2019九年级物理上册 7.2 电流的磁场（通电螺线管的磁场）精讲精练 （新版）教科版.doc

1通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场初中物理通电螺线管的磁场【考点精讲】 1. 电流的磁效应：平行于小磁针的导线通电后，会发现小磁针转动，改变电流方向，小 磁针的转动方向也会改变。这就是奥斯特实验，奥斯特实验证实了电流的磁效应，且磁场方向和电流方向有关。 2. 通电直导线磁性太弱，若将导线缠绕在圆筒上，制成螺线管形状，磁场强度会增大， 磁场情况和条形磁体相似，螺线管两端为磁体两极。 3. 通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似，通电螺线管两端的极性与电流方向有关。4. 通电螺线管的极性用安培定则判定：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 N 极。【典例精析】 例题 1 小金设计了一个如图所示的线圈指南针，将它放入盛有食盐水的水槽中（铜 片和锌片分别与线圈两端相连后放入食盐水构成了化学电池，铜片为正极，锌片为负极） ， 浮在液面上的线圈就能指示方向了。关于该装置的分析错误的是（ ）2A. 线圈周围的磁场与条形磁铁的磁场相似 B. 线圈能够指示方向是因为存在地磁场 C. 利用该装置可以判断磁铁的南北极 D. 交换铜片和锌片位置不会改变线圈的磁极 思路导航：铜片和锌片分别与线圈两端相连后放入食盐水中构成了化学电池，铜片为 正极，锌片为负极，而与上面的线圈相连时，该线圈相当于一个通电螺线管，故其外表磁 场与条形磁铁的外部磁场向类似，A 项正确；同时据安培定则能看出，此时该线圈的右端 是 N 极，左端是 S 极，故在地磁场的作用下，其会指示南北，故线圈能够指示方向是由于 地磁场造成的，B 项正确；在地磁场的作用下，线圈的 S 极会指示南方，线圈的 N 极会指 示北方，C 项正确；通电螺线管的磁极与电流的方向和线圈的绕法有关，故交换铜片和锌 片位置，相当于改变了电流的方向，故该线圈的磁极方向会改变，D 项错误。 答案：D例题 2 （梧州）如图所示，通电螺线管附近的小磁针处于静止状态，电源的 D 端是 _极。 （填“正”或“负” ）思路导航：根据“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”的原理可以判断出通电螺 线管的右端为 N 极，左端为 S 极，由安培定则可以判断出通电螺线管外侧电流的方向是向 下的，进而可以判断出电源的 C 端为正极，D 端为负极。 答案：负 点评：凡是通电螺线管和小磁针“联袂”出现时，解题的关键往往就是根据磁极间的 相互作用规律，由小磁针的指向判断通电螺线管的极性，进而判断螺线管外侧电流的方向、 电源的正负极；也可以由通电螺线管的极性判断小磁针的偏转方向。例题 3 （聊城）小磁针放在两通电螺线管之间，静止时处于如图所示的位置，请完成 螺线管 B 的绕线方式，并标出电流的方向。 思路导航：小磁针的 S 极靠近了螺线管 A 的右端，根据磁极间的作用规律可知，螺线 管 A 的右端为 N 极，左端为 S 极，同理可以确定螺线管 B 的左端为 S 极，右端为 N 极；根 据螺线管 A 的左端为 S 极，右端为 N 极，结合其线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管 中的电流方向是从螺线管的左端流入，右端流出；再结合螺线管 B 的左端为 S 极，右端为 N 极，利用安培定则可以确定螺线管的线圈绕向如下图所示。 答案：如图所示：例题 4 如图所示，在观察奥斯特实验时，小明注意到置于通电直导线下方小磁针的 N 极向纸内偏转。小明由此推测：若电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方时，小磁针 也将发生偏转。请你说出小明推测的依据是： ，你认3为小磁针的 N 极会向 （选填“纸内”或“纸外” ）偏转。思路导航：电荷的定向移动形成电流，电流的方向与电子定向移动的方向相反。当电 子沿着水平方向向右平行地飞过小磁针上方时，在小磁针的上方会形成方向向左的电流， 而电流周围存在着磁场，由于磁场的方向与电流方向有关，所以电子所形成的电流周围的 磁场与左图的相反，故小磁针的偏转方向相反，即小磁针的 N 极会向纸外偏转。 答案：电子的定向移动形成电流，电流周围存在磁场 纸外 点评：解答本题时，一是要知道电子的定向移动形成与运动方向相反的电流；二是要 明确磁场的方向与电流的方向之间的关系。例题 5 某同学受奥斯特实验的启发，产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣。探 究过程如下： A. 让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意作直线。 在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针，发现小磁针静止时 N 极指向都与直线垂直；B. 直线上任意关于导线对称两点处的小磁针 N 极指向相反； C. 改变电流大小时，小磁针指向不变； D. 通过查阅资料得知，通电长直导线外某点的磁场强弱与电流大小成正比，与这一点 到长直导线的距离成反比。 （1）做实验时，纸板的俯视图如甲所示，其中“”表示电流方向垂直纸面向外，小 磁针涂黑部分为 N 极。请在探究过程纸板的俯视图（如图乙）上作出通电长直导线周围的 磁感线分布图。 （分布图要能够反映不同位置处磁场的强弱和方向） 。（2）若要验证某点磁场强弱与其到通电长直导线距离成反比的结论，应控制 不 变。 （3）同一通电长直导线周围，离通电导线距离为 r 和 2r 的两点，磁场强弱的比值为 。 思路导航：根据磁场方向的规定，放在该点的小磁针 N 极的指向就是该点的磁场方向， 那么磁感线的方向、小磁针静止时 N 极的指向与磁场的方向是一致的，而又知通电长直导 线外某点的磁场强弱与这一点到长直导线的距离成反比，因为磁感线的疏密程度表示磁场 的强弱，所以通电直导线周围的磁感线是以通电导线为中心的，距离越远越稀疏的同心圆。因为通电长直导线的磁场强弱不仅与这一点到长直导线的距离有关，还与电流大小有 关，所以在验证某点磁场强弱与其到通电长直导线距离成反比的结论时，应控制导线中的4电流相同；同时根据这个结论可得出离通电导线距离为 r 和 2r 的两点磁场强弱的比值为 2：1。 答案：（1）如图所示：（2）电流大小 （3）2：1 点评：本题考查通电导线周围磁场的特点，对此内容，初中物理课本上只是提到通电 导线周围存在着磁场，但具体的磁场特点没有涉及，本题体现了初中与高中知识的衔接。【总结提升】