1、第三节第三节 电流的磁场电流的磁场第十四章第十四章 磁现象磁现象知识点知识点电流的磁场电流的磁场11.探究通电直导线周围的磁场探究通电直导线周围的磁场实验体验：如图实验体验：如图1所所示，将一根直导线示，将一根直导线架架在在静止的小磁针上方，并使直导线与静止的小磁针上方，并使直导线与小小磁针平行磁针平行。(1)闭合闭合开关接通电路，小磁针会发生偏转；开关接通电路，小磁针会发生偏转；(2)改变改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生改变。实验实验结论：通电导线周围存在磁场，其方向与结论：通电导线周围存在磁场，其方向与电流电流方向有关方向有关。深度思考深
2、度思考(1)根据根据通电时小磁针的偏转情况，能否通电时小磁针的偏转情况，能否说明通电说明通电直导线周直导线周围的磁场方向垂直于导线？围的磁场方向垂直于导线？(2)实验实验时，通电直导线能否由南北时，通电直导线能否由南北方向方向(平行平行架在架在静止小静止小磁针的磁针的上方上方)改为改为东西方向？为什么？东西方向？为什么？深度理解深度理解(1)小小磁针静止时磁针静止时N极极的指向表示该点的的指向表示该点的磁场磁场方向；由通电方向；由通电时小时小磁针磁针向垂直于导线方向向垂直于导线方向偏转偏转，只能说明这时小，只能说明这时小磁针磁针所在位所在位置的磁场置的磁场方向垂直方向垂直于导线方向。于导线方向
3、。(2)假如假如导线沿导线沿东西方东西方向，通电时直导线向，通电时直导线下方下方的磁场有两种的磁场有两种可能可能：一：一是磁场方向和是磁场方向和地磁场方向地磁场方向恰好相同，小恰好相同，小磁针不会磁针不会发生发生偏转；二是偏转；二是磁场磁场方向和地磁场方向方向和地磁场方向相反相反，小磁针会偏转，小磁针会偏转180，即即沿东西方向可能沿东西方向可能发现不了发现不了通电直导线周围通电直导线周围有磁场有磁场。2.电流的磁效应电流的磁效应(1)内容内容：通电导线周围存在与电流方向有关的磁场。：通电导线周围存在与电流方向有关的磁场。(2)发现发现者：丹麦物理学家奥斯特。者：丹麦物理学家奥斯特。(3)实验
4、实验的意义：揭示了电和磁之间的联系，对物理学的的意义：揭示了电和磁之间的联系，对物理学的发展发展做出做出了划时代的贡献。了划时代的贡献。例 1衡水衡水期末期末 如图如图2所所示，将一根直导线放在静止小磁示，将一根直导线放在静止小磁针针的正的正上方，并与小磁针平行放置。上方，并与小磁针平行放置。解题秘方：解题秘方：磁场的基本性质是对放入其中的磁体磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生力的产生力的作用作用，磁场方向不同，小磁针静止时，磁场方向不同，小磁针静止时N 极的指向不同。极的指向不同。(1)接通接通电路后，观察到小磁针偏转，电路后，观察到小磁针偏转，说明说明_。若接通电路后移去小磁针，上述若接
5、通电路后移去小磁针，上述结论结论是否成立是否成立？_(填填“成立成立”或或“不成立不成立”)。解析：解析：接通电路后，小磁针发生偏转，说明通电导体接通电路后，小磁针发生偏转，说明通电导体周周围存在围存在磁场，这是著名的奥斯特实验；若接通电路后移磁场，这是著名的奥斯特实验；若接通电路后移去小磁针去小磁针，上述，上述结论仍然成立。结论仍然成立。电流周围电流周围存在存在磁场磁场成立成立(2)实验中小磁针的作用实验中小磁针的作用是是_。解析：解析：小磁针受到磁场力的作用能够发生小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转偏转，故小磁，故小磁针可以检测磁场的存在。针可以检测磁场的存在。验证电流验证电流周围周围是否
6、存在磁场是否存在磁场(3)改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生发生_，表明，表明_。解析：解析：改变电流方向，小改变电流方向，小磁针偏转磁针偏转方向发生改变，说明方向发生改变，说明电流的磁场方向与电流方向有关。电流的磁场方向与电流方向有关。改变改变电流电流的磁场方向与电流方向的磁场方向与电流方向有关有关(4)该实验中用到的一种重要科学研究方法该实验中用到的一种重要科学研究方法是是_。A类比法类比法 B转换法转换法 C控制变量法控制变量法 D等效替代法等效替代法B1某同学利用如图某同学利用如图所示所示装置进行了实验，装置进行了实验，闭合闭合开关前，
