九年级物理全册同步讲义：电生磁（人教版）

课时20.2电生磁（帮课堂）（解析版）

班花【学习目标】

1.知道电流周围存在着磁场；

2.认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间的联系;

3.知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似；

4.会用安培定则判定磁极和通电螺线管的电流方向。

霰【知识导图】

奥斯特实验-----电流的磁效应

―一~~、—―——一

通电螺线管的磁场

通电直导线的磁场

【基础知识】

知识点一、电流的磁效应

1.奥斯特实验

在静止的小磁针上方放一根与小磁针平行的直导线，依次进行如图甲、乙、丙所示的操作。

*»触接

实验探究

甲通电乙断电W改变电流方向

（1）比较甲、乙两图所示现象，导线通电后，小磁针发生偏转（转换法：有无磁场一小磁针是否

发生偏转），断电后，小磁针又回到原位置，这说明通电直导线周围产生了磁场；

现象分析

（2）比较甲、丙两图所示现象，改变电流的方向，小磁针偏转方向发生改变，即小磁针处磁场方

向发生改变，这说明电流的磁场方向与电流方向有关。

（1）通电导线周围存在着磁场；

研究归纳

（2）电流的磁场方向与电流方向有关。

2.电流的磁效应

通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。电流磁效应是丹麦物理学

家奥斯特通过实验首先发现的。奥斯特实验第一次揭示了电与磁之间的联系，即电可以产生磁。

特别提醒:

1.实验时，导线要处于南北方向，与小磁针保持平行，这样在给导线通电时，小磁针由南北指向变为东西指向，偏转

最为明显，便于比较通电后小磁针的偏转情况。

2.实验中，宜采用“触接”的方式给导线通电，即给导线通电时间要短，因为用电源短路的形式虽然可以获得较大的

电流，但也容易烧坏电源。

特别提醒:

带电体磁体

带电体能够吸引轻小物体磁体能吸引铁、钻、银等磁性物质

电荷有两种：正电荷和负电荷磁极有两个：北（N）极和南极（S）

同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引

电荷间不接触就能发生相互作用磁极间不接触就能发生相互作用

摩擦可以使物体带电磁化能使物体具有磁性

正是带电体和磁体有如此多相似的性质，激励着无数科学家一次又一次地寻找电与磁的联系。

【典例1】（2021•青海中考真题）许多物理学家为人类的进步做出了巨大的贡献，下列叙述中对应关

系正确的是（）。

A.牛顿发现了杠杆平衡条件；

B.伽利略最早测出了大气压强的值；

C.奥斯特发现了电流的磁效应；

D.阿基米德最早揭开了光的颜色之谜

【答案】C。

【解析】A.最早发现了杠杆平衡条件的是阿基米德，故A错误；

B.托里拆利最早测出了大气压强的值，故B错误；

C.奥斯特发现了电流周围存在磁场，即电流的磁效应，故C正确；

D.牛顿最早揭开了光的颜色之谜，即光的色散，故D错误。故选C。

知识点二、通电螺线管的磁场

1.螺线管

（1）把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫通电螺线管。

（2）给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。

2.探究通电螺线管外部的磁场分布

实验探究1:通电螺（1）用铜导线穿过玻璃板，做成螺线管，给螺线管通入电流，将小磁针放在螺线管周围的不同

线管的磁场方向和位置，记下小磁针在各个位置时N极的指向：

电流方向的关系(2)改变电流方向，再次观察实验现象。

(1)通电后小磁针发生偏转,不同位置的小磁针N极指向不同，——

力如图圉所所不-;A

实验现象fflli依

(2)改变电流方向，小磁针指向发生改变。°

/

(1)从小磁针的N极指向着、通电螺线管外部的磁感线从螺线管的一端出来回到另一端，说明

通电螺线管有两个磁极且在两端。

现象分析

(2)小磁针的N极指向改变，说明了磁场方向的改变，即通电螺线管两端的极性改变了，由此

可知，电流方向改变了磁场方向，即通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。

实验探究2：通电螺在玻璃板上撤一些铁屑，给螺线管通电后，轻轻敲击玻璃板，观察铁

线管外部的磁场的屑的分布情况。实验现象如图所示。

分布特征r.

