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第十七章
从指南针到磁浮列车
第2节
电流的磁场
第1课时
奥斯特实验和通电螺线管
沪科版物理九年级全一册
学习目标
1．知道电流周围存
在着磁场。
2．知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁
相似。
3．会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。
知识回顾：当把小磁针放在条形磁铁的周围时，观察
到什么现象？其原因是什么？
答案：小磁针会发生偏
转。条形磁铁周围存在磁场，磁场对小磁针产生力的
作用使小磁针发生转动。
思考：小磁针只有放在磁铁周围才会受到磁力作用而
发生偏转吗？也就是说，只有磁铁周围存在着磁场吗？
其他物质能不能产生磁场呢？
今天我们就来学习电流周围的磁场。
导入新知
1
知识点
奥斯特实验
思考：首先发现电流周围存在磁场的是丹麦物理学
家奥斯特，那么奥斯特实验是怎样的呢？
探究实验：奥斯特实验
如图所示，将小磁针放
在直导线下方，闭合开
关，会发生什么现象？
这说明了什么？
合作探究
结论：
1.
通电导体周围存在磁场。通电导体周围磁场的方向
与电流的方向有关。
2.
进一步研究发现：直线电流产生的磁场中，磁感线
是以导线为圆心排列的系列的同心圆。
3.
电生磁即电流能产生磁场，这种现象叫电流的磁
效应。
【例1】
[
中考·舟山]
如图是奥斯特实验的示意图，有关分析正确的是（
）
A.
通电导线周围磁场方向
由小磁针的指向决定
B.
发生偏转的小磁针对通
电导线有力的作用
C.
移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
D.
通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
B
【解析】
通电导线周围磁场方向由内部电流方向决定，小磁针
的偏转方向只是反映了磁场的方向，而不能决定磁场
的方向，故A、D
错误；根据力的作用是相互的，通
电导线在对小磁针产生磁力的同时也受到小磁针的磁
力，故B
正确；小磁针只是检验通电导线周围是否有
磁场，而不能决定通电导线周围是否有磁场，故C
错
误。
进行奥斯特实验应注意三个问题：
(1)实验时要让导线和小磁针均处于南北方向。因为通电前
小磁针只受地磁场作用，静止时处于南北方向，这样便
于比较通电前后小磁针的偏转情况。
(2)给导线通电时间要短。因为实验时采用短路的形式获得
瞬间的较大电流，主要是使实验现象更明显。
(3)通电后小磁针发生偏转，说明小磁针受到了另一个磁场
的作用。这里包含的物理知识是“力是改变物体运动状
态的原因”，所运用的物理方法是转换法。
新知小结
【中考·青岛】第一个发现“电流磁效应”的科学家是（ ）
A.法拉第
B.安培
C.牛顿
D.奥斯特
1
D
巩固新知
【中考·泉州】如图所示，当开关闭合时，导线下方的小磁针会发生偏转，说明通电导体周围存在着________，这是丹麦著名物理学家________发现的，属于电流的________(填“热”“磁”或“化学”)效应。
2
磁场
奥斯特
磁
2
知识点
通电螺线管的磁场
思考：学习了奥斯特实验，我们知道通电导体周围存
在磁场。那么通电螺线管的磁场有何特点？
实验探究：
通电螺线管的磁场特点
合作探究
实验结论：
(1)通电螺线管周围存在磁场，通电螺线管外部磁场
与条形磁体的磁场相似。
(2)通电螺线管的磁场方向(磁极)与电流的方向有关。
(3)通电螺线管外部的磁感线是从N极出来，回到S极。
