苏科版物理九年级下册16.2 ( 第一课时) 电流的磁效应教案(解析版)

专项十六电磁转换2电流的磁场第一课时电流的磁效应【知识梳理】电流的磁效应奥斯特实验证明：通电导线的周围存在着磁场，磁场的方向跟电流的方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。这一现象是由丹麦物理学家奥斯特在1820年发现的。通电螺线管的磁场把导线绕在圆筒上，做成螺线管，也叫线圈，在通电情况下会产生磁场。通电螺线管的磁场相当于条形磁体的磁场，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极，通电螺线管外部的磁感线从N极出发，回到S极，内部的磁感线从S极出发，回到N极。通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。磁场的强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关。安培定则判断通电螺线管的磁场方向可以使用安培(右手)定则：将右手的四指顺着电流方向抓住螺线管，大拇指的方向就是该螺线管的N极。【易混淆点】电流的磁效应电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应，这是丹麦物理学家奥斯特在1820年首先发现的。奥斯特实验：实验前要使小磁针静止时指向南北方向，为使小磁针能偏转，直导线应放在小磁针上方且与小磁针平行，即沿南北方向放置；给导线通电，小磁针发生偏转；断电后，小磁针又回到原来的位置(地磁场作用下)；结论：通电导体周围存在着磁场；小磁针与导线不动，调整电源改变导线中电流的方向，磁针偏转方向与原来相反；结论：电流磁场的方向与直导线中电流的方向有关系。通电螺线管周围的磁场通电螺线管的磁场：通电螺线管周围的磁场和条形磁体的磁场一样。安培定则：用右手握螺线管，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Ｎ极。通电螺线管的性质：(1)通电螺线管磁性的强弱与有无铁芯(有铁芯则称为电磁铁)、电流的大小、线圈匝数的多少有关；(2)通电螺线管的极性可由电流方向来改变。知识点一：电流的磁效应【典例分析】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。(1)小磁针上方的直导线应沿

(南北/东西)方向放置。(2)闭合开关后，观察到小磁针偏转，这表明通电直导线周围存在

。(3)改变直导线中的电流方向，小磁针N极偏转方向

(改变/不改变)，这表明

。(4)实验中小磁针的作用是

，这里用到的研究方法是

。【答案】1)南北2)磁场3)改变通电导线周围的磁场方向与电流方向有关4)检验通电导线周围是否存在磁场转换法；【解析】(1)由于小磁针受到地磁场的作用，要指南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生的磁场方向为东西方向，故应使把直导线南北放置；(2)实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，这是著名的奥斯特实验；(3)改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关；(4)小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转，故小磁针可以检测磁场的存在；【真题操练】如图所示是世界上著名的具有划时代意义的实验，该实验说明了通电导线周围存在着，发现该现象的科学家是(选填“欧姆”、“焦耳”、“奥斯特”或“法拉第”)，通电后磁针偏转，体现了电能转化为能。【答案】磁场奥斯特机械【解析】[1][2][3]如图可知该实验是探究电流的磁效应的实验，接通电路后小磁针偏转，证明了通电导线周围存在磁场，发现该现象的科学家是奥斯特。小磁针偏转说明了电能能够转化为机械能。知识点二：通电螺线管周围的磁场【探究重点】通电螺线管外部的磁场方向和条形磁体的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极，通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。安培定则：用右手握螺线管，让四指指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N极。【典例分析】如图甲，小磁针在力的作用下发生偏转，说明力可以改变

;图乙中小磁针发生偏针，说明螺线管周围存在磁场，对小磁针有力的作用，图中螺线管左端为极，电源左端为极。【答案】物体的运动状态

