第2講奧斯特的發現

0思維導圖

r通電導體周圍存在磁場

電流的磁效應

1-通電導體周圍的磁場的方向與電流的方向有關

奧斯特的發現

通電螺線管周圍的磁場與條形磁鐵的磁場相似

通電螺線管的磁場T

右手螺旋定則

矍知識精講

、知識點01電流的磁場

1.什么叫電流的磁效應？是誰發現的？

答：通電導體的周圍存在磁場,稱為電流的磁效應；1820年丹麥物理學家奧斯魁發現了電流的磁效應。

2.奧斯特實驗說明了什么問題？

答：①奧斯特實驗說明了通電導線的周圍存在磁場；②通電導體周圍磁場的方向跟電遮的方向有關。

【即學即練1】如圖所示是電磁學中的一個實驗場景，下列關于它的說法（）

①這是模擬奧斯特實驗的一個場景；

②圖示實驗說明了通電導線周圍存在磁場；

③改變導線中的電流方向，小磁針偏轉方向不變；

④若圖中導線無電流，小磁針N極將指向地磁的北極。

A.只有①②正確B.只有②④正確C.只有①④正確D.只有③④正確

【答案】A

【解析】①由圖可知，該實驗是用于模擬奧斯特實驗的一個場景，則①正確；

②該實驗中，若給導線通電，下面的小磁針會轉動，即說明通電導線周圍存在著磁場，則②正確；

③由于磁場的方向與電流的方向有關，改變導線中的電流方向，小磁針偏轉方向改變，則③錯誤；

④將圖中導線斷開，小磁針由于地磁場的緣故，N極將指向地磁場的南極，地理的北極，則④錯誤。

故BCD不符合題意，A符合題意。

故選A。

知識點02通電螺線管的磁場

1.通電螺線管外部的磁場與哪種磁體周圍的磁場相似？其磁場的極性與什么有關？

答：通電螺線管外部的磁場與條形磁體周圍的磁場相似；其磁場的極性由螺線管中電遮的方向決定。

2.如何判斷通電螺線管磁場的極性呢？

答：右手螺旋定則:用右手握住螺線管，讓四指彎曲且跟螺線管中電流的方向一致，則大拇指所指的那端

就是通電螺線管的M極。

【即學即練2】下列各圖中通電螺線管旁的小磁針靜止時的指向正確的是（）

乙

A.甲、乙B.乙、甲C.甲、丁D.丙、丁

【答案】D

【解析】甲中根據安培定則可知，螺線管的左端為N極，右端為S極，根據異名磁極相互吸引可知，小磁

針的N極應向左，故甲錯誤；

乙中根據安培定則可知，螺線管的下端為N極，上端為S極，根據異名磁極相互吸引可知，小磁針的N極

應向下，故乙錯誤；

丙中根據安培定則可知，螺線管的左端為S極，右端為N極，根據異名磁極相互吸引可知，小磁針的N極

應向左，故丙正確；

丁中根據安培定則可知，螺線管的左端為S極，右端為N極，根據異名磁極相互吸引可知，小磁針的S極

應向左，故丁正確。

綜上所述，ABC錯誤，D正確。

故選D。

考法01通電螺線管的磁場

【典例I】在螺線管附近放一小磁針，靜止時小磁針位置如圖所示。閉合開關s時，小磁針發生旋轉，關于

通電螺線管的N極及小磁針旋轉方向描述正確的是（）

A.通電螺線管的左側是N極，小磁針順時針旋轉

B.通電螺線管的左側是N極，小磁針逆時針旋轉

C.通電螺線管的右側是N極，小磁針順時針旋轉

D.通電螺線管的右側是N極，小磁針逆時針旋轉

【答案】D

【解析】AB.閉合開關后，電流由螺線管的左側流入、右側流出，根據安培定則，用右手握住螺線管，四

指指向電流的方向，則大拇指指向右端，即通電螺線管的右端為N極、左端為S極，故AB錯誤；

CD.根據同名磁極相互排斥可知，通電螺線管的右端為N極，小磁針的N極應向右旋轉，即小磁針逆時針

旋轉，故C錯誤，D正確。

故選D。

考法02右手螺旋定則

【典例2】安培認為：在物質內部存在著一種環形電流一分子電流，分子電流使每個物質微粒都成為微小

的磁體。當分子定向移動形成的電流/方向如圖甲所示，則可用右手螺旋定則判斷出它的兩側相當于N、S

兩個磁極。圖乙所示是在原子內部核外電子繞原子核運動會形成一種環形電流，圖中箭頭表示的是電子繞

原子核運動的方向，則環形電流的面向你這一側應為______（選填"N”或"S”）極。

甲乙

【答案】N

【解析】電子帶負電，電流的方向與電子定向移動方向相反。由右手螺旋定則可知環形電流的面向你這一

側應為N極。

fii分層提分

題組A基礎過關練

1.（2022?廣西?中考真題）如圖所示，通電螺線管周圍存在磁場，M是某一磁感線上的一點，小磁針靜止在

磁場中，則M點的磁場方向及小磁針的左端極性分別是（）

A.向左N極B.向右N極

C.向左S極D.向右S極

【答案】B

【解析】由圖可知，螺線管的左端為N極，由于磁體周圍的磁感線是從N極出發，回到S極，所以M點的

磁感線向右；螺線管的右端為S極，根據磁極間的相互作用規律可知，小磁針的左端為N極，故B符合題

意，ACD不符合題意。

故選B。

2.（2021?北京?中考真題）在探究通電螺線管的磁場特點時，通電螺線管在某狀態下的兩個實驗現象如圖所

示，其中小磁針（黑色一端為N極）靜止時的指向情況如圖甲所示。鐵屑靜止時的分布情況如圖乙所示。

圖中能正確用磁感線描述這兩個實驗現象的是（）

甲乙

【答案】c

【解析】通電螺線管的外部磁場和條形磁體的磁場相似，由甲圖中小磁針的分布情況可以判斷該通電螺線

管的左側為S極，右側為N極。我們規定小磁針靜止時的N極指向為該點的磁場方向，所以在磁體外部，

磁感線總是從N極出發回到S極。而在磁體內部，磁感線的分布和磁體的N、S極一致，由此判斷，A、

B、D不符合題意；C符合題意。

故選C。

3..（2022?全國?九年級課時練習）如果條形磁體的磁性減弱了，你能用電流來使它增強嗎？應該怎么辦？

【答案】見解析

【解析】可以用電流來增強，為了增強磁性，則應讓電磁鐵的方向與條形磁鐵方向一致，如果條形磁鐵N

極向左，則為使磁性加強電磁鐵的方向應與條形磁鐵的方向一致，即左側為N極，由安培定則得繞線方向;

