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2024年物理二轮中考总复习71个重难点亮点专题专炼（全国通用）
第七篇 磁学知识体系必考重点专题
专题64 探究通电螺线管外部磁场的方向问题
1.小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻
璃板，铁屑的排列如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．图中P、Q两点相比，P点处的磁场较强
B．若只改变螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场会减弱
C．若只改变螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场方向会改变
D．若只增大螺线管中的电流，P、Q两点处的磁场方向会改变
【答案】C
【解析】判断通电螺线管外部磁场的强弱，在通有电流时，可以通过观察它的外部鉄屑的多少，也就是
密集程度确定。判断磁场方向，可以通过改变电流方向。
A．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Q点铁屑的分布比P点密集
由此可以确定Q点的磁场比P点的磁场强，故A错误；
B、C．只改变电流方向，则磁场方向发生改变，但通电螺线管的磁场强弱不变，故B错误，C正确；
D．只增大螺线管中的电流，则磁场的强弱发生改变，但磁场方向不变，故D错误．
2.学习了通电螺线管的磁场后，小华同学利用螺线管、小磁针、电键和电池等器材继续做实验。小华将
小磁针放在螺线管内部，电键S断开，小磁针静止后如图（a）所示。闭合电键S，小磁针转动，静止后如
图（b）所示。接着小华改变电池的接法，再闭合电键S，小磁针静止后如图（c）所示。请根据现象及相关
条件归纳得出初步结论。
N
N N
S
S S
（a）电键断开 （b）电键闭合 （c）电键闭合
① 比较图（a）和（b）可知： 。
② 比较图（b）和（c）可知： 。
【答案】①通电螺线管内部存在磁场。
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②通电螺线管内部磁场的方向跟电流方向有关。
【解析】① 比较图（a）和（b）可知通电螺线管内部有磁场，因为小磁针再两种情况下N、S方向改变了。
② 比较图（b）和（c）可知，电流方向改变后，小磁针N、S极也变化了，说明通电螺线管内部磁场的方向
跟电流方向有关。
3. 在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中：
（1）在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需轻敲纸板，观察到铁
屑排列成图所示的形状。可见，通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似；
（2）用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标N、S极，请写出一种判断小磁针N、S极的做法：_
；
（3）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，说明通电螺线管的极性与螺线管中
电流的 有关。
【答案】 （1）条形 （2）见解析（3）方向
【解析】（1）通过实验，画出通电螺线管的磁感线，根据通电螺线管的磁感线分布形状可知，通电螺线管
外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极。
（2）在地磁场的作用下，小磁针静止时，指向北方的一端即为磁体的N极，另外一端即为S极。
（3）如果改变螺线管中的电流方向，发现小磁针的指向对调，南北极所指方向发生了改变，由此可知：
通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。
4. 在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
（1）开关闭合前，小磁针均指南北，说明地球周围存在 ；
（2）开关闭合后，小磁针的指向如图所示，可知：通电螺线管的左端为 极，电源的左端为
极；
（3）将连接电源正、负极的导线对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与 方
向有关；
（4）为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是 。（写出一条即可）
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【答案】（1）磁场 （2）北 负 （3）电流 （4） 增加线圈匝数
【解析】（1）地球是一个巨大的磁体，其周围存在磁场，所以指南针静止时可以指南北是受到了地磁场
的作用。
（2）已知小磁针左端为N极，根据磁极间的相互作用可知，螺线管的左端为N极，伸出右手握住螺线管，
四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即为通电螺线管的N极，因此电源的右端为正极，左端
是负极。
（3）改变电源 的正负极后，螺线管中的电流方向发生了改变，小磁针的N极指向与原来相反，说明磁场
的方向相反，由此可以确定，通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
（4）想增强通电螺线管的磁场，可以增大螺线管中的电流、增加线圈匝数。
5.小波小组在探究“通电螺线管的外部磁场”实验中，设计了如图所示电路。实验时，
（1）可通过观察 判断通电螺线管的磁极。
（2）如图所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场
与 的磁场相似。
（3）小波猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中，他将开关S从1换到2
上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，此时调节滑动变阻器是为了
，来研究 的关系。
【答案】（1）小磁针静止时N极（或S极）的指向（2）条形磁体（3）控制两次实验的电流大小不变 通电
螺线管磁场强弱与线圈匝数。
【解析】（1）可通过观察小磁针静止时N极（或S极）的指向判断通电螺线管的磁极。
（2）如图所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场
