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第3课时 电流的磁效应（一）
820年，丹麦物理学家、化学家
发现了通电导体周围存在
，
我们称之为电流的
效应。
直线电流周围的磁场中，磁感线分布在
于通电导线的所有平面上，是以
为中心的一系列
，磁场的方向与
方向有关。
通电螺线管相当于一个
磁铁，它两端磁极的极性与螺线管中的
方向有关，这一关系可用
手螺旋定则表示。
1、通电直导线和逝电螺线管的磁场及判定，常见题型为选择题、填空题和作图题等。
考法1 探究奥斯特实验
在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便且效果明显，通电直导线应（ ）
A．平行于东西方向，位于小磁针上方
B．平行于南北方向，位于小磁针上方
C．平行于东南方向，位于小磁针下方
D．平行于西南方向，位于小磁针下方
[题组冲关]如图所示，在静止的小磁针旁放一条直导线，当导线与电池触接瞬间，发现小磁针转动，说明（ ）
A．电流的周围存在着磁场
B．导线通电发热
C．导线做切割磁感线运动时会产生电流
D．小磁针在没有磁场时也会转动
考法2
直线电流的磁场
关于判断通电直导线周围磁感线的手势，下列说法中正确的是（ ）
A．应用左手定则来判断
B．大拇指所指方向为磁感线方向
C．弯曲的四指所指方向为电流方向
D．弯曲四指所指方向为磁感线的环绕方向
[题组冲关]当导线中通入由右向左的电流时，会发现到导线下方小磁针的N极向纸面外、S极向纸面内转动，并停在垂直于纸面的方向上，如图所示，若把小磁针放在导线的上方，则小磁针的N极向纸面内、S极向纸面外转动，并停在垂直于直面的方向上。通过对这一实验现象的分析可以得出：
（1）通电导体周围存在着
。
（2）通电直导线周围的磁感线的形状是
。
考法3
通电螺线管的磁场
如图所示，通电螺线管左端小磁针N极指向正确的是（ ）
A．B．C．D．
[题组冲关]（2020秋?濮阳期末）如图是“探究通电螺线管外部磁场”的实验：
（1）在螺线管的两端各放一个小磁针，放小磁针的目的是 。
（2）在螺线管周围均匀撒上铁屑，铁屑分布如图，从铁屑的分布情况可知，通电螺线管的外部磁场与 磁体的磁场相似。为描述磁场而引入的磁感线 真实存在的。
（3）将两个已知磁极的小磁针分别放在通电螺线管左右两端，小磁针静止时N极指向如图，则通电螺线管的左端是 极。当改变螺线管中的电流方向时，发现小磁针N极指向发生改变，此现象说明通电螺线管外部磁场方向与 方向有关。
（4）若要探究“通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系”，应在图中所示的电路中串联一个 。
1．如图所示，甲乙为条形磁体，中间是电磁体，虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线。则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是（ ）
A．N、S、N、N
B．S、N、S、S
C．S、S、N、S
D．N、N、S、N
2．（2020春?绍兴月考）弹簧的下端悬挂一磁体，如图所示，若把滑动变阻器接入电路，若要使滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧的长度变得更长，则变阻器接入电路的方式可以是（ ）
A．C接E，B接F
B．C接E，D接F
C．A接E，D接F
D．A接E，B接F
3．如图中，在矩形通电线圈内放一可以自由转动的小磁针，在通以如图所示方向的电流时，小磁针的指向是（ ）
A．N极指向不变
B．N极垂直纸面指向纸外
C．N极垂直纸面指向里
D．N极指向左边
4．（2021春?淮南月考）下面哪一位科学家的发现，首次揭示了电与磁之间的联系（ ）
A．安培
B．焦耳
C．奥斯特
D．法拉第
5．（2020?历下区二模）如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是（ ）
A．通电螺线管的左端为N极
B．小磁针S极指向左
C．A点磁场的方向水平向右
D．小磁针继续静止不动
6．在一块有机玻璃板上，安装一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后铁屑的分布如图所示。图中A、B点相比，
点磁场较强。实验中
（填“能”或“不能”）用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
7．（2020?湖州）方方按如图电路进行实验。闭合开关后，小磁针发生偏转。当小磁针静止时N极指向