題組B能力提升練

I.（2022?全國?九年級課時練習）觀察自然界中不同纏繞植物的莖，它們的纏繞方向和生長方向有什么關

系？這跟螺線管中電流的方向與其北極方向的關系是否相同？對于不同植物，這種關系都一樣嗎？

【答案】見解析

【解析】通過觀察牽牛花莖的照片，觀察自然界中不同纏繞植物的莖，它們的纏繞方向和生長方向滿足螺

旋定則；

安培定則的內容：用右手握住螺旋管，讓彎曲的四指指向電流的方向，與四指垂直的大拇指所指的方向就

是螺旋管的北極，這與自然界中不同纏繞植物的莖，它們的纏繞方向和生長方向一致；

生長在南半球植物的莖就向右旋轉，生長在北半球植物的莖則向左旋轉。經過漫長的適應、進化過程，它

們便退步形成了各自旋轉纏繞的固定的方向；奇妙的螺旋形是自然界中最普遍、最基本的物質運動形式。

2.（2022?全國?九年級課時練習）你能借用自己手指的關系來描述通電螺線管的電流方向與N極位置的關系

嗎？看看圖中螞蟻和猴子是怎么說的，也許你會受到一些啟示。

/如果電流沿著我右臂所

/指的方向，N極就在我

如果我沿著電流方向繞，

螺線管爬行，N極就在

我的左邊。

看看猴子和螞蟻是怎么說的，也許會受到一些啟示。

【答案】見解析

【解析】答：螞蟻沿著電流方向繞螺線管向上爬行，相當于右手握住導線，讓彎曲的四指所指的方向跟電

流方向一致，則大拇指所指的方向就是通電螺線管的N極，即N極就在螞蟻的左邊。

3.（2022?全國?九年級課時練習）在做“探究通電螺線管外部的磁場分布”實驗中：

（1）閉合開關后，觀察到螺線管周圍的小磁針發生偏轉，說明此時通電螺線管周圍存在；小磁針由

于受到（選填“磁場”或“重力”）的作用而發生偏轉；

（2）在嵌入螺線管的玻璃板上均勻撒滿細鐵屑，閉合開關后（填寫操作方法）玻璃板，細鐵屑的排

列如圖甲所示；

（3）把小磁針放到螺線管四周不同位置，螺線管通電后記錄小磁針極的方向，這個方向就是該點的

磁場方向；

（4）通電螺線管周圍的小磁針N極指向如圖乙所示，由圖可知在通電螺線管外部，磁感線是從極出

發，最后回到極；

(5)由此可以判斷，通電螺線管外部的磁場分布與磁體的磁場分布相似；

(6)在螺線管中插入軟鐵棒，制成電磁鐵，下列設備中沒有用到電磁鐵的是；

A.大型發電機

B.電磁起重機

C.電爐

(7)在螺線管外部/、8兩處放置小磁針，如圖丙所示，閉合開關，發現/處小磁針發生偏轉，而8處小

磁針不偏轉，試說明8處小磁針不偏轉的可能原因：；

(8)如果想探究通電螺線管的極性與電流方向的關系，接下來的操作是；并觀察小磁針的指向。對

于通電螺線管的極性跟電流方向之間的關系，我們可以用來表述。

【答案】磁場磁場輕敲N北南條形C小磁針N極的指向與磁場方向相同見

解析安培定則

【解析】(1)口][2]磁場的基本性質是對放入其中的磁體有力的作用，閉合開關，觀察到螺線管周圍的小磁

針由于受到磁場的作用而發生偏轉，說明了通電螺線管周圍存在磁場。

