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第第二二十十章章 电电与与磁磁（（原原卷卷版版））
课课时时2200..22 电电生生磁磁
2022年课程标准 物理素养
物理观念：知道电流周围存在着磁场；
2.4.3通过实验，了解电流周围
科学思维：认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间的联系；
存在磁场。探究并了解通电螺线
科学探究：知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似；
管外部磁场的方向。
科学态度与责任：会用安培定则判定磁极和通电螺线管的电流方向。
知知识识点点一一、、电电流流的的磁磁效效应应
11..奥奥斯斯特特实实验验
在静止的小磁针上方放一根与小磁针平行的直导线，依次进行如图甲、乙、丙所示的操作。
实验探究
（1）比较甲、乙两图所示现象，导线通电后，小磁针发生偏转（转换法：有无磁场→小磁针是
否发生偏转），断电后，小磁针又回到原位置，这说明通电直导线周围产生了磁场；
现象分析
（2）比较甲、丙两图所示现象，改变电流的方向，小磁针偏转方向发生改变，即小磁针处磁场
方向发生改变，这说明电流的磁场方向与电流方向有关。
（1）通电导线周围存在着磁场；
研究归纳
（2）电流的磁场方向与电流方向有关。
22..电电流流的的磁磁效效应应：：通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。电流
磁效应是丹麦物理学家奥斯特通过实验首先发现的。奥斯特实验第一次揭示了电与磁之间的联系，即电
可以产生磁。
特别提醒：
（1）实验时，导线要处于南北方向，与小磁针保持平行，这样在给导线通电时，小磁针由南北指向
变为东西指向，偏转最为明显，便于比较通电后小磁针的偏转情况。
（2）实验中，宜采用“触接”的方式给导线通电，即给导线通电时间要短，因为用电源短路的形式
虽然可以获得较大的电流，但也容易烧坏电源。
特别提醒：带电体和磁体的相似性
带电体 磁体
带电体能够吸引轻小物体 磁体能吸引铁、钴、镍等磁性物质电荷有两种：正电荷和负电荷 磁极有两个：北（N）极和南极（S）
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
电荷间不接触就能发生相互作用 磁极间不接触就能发生相互作用
摩擦可以使物体带电 磁化能使物体具有磁性
正是带电体和磁体有如此多相似的性质，激励着无数科学家一次又一次地寻找电与磁的联系。
特别提醒：带电体和磁体的相似性
正是带电体和磁体有如此多相似的性质，激励着无数科学家一次又一次地寻找电与磁的联系。
【典例1】（2024·云南·模拟预测）以下物理学家与其研究贡献不相符的是（ ）。
A．牛顿发现了光的色散
B．道尔顿证明了原子的存在
C．法拉第发现了电流的磁效应
D．伽利略是实验物理学的先驱
知知识识点点二二、、通通电电螺螺线线管管的的磁磁场场
11..螺螺线线管管
（1）把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫通电螺线管。
（2）给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。
22..探探究究通通电电螺螺线线管管外外部部的的磁磁场场分分布布
实验探究1：通电螺 （1）用铜导线穿过玻璃板，做成螺线管，给螺线管通入电流，将小磁针放在螺线管周围的不
线管的磁场方向和 同位置，记下小磁针在各个位置时N极的指向；
电流方向的关系 （2）改变电流方向，再次观察实验现象。
（1）通电后小磁针发生偏转，不同位置的小磁针N极指向不
同，如图所示；
实验现象 （2）改变电流方向，小磁针指向发生改变。
（1）从小磁针的N极指向看，通电螺线管外部的磁感线从螺线管的一端出来回到另一端，说
明通电螺线管有两个磁极且在两端。
现象分析
（2）小磁针的N极指向改变，说明了磁场方向的改变，即通电螺线管两端的极性改变了，由
此可知，电流方向改变了磁场方向，即通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
在玻璃板上撒一些铁屑，给螺线管通电后，轻轻敲击玻璃板，观察
实验探究2：通电螺 铁屑的分布情况。实验现象如图所示。
线管外部的磁场的
分布特征
从铁屑的分布情况看，通电螺线管外部的铁屑排列情况和条形磁体周围铁屑的分布情况相
现象分析
似。
（1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关；
（2）通电螺线管外部磁场跟条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个
归纳总结 磁极；
（3）通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反（内外磁场方向大致走向相
反）。