N负；【解析】1)小磁针在力的作用下发生偏转，说明力可以改变物体的运动状态。(2)小磁针的N极被螺线管的左端排斥，由于同名磁极相互排斥，故螺线管的左端为N极。(3)根据安培定则可知，电源的左端为负极；【真题操练】如图所示，通电螺线管周围小磁针静止时，小磁针N极指向正确的是()A．a、b、c B．a、b C．a、c D．b、c【答案】D【解析】根据安培定则可以判断，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，画出通电螺线管周围的经过各小磁针的磁感线，则小磁针N极的指向与该点磁感线方向一致，从而判断出小磁针在b、c是正确的，故ABC错误，D正确。故选D。安安在探究通电螺线管的磁场分布的实验中，如图所示：(1)在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲纸板，观察铁屑的排列情况，发现通电螺线管外都的磁场与磁体的磁场相似；在通电螺线管的两端各放一个小磁针，根据小磁针静止时的指向，可以判定通电螺线管的(选填“左”或“右”)端是它的N极；(2)如果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，接下来的操作是，并观察小磁针的指向。【答案】条形右对调电源的正负极(或改变电流方向)【解析】(1)[1][2]由图可知，通电螺线管外部磁场与条形磁体相似。左边小磁针的右端是N极，由异名磁极相互吸引可知螺线管的左端是S极，右端是N极。(2)[3]探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，由控制变量法可知需要对调电源的正负极。知识点三：通电指导线周围磁场【典例分析】如图所示的奥斯特实验说明了电流周围存在。地球本身就是一个磁体，桌面上的小磁针水平静止时N极指向地理极(选填“南”或“北”)附近。【答案】磁场北【解析】[1]奥斯特实验的内容：是把通电导体平行的放在小磁针的上方，发现小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场。[2]地球本身是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫做地磁场；地磁北极在地理南极附近；地磁南极在地理北极附近。由同名磁极相斥，异名磁极相吸可知，小磁针水平静止时北极指向地理北极。【真题操练】在图中画出静止在通电直导线附近A点的小磁针，并标出其磁极。【答案】【解析】根据图中给出的小磁针可知，通电直导线周围的磁感线方向沿顺时针方向，则A点的磁场方向为该点的切线方向，小磁针静止时N极的指向与该点的磁场方向相同，据此画出A点的小磁针，并标出其磁极，如图所示知识点四：探究影响通电螺线管的磁性实验【探究重点】原理：电流的磁效应滑动变阻器的作用：保护电路；改变电路中的电流。转换法：通过比较螺线管吸引大头针的多少反映磁性的强弱。控制变量法：探究磁性强弱与线圈匝数的关系：控制电流不变，改变匝数。探究磁性强弱与电流的关系：控制匝数不变，通过滑动变阻器改变电流。探究磁性强弱与有无铁芯的关系：控制电流和匝数不变，插入铁芯。观察线圈吸引大头针的多少。【典例分析】(2020·湖南长沙市·九年级其他模拟)如图是小敏探究通电螺线管外部的磁场分布的实验装置(小磁针黑端为N极)。(1)闭合开关，小磁针将______(选填“顺时针”或“逆时针”)转动；(2)在通电螺线管四周不同位置摆放多枚小磁针后，小敏发现通电螺线管外部的磁场与______磁体的磁场相似。(3)请在图中标出通电螺线管的N极和磁感线方向。(______)【答案】逆时针条形【解析】(1)[1]由图可知，闭合开关，电流由螺线管右下方流入，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指沿电流方向，则大拇指指向左，故螺线管的左端为N极，右端是S极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的S极将转向左侧，其N极将转向右侧，即小磁针将逆时针转动。(2)[2]在通电螺线管四周不同位置摆放多枚小磁针后，会发现通电螺线管外部的磁场与条形磁体相似。(3)[3]由(1)可知，通电螺线管的左端为N极，右端是S极；在磁体外部，磁感线的方向是从N极指向S极，所以图中磁感线的方向向右；如图所示：【真题操练】小明在探究“通电螺线管的外部磁场”实验中设计了如图所示的电路。实验时：(1)可通过观察判断通电螺线管的磁极。(2)小明猜想：通电螺线管的磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中，当开关在1上时，观察电流表的示数及吸引大头针的数量，然后他将开关S从1换到2上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了，来探究通电螺线管的磁场强弱与的关系。