(2)[3]在嵌入螺線管的有機玻璃板上均勻撒些細鐵屑，通電后需要輕敲有機玻璃板，這樣做的目的是克服

摩擦力的影響，使細鐵屑可以自由移動。

(3)[4]物理學中規定，自由小磁針靜止時N極所指的方向為該點的磁場方向，故把小磁針放到螺線管四周

不同位置，螺線管通電后，小磁針N極所指的方向就是該點的磁場方向。

(4)[5][6]在圖中，根據安培定則可知，通過螺線管的左端為S極，右端為N極，根據周圍小磁針N極指

向與該點磁感線方向一致可知:在通電螺線管外部，磁感線是從北極發出，最后回到南極。

(5)⑺在通電螺線管外部多放置一些細鐵屑，可以形象的顯示出通電螺線管周圍的細鐵屑的排列與條形磁

鐵周圍的細鐵屑排列相似，由此可以判斷，通電螺絲管的外部磁場與條形磁鐵的磁場相似。

(6)[8]A.大型發電機中的磁場是由電磁鐵提供的，故A不符合題意；

B.電磁起重機的主要部件是電磁鐵，故B不符合題意；

C.電爐是利用電流的熱效應工作的，與電磁鐵無關，故C符合題意。

故選C。

(7)[9]在螺線管外部N、8兩處放置小磁針，閉合開關，發現N處小磁針發生偏轉，/處的小磁針會指示

磁場的方向；2處小磁針不偏轉，可能原因是不受磁場作用力時小磁針N極的指向與磁場方向相同。

(8)[10]要探究通電螺線管的極性與電流方向的關系，在其它因素不變的情況下，改變通過螺線管的電流

方向，可將與螺線管相連的電源的正負極調換，觀察小磁針的指向有無改變。

[11]如果把通電螺線管看做一個磁體，通電螺線管極性跟電流方向之間的關系，可以用安培定則來表述。

題組C培優拔尖練

1.(2022?全國?九年級課時練習)小華和小軍在老師辦公室看到一個如圖甲所示的儀器，用一根銅線和一個

有兩排孔的平板玻璃制成，銅線依次穿過相鄰的孔繞成一個線圈。老師告訴他這是螺線管。于是，在老師

的指導下，他和同學們一起把螺線管接入電路，探究其特點。

(1)他們把一個小磁針放在桌面上，小磁針靜止時指向南北方向。將螺線管通電后靠近該小磁針，發現小

磁針發生，說明通電螺線管周圍存在磁場。

甲乙丙

(2)接著，小華將細鐵屑均勻地灑在玻璃板上，輕輕敲擊玻璃板后，細鐵屑的排列情況如圖乙所示。

①觀察發現靠近螺線管兩端的地方鐵屑分布比較密集，說明螺線管兩端磁場比較o

②小華繼續仔細觀察細鐵屑的整體分布情況，發現通電螺線管外部的磁場分布與我們學過的磁體的

磁場分布情況相似。

③隨后小軍在未通電的螺線管外部放置了八個小磁針，閉合開關磁針指向如圖丙所示，放入小磁針是為了

顯示O

(3)法國科學家安培認為，通電螺線管的磁場可以看成多個圓形通電線圈的磁場組合而成。他研究提出了

著名的分子電流假說：在原子、分子等物質微粒內部，存在著一種電流一分子電流(由原子內部

電子的繞核運動形成的)，分子電流使每個物質微粒都成為微小的磁體，它的兩側相當于兩個磁極。

【答案】偏轉強條形磁場的方向環形

【解析】(1)[1]根據題意知道，靠近該小磁針，發現小磁針發生偏轉，這是因為小磁針受到磁力的作用，

運