（选填“上方”或“下方”）。向左移动滑动变阻器的滑片至某一位置时，硬币突然被吸起，此现象说明通电螺线管周围的磁场强弱与
有关。
8．如图所示，当开关闭合后，螺线管上方的小磁针静止在图示位置，则小磁针的右侧为
极；关于通电螺线管磁场的方向，小明通过实验得出的结论是：通电螺线管的极性跟导线的环绕方向有关。请对此结论作出评价：
。
9．（2021?凉山州模拟）如图所示，在图中标出静止在磁场中的小磁针的N极和通电螺线管磁感线的方向。
10．（2020秋?光明区期末）通电导线周围存在磁场最早是丹麦物理学家
发现的，地磁场的N极在地理的 南 极（选填“南”或“北”）附近。如图所示，闭合开关使螺线管通电，A螺线管的上端相当于磁体的
极，可以观察到左边弹簧
，右边弹簧
（后两空选填“伸长”“不变”或“缩短”）。电磁铁的磁性与电流方向
（选填“有关”或“无关”）。
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第3课时 电流的磁效应（一）
820年，丹麦物理学家、化学家 奥斯特 发现了通电导体周围存在 磁场
，
我们称之为电流的 磁 效应。
直线电流周围的磁场中，磁感线分布在垂直
于通电导线的所有平面上，是以电流 为中心的一系列 同心圆，磁场的方向与 电流 方向有关。
通电螺线管相当于一个 条形磁铁，它两端磁极的极性与螺线管中的
电流方向有关，这一关系可用 右手螺旋定则表示。
1、通电直导线和逝电螺线管的磁场及判定，常见题型为选择题、填空题和作图题等。
考法1 探究奥斯特实验
在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便且效果明显，通电直导线应（ ）
A．平行于东西方向，位于小磁针上方
B．平行于南北方向，位于小磁针上方
C．平行于东南方向，位于小磁针下方
D．平行于西南方向，位于小磁针下方
：由于无通电导线时，小磁针S极向南，N极指北，位于南北方向，若导线的磁场仍使小磁针南北偏转，根本无法观察，所以为使实验方便效果明显，导线应平行于南北方向位于小磁针上方，这样当导线中通电时，小磁针能向东西偏转，实验效果比较明显。故ACD错误，B正确；
故选：B。
[题组冲关]如图所示，在静止的小磁针旁放一条直导线，当导线与电池触接瞬间，发现小磁针转动，说明（ ）
A．电流的周围存在着磁场
B．导线通电发热
C．导线做切割磁感线运动时会产生电流
D．小磁针在没有磁场时也会转动
：A、图中装置是奥斯特实验，在平行直导线下方平行地放置着小磁针，当导线中有电流通过时，小磁针发生偏转，说明小磁针受到磁力的作用。
因此说明电流周围存在磁场。故A正确；
B、由于电流的热效应，导线通电会发热，但不是小磁针转动的原因，故B错误；
C、导线做切割磁感线运动时会产生电流是电磁感应现象，是磁生电的现象，故C错误；
D、当导线中没有电流通过时，电流周围没有磁场，小磁针不会受力，不会发生偏转，故D错误。
故选：A。
考法2
直线电流的磁场
关于判断通电直导线周围磁感线的手势，下列说法中正确的是（ ）
A．应用左手定则来判断
B．大拇指所指方向为磁感线方向
C．弯曲的四指所指方向为电流方向
D．弯曲四指所指方向为磁感线的环绕方向
：A、通电导线周围的磁场方向，由右手螺旋定则来确定。故A错误；
B、C、右手大拇指方向为电流的方向，故B错误，C错误；
D、弯曲的四指环绕方向为磁场方向。故D正确。
故选：D。
[题组冲关]当导线中通入由右向左的电流时，会发现到导线下方小磁针的N极向纸面外、S极向纸面内转动，并停在垂直于纸面的方向上，如图所示，若把小磁针放在导线的上方，则小磁针的N极向纸面内、S极向纸面外转动，并停在垂直于直面的方向上。通过对这一实验现象的分析可以得出：
（1）通电导体周围存在着
。
（2）通电直导线周围的磁感线的形状是
。
：（1）因为小磁针放在导线旁边会发生转动，说明小磁针受到磁场作用，而这个磁场是由通电导线产生的；
（2）小磁针在导线的下方和上方时，小磁针的N、S极指向刚好相反，说明导线的上方和下方的磁场方向不同，即磁感线方向不同，由此可以判断通电导线周围的磁感线是圆形的。
答案：（1）磁场；（2）（以导体为中心的）同心圆，或圆形的、环形的、圆筒形的。
考法3
通电螺线管的磁场
如图所示，通电螺线管左端小磁针N极指向正确的是（ ）
A．B．C．D．
：由安培定则可得，电磁铁左侧为N极，磁感线向外，则小磁针N极应向外，故A对，B、C、D均错。
故选：A。
[题组冲关]（2020秋?濮阳期末）如图是“探究通电螺线管外部磁场”的实验：
（1）在螺线管的两端各放一个小磁针，放小磁针的目的是 。
（2）在螺线管周围均匀撒上铁屑，铁屑分布如图，从铁屑的分布情况可知，通电螺线管的外部磁场与 磁体的磁场相似。为描述磁场而引入的磁感线 真实存在的。