7、开关前，小磁针的小磁针的指向指向如图甲所示；闭合如图甲所示；闭合开关开关后，小磁针的偏转后，小磁针的偏转情况情况如图乙中箭头所示如图乙中箭头所示；只；只改变电流方向，再次进行实改变电流方向，再次进行实验，闭合开关后验，闭合开关后，小，小磁针的偏转如图丙磁针的偏转如图丙中箭头所中箭头所示。示。(1)由由图甲、乙可得图甲、乙可得电流电流可以可以产生产生_。(2)由由图乙、丙可得图乙、丙可得电流电流产生的磁场的方向产生的磁场的方向与电流的与电流的_有关有关。磁场磁场方向方向知识点知识点通电螺线管周围的磁场通电螺线管周围的磁场21.螺线管螺线管的构成的构成 把把导线绕在圆筒上就做成了螺线管。导线绕在圆
8、筒上就做成了螺线管。2.探究探究通电螺线管的外部磁场通电螺线管的外部磁场实验实验体验：体验：(1)在在通电螺线管内外撒通电螺线管内外撒些些小小铁屑，轻轻敲动铁屑，轻轻敲动后铁屑后铁屑排列如图排列如图3甲甲所所示。示。(2)在在通电螺线管内外放置一些小磁针，小磁针静止时通电螺线管内外放置一些小磁针，小磁针静止时排列排列如图乙所示。如图乙所示。(3)改变改变通电螺线管的电流方向时，图乙中小磁针通电螺线管的电流方向时，图乙中小磁针N 极极和和S 极的指向改变。极的指向改变。论证思考论证思考(1)根据根据什么事实，可以判断通电螺线管外部什么事实，可以判断通电螺线管外部的磁场的磁场和条形和条形磁体的磁场
9、相似磁体的磁场相似?(2)根据根据什么实验事实，可以判断通电螺线管外部的磁场什么实验事实，可以判断通电螺线管外部的磁场方方向随向随电流方向的改变而改变电流方向的改变而改变?(3)根据根据什么实验事实，可以判断通电螺线管内部存在磁场什么实验事实，可以判断通电螺线管内部存在磁场?论证结果论证结果(1)图图3甲甲中通电中通电螺线管螺线管外部的铁屑排列外部的铁屑排列情况情况、图乙中通电、图乙中通电螺线管螺线管周围周围小磁针排列情况都小磁针排列情况都和条形和条形磁体周围的铁屑磁体周围的铁屑、小小磁针排列相似。磁针排列相似。(2)图图乙中改变乙中改变通电螺线管通电螺线管中的电流方向时中的电流方向时，小，小
10、磁针南北极磁针南北极的的指向对调。指向对调。(3)图图甲中通电甲中通电螺线管内部螺线管内部的铁屑、图乙中的铁屑、图乙中通电通电螺线管内部螺线管内部的小磁针的小磁针，都是，都是有规律排列的。有规律排列的。3.通电螺线管磁场的特征通电螺线管磁场的特征(1)通电通电螺线管外部的磁场和条形磁体周围的磁场相似；螺线管外部的磁场和条形磁体周围的磁场相似；(2)通电通电螺线管内部存在磁场；螺线管内部存在磁场；(3)磁感线磁感线如图如图4所所示是一条条闭合的曲线。示是一条条闭合的曲线。中考中考河南河南在在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中。探究通电螺线管外部磁场方向的实验中。例 2解题秘方：解题秘方：本实验通
11、过本实验通过转换法转换法来认识磁场。通过来认识磁场。通过控制变量法控制变量法探究通电螺线管的极性与电流的方向探究通电螺线管的极性与电流的方向是否有关。是否有关。(1)在在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分分布布无明显变化，这时无明显变化，这时需需_纸板纸板，观察到，观察到铁屑排列铁屑排列成成如图如图5 所示的形状。可见，通电螺线管所示的形状。可见，通电螺线管外部磁场与外部磁场与_磁体磁体的磁场相似。的磁场相似。轻敲轻敲条形条形解析：解析：通电螺线管周围的铁屑会被磁化，但由于铁通电螺线管周围的铁屑会被磁化，但由于铁屑屑与纸板与纸板间的摩擦力