【答案】小磁针N极所指的方向保持电路中电流相等线圈匝数【解析】(1)[1]由图甲可知，在螺线管周围有两个小磁针，我们可以根据磁极间的相互作用，通过观察小磁针N极的指向来判断螺线管的极性(2)[2][3]将开关S从l换到2上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的大头针数目，来探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。知识点五：作图题【典例分析】将图中的电磁铁连入你设计的电路中(在方框内添加电源和滑动变阻器)，使得小磁针静止时如图所示，且向右移动滑动变阻器滑片时，电磁铁的磁性变弱。【答案】如图所示。【解析】小磁针静止时左端为S极、右端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的左端是N极，右端是S极如图；根据安培定则可以判断电流从左端进入通电螺线管，则可知电源左端为正极、右端为负极；当电流越小时，电磁铁的磁性越弱，要想电磁铁的磁性变弱，应减小电路中的电流，由欧姆定律可知，应增大电路中的电阻，则向右移动滑动变阻器滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻应变长。【真题操练】如图所示，小磁针静止时左端为N极，请在括号内标出电源的“+”、“-”极。【答案】如图所示：【解析】由小磁针S极靠近螺线管的左端，所以螺线管的右端为S极，左端为N极，根据安培螺旋定则，螺线管中的电流应由左端流入，所以电源左端为正极，右端为负极。通电螺线管中的电流方向和其周围磁感线的分布如图所示，其中正确的是()【答案】B．【解析】安培定则的内容：用右手握住螺线管，四指弯向螺线管中电流的方向，大拇指所指的就是螺线管的N极．在磁体的外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极；A．据安培定则判断，该螺线管的右端是N极，左端是S极，故磁感线的方向错误，故错误；B．据安培定则判断，该螺线管的左端是N极，右端是S极，且磁感线的方向正确，故正确；C．据安培定则判断，该螺线管的右端是N极，左端是S极，故磁感线的方向错误，故错误；D．据安培定则判断，该螺线管的左端是N极，右端是S极，故磁感线的方向错误，故错误。如图所示，一条形磁铁静止在粗糙的水平桌面上，通电螺线管与条形磁铁处于同一水平面上，并靠近．开关闭合后，滑片P向下滑动的过程中，条形磁铁始终保持静止．对条形磁铁所受摩擦力的判断，下列说法中正确的是A．摩擦力减小，方向水平向左 B．摩擦力减小，方向水平向右C．摩擦力增大，方向水平向左 D．摩擦力增大，方向水平向右【答案】D【解析】由安培定则得，电磁铁左端为N极，右端为S极，与条形磁铁的异名极相对，相互吸引，则条形磁铁受到电磁铁向左的吸引力，因条形磁铁始终保持静止，所以它受到的吸引力和桌面给它的摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，所以条形磁铁受到的摩擦力的方向是向右的；当滑片逐渐向下移动时，连入电路的电阻逐渐减小，由欧姆定律可得线圈中电流逐渐变大，则磁场逐渐变强，条形磁铁受到电磁铁的吸引力逐渐变大，因条形磁铁受的是平衡力，故摩擦力的大小也会逐渐增大，故D正确如图所示，在探究通电螺线管外部的磁场分布的实验中，开关闭合后，下列说法正确的是()A．小磁针甲静止时N极指向右端，小磁针乙静止时N极指向左端B．小磁针甲静止时N极指向左端，小磁针乙静止时N极指向右端C．小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向右端D．小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向左端【答案】B【解析】由右手螺旋定则可得出螺线管的磁极，则由磁极间的相互作用可得出小磁针的NS极指示方向。由电源的正负极可知，电流从螺线管的左后方流入，右前方流出，由右手螺旋定则可知，螺线管右端应为N极，左端为S极；因同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，所以小磁针甲静止时N极指向左端，S极指向右，小磁针乙静止时N极指向右端，S极指向左，故B正确，ACD错误。1820年4月的一天，奥斯特讲课时突发奇想，在沿

方向的导线下方放置一枚小磁针，保证导线和小磁针能

放置进行实验，接通电源后发现小磁针明显偏转。随后奥斯特花了三个月时间，做了60多个实验证明电流的确能使磁针偏转，这种现象称为

