
根據電源的正負極，可以確定電流從右螺線管的上端流入，下端流出，結合螺線管線圈的繞向，利用安培定則可以確定螺線管的上端為N極，下端為S極，根據同名磁極相互排斥可知，右端彈簧會縮短；
電磁鐵的磁性與電流方向無關，與電流的大小有關。
故答案為：奧斯特；南；N；伸長；縮短；無關。
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