12、太大，不能自由转动，因此实间的摩擦力太大，不能自由转动，因此实验中可以轻敲验中可以轻敲纸板减小纸板减小铁屑与纸板间的摩擦，使铁铁屑与纸板间的摩擦，使铁屑在磁场力的作用下有规则屑在磁场力的作用下有规则地排列地排列。由图中铁屑排。由图中铁屑排列形状可知，通电螺线管外部磁场与列形状可知，通电螺线管外部磁场与条形磁体条形磁体相似。相似。(2)用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标N、S极极，请写出请写出一种判断小磁针一种判断小磁针N、S极极的做法的做法：_。将小磁针放将小磁针放在在光滑光滑的水平的水平桌面上桌面上，静止时指向南的一端为，静止时指向南的一端为S极
13、极，另，另一端为一端为N极极(或或用条形用条形磁体磁体的的N极极靠近小磁针的一端，靠近小磁针的一端，相吸的为相吸的为S极极，相斥的为，相斥的为N极极)解析：解析：将小磁针放置在光滑的水平桌面上，待其静止时，将小磁针放置在光滑的水平桌面上，待其静止时，指向南指向南的一端为的一端为S极极，指向北的一端为，指向北的一端为N极极。(3)对调螺线管所接电源正、负极，周围小磁针的指向也随对调螺线管所接电源正、负极，周围小磁针的指向也随之对调之对调，说明通电螺线管的极性与螺线管中电流，说明通电螺线管的极性与螺线管中电流的的_有关有关。方向方向解析：解析：对调螺线管所接电源正、负极，周围小磁针的对调螺线管所接
14、电源正、负极，周围小磁针的指指向也向也随之对调，说明通电螺线管的极性与螺线管中的电随之对调，说明通电螺线管的极性与螺线管中的电流流方向有关方向有关。2.中考中考成都成都 如图如图是小是小聪和小明同学探究聪和小明同学探究“通电通电螺线管的螺线管的磁场方向磁场方向”实验实验示意图。实验时示意图。实验时，在，在小圆位置放置小磁小圆位置放置小磁针针，闭合，闭合开关，画出不同开关，画出不同位置位置小小磁针静止时磁针静止时N 极极的指向的指向；对对调调电源正负极电源正负极，重复，重复上述操作上述操作。下列说法下列说法不正确的不正确的是是()A.小磁针的作用是小磁针的作用是指示通电指示通电螺线管周围的螺线管
15、周围的磁场磁场方向方向B.闭合开关，放置在闭合开关，放置在a、b处处的小磁针静止的小磁针静止时时N极极指向相同指向相同C.对调电源正负极，对调电源正负极，闭合闭合开关，通电开关，通电螺线管的螺线管的磁场磁场方向方向 改变改变D.通过实验可总结出通过实验可总结出通电通电螺线管的磁极和螺线管的磁极和电流电流方向的关系方向的关系B知识点知识点右手螺旋定则右手螺旋定则31.内容内容 用用右手握住螺线管，让四指弯曲且与螺线管中电右手握住螺线管，让四指弯曲且与螺线管中电流流的方向的方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N 极。极。2.两种两种握法握法 如如图图
16、6所所示右手握螺线管的两种方法。螺线示右手握螺线管的两种方法。螺线管管面对面对自己这边电流向下的握法如图甲，电流向上的握自己这边电流向下的握法如图甲，电流向上的握法如图乙。法如图乙。3.右手螺旋定则三个方面的应用右手螺旋定则三个方面的应用(1)依据依据绕线确定的螺线管中电流的方向，判断通电螺线绕线确定的螺线管中电流的方向，判断通电螺线管管的磁极的磁极；(2)给给出通电螺线管的磁极，判断线圈中的电流方向；出通电螺线管的磁极，判断线圈中的电流方向；(3)由由螺线管两端导线的电流方向及磁极，对螺线管绕线。螺线管两端导线的电流方向及磁极，对螺线管绕线。技巧点拨技巧点拨已知电流方向时已知电流方向时，先，
17、先让四指方向和电流让四指方向和电流方向方向一致握住一致握住螺线管，螺线管，大拇指大拇指所指的那端所指的那端就是就是N极极。已知螺线管的已知螺线管的磁极时磁极时，先让大拇指指向，先让大拇指指向N极极握住螺线握住螺线管，弯曲四管，弯曲四指所指所指的方向就是指的方向就是螺线管中螺线管中电流环绕的方向。电流环绕的方向。大兴区二模大兴区二模把一根螺线管和电源把一根螺线管和电源组成组成如如图图7所所示的电路示的电路，闭合，闭合开关后，开关后，下下列判断列判断中正确的中正确的是是()A螺线管的左端是螺线管的左端是N极极B在在A处处自由静止的小磁针的左端是自由静止的小磁针的左端是N极极C在在B处处自由静止的小