。奥斯特的发现，拉开了研究电磁间本质联系的序幕。【答案】南北平行电流的磁效应；【解析】在奥斯特实验中，开关闭合时，即当导线中有电流通过时，发现导线下面的小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场；奥斯特讲课时突发奇想，在沿电流方向的导线下方放置一枚小磁针，保证导线和小磁针能平行放置进行试验，接通电源后发现小磁针明显偏转，电流的确能使磁针偏转，这种现象称为电流的磁效应；螺线管通电后磁感线的方向如图所示，在图中标出电源的“”“”极和螺线管的N、S极。【答案】【解析】磁感线从磁体的N极出发，回到S极，然后根据安培定则，用右手握住螺线管，拇指指向N极，则四指的弯曲方向即为电流的方向，电流从电源的正极流向负极，可以判断电源的正负极。如图所示是探究通电直导线周围磁场的实验装置。(1)将一根导线AB架在静止的小磁针上方，并使直导线AB与小磁针(选填“平行”或“垂直”)，控制好距离，使导线尽量(选填“靠近”或“远离”)小磁针，使实验效果更明显；(2)当开关闭合时，导线下方的小磁针会发生，说明通电导线周围存在磁场。此时若移去小磁针，上述结论是否成立？。实验中小磁针的作用是；(3)改变直导线中的电流方向，观察到了不同的现象，这表明通电直导线周围磁场的方向与有关。【答案】平行靠近偏转是显示通电直导线周围的磁场电流方向【解析】(1)[1][2]直的通电导线周围的磁场是以导线所在位置为圆心的同心圆，故使直导线AB与小磁针平行；离导线越近，磁感应强度越大，磁感线越密集；离导线越远，磁感应强度越小，磁感线越稀疏，故控制好距离，使导线尽量靠近小磁针，使实验效果更明显。(2)[3]开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在磁场。[4]磁场与小磁针的存在与否无关，因此移走小磁针后，结论仍能成立。[5]小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转，故小磁针的作用显示通电直导线周围的磁场。(3)[6]改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向发生改变，这表明通电直导线周围磁场方向与电流的方向有关。(2020苏州模拟)如图所示，通电螺线管上方有一静止的小磁针。根据图中通电螺线管的磁感线方向，判断小磁针的左侧为______极，A为电源的_____极。【答案】N正【解析】根据磁感线方向知道螺线管左端是S极，所以小磁针左端是N极。根据螺线管N、S极，和导线绕法，结合右手安培定则，电流从A端进入导线，所以A端是电源正极。(2020•郑州模拟)如图所示，标出通电螺线管的N极和S极。【答案】如图所示：【解析】由图可知小磁针的指向判断磁感线的方向，从而确定螺旋管的极性。磁感线是从磁体的N极出来回到磁体的S极的；小磁针N极指向与磁感线的方向是相同的，由图可知，螺旋管的左端应为N极，右端为S极。(2020·陕西渭南市·九年级三模)如图是小科设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路，当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警，图中气敏电阻R0的阻值随CO浓度的增大而减小，电铃应接在_____(选填“B”和“D”或“A”和“C”)之间；当CO浓度升高，电磁铁的磁性_____(选填“增强”或“减弱”)；电磁铁的上端为_____(选填“N”或“S”)极。【答案】“B”和“D”增强N【解析】[1][2][3]当CO浓度高于某一设定值时，气敏电阻R0的阻值减小，由于，电路中电流增大，电磁铁磁性增强，衔铁向下，电铃发声报警，电铃应接在“B”和“D”之间，根据安培定则，判断出电磁铁的上端为N极。小波小组在探究“通电螺线管的外部磁场”实验中，设计了如图所示电路。实验时，(1)可通过观察__________判断通电螺线管的磁极。(2)如图所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场与__________的磁场相似。(3)小波猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中，他将开关S从1换到2上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，此时调节滑动变阻器是为了__________，来研究__________的关系。【答案】(1)小磁针静止时N极(或S极)的指向(2)条形磁体(3)控制两次实验的电流大小不变通电螺线管磁场强弱与线圈匝数【解析】(1)读图可知，在螺线和旁有两个小磁针，我们可以通过观察小磁针的指向来判断螺线管的极性；