现象分析从铁屑的分布情况看，通电螺线管外部的铁屑排列情况和条形磁体周围铁屑的分布情况相似。

(1)通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关；

(2)通电螺线管外部磁场跟条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁

归纳总结

极；

(3)通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反(内外磁场方向大致走向相反)。

3.探究通电螺线管极性与环绕螺线管的电流方向的关系

去绕向不同的螺线管，依次设计并进行实验：给螺线管通入不同方向的电流，用小磁针验证它

实验探究

的N、S极。

AMAaAAAAAAAA

实验现象

1VVVVVVV1VVVVVTV

(1)两个螺线管的绕向相同，电流不同，它的螺线管两端的极性不同。

现象分析

(2)调换螺线管左右位置，绕向发生改变，即便电流方向相同，螺线管两端极性也不同。

实验结论通电螺线管两端的极性与通电螺线管中电流方向有关。

辨析比较:

通电螺线管条形磁体

不同点通电时有磁性，断电时无磁性永磁体

N、S极与电流方向有关N、S极固定不变

（1）磁场分布相似，磁极都在两端；

相同点（2）都具有吸引磁性物质的性质

（3）悬挂起来自由转动，静止后都能指向南北。

【典例2】通电螺线管外部的磁场是怎样分布的，我们通过以下实验来进行探究:

mini

T

（1）在硬纸板上放置一个螺线管，周围均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，铁屑被_____o轻敲纸板,

观察铁屑的排列情况如图甲所示，图乙和图丙分别是蹄形磁体和条形磁体的磁场分布情况，对比分析可知

通电螺线管外部的磁场分布与_____磁体的相似；

（2）我们要判断通电螺线管外部的磁场方向，需要借助_____；

（3）根据前面的实验结果，把通电螺线管看成一个磁体，它的两极如图于所示，为了进一步探究通电

螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系我们下一步要做的是_____,观察______。

【答案】磁化；条形；小磁针；改变电流方向（调换电源正负极）；小磁针的指向。

【解析】（1）[1]通电螺线管周围存在磁场，铁钻银等物质是能够被磁化的，所以把铁屑撒在通电螺

线管周围，铁屑会被磁化。

[2]对比甲、乙、丙三图可知，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的相似。

（2）[3]我们规定小磁针静止时N极所指方向为该点的磁场方向，要判断通电螺线管外部的磁场方向，

需要借助小磁针。

（3）[4][5]要探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系，就要改变导线中电流

的方向，所以接下来我们需要对调电源的正负极，通过观察小磁针的指向来判断通电螺线管的N、S极。

知识点三、安培定则

安培定则又叫右手螺旋定则，用来描述通电螺线管的极性与电流方向关系。

1.内容

用右手握住螺线管，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北极（N极）。

2.安培定则的应用

（1）已知通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性。

具体方法：

①标出通电螺线管中电流的方向；

②用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流方向;

③大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图所示。

（2）己知通电螺线管两端磁极，判断通电螺线管中电流的方向。

具体方法：

①先用右手握住通电螺线管，大拇指指向N极；

②弯曲的四指所指的方向就是螺线管中电流的方向；

③按照四指弯曲的方向在螺线管中标出电流方向。

特别提醒:

决定通电螺线管两端极性的根本因素是螺线管中电流的方向，而不是通电螺线管上导线绕法，只要两个通电螺线管中

电流方向一致，则这两个通电螺线管两端的极性就相同。

【典例3】（2021•北京中考真题）在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实

验现象如图所示，其中小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示。铁屑静止时的分布情况

如图乙所示。图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（）。

甲乙

疝

HUB!!lymi*

1健

C.D.

