2.1 电生磁（原卷版）

知识点一、电流的磁效应1、奥斯特实验实验探究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。现象分析（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；（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。研究归纳（1）通电导线周围存在着磁场；（2）电流的磁场方向与电流方向有关。2、电流的磁效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。知识点二、通电螺线管的磁场1、螺线管（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。2、探究通电螺线管外部的磁场分布实验探究1：通电螺线管的磁场方向和电流方向的关系（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同位置，记下小磁针在各个位置时N极的指向；（2）改变电流方向，再次观察实验现象。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；（2）改变电流方向，小磁针指向发生改变。现象分析（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。（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。实验探究2：通电螺线管外部的磁场的分布特征在玻璃板上撒一些铁屑，给螺线管通电后，轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的分布情况。实验现象如图所示。现象分析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似。归纳总结（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）。3、探究通电螺线管极性与环绕螺线管的电流方向的关系实验探究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，用小磁针验证它的N、S极。实验现象现象分析（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。（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。知识点三、安培定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。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是螺线管的北极（N极）。2、安培定则的应用（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。1、下列科学家与科学发现对应关系正确的是（）A．亚里士多德——惯性定律；B．法拉第——电流周围存在磁场；C．沈括——地磁的两极和地理的两极不重合；D．奥斯特——电磁感应现象2、小科将导线绕在一根铁钉上，制成电磁铁，与电池接通后，如图所示，铁钉的尖端为（选填“N”或“S”）极。3、将如图所示的电磁铁的电路连接完整要求:（1）根据小磁针静止时N极指向，在括号中标出电磁铁左端的极性（用“N”或“S”表示）（2）在虚线框内画出电池符号；（3）开关闭合后，变阻器的滑片只有向右移动时，电磁铁的磁性才会变强（连接时导线不能交叉）。1、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2、下列用磁感线描述的磁场方向不正确的是（）A． B．C． D．3、如图所示，闭合开关，下列判断正确的是（）A．小磁针偏转，说明通电导体周围存在磁场B．只对调电源正负极，小磁针偏转方向不变C．通电螺线管的右端为N极D．在螺线管内插入铁芯，螺线管的磁性强弱不变4、下列关于电与磁的说法，错误的是（）A．通过电流越大的线圈磁性一定越强B．任何磁体都有N、S两极C．导体中负电荷的定向移动会产生磁场D．发电机是利用电磁感应的原理工作的5、如图所示甲､乙､丙､丁四个探究实验。探究电流的磁效应与电流的磁场分布的实验是（）A．甲与乙 B．乙与丙 C．丙与丁 D．丁与甲6、如图所示是探究通电直导线周围磁场的实验装置。当开关闭合时，导线下方的小磁针会发生偏转，说明通电导线周围存在磁场。此时若移去小磁针，上述结论是否成立？，实验中小磁针的作用是。7、实验发现，当两条平行放置的直导线a、b中通以相同方向的电流时，两根导线相互吸引，如图所示。使导线b受力的施力物体是。如果只改变导线a中的电流方向，两根导线间（选填“有”或“没有”）作用力，你判断的依据是。8、如图所示，螺线管与电源、开关S组成闭合回路。在螺线管下方的地面上放有一条形磁体，开关S闭合瞬间，该条形磁体突然向上运动。请在图中标出电源左端的极性、闭合开关后通电螺线管中的电流方向、螺线管下端的磁极极性和螺线管左侧P点磁感线的方向。1、如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的上方，小磁针的S极向纸内偏转。对带电粒子束的判断：①向右飞行的正离子束；②向左飞行的正离子束；③向右飞行的负离子束；④向左飞行的负离子束；⑤向右飞行的电子束；⑥向左飞行的电子束，则可能正确的是（）A．②③⑤ B．①④⑥ C．②④⑥ D．①③⑤2、如图所示为探究“通电螺线管外部磁场分布”的实验装置，开关断开时小磁针甲、乙静止时的指向如图所示，闭合开关后，则下列说法正确的是（）A．通电螺线管上各匝线圈相互远离B．小磁针乙偏转，小磁针甲不偏转C．为了使实验现象更明显，可以在螺线管中插入一根铝棒D．当断开开关后，螺线管磁性增强3、如图，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（）A．电流表示数变大，弹簧长度变长 B．电流表示数变大，弹簧长度变短C．电流表示数变小，弹簧长度变长 D．电流表示数变小，弹簧长度变短4、如图所示，M是一个用细导线绕成的螺线管，当闭合开关K后，M的长度将()A．伸长B．缩短C．不变D．先伸长，后缩短5、如图所示为一台非铁磁性物质制成的天平，天平左盘中的A是一铁块，B是电磁铁。未通电时天平平衡，给B通以图示方向的电流(a端接电源正极，b端接电源负极)，调节线圈中电流的大小，使电磁铁对铁块A的吸引力大于铁块受到的重力，铁块A被吸起。当铁块A向上加速运动的过程中，下列判断正确的是()A．电磁铁B的上端为S极，天平仍保持平衡B．电磁铁B的上端为S极，天平右盘下降C．电磁铁B的下端为N极，天平左盘下降D．电磁铁B的下端为N极，无法判断天平的平衡状态6、如图所示，条形磁铁放在水平木桌上，电磁铁右端固定并与条形磁铁在同一水平面上。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P逐渐向右移动时，条形磁铁仍保持静止，此时电磁铁的左端为极，条形磁铁受到的摩擦力(填“变大”“变小”或“不变”)，方向水平(填“向左”或“向右”)。7、如图所示的是四个常见的电磁实验，A中导体棒向右运动时，灵敏电流计指针向右偏转，如果对调磁体的N、S磁极位置，导体棒仍然向右运动，则灵敏电流计指针将向偏转；B中闭合开关以后，电磁继电器正常工作，则此时电动机和电热器两个用电器中，能够工作；C中通电导线下方的小磁针发生偏转，电流对小磁针的作用力是通过施加的；D中所示是两个磁体的磁极靠近时相互远离的现象，这说明同名磁极。8、电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。（1）如图1所示，小雨利用干电池、导线和小磁针进行实验；①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明；②若把图甲中的小磁针换成直导线并通电。推测：两条通电导线之间（填“有”或“没有”）相互作用力，依据是（填字母）；A．电磁感应现象