18、磁针的左端是自由静止的小磁针的左端是N极极D在在C处处自由静止的小磁针的左端是自由静止的小磁针的左端是N极极例 3解题秘方：解题秘方：判断磁极的思路判断磁极的思路：首先根据电源的正：首先根据电源的正负极标注负极标注通电螺线管通电螺线管中的电流方向，然后用右手中的电流方向，然后用右手握住螺线管使电流方向和握住螺线管使电流方向和四指四指指向一致，这时大指向一致，这时大拇指所指的那端就是通电螺线管的拇指所指的那端就是通电螺线管的N 极。极。解析：解析：由图可知，闭合开关后，电流从螺线管的左侧流入、由图可知，闭合开关后，电流从螺线管的左侧流入、右侧右侧流出，由右手螺旋定则可知，螺线管的右端是流出，由右
19、手螺旋定则可知，螺线管的右端是N极极，左端左端是是S极极，由磁极间的作用规律可知，在，由磁极间的作用规律可知，在A处处自由静止的自由静止的小磁针的小磁针的左端左端是是S极极，在，在B处处自由静止的小磁针的左端是自由静止的小磁针的左端是S极极，在，在C处自由处自由静止的小磁针的左端是静止的小磁针的左端是N极极。答案：答案：D3.张掖张掖期中期中如如图图所示所示，根据图中电源及，根据图中电源及绕线绕线，确定，确定螺线螺线管管的的N、S极极，并将小磁针的，并将小磁针的N 极涂极涂黑。黑。解：如图所示。解：如图所示。中考中考大连大连小小磁针静止时的指向如图磁针静止时的指向如图8所所示，请标出示，请标出
20、通通电电螺线管的螺线管的N极极，并在括号中标出电源的，并在括号中标出电源的“”“”极。极。例 4解题秘方：解题秘方：判断电流方向的思路判断电流方向的思路：用右手握住螺线：用右手握住螺线管且管且满足大拇指满足大拇指所指那端就是通电螺线管的所指那端就是通电螺线管的N 极，极，这时弯曲四指的这时弯曲四指的指向就是指向就是线圈中电流的环绕方向。线圈中电流的环绕方向。解析：解析：由于异名磁极相互吸引，所以当小磁针自由静止时，由于异名磁极相互吸引，所以当小磁针自由静止时，与小与小磁针磁针N 极靠近的螺线管的左端是极靠近的螺线管的左端是S 极，右端为极，右端为N 极；极；根据根据图示图示的线圈绕向和螺线管的
21、的线圈绕向和螺线管的N、S 极，利用右手螺旋极，利用右手螺旋定则可以定则可以确定螺线管确定螺线管中电流的方向是从螺线管的右端流入，中电流的方向是从螺线管的右端流入，左端流出，左端流出，因此电源因此电源的左端为负极，右端为正极。的左端为负极，右端为正极。解：如图解：如图9所所示。示。4.沈阳沈阳一模一模 如如图所图所示，示，由通电由通电螺线管螺线管的磁感线方向的磁感线方向可知可知，电流表的上端电流表的上端为为_(填填“正正”或或“负负”)接线柱接线柱；静；静止的小止的小磁针的磁针的右端右端为为_(填填“N”或或“S”)极极。正正S西安西安雁塔区校级模拟雁塔区校级模拟 给螺线管通电时，小磁针静止给
22、螺线管通电时，小磁针静止时时的指向的指向如图如图10所所示，请标出通电螺线管的磁极和示，请标出通电螺线管的磁极和线圈的绕向。线圈的绕向。例 5解题秘方：解题秘方：首先根据磁极间的相互作用判断通电首先根据磁极间的相互作用判断通电螺线管的螺线管的磁极磁极，然后根据磁极运用右手螺旋定则，然后根据磁极运用右手螺旋定则判断电流环绕方向，判断电流环绕方向，最后结合最后结合电源正负极画出导电源正负极画出导线的环绕情况。线的环绕情况。解析：解析：小磁针静止时小磁针静止时N极极指向左端，由磁极间的相互作用指向左端，由磁极间的相互作用规律规律可知，通电螺线管的右端为可知，通电螺线管的右端为S 极，左端为极，左端为
23、N 极；根据极；根据右手螺旋定则右手螺旋定则，伸出右手使大拇指指向通电螺线管的，伸出右手使大拇指指向通电螺线管的N 极极(即螺线管的左端即螺线管的左端)，则四指弯曲的方向为电流的方向，结则四指弯曲的方向为电流的方向，结合电流由合电流由螺线管的螺线管的左端流入画出绕线方法。左端流入画出绕线方法。解：如图解：如图11所所示。示。5.如图所示，是一个如图所示，是一个可自由可自由转动的小磁针放在转动的小磁针放在通电通电螺线管螺线管的一端最终的一端最终静止时静止时的状态，的状态，“N”是小是小磁针磁针的极性。请的极性。请在图中画在图中画出绕线出绕线(三三匝即匝即可可)，使使它和它和电源电源形成闭合电路，形成闭合电路，并标并标出出电源电源“”“”极。极。解：如图所示。解：如图所示。电流的磁场电流的磁场电电生生磁磁通电螺线管通电螺线管奥斯特实验奥斯特实验右手螺旋定则右手螺旋定则构成构成特点特点