（3）将两个已知磁极的小磁针分别放在通电螺线管左右两端，小磁针静止时N极指向如图，则通电螺线管的左端是 极。当改变螺线管中的电流方向时，发现小磁针N极指向发生改变，此现象说明通电螺线管外部磁场方向与 方向有关。
（4）若要探究“通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系”，应在图中所示的电路中串联一个 。
：（1）在磁场中，小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁场方向；因此放小磁针的目的是判断磁场方向；
（2）通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，都是具有两个磁性较强的磁极；磁感线是人们为了直观形象地描述磁场的方向和分布情况而引入的带方向的曲线，它并不是客观存在的；
（3）由图可知小磁针静止时N极指向左，根据磁极间的相互作用可知，通电螺线管的左端是N极，改变螺线管中的电流方向，发现小磁针静止时北极所指方向与原来相反，说明通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关；
（4）要探究螺线管的磁场强弱与电流大小的关系，就要改变螺线管中的电流大小，而在原电路中，电流的大小是无法改变的，因此要在电路中再串联入一个滑动变阻器即可，因为滑动变阻器可以通过改变其接入电路的电阻的大小来改变电路中的电流大小。
故答案为：（1）判断磁场方向；（2）条形；不是；（3）N；电流；（4）滑动变阻器
1．如图所示，甲乙为条形磁体，中间是电磁体，虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线。则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是（ ）
A．N、S、N、N
B．S、N、S、S
C．S、S、N、S
D．N、N、S、N
【解答】解：根据右手螺旋定则知，B端为N极，C端为S极，由磁感线的特点知，A、B为同名磁极，都为N极，C与D是异名的，D为N极。
故选：D。
2．（2020春?绍兴月考）弹簧的下端悬挂一磁体，如图所示，若把滑动变阻器接入电路，若要使滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧的长度变得更长，则变阻器接入电路的方式可以是（ ）
A．C接E，B接F
B．C接E，D接F
C．A接E，D接F
D．A接E，B接F
【解答】解：
由图可知，螺线管线圈上电流方向向左，根据安培定则可知，它的下端为N极、上端为S极。根据“同名磁极相互排斥”可知，悬挂的条形磁铁受到向上的排斥力，即弹簧的弹力F+F排斥＝G．如果弹簧的长度增大，那么弹力F增大，而排斥力减小，则螺线管的磁场减弱，整个电路的电流变小，滑动变阻器向右移动时电阻变大。滑片向右移动时，滑片左边的电阻丝变长，右边的电阻丝变短，所以应该使用左边的部分，即变阻器的左下角的A接线柱必选，上面的D、C任选一个。
故C正确，而A、B、D错误。
故选：C。
3．如图中，在矩形通电线圈内放一可以自由转动的小磁针，在通以如图所示方向的电流时，小磁针的指向是（ ）
A．N极指向不变
B．N极垂直纸面指向纸外
C．N极垂直纸面指向里
D．N极指向左边
【解答】解：如图所示，若通电时，据安培定则不难看出此时矩形线圈的前面是N极，其后面是S极，故其磁感线的方向是应该是垂直于纸面向外，故此时小磁针静止时的N极指向与矩形线圈的磁感线的方向是一致的，由于小磁针的磁感线应是从小磁针的N极出发回到S极的，故此时小磁针的静止时的N极应该是垂直纸面向外。
故选：B。
4．（2021春?淮南月考）下面哪一位科学家的发现，首次揭示了电与磁之间的联系（ ）
A．安培
B．焦耳
C．奥斯特
D．法拉第
【解答】解：
1820年奥斯特发现电流周围存在磁场后，首次揭开了电与磁的联系，证明了“电生磁”，故选项C符合题意。
故选：C。
5．（2020?历下区二模）如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是（ ）
A．通电螺线管的左端为N极
B．小磁针S极指向左
C．A点磁场的方向水平向右
D．小磁针继续静止不动
【解答】：A、闭合开关后，电流由螺线管的左侧流入、右侧流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指指向右端，则通电螺线管的右端为N极、左端为S极，故A错误；
