文档内容
2 电流的磁场
第一课时 电流的磁效应
[学习目标]
1. 知道通电导线周围存在着磁场
2. 通过探究了解通电导线周围的磁场方向与哪些因素有关。
3. 知道通电螺线管的外部磁场与条形磁体的外部磁场相似。
一、电流的磁效应
奥斯特实验证明：通电导线的周围存在着_____ ，磁场的方向跟__________ 有
关，这种现象叫做_______________ 。这一现象是由丹麦物理学家_____ 在1820年
发现的。
二、通电螺线管的磁场
1．把导线绕在圆筒上，做成螺线管，也叫线圈，在通电情况下会产生磁场。通
电螺线管的磁场相当于__________ 的磁场，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两
个磁极，通电螺线管外部的磁感线从__ 极出发，回到__ 极，内部的磁感线从__ 极出
发，回到__ 极。
2．通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。磁场的强弱与电流_____ 、线圈
_____ 、有无_____ 有关。
三、安培定则
判断通电螺线管的磁场方向可以使用安培(右手)定则：将右手的四指顺着电流
方向抓住螺线管，大拇指的方向就是该螺线管的 N 极。
一、电流的磁效应
电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应，这是丹麦物理学家奥斯特在 1820
年首先发现的。
奥斯特实验：实验前要使小磁针静止时指向南北方向，为使小磁针能偏转，直
导线应放在小磁针上方且与小磁针平行，即沿南北方向放置；
1．给导线通电，小磁针发生偏转；断电后，小磁针又回到原来的位置(地磁场
作用下)；
结论：通电导体周围存在着磁场；2．小磁针与导线不动，调整电源改变导线中电流的方向，磁针偏转方向与原来
相反；
结论：电流磁场的方向与直导线中电流的方向有关系。
二、探究通电螺线管周围的磁场
1．实验器材：电源、开关、螺线管、小磁针若干。
2．实验装置
① 实验装置如图。
② 小磁针的作用：判断磁场中某点的磁场方向。
注：磁场中某点的磁场方向是一定的，可以用放在该店点的小磁针来判断，但不是
由小磁针决定的。
3．实验设计与实验
① 实验中用到的物理方法：转换法。通过观察磁体周围铁屑的疏密程度来判
断磁场的强弱；通过观察小磁针的指向判断磁场的方向。
② 在同等螺线管不同位置放置出现在的目的：便于观察磁场方向和磁场分
布。
③ 不能用悬挂的大头针代替小磁针的原因：大头针没有磁性，不能指示磁场
方向。
④ 同等螺线管中插入铁芯的目的：增加通电螺线管的磁性。
⑤ 实验中轻敲玻璃板的目的：减小铁屑与玻璃板的摩擦，使铁屑在磁场力作
用下有规律地排列。
⑥ 通电螺线管NS极的判断方法：安培定则。
⑦ 小磁针静止时，N极所指的方向就是该点的磁场方向。
4．实验结论：通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似，磁场方向与电
流方向有关。知识点一：电流的磁效应
【探究重点】
1．该实验说明通电导体的周围有磁场，磁场的方向与电流的方向有关。
2．实验注意要将导线平行的放在静止小磁针的上方。
【例题精讲】
1. （2022·湖北宜昌） 关于如图所示的实验，下列说法中正确的是（ ）。
A这是模拟法拉第电磁感应实验的场景；
B移走小磁针，电流的磁场消失；
C根据这一现象的原理，制成了电磁铁；
D将导线断开，小磁针 N极将指向地磁场的北极
【巩固训练】
2. 在如图所示中，有条形磁铁和电磁铁，虚线表示磁感线，磁极甲、乙、丙、丁的
极性依次是( )
A．S、N、S、S B．N、N、S、N
C．S、S、N、N D．N、S、N、N
知识点二：通电螺线管周围的磁场
【探究重点】
①记住常见的几种磁感线分布情况。②磁场中的小磁针静止时 N极的指向为该点的
磁场方向和该点的磁感线方向。③磁感线是闭合曲线：磁体外部的磁感线都是从磁
体的N极出发回到磁体的 S极；在磁体内部磁感线从磁体的 S极出发回到N极。④对
于通电螺线管关键是根据N、S极或电源的“+”、“-”极判断出螺线管的电流方
向，绕时的绕线线形状应像“S”或反“S”，螺线管朝向读者的一侧应画导线，内
侧不画导线，最后将导线跟电源连接成闭合电路。
【例题精讲】
3. （2022·江苏连云港）一通电螺线管中的电流方向和其周围磁感线的分布如图
所示，其中正确的是（ ）。A. B. C. D.