【答案】Co

【解析】通电螺线管的外部磁场和条形磁体的磁场相似，由甲图中小磁针的分布情况可以判断该通电

螺线管的左侧为S极，右侧为N极。

我们规定小磁针静止时的'极指向为该点的磁场方向，所以在磁体外部，磁感线总是从'极出发回到S

极。而在磁体内部，磁感线的分布和磁体的N、S极一致，由此判断，A、B、D不符合题意；C符合题意。

故选C«

【方法帮】

题型一：奥斯特实验

方法直接

在比较实验条件和实验现象归纳结论时，注意要找出实验操作的不同之处和实验现象的变化，即比较

实验中改变了什么因素从而导致了什么现象的发生，最终得出结论。

【典例1】（2021•湖南长沙市）在我们熟悉的各种磁体的磁场中，通电螺线管外部的磁场可能与哪种

磁体的相似？小伟用小磁针、条形磁体、通电螺线管来进行探究，实验操作及现象如图所示。

（1）比较甲、乙两图可知，通电螺线管的外部磁场与周围的磁场相似：

（2）比较乙、丙两图可知，通电螺线管的外部磁场方向与通过它的方向有关。

甲乙丙

【答案】条形磁体；电流。

【解析】（1）［1］比较甲、乙两图，小磁针在磁场中的受力情况相同，由此可知：通电螺线管的外部

磁场与条形磁体周围的磁场相似。

（2）［2］比较乙、丙两图，通电螺线管中的电流方向不同，小磁针受力情况不同，即N、S极偏转的方

向不同，说明通电螺线管的磁场方向不同，故通电螺线管的外部磁场方向与通过它的电流方向有关。

题型二：通电螺线管

【角度1】通电螺线管的磁场

""""转换法的应用

磁场实际上时看不到的，所以我们在研究磁场的时候，主要通过研究磁场对小磁针的的作用来间接研

究磁场，即通过小磁针是否受力偏转说明是否存在磁场，并通过不同位置小磁针的指向研究磁场的方向。

【典例2】（2021•湖北宜昌市）通电螺线管外部的磁场是怎样分布的，我们通过以下实验来进行探究:

A八八AAAA

NdWuDs

（i）在硬纸板上放置一个螺线管，周围均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，铁屑被_____。轻敲纸板,

观察铁屑的排列情况如图甲所示，图乙和图丙分别是蹄形磁体和条形磁体的磁场分布情况，对比分析可知

通电螺线管外部的磁场分布与_____磁体的相似；

（2）我们要判断通电螺线管外部的磁场方向，需要借助______；

（3）根据前面的实验结果，把通电螺线管看成一个磁体，它的两极如图于所示，为了进一步探究通电

螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系我们下一步要做的是，观察._。

【答案】磁化；条形；小磁针；改变电流方向（调换电源正负极）；小磁针的指向。

【解析】（1）[1]通电螺线管周围存在磁场，铁钻锲等物质是能够被磁化的，所以把铁屑撒在通电螺

线管周围，铁屑会被磁化。

[2]对比甲、乙、丙三图可知，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的相似。

（2）[3]我们规定小磁针静止时N极所指方向为该点的磁场方向，要判断通电螺线管外部的磁场方向，

需要借助小磁针。

（3）[4][5]要探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系，就要改变导线中电流

的方向，所以接下来我们需要对调电源的正负极，通过观察小磁针的指向来判断通电螺线管的N、S极。

【角度2】电源正负极或电流方向的判断

"三步法”判断电源正负极

先指：让拇指指向螺线管中的N极；

再标：根据四指指向标出螺线管中电流的方向；

后确定：根据电流方向确定电源正负极。

【典例3】（2021•四川攀枝花市）攀枝花市某学校研学小组在探究通电螺线管磁场的实验中，小磁针

和螺线管放置于同水平面内，螺线管为东西朝向，小磁针可在水平面内自由转动。开关S闭合后，小磁针

的指向如图所示，则电源1端为______（选填“正”或“负”）极。当开关S断开时，小磁针N极将______

（选填“不”、“向北”或“向南”）偏转。

北

西东

【答案】负；向北。

【解析】［1］由小磁针静止时，其左端为N极，右端为S极，根据磁体间的相互作用规律可知，螺线管

左端为N极，右端为S极；根据螺线管的线圈绕向，利用右手螺旋定则可以确定电流从螺线管的右端流入,

左端流出，由于电流是从电源的正极流出，经过外电路回到电源的负极，所以可以确定电源的力端为负极。

［2］由于未断开开关时，小磁针是东西走向，断开开关时，小磁针由于受到地磁场的影响，N指向地磁

南极，即地理北极，小磁针N极将向北偏转。

【角度3】螺线管上导线的绕法

解题通法

【解析】根据小磁针静止时的N极指向判断出通电螺线管的左边为S极，右边为N极。再根据右手定

值判断螺线管上的绕线方式。如图所示:

s皿

题型三：通电螺线管综合应用

加法直接

“等效法”分析线圈间的作用力

如图所示，将通电螺线管的每一圈都等效一个小的条形磁体，则这些条形磁体N、S极相互连接，所以

只要一通电各个线圈就会相互吸引而使弹簧收缩。

【典例5】如图，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭会后，当滑片P从a端向b端滑动过

程中，会出现的现象是（）。

A.电流表示数变大,弹簧长度变长B.电流表示数变大，弹簧长度变短

C.电流表示数变小,弹簧长度变长D.电流表示数变小，弹簧长度变短

【答案】A。

【解析】（1）由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联；当滑片P从a端向b端滑动的过程中，接入电

路的电阻变小，电路的总电阻变小：根据■可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，所以螺线

管的磁性增强;

