16.2 奥斯特的发现
知识点 1 电流的磁场
1.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。接通电路后,观察到小磁针偏转。
(1)实验探究的是通电直导线周围是否存在 。
(2)改变直导线中的电流方向,小磁针的偏转方向也发生改变,表明 。
(3)实验中小磁针的作用是 。这里运用的一种重要的物理研究方法是 。
2.对比图甲、乙实验,这种现象叫做电流的 效应。该实验表明电流的磁场方向与 方向有关。
知识点 2 通电螺线管的磁场
3.如图所示,探究通电螺线管外部磁场时,在玻璃板上均匀地撒上铁屑,放上小磁针。实验中选用铁屑是为了显示磁场的 情况,选用小磁针是为了显示磁场的 。通过探究可知,通电螺线管外部的磁场与 磁体周围的磁场相似。实验过程中,把电池的正、负极位置对调,这样操作是为了研究 和 是否有关。
4.通电螺线管的极性跟螺线管中电流方向间的关系,可以用 来判定:用右手握住螺线管,让四指弯曲且跟螺线管中 的方向一致,则大拇指所指的那端就是螺线管的 极。
5.根据图中的电流方向可知,通电螺线管的 (选填“A”或“B”)端是N极,图中小磁针涂黑的一端为小磁针的 (选填“N”或“S”)极。
6.小磁针静止时的指向如图所示,由此可知,a端是通电螺线管的 (选填“N”或“S”)极,c端是电源的 (选填“正”或“负”)极。
7.一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 ( )
8.如图所示,闭合开关后,根据通电螺线管周围的磁感线分布,可以确定磁极甲、乙、丙、丁的极性依次是 ( )
A.N、N、S、N B. S、N、S、S C.S、S、N、N D. N、S、N、N
9.[2021·黔东南州] 如图所示,闭合开关后,静止的小磁针发生顺时针转动,请在括号内标出电源的“+”极和“-”极。
图
10.如图所示是探究通电直导线周围磁场的实验装置,当导线中通过向右的电流时,小磁针偏转,说明小磁针受到力的作用,下列关于该实验说法正确的是( )
A.把小磁针移至图中导线的上方,小磁针的偏转方向不改变
B.小磁针位置不变,改变导线中电流的方向,小磁针偏转方向改变
C.把小磁针拿走,通电导线周围的磁场消失
D.无论通电导线怎么放置,只要导线中有电流,小磁针就发生偏转
11.在如图0所示的电路中,小磁针在螺线管内部,根据小磁针静止时的指向可知 ( )
图0
A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B.b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
C.a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极
D.b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
12.如图1所示,条形磁体置于水平台面上,当通电螺线管向左靠近条形磁体时,条形磁体仍保持静止,在此过程中条形磁体受到的摩擦力的方向和大小分别为 ( )
图1
A.向左,逐渐增大 B.向左,逐渐减小 C.向右,逐渐增大 D.向右,逐渐减小
13.如图2甲所示,在通电直导线正下方的小磁针的S极向外偏转,说明通电导线周围存在 。如图乙所示,大量电子沿着水平方向由左到右飞过小磁针正上方,则小磁针的S极向纸 (选填“外”或“内”)偏转,你的判断依据是 。
图2
14.如图3所示,当电源开关接通后,会发现小磁针的N极向 (选填“左”或“右”)偏转,这说明通电螺线管周围存在 ;同时发现可移动的A、B两螺线管相互 (选填“靠近”或“远离”)。
图3
15.在探究通电螺线管外部磁场的实验中,采用了如图4甲所示的实验装置。
图4
(1)当闭合图甲中开关后,小磁针 (选填“会”或“不会”)发生偏转,说明通电螺线管与小磁针之间是通过 产生力的作用的。
(2)闭合图乙中的开关,通电螺线管周围的小磁针N极指向如图所示,由图可知:在通电螺线管外部,磁感线是从 极出发,最后回到 极。
(3)为了研究通电螺线管的磁极性质,老师与同学们一起对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了实验,得到了如图5所示的四种情况。实验说明通电螺线管的极性只与它的
有关,且这个关系可以用 判断。
图5
16.[2021·东营] 如图6所示,开关闭合的瞬间,位于螺线管右侧的小磁针将发生顺时针旋转。请在图中合适的位置标出通电螺线管的“N”“S”极和电源的“+”“-”极。
图6
考|题|展|示
17.[2021·临沂] 如图7所示,由通电螺线管的磁感线方向可知,电流表的上端为
接线柱;静止的小磁针的左端为 极。
图7
18.[2021·遂宁] 如图8所示,请根据小磁针的南、北极指向,在图中括号内标出电源“+”或“-”极,并用箭头标出磁感线的方向。(小磁针涂黑的一端为N极)
图8
答案
1.(1)磁场
(2)电流周围的磁场方向与电流方向有关
(3)验证磁场的存在并显示磁场的方向 转换法
2.磁 电流
3.分布 方向 条形
通电螺线管外部的磁场方向 电流方向
4.右手螺旋定则 电流 N
5.A N 6.S 负 7.B
8.D 根据右手螺旋定则可以判定丙为N极,乙为S极。根据磁感线分布情况可以判定甲、乙为异名磁极,丙、丁为同名磁极,故甲为N极,丁为N极。
9.如图所示
10.B 把小磁针移至图中导线的上方,由于通电导线上方和下方的磁场方向相反,小磁针受到的磁场力与原来方向相反,即小磁针偏转的方向改变,A错误;小磁针位置不变,改变导线中电流的方向,则小磁针的偏转方向也会改变,B正确;通电导线产生的磁场与其附近是否有小磁针无关,把小磁针拿走,通电导线周围的磁场仍然存在,C错误;通电导线产生的磁场方向与地磁场在小磁针位置的方向相同时,小磁针不会发生偏转,D错误。
11.A 通电螺线管内部中间的小磁针,静止时N极指向左端,可知,螺线管内部的磁场方向水平向左,则a端为通电螺线管的N极。根据右手螺旋定则可知,螺线管中的电流从左侧流进,右侧流出,则c端为电源的正极,d端为电源负极,故A正确。
12.A 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,与条形磁体相互吸引,则条形磁体受磁场力的方向向右,因条形磁体处于静止状态,故摩擦力与磁场力大小相等,方向相反,故条形磁体受向左的摩擦力;当通电螺线管向左靠近条形磁体时,条形磁体受到的磁场力变大,因处于平衡状态,故摩擦力变大。
13.磁场 内 电子定向移动的方向与电流的方向相反,磁场的方向与电流的方向有关
14.左 磁场 靠近
根据右手螺旋定则可知,B螺线管的右端为N极、左端为S极,A螺线管的右端为N极、左端为S极,所以两个螺线管靠近的一端为异名磁极,相互吸引,故可移动的A、B两螺线管相互靠近。由于通电螺线管相当于条形磁体,周围存在着磁场,A螺线管的左端为S极,根据磁极间的相互作用,小磁针的N极会向左偏转。
15.(1)会 磁场 (2)N S
(3)电流方向 右手螺旋定则
16.如图所示
17.正 N 由通电螺线管周围的磁感线方向可知,通电螺线管左端是N极,右端是S极;根据右手螺旋定则可知,电流从左端流入螺线管,经电流表流出,所以电流表的上端为正接线柱;根据磁极间的相互作用规律可知,小磁针的左端是N极。
18.如图所示
根据异名磁极相互吸引可知,螺线管的右端为S极、左端为N极;根据右手螺旋定则可以判断出电源的左端为正极、右端为负极;在磁体外部,磁感线从磁体的N极出发回到S极,由此标出磁感线的方向。