科技园中学部（物理） 从优秀到卓越 第2节 电生磁
【知识点】
一、直线电流的磁场
1．奥斯特实验：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现通电直导线周围存在磁场.
现象：导线通电，周围小磁针发生偏转；通电电流方向改变，小磁针偏转方向相反。 意义：发现了电和磁之间的联系。
2．(1)直线电流的磁场是环绕电流立体分布的，其磁感线是以导线为圆心的同心圆.
(2)方向的判断：用右手握住直导线，大拇指指向电流方向，则四指弯曲的方向为磁感线的环绕方向. (3)磁场的方向和电流方向有关，当电流方向改变时，磁场方向也会改变.
图1 图2
二、通电螺线管的磁场
1．通电螺线管周围能产生磁场，并与条形磁铁的磁场很相似。改变了电流方向，螺线管的磁极也发生了变化。
图3 图4
2．通电螺线管与条形磁铁比较 相同点：（1）它们都有吸引铁，钴，镍的性质。
（2）悬挂都有指南北的性质。
（3）磁极位置相同，磁感线分布相似，磁极间的相互作用的规律也相同。
不同点：(1)条形磁铁南北极不变，通电螺线管南北极和电流方向有关。
（2）条形磁铁磁性强弱不变，通电螺线管的磁性强弱可变。
3．通电螺线管的磁性强弱与哪些因素有关 与电流大小，线圈匝数多少，有无铁芯有关
实验表明：电流越大，线圈匝数越多，其磁性越强，插入铁芯（软磁体），磁性大大增强 4．应用安培定则判断通电螺线管的磁极 （1）已知电流方向，判断磁极方向
右手握住螺线管，四指沿电流方向，大拇指指向N极。 （2）已知磁极方向，判断电流方向
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右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指环绕方向即电流方向。 【例题讲解】
例1 如图5所示，正确表示小磁针N极指向的是（ ）
思路分析：根据电源的正负极标出通电螺线管的电流方向向上，再根据安培定则判断通电螺线管的N极在左端，然后想象一条通过小磁针的磁感线（外部从N极指向S极，内部从S极指向N极），就可以判断小磁针的指向是否正确。选A。
例2 闭合开关，一个位于螺线管右侧的小磁针静止后，北极的指向如图6所示，则螺线管的右端是＿＿＿＿极，电源的右端是＿＿＿极。若增大螺线管中的电流，螺线管周围的磁场会＿＿＿＿＿。
思路分析：由小磁针的指向可知通电螺线管的右端是N极，根据安培定则判断通电螺线管中的电流方向向下，追根求源，电源的右端是负极。若增大螺线管中的电流，螺线管周围的磁场会增强。
答案：N 负 增强
例3 如图7所示，A是悬挂在弹簧下的铁块，B是螺线管的铁芯，S是转换开关（S接1时连入电路的线圈匝数多，S接2时连入电路的线圈匝数少），P是滑动变阻器的滑片。要使弹簧的长度变长，可采取的办法是（ ）
A．不改变滑片P的位置，S由1改接到2 B．S接1不变，将滑片P向右滑 C．S接1不变，将滑片P向左滑
D．S接1不变，滑片P的位置不变，将铁芯B抽出
思路分析：要使弹簧的长度变长，需要增强吸引铁块的通电螺线管的磁性。通电螺线管的磁性强弱与
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科技园中学部（物理） 从优秀到卓越 电流大小和线圈匝数有关。线圈匝数相同，电流越大，通过螺线管的磁性越强。图7所示，不改变滑片P的位置，转换开关S由1改接到2，线圈匝数减少，螺线管的磁性减弱，A选项错误；图7所示，S接1不变，将滑片P向左滑，电流增大，螺线管的磁性增强，B选项错误，C选项正确；电磁铁与通电螺线管的区别是无有铁芯，有铁芯的电磁铁比无铁芯的通电螺线管的磁性强，D错误。选C。 【经典练习】
一．填空题
1．奥斯特实验表明，通电导线周围存在 ，证明了电和磁之间是相互 的．
2．通电螺线管外部的磁场和 形磁体外部的磁场一样，它的两端分别是 极、 极．当改变螺线管中的电流方向时，螺线管的两磁极
3．通电螺线管周围的磁场跟 相似。判断通电螺线管磁极的方法是用 手握住螺线
管，让四指弯曲，手指方向跟 一致，那么大拇指所指的那端就是通电螺线管的 极。
4．小丽同学利用如图9-7所示的装置研究磁和电的关系，请仔细观察图中的装置、操作和现象，然后归纳出初步结论．比较甲、乙两图可知： ； 比较乙、丙两图可知： ．
图9-8
图9-7