（2）根据右手螺旋定则可得，螺线管的下端为N极，上端为S极，因为异名磁极相互吸引，所以螺线

管对磁铁的吸引力逐渐增大，弹簧的长度变长。

故选A。

【中考帮】

考点一：奥斯特实验

【典例】（2022•湖北宜昌）关于如图所示的实验，下列说法中正确的是（）。

A这是模拟法拉第电磁感应实验的场景；

B移走小磁针，电流的磁场消失；

C根据这一现象的原理，制成了电磁铁；

D将导线断开，小磁针N极将指向地磁场的北极

【答案】Co

【解析】A.这是探究通电导体周围存在磁场，即奥斯特实验的场景，故A错误：

B.该磁场是电流的磁场，只有电路中有电流，导线周围就存在磁场，小磁针的作用是证实通电导体周

围有磁场，故B错误；

C.该实验说明通电导体周围存在磁场，这种现象是电流的磁效应，根据这一现象人们发明了电磁铁，

故C正确；

D.将导线断开，导线中没有电流通过，电流的磁场消失。由于受地磁场的影响，小磁针N极将指向地

磁场的南极，故D错误。故选C。

考点二：安培定则

【典例】（2022•本溪铁岭辽阳）通电螺线管左侧放一条形磁体，闭合开关后，小磁针静止在如图所

示的位置。请标出：（1）电源右侧的极性（用“+”或表示）；（2）a点磁感线方向；（3）小磁针

静止时右端的磁极（用“N”或“S”表示）。

【解析】根据通电螺线管和条形磁体之间的磁感线可判断，通电螺线管的左端与条形磁体的右端是同

名磁极，都是S极，根据安培定则可判断，电源的左侧为正极、右侧为负极；磁体周围的磁感线是从磁体N

极出来，回到磁体的S极，所以a点的磁感线方向指向条形磁体的S极；根据异名磁极相互吸引的规律可

知，小磁针静止时左端为S极，右端为N极。如图所示

弓图3，|该题要求同学们能理解并运用磁极间的相互作用规律和安培定则解答试题。这是物理核

心素养的物理观念的体现。

【作业帮】

一、基础练（知识巩固）

1.如图所示，闭合开关S,滑片P向右移动，则螺线管（）。

A.左端为S极，磁性增强B.左端为S极，磁性减弱

C.左端为N极，磁性增强D.左端为N极，磁性减弱

【答案】A.

【解析】电流从正极流向负极,从螺线管的右边流向左边，根据安培定则，四指弯曲方向与电流方向

一致，大拇指所指就是N极方向，因此右端为N极左端为S极。滑片向右移动，滑动变阻器变大，电流变

小，磁性减弱，故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

2.如图所示是探究通电直导线周围磁场的实验装置。当开关闭合时，导线下方的小磁针会发生偏转,

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

【答案】成立；检测磁场是否存在。

【解析】［1］当开关闭合时，通电导线的周围产生了磁场，则导线下方的小磁针在磁场的作用下会发生

偏转；此时若移去小磁针，磁场仍然是存在的，所以上述结论仍然成立。

［2］通电导线周围是否存在磁场不便于观察，磁场对放入其中的磁体有力的作用，所以通过小磁针是否

会发生偏转来判断通电导体是否存在磁场。

3.根据图中通电螺线管的磁感线方向标出小磁针N极和电源的正、负极。

【解析】因为磁体外部的磁感线总是从磁体的、即出发，所以螺线管的右端为N极，则小磁针的左端

为S极，右端为、极，根据安培定则可以判断出电源的正、负极，如图所示:

