2019-2020学年人教版九年级全一册物理精讲精练20-2 电生磁(含答案解析)

专题20.2 电生磁
1
．最早揭示电和磁之间有联系的是奥斯特实验，这个实验表明：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场，磁场的方向跟电流方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。

2．通电螺线管外部磁场和条形磁铁磁场一样，其极性可用安培定则来判断：用_右手握螺线管，让四指指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N 极．
知识点一：电流的磁效应 奥斯特实验证明：通电导线的周围存在着磁场，磁场的方向跟电流的方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。

这一现象是由丹麦物理学家奥斯特在1820年发现的。

【例题1】（2019福建）最早发现通电导体周围存在磁场的物理学家是（ ）
A ．焦耳
B ．欧姆
C ．安培
D ．奥斯特
【答案】D
【解析】由物理学史可知，焦耳发现了焦耳定律，欧姆发现了欧姆定律，安培发现了安培定则等，奥斯特在1820年一次实验中发现了通电导体周围存在磁场，故D 符合题意。

【例题2】（2019安徽省）直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示。

将一枚转动灵活的小磁针放在水平放置的直导线正下方，直导线通电的瞬间（ ）
A. 若电流方向从南向北，则小磁针顺时针偏转
B. 若电流方向从北向南，则小磁针逆时针偏转
C. 若电流方向从东向西，则小磁针不发生偏转
课前预习
知识点解读与例题突破
D.若电流方向从西向东，则小磁针不发生偏转
【答案】D
【解析】由图知，判断通电直导线周围磁场方向用到了右手螺旋定则，即：用右手握住直导线，使大拇指指向电流的方向，则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向；
A.若电流方向从南向北，如下图（即图中电流从左到右），根据上面的方法可知，通电直导线下面的磁场指向纸的里面，而纸的里面是西，则小磁针的N极指向也指向西面（如图中红色磁针），小磁针的N极原来指向北面（如图中蓝色磁针），所以，小磁针从北往西转动，俯视时，会发现小磁针逆时针转动，A不符合题意。

B.若电流方向从北向南，即下图中电流从左到右，根据上面的方法可知，通电直导线下面的磁场指向纸的里面，纸的里面是东，小磁针N极指向也指向东面（如图中红色磁针），小磁针的N极原来指向北面（如图中蓝色磁针），所以，小磁针从北往东转动，俯视时，会发现小磁针顺时针转动。

B不符合题意。

C.若电流方向从东向西，即下图中电流从左到右，通电直导线下面的磁场指向纸的里面，纸的里面是南，小磁针N极指向也指向南面如图中红色磁针，小磁针原来指向北面如图中蓝色磁针，所以小磁针会转动到相反的方向，C不符合题意。

D.若电流方向从西向东，即下图中电流从左到右，通电直导线下面的磁场指向纸的里面，纸的里面是北，小磁针N极指向也指向北面如图蓝色磁针，小磁针原来指向北面（如图蓝色磁针），所以小磁针不转动。

D符合题意。

知识点二：通电螺线管的磁场
1.把导线绕在圆筒上，做成螺线管，也叫线圈，在通电情况下会产生磁场。

通电螺线管的磁场相当于条形磁体的磁场，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极，通电螺线管外部的磁感线从N极出发，回到S 极，内部的磁感线从S极出发，回到N极。

2.通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。

磁场的强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关。

【例题3】（2019湖南怀化）如图所示，小磁针静止时左端为N极，请在括号内标出电源的“+”、“-”极。

【答案】如图所示：
【解析】由小磁针S极靠近螺线管的左端，所以螺线管的右端为S极，左端为N极，根据安培螺旋定则，螺线管中的电流应由左端流入，所以电源左端为正极，右端为负极。

知识点三：安培定则
判断通电螺线管的磁场方向可以使用安培（右手）定则：将右手的四指顺着电流方向抓住螺线管，大拇指
的方向就是该螺线管的N极。

【例题4】（2019武汉）如图所示，在探究通电螺线管外部的磁场分布的实验中，开关闭合后，下列说法正确的是（）
A．小磁针甲静止时N极指向右端，小磁针乙静止时N极指向左端
B．小磁针甲静止时N极指向左端，小磁针乙静止时N极指向右端
C．小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向右端
D．小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向左端
【答案】B
【解析】由右手螺旋定则可得出螺线管的磁极，则由磁极间的相互作用可得出小磁针的NS极指示方向。

由电源的正负极可知，电流从螺线管的左后方流入，右前方流出，由右手螺旋定则可知，螺线管右端应为N 极，左端为S极；因同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，所以小磁针甲静止时N极指向左端，S极指向右，小磁针乙静止时N极指向右端，S极指向左，故B正确，ACD错误。

习题精练
一、选择题
1．（2019山东泰安）如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是（）
A．通电螺线管的左端为N极B．通电螺线管外A点磁场的方向向右
C．小磁针N极指向左D．小磁针S极指向左
【答案】D
【解析】A.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A错误；
B.在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外A点的磁场方向向左，故B错误；
CD.通电螺线管的右端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应靠近螺线管的右端，即小磁针的S极指向左，故C错误，D正确。