【巩固训练】
4. （2022·安徽省）将小磁针放置在通电螺线管右侧，小磁针静止时，其 极的
指向如图所示。由此可知电流是从___________（选填“A”或“ B ”）端流入螺
线管的。
【答案】B。
知识点三：安培定则
【探究重点】
1．内容：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指
的那端就螺线管的北极。
2．判断方法：先标出螺线管中的电流方向;用右手握住螺线管，让四指弯向螺
线管中的电流方向，大拇指所指的那端就是螺线管的北极。
【例题精讲】
5. (2021·北京中考真题)在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下
的两个实验现象如图所示，其中小磁针(黑色一端为N极)静止时的指向情况如图甲
所示。铁屑静止时的分布情况如图乙所示。图中能正确用磁感线描述这两个实验现
象的是( )。
A． B． C． D．【巩固训练】
6. 丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电流周围存在着磁场。我市某校学生在实验
室验证奥斯特实验,当水平导线中通有如图所示的电流时,S极将偏向 (选
填“纸内”或“纸外”);要使实验效果更加明显应使通电导线沿 (选
填“东西”或“南北”)方向放置。
知识点四：探究影响通电螺线管的磁性实验
【探究重点】
1．原理：电流的磁效应
2．滑动变阻器的作用：保护电路；改变电路中的电流。
3．转换法：通过比较螺线管吸引大头针的多少反映磁性的强弱。
4．控制变量法：
① 探究磁性强弱与线圈匝数的关系：控制电流不变，改变匝数。
② 探究磁性强弱与电流的关系：控制匝数不变，通过滑动变阻器改变电流。
③ 探究磁性强弱与有无铁芯的关系：控制电流和匝数不变，插入铁芯。观察
线圈吸引大头针的多少。
【例题精讲】
7. （2022·陕西省）如图所示，用笔画线代替导线将电路连接完整，并在括号中
标出小磁针静止时右端的磁极名称（要求：闭合开关，移动滑片P时，螺线管磁性
强弱改变）。
【巩固训练】
8. 用两个铁芯完全相同的电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素,实验电路如图所
示。闭合开关,发现铁钉A吸引大头针的数目比B多,此现象说明影响电磁铁磁性强
弱的因素是( )A.线圈匝数 B.电流方向 C.电流大小 D.电磁
铁极性
知识点五：作图题
【探究重点】
1．通电螺线管中的安培定则：用右手握住螺线管，让四指环绕的方向与电流方
向相同，那么拇指的指向就是通电螺线管的 N极。
2．通电直导线中的安培定则：用右手握住通电直导线，让大拇指指向直导线中
电流方向，那么四指指向就是通电导线周围磁场的方向。
【例题精讲】
9. (2021·辽宁中考真题)如图所示，开关断开时，小磁针静止，a端指向北方；开关
闭合时，小磁针顺时针旋转90°后静止。
(1)标出磁感线的方向；
(2)在括号内标出电源的的正极或负极；
(3)标出电磁铁右端的极性。
【巩固训练】
10. 请在图中标出电流方向和通电螺线管的 N极。
1. 下列通电螺线管周围的小磁针北极的标注方向正确的是( )2. 如图所示,闭合开关,小磁针静止时N极指向螺线管的左侧,则螺线管的左端是
(选填“N”或“S”)极,电源的左端是 (选填“正”或“负”)极。
3. （2022·江苏苏州）图的括号内标出小磁针右端的极性，用箭头标出P点磁感
线的方向；
4. （2022·四川乐山）如图所示，按照小磁针N极所示方向标出通电螺线管磁感
线方向和电源的“+”、“-”极。
5. （2022·四川达州）如图所示，开关 S闭合，根据通电螺线管周围的磁感线分
布判断直流电源的左端为___________（选填“正极”或“负极”），弹簧测力计
吊着铜块在通电螺线管的上方从右端水平匀速运动到左端的过程中，弹簧测力计示
数___________（选填“先变小后变大”“一直不变”或“先变大后变小”）。6. (2020苏州模拟)如图所示，通电螺线管上方有一静止的小磁针。根据图中通电
螺线管的磁感线方向，判断小磁针的左侧为______极，A为电源的_____极。