N

电源

4.如图所示，根据小磁针静止时的指向标出通电螺线管的N极和电源的正、负极。

【解析】小磁针的右端是'极，山磁极间异名磁极相互吸引知螺线管的左端是S极，右端是N极，由

安培定则可知电流从螺线管的左端流入，电源的左端是正极，右端是负极，如图所示：

*接电源6

+一

5.奥斯特实验

触周二

+

乙

（1）如图甲所示，将导线放在静止的小磁针上方且平行，触接电源负极后发现小磁针发生偏转，由此

可得出结论，通电导体周围有。

（2）如图乙所示，将电源正负极对调，重复上述实验步骤，发现小磁针改变。由此可以

得出结论；方向，与电流方向有关•

【答案】磁场；偏转方向；磁场。

【解析】（1）[1]导线通电后，发现小磁针发生偏转，说明小磁针受到了力的作用，故得出通电导线

周围存在磁场。

（2）[2][3]改变电流的方向，小磁针偏转的方向发生变化，说明磁场的方向发生了变化，故得出的结

论是磁场的方向与电流的方向有关。

二、综合练（能力提升）

6.小磁针静止在通电螺线管内部，小磁针涂黑的一端为N极，如图所示。则（）。

Ijnwp

A.电源的a端是正极，通电螺线管的右端是N极；

B.电源的a端是负极，通电螺线管的右端是S极；

C.电源的6端是正极，通电螺线管的左端是N极；

D.电源的6端是负极，通电螺线管的左端是S极

【答案】BC«

【解析】由图可知，小磁针的左端为N极，小磁针N极指向为磁场的方向，小磁针在通电螺线管的内

部，所以通电螺线管内部的磁场方向向左，通电螺线管外部磁场方向由N极指向S极，通电螺线管内部磁

场方向由S极指向N极，所以通电螺线管的右端为S极，左端为N极，由右手螺旋定则可知，电流从通电

螺线管的右端流入，左端流出，所以电源的6端是正极，a端是负极。

故选BC»

7.小明在课下通过查阅资料，知道通电线圈相当于一匝通电螺线管，其两侧的磁极与线圈中电流方向

的关系也符合安培定则一用右手握住线圈，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。

(1)请你猜想，如图所示，把两个线圈A和B挂在水平光滑的固定细杆,，脏上，且平行靠近放置，当

线圈通入如图所示的方向相同的电流，线圈A和B将互相(选填：“靠近”“远离”)。

(2)你猜想的依据是»

【答案】靠近；同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

【解析】口］［2］从图可知两个线圈A和B中电流的方向向上，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螺线管的N极，则线圈A的左端为N极，右端为S极；线圈B的

左端为N极，右端为S极，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。可知，

线圈A和B将互相靠近。

8.放有条形磁体的小车静止在水平地而上，闭合开关S,条形磁体因受磁力向左运动，请在图中括号里

标明电源左端的极性和电磁铁右端的磁极。

【解析】闭合开关S,条形磁体因受磁力向左运动，说明条形磁体受到了一个向左的排斥力，已知条形

磁体左端为S极、右端为N极，根据同名磁极相互排斥可确定通电螺线管的左端是N极、右端为S极；根

据安培定则，大拇指指向通电螺线管的N极，则电流从电磁铁右侧流入，所以电源的右端为正极，左端是

负极，如图所示：

SN

(S)

9.如图示是探究通电直导线周围磁场的实验装置。

(1)小磁针放置在桌面上静止时，将直导线48沿______(选填“东西”“南北”或“任意”)方向

放置在小磁针正上方，实验时效果最明显；

(2)接通电路后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在_____，此现象最早是由物理学家______发

现的，此时若移去小磁针，上述结论是否成立？______(选填“是”或“否”)；

(3)改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明电流周围的磁场方向与_____有关;

(4)实验中小磁针的作用是_____。

【答案】南北；磁场；奥斯特；是；电流的方向；检测磁场是否存在。

【解析】(1)[1]因为地球存在地磁场，小磁针静止时，N极指向地理上的北极，所以直导线46应沿

南北方向放置，则实验时，可避免地磁场对小磁针转动的影响。

(2)[2]接通电路后，本来静止的小磁针发生偏转，说明小磁针受到了力的作用，这说明电流周围产

生了磁场，小磁针放在磁场中受到力的作用。

[3]电流周围存在磁场最早是由物理学家奥斯特发现的。

[4]小磁针在通电导体周围会转动，这是为了表明电流周围存在着磁场，而这个磁场的有无跟导体中有

无电流有关，那么即使移去小磁针，电流周围的磁场仍然存在，所以上述结论仍是成立的。

(3)[5]改变电流方向，则小磁针偏转的方向发生改变，说明小磁针所受的力的方向发生了改变，而

引起这个变化的是电流周围的磁场方向改变了，所以电流周围的磁场方向与电流方向有关。

(4)[6]通电导体周围是否有磁场，无法直接观察，通过转换法，让小磁针的转动说明电流周围存在

磁场，所以小磁针能证明磁场是否存在。

三、培优练(挑战自我)

10.在如图所示的电路中，请用笔画线代替导线将电路补全。要求：将滑动变阻器和螺线管组成串联电

路，闭合开关后，螺线管左端为N极，且滑动变阻器的滑片向左移动时，螺线管的磁性增强。

【解析】滑动变阻器的滑片向左移动时;螺线管的磁性增强，说明此过程通过螺线管的电流增大，此

过程变阻器接入电路的阻值变小，所以变阻器下边的接