与
条形磁体的磁场相似。
（3）小波猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中，他将开关S从1换到2
上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，此时调节滑动变阻器是为了控
制两次实验的电流大小不变，来研究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。
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6.小明同学在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验时，实验装置如图所示．
（1）闭合开关后，螺线管周围小磁针的指向如图所示，小明根据螺线管右端小磁针a的指向判断出螺
线管的右端为N极，则可知电源的A端为 极；
（2）当电源的正负极方向对换时，小磁针a的北极指向也对换，由此可知：通电螺线管的外部磁场方向
与螺线管中导线的 有关．
【答案】（1）正；（2）电流
【解析】（1）根据磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知，通电螺线管的右
端为为N极，根据右手螺旋定则可判断出，电流从螺线管的右端流入，左端流出，所以电源的A端为电
源的正极；（2）当电源的正负极方向对换时，小磁针a的北极指向也对换，由此可知：通电螺线管的外
部磁场方向与螺线管中导线的电流有关．
7.在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中：
（1）为使磁场加强，可以在螺线管中插入一根 棒．
（2）把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针 极的方向，这个方向
就是该点的磁场方向．
（3）根据图甲、乙、丙记录的小磁针指向，可以得出：通电螺线管外部的磁场与 磁铁的磁
场相似．
（4）如果把通电螺线管看做一个磁体，通电螺线管极性跟电流方向之间的关系，可以用安培定
则来表述，即用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流方向，则拇指所指的那端就是螺线管
的 极．
（5）如果丙和丁两个螺线管同时通电，则这两个螺线管之间会相互 （ 选填“吸引”或“排
斥”）．
【答案】（1）铁；（2）N；（3）条形；（4）N；（5）吸引．
【解析】（1）可以充当“芯”的材料是铁，通电螺线管中插入铁棒后，铁棒被通电螺线管的磁场
磁化，磁化后的铁棒也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大
增强；（2）小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向，故把小磁针放到螺线管四周不同
位置，螺线管通电后记录小磁针N极的方向；
（3）通电螺线管外部磁感线也是从N极指向S极，故通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场
相似；（4）通电螺线管的磁场极性与电流方向之间的关系由右手螺旋定则来确定：用右手握住
螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟螺线管中电流的方向一致，那么，伸直的大拇指所指的那端
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就是通电螺线管的N极．
（5）由图可知，丙和丁两个螺线管的绕线和电流方向均相同，根据右手螺旋定则可知，丙和丁螺
线管的左端都为N极，则丙的右端为S极，两个螺线管之间的磁极为异名磁极，异名磁极互相吸
引，所以这两个螺线管之间会相互吸引．
8. 在做“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验时，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针
（1）通电后小磁针的指向如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与________磁体的磁场相似。
（2）小明改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知：
通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的_______方向有关。
（3）由安培定则可知乙图中S闭合后，螺线管的上端为________极。
【答案】（1）条形（2）电流（3）S
【解析】（1）可看出通电螺线管外部的磁场左端是S极、右端是N极。条形磁体磁场相似的。
（2）通电螺线管电流方向改变，磁场方向也改变。通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有
关。
（3）据电源正极知道通电螺线管电流方向，结合导线的绕法，利用安培定则可以判断螺线管的上端为S
极。
9. 如图所示，在探究通电螺线管外部的磁场分布的实验中，开关闭合后，下列说法正确的是（ ）
A．小磁针甲静止时N极指向右端，小磁针乙静止时N极指向左端
B．小磁针甲静止时N极指向左端，小磁针乙静止时N极指向右端
C．小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向右端
D．小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向左端
【答案】B
【解析】由右手螺旋定则可得出螺线管的磁极，则由磁极间的相互作用可得出小磁针的NS极指示方向。
由电源的正负极可知，电流从螺线管的左后方流入，右前方流出，由右手螺旋定则可知，螺线管右端
应为N极，左端为S极；因同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，所以小磁针甲静止时N极指向左端，
S极指向右，小磁针乙静止时N极指向右端，S极指向左，故B正确，ACD错误。
10. 实验室备有嵌入螺线管的玻璃板和电源，小明和小亮分别选用铁屑和小磁针来“探究通电螺线管
外部磁场的方向”。
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（1）小明在螺线管周围的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑。给螺线管通电后，轻敲玻璃板，小明观察到螺
