九年级物理下册16.2奥斯特的发现考点讲义（Word版，含解析）

16.2　奥斯特的发现
知识点一　电流的磁场
1.实验探究：观察通电直导线周围的磁场。
实验器材：干电池、导线、小磁针。
实验装置：用一根导线直接连接在一节干电池的两极上(目的是取得比较大的电流)，使导线的一部分呈南北方向水平拉直，平行地放在能自由转动的小磁针的上方。
探究过程：
实验探究 甲：通电 乙：断电 丙：改变电流方向
现象 导线中有电流通过时，小磁针发生偏转 导线中无电流时，小磁针不发生偏转 对调接在导线上电池的两极，改变电流的方向，小磁针发生反向偏转
分析 小磁针发生偏转，说明小磁针受到磁场的作用，即电流周围存在着磁场 小磁针不发生偏转，说明小磁针没有受到磁场的作用，没有电流也就没有磁场 电流方向改变时，小磁针的转动方向改变，说明磁场方向也改变
探究归纳：(1)电流周围存在着磁场；(2)电流周围磁场的方向跟电流的方向有关，电流方向改变，磁场方向也随着改变。
2.奥斯特实验：以上实验就是奥斯特实验，奥斯特实验说明通电导体和磁体一样，周围存在着磁场。
3.任何导体中有电流通过时，其周围空间均会产生磁场，这种现象叫做电流的磁效应。
温馨提示：在做奥斯特实验时，应注意三点：(1)为了避开地磁场的影响，不要东西方向布设导线，即导线要与静止在南北方向的小磁针平行；
(2)为使实验现象明显，应使电流较大，同时导线与小磁针间距离不要太远；
(3)为了保护电源，实验时通电时间不宜过长。
例1　如图所示，在观察奥斯特实验时，小明注意到置于通电直导线下方小磁针的N极向纸内偏转。小明由此推测：若电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方时，小磁针也将发生偏转。请你说出小明推测的依据是：____________________，你认为小磁针的N极会向________(选填“纸内”或“纸外”)偏转。
解析：电荷的定向移动形成电流，所以电子的定向移动也能形成电流，电子带负电，负电荷定向移动的方向与电流方向相反，这个电流形成的磁场方向与原磁场方向相反，因此，小磁针的N极会向纸外偏转。
答案：电子的定向移动形成电流，电流周围存在磁场　纸外
知识点二　通电螺线管的磁场 精练版P5
1.螺线管：把用导线在圆柱形空心筒上绕成的螺纹状线圈，叫做螺线管。螺线管是一种重要的电磁器件。
2.实验探究：通电螺线管外部的磁场分布。
如图所示，在有机玻璃板上安装一个用导线绕成的螺线管，板面上均匀地撒满铁屑，再给螺线管通电，并轻敲有机玻璃板，观察螺线管周围的铁屑的分布情况。
探究归纳：我们发现通电螺线管周围的铁屑分布形状与条形磁铁一样，说明通电螺线管周围存在磁场，其周围的磁场与条形磁铁的磁场相似。
3.通电螺线管外部的磁场分布与条形磁铁周围的磁场相似，两端相当于条形磁铁的N、S极，其内部也存在磁场，且内部磁感线的方向由S极指向N极。也就是说，放在通电螺线管内静止的小磁针N极所指的那一端，就是通电螺线管的N极。通电螺线管内部的磁感线与外部从N极到S极的磁感线组成闭合的曲线。
4.实验探究通电螺线管的极性可能和哪些因素有关
实验器材：导线、开关、干电池、小磁针、大试管、滑动变阻器。
实验操作：(1)把导线缠绕在大试管上，做成一个螺线管，用导线把螺线管、干电池、滑动变阻器、开关连接起来，让螺线管的一端靠近小磁针，闭合开关，观察小磁针的偏转情况。
(2)调换干电池的两极，再让螺线管的一端靠近小磁针，观察小磁针的偏转情况。
(3)改变导线在大试管上的缠绕方向，重复上面的步骤，观察小磁针的偏转情况。
实验现象及分析：四次实验的螺线管以及绕线方向如下表所示。
现象
控制变量 通电螺线管的绕线方向相同，通入的电流方向不相同 通电螺线管通入的电流方向相同，绕线方向不相同
分析 甲、乙电流方向不相同，两个线圈的绕线方向相同，通电螺线管的磁极不相同 丙、丁电流方向相同，但这两个线圈的绕线方向不相同，通电螺线管的磁极不相同
探究归纳：通电螺线管的极性与通入的电流方向和通电螺线管的绕线方向有关，即与螺线管中电流的环绕方向有关。
5.通电螺线管磁极的极性与螺线管中的电流方向有关，它们之间的关系可以用右手螺旋定则来判定。如图所示。
判定方法：(1)标出通电螺线管中的电流环绕方向。
(2)用右手握住螺线管，让弯曲的四指与电流的环流方向一致。
(3)大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
温馨提示：(1)右手螺旋定则所说的“电流的方向”是指螺线管中“电流的环绕方向”，而不是导线环绕的方向，右手四指的弯曲方向应跟电流的环绕方向一致。
(2)N极和S极必须在通电螺线管的两端。
6.通电螺线管和条形磁铁的磁场辨析比较
通电螺线管 条形磁铁
相同点 磁场 磁场分布相同，有N极和S极
磁性 具有吸铁性、指南性、磁化性，两极磁性最强
不同点 磁场 N极和S极与电流方向和绕线方向有关 磁极不变
磁性 只有通电时才具有磁性，且磁性强弱随电流大小变化 永磁体且磁性不变
例2　如图所示各图中，箭头表示电流方向，则通电螺线管周围的小磁针静止时，指向正确的是(　　)
解析：根据右手螺旋定则可知，A、B选项中，通电螺线管的左端为N极，因为异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，所以小磁针靠近通电螺线管左端的为S极，故A选项正确，B选项错误。在C、D选项中，通电螺线管的右端为N极，左端为S极，根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥可知，C、D选项中的小磁针的指向均错误。
答案：A
易错点　判断小磁针在通电螺线管内部的受力情况易出错
通电螺线管外部磁场方向从N极到S极，在通电螺线管的内部磁场方向从S极到N极，小磁针静止时N极所指的方向是该点的磁场方向。
例3　如图所示的螺线管内放一枚小磁针，开关闭合后，小磁针N极(描黑部分)的指向将(　　)
A.不动　　　　　　 B.向外转90°
C.向里转90° D.旋转180°
解析：由右手螺旋定则可知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极，在螺线管外部磁场方向是从螺线管的N极到S极，在螺线管内部磁场方向是从螺线管的S极到N极，小磁针受力的方向也应和螺线管内部的磁场方向一致，所以小磁针的N极指向螺线管的N极方向，即指向不动，故A选项正确。
答案：A
注意：本题很容易错选D选项，是根据同名磁极相互排斥，小磁针的N极与螺线管的N极靠近而相互排斥，所以转动180°，错解的原因是在螺线管内部判断小磁针指向时不能用同名磁极相互排斥，而是应用磁场方向知识来解决。