C、在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外A点的磁场方向向左，故C错误；
BD、通电螺线管的右端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应靠近螺线管的右端，即小磁针的S极指向左，故D错误、B正确。
故选：B。
6．在一块有机玻璃板上，安装一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后铁屑的分布如图所示。图中A、B点相比，
点磁场较强。实验中
（填“能”或“不能”）用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
【解答】解：由图可以看出通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场一样，并且可以看到A点铁屑的分布比B点密集，由此可以确定A点的磁场比B点强；磁体具有吸铁性，所以不能用铜屑代替铁屑。
故答案为：A；不能。
7．（2020?湖州）方方按如图电路进行实验。闭合开关后，小磁针发生偏转。当小磁针静止时N极指向
（选填“上方”或“下方”）。向左移动滑动变阻器的滑片至某一位置时，硬币突然被吸起，此现象说明通电螺线管周围的磁场强弱与
有关。
【解答】解：
（1）由图可知，螺线管中电流的方向是向右的，根据安培定则可知，通电螺线管的上端为N极，下端为S极；根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，小磁针的下端为N极，即N极指向下方；
（2）向左移动滑动变阻器的滑片至某一位置时，滑动变阻器的阻值变小，根据欧姆定律可知，螺线管中的电流变大，磁性变强，会把硬币吸起，此现象说明通电螺线管周围的磁场强弱与电流大小有关。
故答案为：下方；电流大小。
8．如图所示，当开关闭合后，螺线管上方的小磁针静止在图示位置，则小磁针的右侧为
极；关于通电螺线管磁场的方向，小明通过实验得出的结论是：通电螺线管的极性跟导线的环绕方向有关。请对此结论作出评价：
。
【解答】解：右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的右端为N极，由磁极间的相互作用可知，小磁针右端为S极；
关于通电螺线管磁场的方向，小明通过实验得出的结论是：通电螺线管的极性跟导线的环绕方向有关。请对此结论作出评价：不正确，实验时，当观察到当电流反向时，小磁针磁极的指向发生改变现象时，表明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关，与绕线方向无关。
故答案为：S；不正确，实验时，当观察到当电流反向时，小磁针磁极的指向发生改变现象时，表明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关，与绕线方向无关
9．（2021?凉山州模拟）如图所示，在图中标出静止在磁场中的小磁针的N极和通电螺线管磁感线的方向。
【解答】解：（1）根据电源的正负极由安培定则可判断出图中通电螺线管的右端为N极，左端为S极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可判定小磁针的左端为S极、右端为N极。
（2）根据磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极，可以标出磁感线的方向。如图所示：
10．（2020秋?光明区期末）通电导线周围存在磁场最早是丹麦物理学家
发现的，地磁场的N极在地理的 南 极（选填“南”或“北”）附近。如图所示，闭合开关使螺线管通电，A螺线管的上端相当于磁体的
极，可以观察到左边弹簧
，右边弹簧
（后两空选填“伸长”“不变”或“缩短”）。电磁铁的磁性与电流方向
（选填“有关”或“无关”）。
【解答】解：通电导线周围存在磁场最早是丹麦物理学家奥斯特发现的；
地球本身是一个大磁体，地磁场的N极在地理的南极附近；
据安培定则可知，A螺线管的上端相当于磁体的N极；
对于左边的弹簧来说，不管通电螺线管的极性如何，铁棒都会被吸引，故左边的弹簧会伸长；
对于右边的弹簧来说，要取决于通电螺线管的极性，如果上端是S极就会伸长，否则就会缩短；
根据电源的正负极，可以确定电流从右螺线管的上端流入，下端流出，结合螺线管线圈的绕向，利用安培定则可以确定螺线管的上端为N极，下端为S极，根据同名磁极相互排斥可知，右端弹簧会缩短；
电磁铁的磁性与电流方向无关，与电流的大小有关。
故答案为：奥斯特；南；N；伸长；缩短；无关。
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