奥斯特的发现- 2023-2024沪粤版物理九年级下册同步分层练习

第2讲奥斯特的发现

0思维导图

r通电导体周围存在磁场

电流的磁效应

1-通电导体周围的磁场的方向与电流的方向有关

奥斯特的发现

通电螺线管周围的磁场与条形磁铁的磁场相似

通电螺线管的磁场T

右手螺旋定则

矍知识精讲

、知识点01电流的磁场

1.什么叫电流的磁效应？是谁发现的？

答：通电导体的周围存在磁场,称为电流的磁效应；1820年丹麦物理学家奥斯魁发现了电流的磁效应。

2.奥斯特实验说明了什么问题？

答：①奥斯特实验说明了通电导线的周围存在磁场；②通电导体周围磁场的方向跟电遮的方向有关。

【即学即练1】如图所示是电磁学中的一个实验场景，下列关于它的说法（）

①这是模拟奥斯特实验的一个场景；

②图示实验说明了通电导线周围存在磁场；

③改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向不变；

④若图中导线无电流，小磁针N极将指向地磁的北极。

A.只有①②正确B.只有②④正确C.只有①④正确D.只有③④正确

【答案】A

【解析】①由图可知，该实验是用于模拟奥斯特实验的一个场景，则①正确；

②该实验中，若给导线通电，下面的小磁针会转动，即说明通电导线周围存在着磁场，则②正确；

③由于磁场的方向与电流的方向有关，改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向改变，则③错误；

④将图中导线断开，小磁针由于地磁场的缘故，N极将指向地磁场的南极，地理的北极，则④错误。

故BCD不符合题意，A符合题意。

故选A。

知识点02通电螺线管的磁场

1.通电螺线管外部的磁场与哪种磁体周围的磁场相似？其磁场的极性与什么有关？

答：通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似；其磁场的极性由螺线管中电遮的方向决定。

2.如何判断通电螺线管磁场的极性呢？

答：右手螺旋定则:用右手握住螺线管，让四指弯曲且跟螺线管中电流的方向一致，则大拇指所指的那端

就是通电螺线管的M极。

【即学即练2】下列各图中通电螺线管旁的小磁针静止时的指向正确的是（）

乙

A.甲、乙B.乙、甲C.甲、丁D.丙、丁

【答案】D

【解析】甲中根据安培定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁

针的N极应向左，故甲错误；

乙中根据安培定则可知，螺线管的下端为N极，上端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极

应向下，故乙错误；

丙中根据安培定则可知，螺线管的左端为S极，右端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极

应向左，故丙正确；

丁中根据安培定则可知，螺线管的左端为S极，右端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极

应向左，故丁正确。

综上所述，ABC错误，D正确。

故选D。

考法01通电螺线管的磁场

【典例I】在螺线管附近放一小磁针，静止时小磁针位置如图所示。闭合开关s时，小磁针发生旋转，关于

通电螺线管的N极及小磁针旋转方向描述正确的是（）

A.通电螺线管的左侧是N极，小磁针顺时针旋转

B.通电螺线管的左侧是N极，小磁针逆时针旋转

C.通电螺线管的右侧是N极，小磁针顺时针旋转

D.通电螺线管的右侧是N极，小磁针逆时针旋转

【答案】D

【解析】AB.闭合开关后，电流由螺线管的左侧流入、右侧流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，四