关于通电螺线管，下列说法正确的是( )
A．铜不能被磁化，故通电螺线管不能利用铜导线制作
B．通电螺线管的磁场与蹄形磁体相似
C．通电螺线管的磁性强弱与电流大小无关
D．通电螺线管中插入铁芯，其磁性会增强
【例2】
A
【解析】
在通电螺线管中插入铁芯，铁芯被磁化，使其磁性
增强。
通电导体周围都存在磁场，故一切导体都
可以用来制作通电螺线管。
新知小结
关于通电螺线管，下列说法不正确的是( )
A．通电螺线管周围存在磁场
B．通电螺线管周围不存在磁场
C．通电螺线管周围的磁场方向与线圈中电流方向有关
D．通电螺线管周围的磁场方向与线圈绕向有关
1
B
巩固新知
如图所示，观察铁屑的排列和小磁针的指向情况，实验结果表明，通电螺线管的磁场和________的磁场一样。通电螺线管的两端相当于磁体的两个________。
2
磁极
条形磁体
3
知识点
右手螺旋定则
思考：通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似,
那么怎么判定通电螺线管的磁场呢？
合作探究
通电螺线管磁极的判断方法——右手螺旋定则：
用右手握螺线管，让四指弯向螺线管电流的方向，则
大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
【易错提示】
通电螺旋管内部磁场的方向与外部磁
场方向不同，
内部磁场方向是从S
极
指向N极。如图所示，是通电
螺旋管内部小磁针静
止时的情况。
[白银]请在图中小磁针左侧的括号中标出N极或S极，并标出磁感线的方向。
【例3】
【解】
【解析】
标出螺线管中电流方向，让右手四指指向螺线管中
电流方向，发现大拇指指向螺线管右端，故通电螺
线管的左端为S极，右端为N极。
根据磁极间的相互作用规律，可标出小磁针的磁极；
根据磁体外部磁感线从N极出发回到S极的规律可标
出磁感线的方向。
运用安培定则判断通电螺线管的极性的“三步
法”：先标——标出螺线管中电流方向，后指——
让右手四指指向螺线管中的电流方向，再确定——
根据大拇指的指向确定通电螺线管的N、S极。
新知小结
如图所示，根据磁感线
的方向，可以判断( )
A．a为电源的正极，b为小磁针的S极
B．a为电源的负极，b为小磁针的N极
C．a为电源的负极，b为小磁针的S极
D．a为电源的正极，b为小磁针的N极
1
B
巩固新知
【中考·南宁】如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关S后，下列判断正确的是( )
A．通电螺线管的左端为S极
B．通电螺线管外A点的磁场方向向右
C．小磁针一直保持静止
D．小磁针N极向左转动
2
A
1
知识小结
电生磁
奥斯特实验
构成
安培定则
特点
通电螺线管
归纳新知
1.
奥斯特实验：(1)发现者：丹麦物理学家奥斯特。
(2)结论：通电导体周围存在磁场，磁场方向与电流方
向有关。
(3)方法：转换法。
(4)意义：揭示了电和磁之间的联系。
2.
右手螺旋定则：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管
中电流的方向，则大拇指所指的那一端就是螺线管的
N极。
【中考·通辽】图中的两个线圈套在光滑的玻璃管上，导线柔软，可以自由滑动，开关S闭合后，( )
A．两线圈左右分开
B．两线圈向中间靠拢
C．两线圈静止不动
D．两线圈先左右分开，
然后向中间靠拢
2
易错小结
易错点：螺线管之间的相互作用
A
下列说法中能使通电螺线管的N、S极位置相互交换的办法是(
)
A.
把线圈的匝数增加一倍
B.
改变电流的方向
C.
把电流大小减小一半
D.