7. (2020•郑州模拟)如图所示，标出通电螺线管的N极和S极。
8. (2021·四川攀枝花市)攀枝花市某学校研学小组在探究通电螺线管磁场的实验
中，小磁针和螺线箮放置于同水平面内，螺线管为东西朝向，小磁针可在水平面内
自由转动。开关S闭合后，小磁针的指向如图所示，则电源 A端为______(选
填“正”或“负”)极。当开关S断开时，小磁针 N极将______(选填“不”、“向
北”或“向南”)偏转。
1. （2022·青海）如图所示，磁悬浮盆景的底端有磁铁，底座内部有一个金属线
圈。线圈通电后，周围产生___________（选填“磁场”或“磁感线”），这是电
流的___________效应。盆景能悬浮在空中，其原理是___________。2. （2022·四川南充）如图所示，请按小磁针的指向在括号中用“S”或“N”标
出通电螺线管的南北极，用“+”或“-”标出电源的正负极。
3. （2022·湖南邵阳）如图为一种电磁仪表 部的分装置，闭合开关后，磁铁N极向
上转动（如箭头所示）。请在括号中标出电池的“+””-”极。
4. （2022·湖北随州）如图所示，一个通电螺线管，绕线未画出，电源“＋、
－”极未标出，为了防止短路，绕线具有一定的电阻。已知一个可自由转动的小磁
针放在螺线管的一端最终静止时状态如图，图中的“N”是小磁针的极性。要求：
（1）画出绕线（三匝即可），使它和电源形成闭合回路；
（2）标出电源“＋、－”极。若有多种情况满足“（1）、（2）”的要求，考
生只画一种情况；
（3）画一条螺线管周围的磁感线。
5. （2022·四川德阳）图中所示通电螺线管的左端为S极，请在图中的a或b附近
标出电源的“+”极，在图中的c或d附近标出小磁针的“N”极。6. (2020湖北荆州模拟)小磁针静止时的指向如图所示，由此可以判定螺线管的 A
端是___________极(选填“N”或“S”)，接线柱a连接的是电源___________极
(选填“正”或“负”)。
7. (2021·湖北宜昌市·中考真题)通电螺线管外部的磁场是怎样分布的，我们通过以
下实验来进行探究：
(1)在硬纸板上放置一个螺线管，周围均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，铁屑被
_____。轻敲纸板，观察铁屑的排列情况如图甲所示，图乙和图丙分别是蹄形磁体
和条形磁体的磁场分布情况，对比分析可知通电螺线管外部的磁场分布与______磁
体的相似；
(2)我们要判断通电螺线管外部的磁场方向，需要借助______；
(3)根据前面的实验结果，把通电螺线管看成一个磁体，它的两极如图于所示，为了
进一步探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系我们下一步
要做的是______，观察______。
8. 在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁
针。
(1)通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与
的磁场相似。
(2)小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动 180°，南北极发生了
对调，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中 方向有关。
(3)小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关S接a，观察电流表的示数
及吸引大头针的数目；再将开关S从a换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流
表的示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了 ，来探究
的关系。9. (2021·云南昆明市·中考真题)为了探究磁场，小华做了如下实验。
甲 乙 丙
(1)探究磁体周围的磁场：
①在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，再将玻璃板放在条形磁体上方，然后______玻璃