(2)读图2可知，螺线和的两端磁性较强，中间磁性较弱，这与条形磁体的磁场分布相类似；

(3)实验中，他将开关S从l换到2上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系．在探究通电螺线管的实验中，小明连接了如图所示的电路，通电螺线管M端放有一小磁针，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下面说法正确的是()A．通电螺线管M端为S极B．小磁针N极指向水平向右C．若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性增强D．若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性减弱【答案】D【解析】开关闭合后，根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极，则由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向；由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化，则可得出螺线管中磁场的变化。A.电流从螺线管左端流入，右端流出，据安培定则知，此时电磁铁的M端是N极，N端是S极，故A错误；B.据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极，即小磁针N极指向水平向左。故B错误；C、D.滑动变阻器的滑动片P向b端移动，电阻变大，电流变小，故电磁铁的磁性变弱。故C错误、D正确。(2020·山东济南市·九年级二模)如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是()A．通电螺线管的左端为N极B．小磁针S极指向左C．A点磁场的方向水平向右D．小磁针继续静止不动【答案】B【解析】A．闭合开关后，电流由螺线管的左侧流入、右侧流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指指向右端，则通电螺线管的右端为N极、左端为S极，故A错误；C．在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外A点的磁场方向向左，故C错误；BD．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D错误、B正确。故选B。如图所示电路中，导线通电之前，处于静止状态的小磁针S极所指的方向是_____的北极(选填“地理”或“地磁”)；导线通电之后，小磁针静止时_____极所指的方向为该点磁场的方向。【答案】地磁N【解析】第一空．地球是个巨大的磁体，磁体周围的磁感线是从N极出发回到S极，所以地球这个巨大磁体周围的小磁针N极指向地磁S极，指向地理北极附近，小磁针的S极指向地磁N极，指向地理南极附近；第二空．磁体周围的磁感线方向、磁场方向、小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向，三个方向是一致的。丹麦科学家首次通过实验发现电流周围存在着磁场。现有一小磁针在通电螺线管附近处于静止状态，如图所示，由此可判断通电螺线管所接电源的D端是极。【答案】奥斯特负【解析】[1]首次通过实验发现电流周围存在着磁场的科学家是奥斯特。[2]如图所示，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知通电螺线管的B端为N极，根据安培定则可知，通电螺线管正面的电流方向向下，所以D端为负极。根据通电螺线管的N、S极和磁感线形状，在图中标出磁体A的N极，磁感线方向(任选一根标出即可)和电源“+”、“-”极。【答案】作图如图所示。【解析】通电螺线管的磁场与条形磁体磁场相似，磁体极性与导线的绕法和电流方向有关，磁体的极性和电流方向关系用安培定则记忆；磁体的磁感线都是从磁体的N极出发，回到磁体的S极；同名磁体磁极相互排出，异名磁体磁极相互吸引。如图所示，根据电源的正、负极标出磁感线的方向及小磁针的N、S极。【答案】如下图；【解析】据电源的正负极可知，电流应当从右端流入，左端流出，根据安培定则能判断出该螺线管的左端是N极，右端是S极；磁感线的特点：在磁体的外部，磁感线方向是由N极指向S极；再根据磁极间的作用规律可知，与螺线管N极靠近的右端是小磁针的S极，小磁针的左端是N极。如图所示(2020湖北荆州模拟)小磁针静止时的指向如图所示，由此可以判定螺线管的A端是___________极(选填“N”或“S”)，接线柱a连接的是电源___________极(选填“正”或“负”)。