第二十章 电与磁 第2节 电生磁 学案（含解析）

20.2 电生磁
一、知识梳理
知识点一：
1、1820年丹麦物理学家 用实验证实通电导体的周围存在着 。第一次揭示了电和磁之间的联系。
2、奥斯特实验
（1）对比通电和断开瞬间，小磁针的指向，你发现 ，说明 。
（2）想要证明电流周围磁场方向和电流方向有关，应该 ，发现 ，证明 。
3、电流的磁效应：
定义：通电导线周围存在与 有关的磁场，这种现象叫做 。
知识点二：通电螺线管的磁场
思考：怎样才能使电流的磁场变强呢？
实验探究：通电螺线管的磁场特点
思考：用什么方法可以进行实验探究呢？（回忆条形磁体）
（1）通过开关的接通与断开，观察小磁针N极的指向是否发生变化。
说明：通电螺线管周围存在
观察通电螺线管周围细铁屑的排列情况
说明：通电螺线管磁场分布与 的情况相似
改变电源正负极，发现： ，说明 。
知识点三：安培定则
思考：怎么判定通电螺线管的磁场呢？
阅读课本回答：安培定则内容为： 。
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
说出步骤：
②已知通电螺线管两端的极性，判断通电螺线管中电流的方向
说出步骤：
二、随堂练习
1．一蓄电池正负极模糊不清，以下四组器材中，你认为无法判断蓄电池正负极的是（　　）
A．开关、螺线管、小磁针、若干导线 B．开关、小灯泡、电流表、若干导线
C．开关、小灯泡、滑动变阻器、若干导线 D．开关、小灯泡、二极管、若干导线
2．小磁针静止时指南的那一端是它的 极，下图中通电螺线管下方的小磁针静止时右端是小磁针的 极。（两空均选填“N”或“S”）
3．如图乙所示，闭合开关S后小磁针沿顺时针方向偏转后静止，请在图中括号内标出电源的“”、“”极，并标出通过通电螺线管外点的磁感线的方向。
4．如图所示，一个条形磁铁放在水平桌面上，另一个带铁芯的螺线管置于条形磁铁旁，闭合开关，条形磁铁仍静止，请标出螺线管右端的磁极，以及条形磁铁受到的摩擦力。
5．某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。
（1）将螺线管安装在一块玻璃板上，连入电路中，在板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似，铁屑在磁场中被 后相当于小磁针；
（2）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，则通电螺线管的右端为 极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时、极所指方向如图丙所示，说明通电螺线管的极性与 的方向有关。
6．在探究“通电螺线管外部的磁场分布”的实验中：
（1）小磁针 极的方向是该点的磁场方向；
（2）开关闭合后，小磁针分布状态如图甲所示，说明通电螺线管外部的磁场与 的磁场相似；
（3）为了探究通电螺线管的磁场方向与电流方向是否有关，写出一种操作方法： ；
（4）闭合图乙中的开关，则通电螺线管左端为 极。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】A．通电螺线管的极性与电流的方向有关，我们先根据小磁针静止时N极的指向判断出通电螺线管的N极，然后用安培定则就可以判断螺线管中的电流方向，进而根据电流方向就可以判断出电池的正、负极，故A不符合题意；
B．将小灯泡与电流表串联起来接在电路中，观察电流表指针的偏转情况，若电流表的指针正向偏转，则与电流表正接线柱相接的那个极就是电池的正极；若电流表的指针反向偏转，则跟电流表正接线柱相接的那个极是电池的负极，故B不符合题意；
C．滑动变阻器和灯泡都没有正、负接线柱，无论怎么接都不会影响它们的使用，所以也就无法利用它们来辨别电池的正、负极，故C符合题意；
D．二极管具有单向导电性(电流只能从它的正极流向负极，不能反向流动)，将二极管与灯泡串联起来接在电路中，若灯泡发光，则与二极管正极相接的就是电池的正极；若灯泡不发光，则与二极管正极相接的就是电池的负极，故D不符合题意。
故选C。
2． S N
【详解】[1][2]小磁针有两个磁极，当自由静止时指南的一端叫S极。由图可知，电流从螺线管的右端流入，根据安培定则可知，螺线管的左端为N极、右端为S极，根据异名磁极相互吸引，可知小磁针静止时左端为S极，右端为N极。
3．
【详解】闭合开关S后小磁针沿顺时针方向偏转后静止，则小磁针左端为S极，根据同名磁极相互吸引可知，螺线管右端为N极，根据右手螺旋定则可得，电流从螺线管左端流入、右端流出，所以，电源左端为正极，右端为负极；螺线管外部，磁感线从N极出发回到S极，所以，A点磁感线向左，故作图如下：
4．
【详解】根据安培定则可判断螺线管右端为南（S）极，左端为北（N）极，故条形磁铁将受到螺线管向左的斥力，根据条形磁铁仍保持静止可知摩擦力与斥力平衡，方向水平向右。如图所示：
5． 磁化 N 电流的方向
【详解】（1）[1]铁屑在磁场中被磁化，带有磁性，相当于小磁针。
（2）[2]在磁场中，小磁针的N极表示该点的磁场方向，磁场外部的磁场方向从N极指向S极，则通电螺线管的右端为N极。
[3]对调电源正负极，电路中电流方向改变，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示，由图乙丙得，丙图中磁场方向发生改变，说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。
6． N 条形 见解析 S
【详解】（1）[1]小磁针在磁场中静止时，N极的指向是该点的磁场方向。
（2）[2]开关闭合后，小磁针分布状态如图甲所示，小磁针的N极指示一定的方向，说明通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
（3）[3]为了探究通电螺线管的磁场方向与电流方向是否有关，需要控制磁场方向不变，改变电流的方向，所以操作方法：对调电源正负极。
（4）[4]闭合图乙中的开关，电流从螺线管的左侧流入，根据安培定则可知，通电螺线管左端为S极。