33..探探究究通通电电螺螺线线管管极极性性与与环环绕绕螺螺线线管管的的电电流流方方向向的的关关系系去绕向不同的螺线管，依次设计并进行实验：给螺线管通入不同方向的电流，用小磁针验证
实验探究
它的N、S极。
实验现象
（1）两个螺线管的绕向相同，电流不同，它的螺线管两端的极性不同。
现象分析
（2）调换螺线管左右位置，绕向发生改变，即便电流方向相同，螺线管两端极性也不同。
实验结论 通电螺线管两端的极性与通电螺线管中电流方向有关。
辨辨析析比比较较：：
通电螺线管 条形磁体
通电时有磁性，断电时无磁性 永磁体
不同点
N、S极与电流方向有关 N、S极固定不变
（1）磁场分布相似，磁极都在两端；
相同点 （2）都具有吸引磁性物质的性质
（3）悬挂起来自由转动，静止后都能指向南北。
【典例2】（2024·安徽合肥·模拟预测）如图所示的装置中，当开关S闭合后，小磁针顺时针旋转
至水平状态，下列判断正确的是（ ）。
A．通电螺线管的左端为S极
B．通电螺线管外A点的磁场方向向右
C．电源的a端为正极
D．向左移动滑片P，通电螺线管的磁性减弱
知知识识点点三三、、安安培培定定则则：：安培定则又叫右手螺旋定则，用来描述通电螺线管的极性与电流方向关系。
11..内内容容：：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是螺线管的
北极（N极）。
22..安安培培定定则则的的应应用用
（1）已知通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性。
具体方法：
①标出通电螺线管中电流的方向；
②用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流方向；
③大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图所示。（2）已知通电螺线管两端磁极，判断通电螺线管中电流的方向。
具体方法：
①先用右手握住通电螺线管，大拇指指向N极；
②弯曲的四指所指的方向就是螺线管中电流的方向；
③按照四指弯曲的方向在螺线管中标出电流方向。
特别提醒：
决定通电螺线管两端极性的根本因素是螺线管中电流的方向，而不是通电螺线管上导线绕法，只要两
个通电螺线管中电流方向一致，则这两个通电螺线管两端的极性就相同。
【典例3】（2024·广东河源·二模）小明将小磁针放在螺线管附近，闭合开关S，小磁针发生转
动，最后静止时的状态如图所示。
（1）闭合开关，小磁针转动，说明通电螺线管周围存在 ；如果把通电螺线管看作一个
磁体，它的右端是 极；
（2）如果将小磁针移动到A点，小磁针的指向 。（选填“改变”或“不变”）
知知识识点点四四、、知知识识导导图图
问问题题一一：：奥奥斯斯特特实实验验
在比较实验条件和实验现象归纳结论时，注意要找出实验操作的不同之处和实验现象
的变化，即比较实验中改变了什么因素从而导致了什么现象的发生，最终得出结论。【典例1】（2024·福建福州·二模）在科学探索的道路上，有众多的科学巨人披荆斩棘，铺路架桥，
为后人留下了丰硕的知识园地、科学的探究方法及不朽的科学精神。对理想斜面的研究采用把实验和逻
辑推理相结合的方法的科学家是（ ）。
A．牛顿 B．托里拆利 C．伽利略 D．奥斯特
【变式1-1】（2024·湖北襄阳·一模）如图所示组装探究“电流的磁效应”实验，桌面上有一枚转
动灵活的小磁针，当导线与电池触接瞬间小磁针发生偏转，则下列说法不正确的是（ ）。
A．触接前，小磁针静止时是因为受到地磁场的作用指南北
B．小磁针偏转后就静止不动——说明导线只在通电那一瞬间周围存在磁场
C．小磁针发生偏转——说明通电导线对小磁针有力的作用
D．当改变电池+、-极位置触接时，小磁针偏转方向也发生改变——说明通电导线周围磁场方向与电
流方向有关
【变式1-2】（23-24九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）学习了电与磁的知识后，小华完成了如
下实验，下面说法中不正确的是（ ）。
A．甲图中小华将铁棒靠近小磁针时，小磁针发生偏转，铁棒不一定具有磁性
B．乙图中的小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场
C．丙图条形磁体静止时B端总是指向地理北方，说明B端是条形磁体的南极
D．丁图铁钉B吸引的大头针比A多，说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关
问问题题二二：：通通电电螺螺线线管管
1.通电螺线管的磁场：转换法的应用
磁场实际上是看不到的，所以我们在研究磁场的时候，主要通过研究磁场对小磁针的的作用来间接
研究磁场，即通过小磁针是否受力偏转说明是否存在磁场，并通过不同位置小磁针的指向研究磁场的方
向。
2.电源正负极或电流方向的判断：“三步法”判断电源正负极
先指：让拇指指向螺线管中的N极；再标：根据四指指向标出螺线管中电流的方向；
后确定：根据电流方向确定电源正负极。
3.螺线管上导线的绕法：解题通法