指指向电流的方向，则大拇指指向右端，即通电螺线管的右端为N极、左端为S极，故AB错误；

CD.根据同名磁极相互排斥可知，通电螺线管的右端为N极，小磁针的N极应向右旋转，即小磁针逆时针

旋转，故C错误，D正确。

故选D。

考法02右手螺旋定则

【典例2】安培认为：在物质内部存在着一种环形电流一分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小

的磁体。当分子定向移动形成的电流/方向如图甲所示，则可用右手螺旋定则判断出它的两侧相当于N、S

两个磁极。图乙所示是在原子内部核外电子绕原子核运动会形成一种环形电流，图中箭头表示的是电子绕

原子核运动的方向，则环形电流的面向你这一侧应为______（选填"N”或"S”）极。

甲乙

【答案】N

【解析】电子带负电，电流的方向与电子定向移动方向相反。由右手螺旋定则可知环形电流的面向你这一

侧应为N极。

fii分层提分

题组A基础过关练

1.（2022・广西・中考真题）如图所示，通电螺线管周围存在磁场，M是某一磁感线上的一点，小磁针静止在

磁场中，则M点的磁场方向及小磁针的左端极性分别是（）

A.向左N极B.向右N极

C.向左S极D.向右S极

【答案】B

【解析】由图可知，螺线管的左端为N极，由于磁体周围的磁感线是从N极出发，回到S极，所以M点的

磁感线向右；螺线管的右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针的左端为N极，故B符合题

意，ACD不符合题意。

故选B。

2.（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（）

甲乙

【答案】c

【解析】通电螺线管的外部磁场和条形磁体的磁场相似，由甲图中小磁针的分布情况可以判断该通电螺线

管的左侧为S极，右侧为N极。我们规定小磁针静止时的N极指向为该点的磁场方向，所以在磁体外部，

磁感线总是从N极出发回到S极。而在磁体内部，磁感线的分布和磁体的N、S极一致，由此判断，A、

B、D不符合题意；C符合题意。

故选C。

3..（2022•全国•九年级课时练习）如果条形磁体的磁性减弱了，你能用电流来使它增强吗？应该怎么办？

【答案】见解析

【解析】可以用电流来增强，为了增强磁性，则应让电磁铁的方向与条形磁铁方向一致，如果条形磁铁N

极向左，则为使磁性加强电磁铁的方向应与条形磁铁的方向一致，即左侧为N极，由安培定则得绕线方向;

题组B能力提升练

I.（2022・全国•九年级课时练习）观察自然界中不同缠绕植物的茎，它们的缠绕方向和生长方向有什么关

系？这跟螺线管中电流的方向与其北极方向的关系是否相同？对于不同植物，这种关系都一样吗？

【答案】见解析

【解析】通过观察牵牛花茎的照片，观察自然界中不同缠绕植物的茎，它们的缠绕方向和生长方向满足螺

旋定则；

安培定则的内容：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指指向电流的方向，与四指垂直的大拇指所指的方向就

是螺旋管的北极，这与自然界中不同缠绕植物的茎，它们的缠绕方向和生长方向一致；

生长在南半球植物的茎就向右旋转，生长在北半球植物的茎则向左旋转。经过漫长的适应、进化过程，它

们便退步形成了各自旋转缠绕的固定的方向；奇妙的螺旋形是自然界中最普遍、最基本的物质运动形式。

2.（2022•全国•九年级课时练习）你能借用自己手指的关系来描述通电螺线管的电流方向与N极位置的关系

吗？看看图中蚂蚁和猴子是怎么说的，也许你会受到一些启示。

/如果电流沿着我右臂所

/指的方向，N极就在我

如果我沿着电流方向绕，

螺线管爬行，N极就在

我的左边。

看看猴子和蚂蚁是怎么说的，也许会受到一些启示。

【答案】见解析

【解析】答：蚂蚁沿着电流方向绕螺线管向上爬行，相当于右手握住导线，让弯曲的四指所指的方向跟电

流方向一致，则大拇指所指的方向就是通电螺线管的N极，即N极就在蚂蚁的左边。

3.（2022・全国•九年级课时练习）在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中：

（1）闭合开关后，观察到螺线管周围的小磁针发生偏转，说明此时通电螺线管周围存在；小磁针由

于受到（选填“磁场”或“重力”）的作用而发生偏转；

（2）在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒满细铁屑，闭合开关后（填写操作方法）玻璃板，细铁屑的排

