重点培优@第 20 章：电与磁
实验 2 探究通电螺线管外部磁场的方向
1.学习小组利用铁屑、小磁针、滑动变阻器、电池、螺线管等实验器材，探究通电螺线管外部
的磁场方向，在固定有通电螺线管的水平硬纸板上均匀撒满铁屑，通入电流后轻敲纸板，铁屑
的分布情况如图甲所示。请回答下列问题：
（1）分析图甲现象可知，通电螺线管周围的磁场分布与______磁体的磁场相似。
（2）将多个小磁针摆放在螺线管周围，闭合开关，小磁针静止时的指向如图乙所示。某同学
发现螺线管中间部位上下两侧的小磁针没有发生偏转，而其他位置的小磁针均发生了偏转，这
两处小磁针不偏转的原因可能是_____________________________________________________
___。
（3）对调电源的正负极重复上述实验，小磁针 N 极指向与之前相反，说明通电螺线管外部磁
场的方向与__________有关。
（4）地球周围存在磁场，有学者认为，地磁场是地球带电自转形成圆形电流引起的，结合图
甲、乙分析推断：图丙中地球的圆形电流方向与地球自转方向______（填“相同”或“相反”）。
47/52
重点培优@第 20 章：电与磁
2.在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：（小磁针黑色端为 N 极）
（1）如图甲所示，开关断开时小磁针指向南北，是因为受到了________的作用；开关闭合后，
小磁针 N 极指向纸外，说明了______________________。
（2）根据图甲中闭合开关后小磁针静止时的指向可以判断图乙中小磁针的 N 极将_________
_（填“指向纸内”或“指向纸外”）；通电导线产生的磁场的方向与电流的方向______（填
“有关”或“无关”）。
（3）把一些小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后发现小磁针的指向如图丙所示，则电
源的左端是它的______（填“正极”或“负极”）。
（4）如图丁所示，用细软导线绕在一根光滑的塑料管上，制成了一个多匝软螺线管，当软螺
线管中有电流通过时，线圈之间会存在力的作用，在力的作用下软螺线管将沿塑料管______
（填“收缩”或“伸长”）。
48/52重点培优@第 20 章：电与磁
实验 2 探究通电螺线管外部磁场的方向
1.学习小组利用铁屑、小磁针、滑动变阻器、电池、螺线管等实验器材，探究通电螺线管外部
的磁场方向，在固定有通电螺线管的水平硬纸板上均匀撒满铁屑，通入电流后轻敲纸板，铁屑
的分布情况如图甲所示。请回答下列问题：
（1）分析图甲现象可知，通电螺线管周围的磁场分布与______磁体的磁场相似。
答案：条形
解析：由图甲可看出，通电螺线管外部的磁场分部与条形磁体的磁场相似。
（2）将多个小磁针摆放在螺线管周围，闭合开关，小磁针静止时的指向如图乙所示。某同学
发现螺线管中间部位上下两侧的小磁针没有发生偏转，而其他位置的小磁针均发生了偏转，这
两处小磁针不偏转的原因可能是_____________________________________________________
___。
答案： 这两处通电螺线管的磁场方向与地磁场方向一致（合理即可）
解析：如果这两处通电螺线管的磁场方向与地磁场方向一致，那么这两处小磁针就不会发生偏
转。
（3）对调电源的正负极重复上述实验，小磁针 N 极指向与之前相反，说明通电螺线管外部磁
场的方向与__________有关。
答案：电流方向
解析：将电源的正负极对调，小磁针静止时 N 极的指向与之前相反，说明螺线管的磁极、外
部磁场方向与之前相反，则通电螺线管外部磁场的方向与电流方向有关。
（4）地球周围存在磁场，有学者认为，地磁场是地球带电自转形成圆形电流引起的，结合图
80/88
重点培优@第 20 章：电与磁
甲、乙分析推断：图丙中地球的圆形电流方向与地球自转方向______（填“相同”或“相反”）。
答案：相反
解析：由地磁场知识可知，地磁北极在地理南极附近，由安培定则可知，图丙中地球的圆形电
流方向与地球自转方向相反。
2.在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：（小磁针黑色端为 N 极）
（1）如图甲所示，开关断开时小磁针指向南北，是因为受到了________的作用；开关闭合后，
小磁针 N 极指向纸外，说明了______________________。
答案：地磁场 通电导线周围存在磁场
解析：地球周围存在地磁场，开关断开时小磁针指向南北，这是因为小磁针受到了地磁场的作
用；闭合开关后，小磁针 N 极指向纸外，说明通电导线周围存在磁场。
（2）根据图甲中闭合开关后小磁针静止时的指向可以判断图乙中小磁针的 N 极将_________
_（填“指向纸内”或“指向纸外”）；通电导线产生的磁场的方向与电流的方向______（填
“有关”或“无关”）。
81/88
重点培优@第 20 章：电与磁
答案：指向纸内 有关
解析：通电导线产生的磁场的方向与电流的方向有关，仅改变电流的方向，通电导线产生的磁
场的方向改变，图甲中闭合开关后，小磁针上方导线中的电流方向为由右向左，小磁针 N 极
指向纸外，图乙中，小磁针上方导线中的电流方向为由左向右，故图乙中小磁针的 N 极将指
向纸内。
（3）把一些小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后发现小磁针的指向如图丙所示，则电
源的左端是它的______（填“正极”或“负极”）。
答案：正极
解析：由图丙和磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管右侧为 N 极，根据安培定则可知，
电流从螺线管左侧流入，则电源的左端为正极。
（4）如图丁所示，用细软导线绕在一根光滑的塑料管上，制成了一个多匝软螺线管，当软螺
线管中有电流通过时，线圈之间会存在力的作用，在力的作用下软螺线管将沿塑料管______
（填“收缩”或“伸长”）。
答案：收缩
解析：如图丁所示，用细软导线绕在一根光滑的塑料管上，制成了一个多匝软螺线管，当软螺
线管中有电流通过时，线圈之间会存在力的作用，在力的作用下软螺线管将沿塑料管收缩（因
为相邻两线圈之间相邻的两磁极为异名磁极，相互吸引）。
有所得：通电螺线管两端的极性与电流的方向有关。
82/88