【典例2】（2024·内蒙古呼伦贝尔·模拟预测）小磁针静止时的指向如图所示，由此可知
（ ）。
A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极
B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极
C．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极
D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极
【变式2-1】（2024·北京平谷·一模）小华同学利用如图甲所示的实验装置进行实验探究，其中小
磁针指针偏转方向可以反映通电螺线管周围磁场方向。闭合开关，螺线管周围的小磁针发生偏转，静止
时如图乙所示；断开开关，将电源的正负极对调后，再闭合开关，小磁针静止时N、S极的指向也发生了
对调，如图丙所示。小华探究的问题是 。
【变式2-2】（2024·湖北·一模）探究“通电螺线管外部磁场的方向”。（1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在有机玻璃上均匀地洒满铁屑，闭合开关并
轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与 磁体周围铁屑的分布情况相
似，在实验中铁屑的作用是 ；
（2）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示；断开开
关，把电源正负极对训，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示。实验小组用图乙和图丙实
验所探究的问题是 ；通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做
。
（3）调节图甲中滑动变阻器的滑片，观察铁屑的分布形状。写出这一操作所要探究的关系：
。
问问题题三三：：通通电电螺螺线线管管综综合合应应用用
“等效法”分析线圈间的作用力
如图所示，将通电螺线管的每一圈都等效一个小的条形磁体，则这些条形磁体N、S极相互连接，所
以只要一通电各个线圈就会相互吸引而使弹簧收缩。
【典例3】（24-25九年级上·云南保山·期中）如图所示，闭合开关S，条形磁铁静止后，将滑动
变阻器滑片P从左往右滑动的过程中，弹簧将 （选填“伸长”或“缩短”），小磁针N极向
（选填“上”或“下”）偏转。
【变式3-1】（24-25九年级上·云南保山·期中）无线充电原理是电磁感应现象，送电线圈形成变
化的磁场使受电线圈的磁场发生变化，进而形成感应电压。无线充电被广泛应用在手机上，其工作原理
图如图所示。影响无线充电的因素有电源、调节装置、线圈大小、线圈匝数、两线圈间的距离。某小组同学想探究影响受电线圈两端电压大小与两线圈间的距离的关系，他们准备的实验器材有相同规格的漆
包线绕制的线圈、电源、调节装置、电压表等。①实验时，我们需要控制的变量除了电源、调节装置、
线圈的匝数之外，还需要控制的是 ；②正确连接电路，接下来的操作是 ；④可以
得到 。说明在其它条件相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压就越大。
【变式3-2】（2024九年级下·全国·专题练习）物理学中，用磁感应强度（用字母B表示）来描述
磁场的强弱，国际单位是特斯拉（用字母T表示），磁感应强度B越大表示磁场越强；B=0表明没有磁
场。有一种电阻，其阻值大小随周围磁感应强度的变化而变化，这种电阻叫磁敏电阻，为了探究电磁铁
磁感应强度的大小与哪些因素有关，小超设计了如甲、乙两图所示的电路，图甲中电源电压恒为6V，R
为磁敏电阻，图乙中的电磁铁左端靠近且正对图甲中的磁敏电阻R1磁敏电阻R的阻值随周围磁感应强度
变化的关系图像如图丙所示。
（1）当图乙S 断开，图甲S1闭合时，磁敏电阻R的阻值是 Ω，电流表的示数为 mA；
2
（2）闭合S 和S，图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动时，小超发现图甲中的电流表的示数逐渐减
1 2
小，说明磁敏电阻R的阻值变 ，电磁铁的磁感应强度变 ；
（3）闭合S 和S，图乙中滑动变阻器的滑片P保持不动，将磁敏电阻R水平向左逐渐远离电磁铁
1 2
时，小超将测出的磁敏电阻与电磁铁左端的距离L、对应的电流表的示数I及算出的磁感应强度B同时记
录在下表中，请计算当L=5cm时，磁敏电阻R所在位置的磁感应强度B= T；
L/
1 2 3 4 5 6
cm
I/
10 12 15 20 30 46
mA
0.6
B/T 0.68 0.60 0.51 0.20
5
（4）综合以上实验可以看出：电磁铁磁感应强度随通过电流的增大而 ；离电磁铁越远，磁感
应强度越 。【【基基础础强强化化】】
1．（2024·福建龙岩·二模）机遇总是青睐有准备的人。深信电磁间有联系且坚持研究、并最终无
意间发现电流磁效应的科学家是（ ）。
A．伽利略 B．卢瑟福 C．法拉第 D．奥斯特