【答案】(1).S(2).正【解析】(1)根据磁极间的相互作用规律，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。小磁针静止时右端为N极，所以螺线管的A端是S极，B端是N极。(2)由安培定则可知，螺线管中电流由左端流入，右端流出。所以a为电源正极，b为电源负极。如图：如图所示，闭合开关S，通电螺线管右侧的小磁针静止时，小磁针的N极指向左，则电源的右端为极，若使通电螺线管的磁性减弱，滑动变阻器的滑片P应向端移动。【答案】正；左。【解析】由小磁针的指向可判出电磁铁的极性，根据安培定则判断电源的正负极；由磁性的变化可知电流的变化，从而判断滑片的移动情况。小磁针静止时N极向左，则由磁极间的相互作用可知，通电螺线管右端为S极，则左端为N极，根据安培定则可以判断电源的右端为正极，左端为负极；如图所示：若使通电螺线管的磁性减弱，需减小电路中电流，由欧姆定律可知要增大电路中电阻，故滑片向左移动。在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。(1)通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与的磁场相似。(2)小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，南北极发生了对调，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中方向有关。(3)小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引大头针的数目；再将开关S从a换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了，来探究的关系。【答案】(1)条形；(2)电流；(3)控制两次实验的电流大小不变；通电螺线管磁场强弱与线圈匝数。【解析】(1)通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，都是具有两个磁性较强的磁极；(2)如果改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。(3)实验中，他将开关S从a换到b上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。根据图中通电螺线管的N极，标出磁感线方向、小磁针的N极，并在括号内标出电源的正、负极。【答案】【解析】根据电流方向与电源正负极之间的关系：在电源外部电流从正极流出，回到负极，可以确定电源的正负极：左端为正极，右端为负极。如下图所示：小明把带铁芯的螺线管、电源、导线和开关组成电路，固定在泡沫板上，让它漂浮在水面，制作指南针。如图所示，该指南针的南极(S)应标在泡沫板的()A．a处 B．b处 C．c处 D．d处【答案】D【解析】地球是个大磁场，地磁南极在地理北极的附近，地磁北极在地理南极附近，所以小磁针在地磁场的作用下静止时总是一端指南一端指北。由右手螺旋定则可判断通电螺线管的磁极，螺线管处在地球的磁场中，因磁极间的相互作用可知泡沫板静止时船头的指向。泡沫板漂浮在水面上时，头d指向东，尾b指向西，如图所示由右手螺旋定则可知螺线管b端为N极，d端为S极；因地磁场沿南北方向，地球南极处为地磁场的N极，地球北极处为地磁场的S极，而同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故头d指向北方。(2020·湖北黄冈市·九年级二模)如图甲，2020年6月21日，我国时速600公里高速磁浮试验样车，在上海同济大学磁浮试验线上成功试跑，标志着我国磁悬浮技术已达到世界领先水平。列车上电磁体始终通有直流电，铁轨上线圈通电后，电磁体和线圈会变成一节节带有N极和S极的电磁铁，列车所受磁力如图乙所示。下列有关说法错误的是()A．磁悬浮列车是利用同名磁极相互排斥的原理悬浮在轨道上的B．图中列车在磁力作用下正在向右行驶C．要保证列车一直向前行驶轨道，线圈的N极和S极就要不断变换，则铁轨上线圈中应通直流电D．为了节约能源，列车行驶时应对铁轨上线圈分区段供电【答案】C【解析】A．磁场力使列车能够悬浮在轨道上，利用的是列车与轨道间同名磁极相互排斥的原理，故A正确，A不符合题意；B．根据力的示意图能够看出，不同磁极间受力方向是向右的，列车整体受力方向向右，故B正确，B不符合题意；C．要使列车一直向右运动，需要使列车与轨道间磁极始终如题中所示，列车上磁体通有直流电，磁极方向始终不变，轨道上磁极需要改变，因此铁轨上线圈应该通有交流电，故C错误，C符合题意；D．