列如图甲所示；

（3）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；

（4）通电螺线管周围的小磁针N极指向如图乙所示，由图可知在通电螺线管外部，磁感线是从极出

发，最后回到极；

(5)由此可以判断，通电螺线管外部的磁场分布与磁体的磁场分布相似；

(6)在螺线管中插入软铁棒，制成电磁铁，下列设备中没有用到电磁铁的是；

A.大型发电机

B.电磁起重机

C.电炉

(7)在螺线管外部/、8两处放置小磁针，如图丙所示，闭合开关，发现/处小磁针发生偏转，而8处小

磁针不偏转，试说明8处小磁针不偏转的可能原因：；

(8)如果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，接下来的操作是；并观察小磁针的指向。对

于通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系，我们可以用来表述。

【答案】磁场磁场轻敲N北南条形C小磁针N极的指向与磁场方向相同见

解析安培定则

【解析】(1)口][2]磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，闭合开关，观察到螺线管周围的小磁

针由于受到磁场的作用而发生偏转，说明了通电螺线管周围存在磁场。

(2)[3]在嵌入螺线管的有机玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后需要轻敲有机玻璃板，这样做的目的是克服

摩擦力的影响，使细铁屑可以自由移动。

(3)[4]物理学中规定，自由小磁针静止时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，小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向。

(4)[5][6]在图中，根据安培定则可知，通过螺线管的左端为S极，右端为N极，根据周围小磁针N极指

向与该点磁感线方向一致可知:在通电螺线管外部，磁感线是从北极发出，最后回到南极。

(5)⑺在通电螺线管外部多放置一些细铁屑，可以形象的显示出通电螺线管周围的细铁屑的排列与条形磁

铁周围的细铁屑排列相似，由此可以判断，通电螺丝管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似。

(6)[8]A.大型发电机中的磁场是由电磁铁提供的，故A不符合题意；

B.电磁起重机的主要部件是电磁铁，故B不符合题意；

C.电炉是利用电流的热效应工作的，与电磁铁无关，故C符合题意。

故选C。

(7)[9]在螺线管外部N、8两处放置小磁针，闭合开关，发现N处小磁针发生偏转，/处的小磁针会指示

磁场的方向；2处小磁针不偏转，可能原因是不受磁场作用力时小磁针N极的指向与磁场方向相同。

(8)[10]要探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，在其它因素不变的情况下，改变通过螺线管的电流

方向，可将与螺线管相连的电源的正负极调换，观察小磁针的指向有无改变。

[11]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。

题组C培优拔尖练

1.(2022・全国•九年级课时练习)小华和小军在老师办公室看到一个如图甲所示的仪器，用一根铜线和一个

有两排孔的平板玻璃制成，铜线依次穿过相邻的孔绕成一个线圈。老师告诉他这是螺线管。于是，在老师

的指导下，他和同学们一起把螺线管接入电路，探究其特点。

(1)他们把一个小磁针放在桌面上，小磁针静止时指向南北方向。将螺线管通电后靠近该小磁针，发现小

磁针发生，说明通电螺线管周围存在磁场。

甲乙丙

(2)接着，小华将细铁屑均匀地洒在玻璃板上，轻轻敲击玻璃板后，细铁屑的排列情况如图乙所示。

①观察发现靠近螺线管两端的地方铁屑分布比较密集，说明螺线管两端磁场比较o

②小华继续仔细观察细铁屑的整体分布情况，发现通电螺线管外部的磁场分布与我们学过的磁体的

磁场分布情况相似。

③随后小军在未通电的螺线管外部放置了八个小磁针，闭合开关磁针指向如图丙所示，放入小磁针是为了

显示O

(3)法国科学家安培认为，通电螺线管的磁场可以看成多个圆形通电线圈的磁场组合而成。他研究提出了

著名的分子电流假说：在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种电流一分子电流(由原子内部

电子的绕核运动形成的)，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。

【答案】偏转强条形磁场的方向环形

【解析】(1)[1]根据题意知道，靠近该小磁针，发现小磁针发生偏转，这是因为小磁针受到磁力的作用，

运