2．（24-25九年级上·云南保山·期中）同学们在课堂上探究了一些与磁相关的小实验。如图甲所
示，小芳在做通电螺线管的外部磁场的探究，她把一个小磁针放在桌面上，小磁针静止时指向南北方
向，将通电螺线管靠近该小磁针后，发现小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围存在磁场；探究完通电
螺线管周围存在磁场的特性后，她想借助如图乙所示的装置来探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向
是否有关? 先闭合开关，小磁针偏转方向如图所示，则她接下来应该进行的操作是 ，若出现
的现象，则说明通电螺线管外部磁场方向与电流方向有关。
3．（23-24九年级上·辽宁锦州·阶段练习）如题图所示，桌面上有一枚转动灵活的小磁针，静止
时，小磁针 极指南；当导线与电池触接时，小磁针发生偏转；断开电路，小磁针 （选填
“会”或“不会”）回到原来位置。
4．（23-24九年级上·河南郑州·阶段练习）丹麦物理学家 通过实验发现电流周围存在磁
场。根据图中通电螺线管的 S极，可以判断：电源的 端为正极（选填“左”或“右”）。
5．（2024·山东东营·中考真题）闭合开关，通电螺线管附近小磁针的N极指向如图所示，请在图
中括号内标出电源的“+”“-”极。6．（2024·吉林长春·一模）在探究“通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
（1）实验前，可自由转动的小磁针静止时均指南北，这说明 ；
（2）闭合开关，小磁针静止时的指向如图所示，请在图中标出通电螺线管的N极和电源的正极
；
（3）对调电源的正负极，闭合开关，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管外部的磁场方向与
方向有关；
（4）实验中，小磁针所起的作用是 。
【【素素养养提提升升】】
7．（2024·海南·中考真题）如图是通电螺线管磁场特点的实验装置。下列操作能改变螺线管两端
磁极的是（ ）。
A．移动滑动变阻器滑片 B．对调电源正负极
C．改变螺线管线圈匝数 D．在螺线管中加铁芯
8．（23-24九年级上·山东东营·阶段练习）如图所示，是巨磁电阻特性原理的示意图，其中GMR
是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，闭合开关S、S，下列说法正确的是（ ）。
1 2
A．电磁铁的右端为S极
B．当滑片P向右滑动时，电磁铁磁性增强
C．当滑片P向左滑动时，巨磁电阻的阻值增大
D．当滑片P向左滑动时，指示灯变暗
9．（23-24九年级上·河南郑州·期末）如图甲所示是同学们自制的一个电磁秋千玩具，闭合开
关，推动一下装有永磁体的卡通小人，它在电磁铁排斥作用下来回摆动。请在图乙所示的简图中标出电
源的正负极（用“+”“﹣”表示）。10．（2024·湖北·模拟预测）小梦在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验时，实验装置如
图甲。
（1）闭合开关并轻敲玻璃板，观察到铁屑分布情况如图甲，则通电螺线管外部的磁场与 磁体周围
的磁场相似；
（2）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极（小磁针涂黑的一端）所指方向
如图乙，则通电螺线管的右端为 极；
（3）对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙，说明通电螺线管的极性与
方向有关。
【【能能力力培培优优】】
11．（2024·山东济宁·二模）在探究电和磁之间的关系时，小强设计了如图所示的实验装置，磁
体和导体棒均水平放置，电流表为灵敏电流计。下列有关说法正确的是（ ）。
A．断开 ，闭合 ，导体棒能运动起来，此现象是由法拉第最早发现的
B．断开 、闭合 ，不论导体棒怎样运动，电流表的指针都会发生偏转
C．断开 、闭合 ，导体棒只有水平左右运动，电流表的指针才会发生偏转
D．断开 ，闭合 ，保持金属棒不动，左右移动磁体，电流表的指针也会发生偏转
12．（23-24九年级上·山东东营·阶段练习）如图所示，条形磁铁静止在水平桌面上，通电螺线管
左端为N极。（1）将电源“+”“﹣”极填入括号中；
（2）在已画出的磁感线上用箭头标出其方向。
13．（2024·山东济南·二模）小明探究通电螺线管外部的磁场。
（1）小明将小磁针放在螺线管周围，静止时如图甲所示，闭合开关后静止时如图乙所示，说明通电
螺线管周围存在 。观察图乙可知通电螺线管的外部磁场与 磁体的磁场相似；
（2）他将通电螺线管插入铁芯制成电磁铁，用图丙所示电路探究电磁铁的磁性。当小磁针在图中位
置静止时，开关S 接的是接线柱 。他接着探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，接通开关S，保
1 1
证 不变，改变 ，观察电流表示数及电磁铁吸引的大头针数目。