列车具有惯性，分区段供电，列车在无电区段可以利用惯性继续运动，从而节约能源，故D正确，D不符合题意。故选C。(2020·全国九年级单元测试)一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对(如图所示)。下列叙述中，正确的是()A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用B．闭合开关后，条形磁铁受到桌面向左的摩擦力C．闭合开关后，滑片P向a移动时电磁铁与条形磁铁间的作用力增大D．闭合开关后，滑片P向a移动过程中，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到桌面的摩擦力大小保持不变【答案】C【解析】A．闭合开关前，虽然电磁铁没有磁性，但是电磁铁中间是有铁芯的，条形磁铁对铁芯是有吸引力作用的，故A错误；B．闭合开关后，电磁铁有磁性，根据图中的电流方向结合安培定则可知，电磁铁的左端是N极、右端是S极，因异名磁极相互吸引，则电磁铁对条形磁铁有向左的吸引力作用，条形磁铁有向左运动趋势，所以条形磁铁受到向右的静摩擦力作用，故B错误；CD．闭合开关后，滑片P向a移动时，变阻器接入电路的阻值变小，通过电磁铁的电流增大，磁性增强，对条形磁铁的吸引力增大，条形磁铁始终处于静止状态，受到向左的吸引力和向右的静摩擦力是平衡力，吸引力增大，则摩擦力也增大，故C正确，D错误。故选C。(2020·广东茂名市·九年级一模)如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是()A．电流表示数变小，弹簧长度变短B．电流表示数变小，弹簧长度变长C．电流表示数变大，弹簧长度变长D．电流表示数变大，弹簧长度变短【答案】D【解析】AC．电流由下方流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管上端为N极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，两磁铁同名相对，相互排斥；当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，电路中的总电阻减小，由可知，电路中电流变大，即电流表的示数变大，故AC错误；BD．此时条形磁铁受向上的力增强，弹簧长度变短，故B错误、D正确．(2020·黑龙江哈尔滨市·九年级三模)为探究两个通电螺线管之间的磁场情况，某实验小组同学把9个小磁针分别放在两个通电螺线管之间的9个不同点的位置上如图(a)所示，小磁针静止时N极在各位置上的指向如图(b)所示(小磁针涂黑的一端为N极)。四位同学各自画出两个通电螺线管之间的磁感线如图所示，其中正确的是()A． B． C． D．【答案】C【解析】因为小磁针静止时北极所指的方向与磁场的方向(或磁感线方向)相同。且由图a和b可知：小磁针静止时指向是由下向上。所以在两个螺线管之间的磁感线的方向是由下边螺线管指向上边的螺线管；故C正确，ABD错误。故选C。在一次物理实验中，小于同学连接了如图所示的电路，电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法错误的是()A．电磁铁的A端为N极；B．小磁针静止时，N极水平指向左；C．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机；D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动，电磁铁磁性增强【答案】C。【解析】A、由图知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，根据安培定则可知，电磁铁的A端是N极，B端是S极，故A正确；B、电磁铁的B端是S极，由磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，即N极水平指向左，故B正确；C、该实验表明了电能生磁，利用这一现象所揭示的原理可制成电磁铁，故C错误；D、当滑动变阻器滑动片P向右端移动时，变阻器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，则电磁铁的磁性变强，故D正确；故选C。直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法加图所示．将一枚转动灵活的小磁针放在水平放置的直导线正下方直导线通电的瞬间A．若电流方向从南向北，则小磁针顺时针偏转B．若电流方向从北向南，则小磁针逆时针偏转C．若电流方向从东向西，则小磁针不发生偏转D．