板，观察铁屑的分布情况。铁屑在磁场中被______成一个个小磁针，从而在磁场中
有序地排列起来，如图甲所示；
②再在玻璃板上放一些小磁针，小磁针静止时的情况如图乙所示，黑色一端表示磁
体的N极，某点小磁针______极所指的方向就是该点的______方向；
③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针 N极的指向画出一些带箭头的曲线来
形象、直观地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作______。
(2)探究通电螺线管周围的磁场：
①把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后发现小磁针的指向如图丙所示，说
明通电螺线管周围的磁场跟______磁体的磁场相似，图中_____(选
填“左”成“右”)端是螺线管的N极；
②对调电源的正负极重复上述实验，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管的
极性跟______有关，断开开关后，小磁针静止时______极指向南方。
1. (2020·湖北黄冈市·九年级二模)如图甲，2020年6月21日，我国时速600公
里高速磁浮试验样车，在上海同济大学磁浮试验线上成功试跑，标志着我国磁悬
浮技术已达到世界领先水平。列车上电磁体始终通有直流电，铁轨上线圈通电
后，电磁体和线圈会变成一节节带有N极和S极的电磁铁，列车所受磁力如图乙
所示。下列有关说法错误的是( )A．磁悬浮列车是利用同名磁极相互排斥的原理悬浮在轨道上的
B．图中列车在磁力作用下正在向右行驶
C．要保证列车一直向前行驶轨道，线圈的N极和S极就要不断变换，则铁轨上线圈
中应通直流电
D．为了节约能源，列车行驶时应对铁轨上线圈分区段供电
2. 在如图所示的电路中,根据小磁针静止时的指向可知( )
A.a端是通电螺线管的 N极,c端是电源正极 B.b端是通电螺线管的 N极,d端是
电源正极
C.a端是通电螺线管的 N极,c端是电源负极 D.b端是通电螺线管的 N极,d端是
电源负极
3. 直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法加图所示．将一枚转动灵
活的小磁针放在水平放置的直导线正下方直导线通电的瞬间
A．若电流方向从南向北，则小磁针顺时针偏转
B．若电流方向从北向南，则小磁针逆时针偏转
C．若电流方向从东向西，则小磁针不发生偏转
D．若电流方向从西向东，则小磁针不发生偏转
4. (2020·辽宁朝阳)如图，螺线管的上方放置一个小磁针，螺线管左方的水平地
面上放置一个铁块。闭合开关后，铁块静止不动，小磁针在磁场的作用下会发生转动，它的周围____ (填“有”或“无")磁感线，小磁针静止时左端为_______
填“S”“或“N”)极。当滑片P向左滑动时，铁块受到的摩擦力的大小将____
(填 “变大”、“变小”或“不变")。
5. （2022·山东泰安）如图所示，根据通电螺线管中的电流方向标出螺线管的
极。
6. （2022·江苏扬州） 如图，请标出通电螺线管的 N极和图中磁感线的方向。
7. （2022·四川凉山）如图所示，根据磁体及周围磁场分布情况，在图中标出通
电螺线管的N极及电源的正极。
8. 在探究电流磁效应的实验中。(1)如图甲所示，接通电路后，观察到小磁针偏转，此现象说明了通电导体周围存在
。断开开关，小磁针在 作用下又恢复到原来的位置。对调电源的正负极，观
察小磁针的偏转方向是否发生改变，是为了探究 ；
(2)如图乙所示，嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒些铁屑，通电后 (写出操作方
法)玻璃板。此时铁屑被 成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来。
为了判断通电螺线管周围的磁场方向，需要将小磁针放在磁场中的 (某一/不
同)位置，记录小磁针的指向。
9. （2022·河南）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。