5．如图9-8，当开关闭合后，通电螺线管边的小磁针按如图所示方向偏转，则通电螺线管的a端为 极，电源的d端为 极；当图中滑片P向右移动过程中，通电螺线管的磁性将 （选填：“增强”、“减弱”或“不变”）。 6．如图所示，把小磁针放在桌上，将导线平行架在小磁针的上方，当导线中通过电流时，小磁针会转到新的位置。这说明：通电导线周围存在着
7．如图所示实验示意图，分别做甲和乙所示实验说明 ； 分别做甲和丙所示实验说明 。 二．选择题
1．2005年是世界物理年。下列四位科学家都对物理学的发展做出了卓越的贡献，其中首先发现电流磁效应的科学家是( )
A.爱因斯坦 B.帕斯卡 C.奥斯特 D.牛顿
2．如图9-9所示，是一根锰铜丝制成的软质弹簧，B是水银槽，槽内盛有水银，A的上端通过接线柱与电源相连，A的下端恰好与水银表面接触，开关S闭合时发生的现象是：（ ）
A．弹簧伸长，灯持续发光 B．弹簧上下振动，灯忽亮忽灭 C．弹簧缩短，灯熄灭 D．弹簧静止不动，灯持续发光 3．下列四个例子中，采用相同的物理研究方法的是( )
(1)根据电流所产生的效应认识电流 (2)研究电流时把它比作水流 (3)根据磁铁产生的作用来认识磁场 (4)利用磁感线来描述磁场
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科技园中学部（物理） 从优秀到卓越 A．(1)与(2) B．(1)与(3) C．(3)与(4) D．(2)与(4) 4．下列说法错误的是 （ ）
A．螺线管周围一定存在磁场
B．安培定则是用来判定电流方向与磁极方向的 C．知道通电螺线管的南北极就可判断出电流的方向 D．通电螺线管的磁极可以对调
5．如图9-10所示的通电螺线管，其中正确的是 （ ）
图9-9
图9-10
6．1820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，引起了到会科学家的兴趣．如图9-11，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，会发生的现象是 ( )
A．通电螺线管仍保持原位置静止
B．通电螺线管转动，直至A指向南，B指向北 C．通电螺线管转动，直至A指向北，B指向南 D．通电螺线管能在任意位置静止
7．如图9-12所示，弹簧下吊一块软铁，下端有一个带铁心的螺线管，R是滑动变阻器，如果将滑片P向右端移动或者抽出铁心，则弹簧长度的变化应分别是 ( )
A． 伸长、伸长 B．缩短、缩短 C．伸长、缩短 D．缩短、伸长 8．如图9-13所示，当开关闭合后，两通电螺线管会 ( )
A．相吸 B．相斥
C．先吸引，后排斥 D．先排斥，后吸引
图9-11
9．如图9-14所示，正确的是（ ）
图9-12
图9-13
图9-14
10．如图9-15，根据通电螺线管周围的磁感线分布，可确定磁极甲、乙、丙、丁的极性依次是（ ）
A． N、N、S、N B． S、N、S、S C． S、S、N、N D． N、S、N、N
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图9-15
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11．某同学在一个空心纸管上绕了一此漆包线，为了使导线通电后产生的磁场明显增强，可以采用的办法是（ ）
A、拆去若干圈导线，使所绕导线的电阻减小一些 B、在空心纸管内部放入一个尽量粗一些的铁芯 C、再多绕若干圈导线，并在空心纸管内放入一个铜芯 D、在空心纸管内部放入任意材料的金属都可以
13．图中当S闭合后，要增强电磁铁的磁性，可以采取的方法是（ ） A、滑片P向左移动 C、减少电池个数
三．综合题
1.标出图9-16中通电螺线管的N、S极.（2分）
2.在图9-17(a)中,静止的小磁针黑端是N极,请画出螺旋管的绕法;图9-17(b)中,根据电磁铁的N、S极,判断电源的正、负极。
图9-16 图9-17
3．在图中，根据磁感线的方向判断并标出电流表的“+”“—”接线柱。
4．如图所示，是上海磁悬浮列车的悬浮原理。请在下面放大的图中画出轨道下方的车厢线圈的绕线。
B、滑片P向右移动 D、增加通电时间
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