若电流方向从西向东，则小磁针不发生偏转【答案】D【解析】由图知，判断通电直导线周围磁场方向用到了右手螺旋定则，即：用右手握住直导线，使大拇指指向电流的方向，则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向；A、若电流方向从南向北，如下图(即图中电流从左到右)，根据上面的方法可知，通电直导线下面的磁场指向纸的里面，而纸的里面是西，则小磁针的N极指向也指向西面(如图中红色磁针)，小磁针的N极原来指向北面(如图中蓝色磁针)，所以，小磁针从北往西转动，俯视时，会发现小磁针逆时针转动，故A错误．B、若电流方向从北向南，即下图中电流从左到右，根据上面的方法可知，通电直导线下面的磁场指向纸的里面，纸的里面是东，小磁针N极指向也指向东面(如图中红色磁针)，小磁针的N极原来指向北面(如图中蓝色磁针)，所以，小磁针从北往东转动，俯视时，会发现小磁针顺时针转动．故B错误．C、若电流方向从东向西，即下图中电流从左到右，通电直导线下面的磁场指向纸的里面，纸的里面是南，小磁针N极指向也指向南面如图中红色磁针，小磁针原来指向北面如图中蓝色磁针，所以小磁针会转动到相反的方向，故C错误．D、若电流方向从西向东，即下图中电流从左到右，通电直导线下面的磁场指向纸的里面，纸的里面是北，小磁针N极指向也指向北面如图蓝色磁针，小磁针原来指向北面(如图蓝色磁针)，所以小磁针不转动．故D正确．如图，闭合开关S后小磁针静止在螺线管旁，请标出小磁针的N极和磁感线方向。【答案】【解析】闭合开关后，由图可知电流从螺线管的右侧流入、左侧流出；右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的左端为N极，右端为S极；当小磁针静止时，根据磁极间的作用规律可知，相互靠近的一定是异名磁极，则小磁针的右端为S极，左端为N极；磁体周围的磁感线从磁体的N极出发回到S极，所以图中磁感线的方向是指向右的。如下图所示有一个正负极标示不清的电源，为了分清正负极，某回学自制了一个螺线管，将其悬挂起来并使其在水平面内能自由转动。用该电源给螺线管通电，螺线管静止时A端指向北方(如图)，请在图中标出电源的正负极。【答案】【解析】地球是个大磁体，其N极在地球的南极附近，其S极在地球的北极附近；因螺线管静止时A端指北，则A端为N极，由安培定则可知，右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指指向电流的方向，则电流由右侧流入，左侧流出。如下图所示：(2020·辽宁朝阳)如图，螺线管的上方放置一个小磁针，螺线管左方的水平地面上放置一个铁块。闭合开关后，铁块静止不动，小磁针在磁场的作用下会发生转动，它的周围____(填“有”或“无")磁感线，小磁针静止时左端为_______填“S”“或“N”)极。当滑片P向左滑动时，铁块受到的摩擦力的大小将____(填“变大”、“变小”或“不变")。【答案】无S变小【解析】[1]磁感线一种理想化的物理模型，实际上并不存在，磁场不是由磁感线组成的。[2]根据螺线管中电流的方向和线圈的绕向，利用安培定则用右手握住导线，让四指指向电流方向，则大拇指指向右端，即螺旋管的左端为N极，右端为S极，当小磁针静止时，根据磁极间的作用规律可知，相互靠近的一定是异名磁极，因此可以确定小磁针的左端为S极，右端为N极。[3]当滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路中的电流变小，通电螺线管的磁性变弱，对铁块的吸引力变小，故铁块受到的摩擦力将变小。闭合开关S后，小磁针静止时北极的指向如图所示，则螺线管左端是______极(选填“N”或“S”)，电源左端是_______极(选填“正”或“负”)。【答案】N负【解析】螺线管右端是S极，根据异名磁极互相吸引知道的。左端就是N极。如图所示，在电磁铁上方用弹簧挂着一个条形磁体，开关闭合后，滑片P向右滑动时弹簧伸长。请标出电磁铁上端的极性及电源正负极。【答案】如图所示：【解析】滑动变阻器向右移动时，电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，弹簧伸长说明受到的拉力增大，所以电磁铁的上端应该和上面的磁极是异名磁极，根据磁极判断电流方向，判断电源正负极。滑动变阻器向右移动时，电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，弹簧伸长说明受到的拉力增大，所以电磁铁的上端应该和上面的磁极是异名磁极，所以电磁铁的上端是S极，根据安培定则可以判断从电磁铁的下端入电流，所以可以判断电源的左端是正极，右端是负极。在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中，善于思考的小明同学用自己的方法总结出了