线管周围铁屑的分布情况如图甲所示。小明的实验说明，通电螺线管外部的磁场和_________外部的
磁场相似；
（2）小亮在螺线管周围的玻璃板上整齐、均匀地放置了32个小磁针，如图乙所示。给螺线管通电后，小
亮观察到这32个小磁针的指向更接近于下图中的_________。
A. B.
C. D.
（3）小明的实验方案具有明显的不足，其不足之处是_________；
（4）为了弥补小明实验方案的不足，请提出一条改进建议：_________。
【答案】（1）条形磁体（2）B（3）无法判断出（通电螺线管外部）磁场的方向（4）增加小磁针
【解析】（1）通电后小磁针的指向如图甲所示，说明通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似；
（2）在图中，根据周围小磁针N极指向与该点磁感线方向一致，在通电螺线管外部，磁感线是从北极发
出，最后回到南极，只有B图所示小磁针N极指向一致，左侧小磁针N极都指向外侧，右侧小磁针N
极都指向内侧，其它三个图示小磁针N极指向均有不同方向之处；
（3）根据安培定则，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那一端，是电磁铁N
极，另一端为S极；但此方案中无法从图示判断出电流的方向确定四指指向，且铁屑静止时也不能够
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通过铁屑的分布判断通电螺线管外部磁场的方向，故无法判断出通电螺线管外部磁场的方向；
（4）根据周围小磁针N极指向与该点磁感线方向一致，在通电螺线管外部，磁感线是从北极发出，最后
回到南极，小磁针与铁屑相比，能更好地显示出各点的磁场方向，增加小磁针，把小磁针放到螺线管四
周不同位置，螺线管通电后，小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向。
11. 图为“探究通电螺线管外部磁场方向”的实验装置。
（1）闭合开关前，把小磁针放在水平桌面上，发现小磁针静止时总是指向南北方向，这是因为________。
（2）闭合开关后，竖直悬挂的小铁球向右运动，这说明通电螺线管周围存在________；同时发现小磁针
的N极与通电螺线管的右端相互________。
（3）将小铁球换成小铝球，闭合开关后，小铝球将________。（选填“向右运动”“向左运动”或“保
持静止”）
（4）为了探究通电螺线管周围磁场强弱与电流大小是否有关，可在电路中串联一个________（填电学
元件）。
（5）为了探究通电螺线管周围磁场方向与电流方向是否有关，写出一种操作方法：________。
【答案】（1）小磁针受到地磁场的作用（2）磁场；吸引（3）保持静止（4）滑动变阻器（或电阻箱）
（5）只对调电源正负极，观察小磁针的偏转情况（或只改变螺线管中线圈绕线的方向，观察小磁针的偏
转情况）
【解析】（1）由于地球的周围存在地磁场，所以地球周围任何范围内的小磁针（指南针）都要受到地磁场
的作用而指向南北方向；
（2）闭合开关后，竖直悬挂的小铁球向右运动，这说明通电螺线管周围存在磁场；由图知，电流从螺线
管的右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管的右端为S极；由于异名磁极相互吸引，所以小
磁针的N极与通电螺线管的右端相互吸引；
（3）通电螺线管周围存在磁场，对小铁球存在磁力作用，铝球不受磁力作用，故铝球将保持静止；
（4）要想探究通电螺线管周围磁场强弱与电流大小是否有关，可在电路中串联一个滑动变阻器，用来
改变电流的大小；
（5）要想探究通电螺线管周围磁场方向与电流方向是否有关，可以将电池的正负极对调。
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