开关重新断开
1
B
课堂练习
在图中根据小磁针指向标出通电螺线管中电流的方向。
2
解：如图所示。
奥斯特实验说明（ ）
A.小磁针在没有磁场时也会转动
B.电流周围存在着磁场
C.只有通电直导线周围才有磁场
D.电流周围的磁场方向与电流方向无关
3
B
1820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，引起与会科学家的极大兴趣。如图所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，看到的现象是：通电螺线管( )
A．转动后停在任意位置
B．转动后停在南北方向上
C．不停地转动下去
D．仍保持在原来位置上
4
B
1．通电螺线管的磁场
(1)通电螺线管周围的磁场与________的磁场相似，它的两端相当于两个________。
(2)通电螺线管的磁极和电流方向的关系可用右手螺旋定则来判断：用右手握住螺线管，弯曲的四指指向________，大拇指所指的一端为通电螺线管的________极。
(3)通电螺线管的磁性强弱取决于______________、___________两个因素，通电螺线管的磁场方向取决于__________、__________两个因素。
磁极
条形磁体
电流方向
N
线圈匝数多少
电流大小
线圈的绕法
电流方向
课后练习
2．如图所示的实验叫奥斯特实验。观察比较甲、乙两图，说明________________________；观察比较甲、丙两图，说明______________________________________。这一实验找到了________之间的联系。
通电导体周围存在磁场
通电导体周围磁场的方向与电流方向有关
电与磁
3．下图中能正确表示小磁针静止时N极指向的是( )
C
4．【原创题】用如图所示的装置“探究通电螺线管外部磁场的特点”。
(1)如图甲所示，闭合开关，将小磁针放在螺线管周围的不同位置，观察小磁针静止时________极的指向，可以判断小磁针所在位置的磁场方向；调换电源的正负极，重复上述步骤，发现周围每个小磁针转动________度角后重新静止下来，这说明通电螺线管的磁场方向与________有关。
N
180
电流方向
(2)如图乙所示，在固定螺线管的光滑板面上均匀地撒上铁屑，铁屑在磁场中被________成多个磁针，从而有序排列成许多条曲线，由此可以看出，通电螺线管外部的磁场与__________周围的磁场相似。
磁化
条形磁体
5．【中考·山东菏泽】用箭头标出图中通电螺线管在A点产生的磁场方向。
【点拨】磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，根据磁感线方向可以判断磁场方向，因为该点的磁场方向和磁感线该点的切线方向一致，所以A点的磁场方向如图所示。
【答案】解：如图所示。
6．【中考·山东聊城】如图所示，小磁针静止，标出电源的“＋”“－”极及小磁针的N极。
解：如图所示。
7．【中考·浙江舟山】如图所示的是奥斯特实验的示意图，有关分析正确的是( )
A．通电导线周围磁场方向
由小磁针的指向决定
B．发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C．移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
D．通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
B
8．如图所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，通电螺线管会发生的现象是( )
A．保持静止不动
B．发生转动但能在任意位置静止
C．转动至A端指向南，B端指向北
D．转动至B端指向南，A端指向北
【点拨】用右手螺旋定则可以判断出A、B两端分别是N极、S极，此时的通电螺线管可以看作一个指南针，根据指南针“南极指南，北极指北”的规律，可以断定通电螺线管转动至B端指向南，A端指向北。
【答案】D
9．【中考·山东烟台】如图所示，螺线管P和Q通电后
( )
A．P的右端是N极，Q的
左端是S极，它们相互吸引
B．P的右端是S极，Q的左端是S极，它们相互排斥
C．P的右端是N极，Q的左端是N极，它们相互排斥
D．P的右端是S极，Q的左端是N极，它们相互吸引
B
10．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的上方时，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______(填“纸内”或“纸外”)偏转。
电子的定向移动形成电流，电流周围存在磁场
纸外
11．【中考·四川成都】如图所示，用细线悬挂的磁体AB，磁极未知，当闭合电路开关S后，磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥，则B端是磁体的______极，断开开关S，磁体静止时，B端会指向地理的________(填“北方”或“南方”)。
N
北方
12．如图所示，闭合开关使螺线管通电，可以观察到左边弹簧________，右边弹簧________。(均填“伸长”“缩短”或“不变”)
伸长
缩短
13．【中考·辽宁营口】如图所示，小磁针静止在甲、乙两个通电螺线管之间，请你完成：
(1)甲通电螺线管的绕法和A点磁感线的方向。
(2)乙通电螺线管电源的正、负极。
解：如图所示。
14．【中考·四川达州，易错题】如图所示的是小明同学在研究通电螺线管极性时的情形，请标出开关闭合后通电螺线管的N极、螺线管内小磁针的N极和磁感线上A点的磁场方向。
解：如图所示。
15．小明和小华用相同的实验器材，验证电与磁的关系，实验过程分别如图所示。
(1)小明的实验如图1所示。根据小明的实验现象，可验证：________________周围存在磁场，且_________________________。
(2)小华的实验如图2所示。指出小华在实验验证过程中的不足之处(写出两条)：
Ⅰ_____________________________________。
Ⅱ_______________________________。
电流(通电导线)
磁场方向与电流方向有关
没有将小磁针放在多个位置进行多次实验；
没有改变电流方向进行多次实验；
小华的实验过程中，小磁针静止时N极所指方向未发生改变的原因可能是
________________________________________________。
小磁针所处位置电流产生的磁场方向与地磁场方向一致
再见