2．（2019山西）小明把带铁芯的螺线管、电源、导线和开关组成电路，固定在泡沫板上，让它漂浮在水面，制作指南针。

如图所示，该指南针的南极（S）应标在泡沫板的（）
A．a处B．b处C．c处D．d处
【答案】D
【解析】地球是个大磁场，地磁南极在地理北极的附近，地磁北极在地理南极附近，所以小磁针在地磁场的作用下静止时总是一端指南一端指北。

由右手螺旋定则可判断通电螺线管的磁极，螺线管处在地球的磁场中，因磁极间的相互作用可知泡沫板静止时船头的指向。

泡沫板漂浮在水面上时，头d指向东，尾b指向西，如图所示
由右手螺旋定则可知螺线管b端为N极，d端为S极；
因地磁场沿南北方向，地球南极处为地磁场的N极，地球北极处为地磁场的S极，
而同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故头d指向北方。

3．（2018江苏盐城）我们的日常生活离不开电和磁．发现电流磁效应的科学家是（）
【答案】B．
【解析】多了解物理学史，了解科学家的贡献，有利于对培养学习物理的兴趣．根据各位物理学家的贡献
回答；奥斯特发现电生磁．
A．牛顿提出了牛顿第一定律，故A错误；
B．奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电流磁效应的科学家，故B正确；
C．阿基米德发现了杠杆原理，故C错误；
D．瓦特改良了蒸汽机，故D错误．
4．（2017•烟台）在探究通电螺线管的实验中，小明连接了如图所示的电路，通电螺线管M端放有一小磁针，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下面说法正确的是（）
A．通电螺线管M端为S极
B．小磁针N极指向水平向右
C．若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性增强
D．若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性减弱
【答案】D
【解析】开关闭合后，根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极，则由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向；由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化，则可得出螺线管中磁场的变化。

A.电流从螺线管左端流入，右端流出，据安培定则知，此时电磁铁的M端是N极，N端是S极，故A错误；
B.据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极，即小磁针N极指向水平向左。

故B错误；
C、D.滑动变阻器的滑动片P向b端移动，电阻变大，电流变小，故电磁铁的磁性变弱。

故C错误、D正确。

5.（2017江西）一通电螺线管中的电流方向和其周围磁感线的分布如图所示，其中正确的是（）
【答案】B．
【解析】安培定则的内容：用右手握住螺线管，四指弯向螺线管中电流的方向，大拇指所指的就是螺线管的N极．在磁体的外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极；
A．据安培定则判断，该螺线管的右端是N极，左端是S极，故磁感线的方向错误，故错误；
B．据安培定则判断，该螺线管的左端是N极，右端是S极，且磁感线的方向正确，故正确；
C．据安培定则判断，该螺线管的右端是N极，左端是S极，故磁感线的方向错误，故错误；
D．据安培定则判断，该螺线管的左端是N极，右端是S极，故磁感线的方向错误，故错误。

6.（2018四川绵阳）如图所示，在通电螺线管（导线中箭头表示电流方向）附近放置的小磁针（黑端为N 极），静止时其指向正确的是（）
【答案】A．
【解析】A．根据安培定则可知，通电螺线管N极在右端，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知，小磁针左端为S极，右端为N极，故A正确；
B．根据安培定则可知，通电螺线管N极在上端，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知，小磁针上端为S极，下端为N极，故B错误；
C．根据安培定则可知，通电螺线管N极在左端，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知，小磁针左端为S极，右端为N极，故C错误；
D．根据安培定则可知，通电螺线管N极在左端，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知，小磁针左端为S极，右端为N极，故D错误．
二、填空题
7.（经典题）闭合开关S后，小磁针静止时北极的指向如图所示，则螺线管左端是______极（选填“N”或“S”），电源左端是_______极（选填“正”或“负”）。

【答案】N 负
【解析】螺线管右端是S极，根据异名磁极互相吸引知道的。

左端就是N极。

8.（经典题）如图所示，通电螺线管上方有一静止的小磁针。

根据图中通电螺线管的磁感线方向，判断小磁
针的左侧为______极，A为电源的_____极。

【答案】N 正
【解析】根据磁感线方向知道螺线管左端是S极，所以小磁针左端是N极。

根据螺线管N、S极，和导线绕法，结合右手安培定则，电流从A端进入导线，所以A端是电源正极。

9.（经典题）小磁针静止时的指向如图所示，由此可以判定螺线管的A端是___________极(选填“N”或“S”)，接线柱a连接的是电源___________极(选填“正”或“负”)。

【答案】(1). S (2). 正
【解析】（1）根据磁极间的相互作用规律，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

小磁针静止时右端为N极，所以螺线管的A端是S极，B端是N极。

（2）由安培定则可知，螺线管中电流由左端流入，右端流出。

所以a为电源正极，b为电源负极。

如图：
10．（2018•聊城）在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中，善于思考的小明同学用自己的方法总结出了通电螺线管的极性与电流方向之间的关系，如图所示：如果电流沿着我右手臂弯曲所指的方向，那么我的前方即为通电螺线管的极。

实验结论是通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似，请写出一条增强通电螺线管磁性的方法：。

【答案】N；增大通电螺线管中的电流。

【解析】（1）根据安培定则，用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指所指的方向与电流的方向一致，那么大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，即它的前方为N极；
（2）我们可以增大通电螺线管中的电流，或增加通电螺线管的线圈匝数，来增大通电螺线管的磁性。

11.（2019•枣庄模拟题）如图所示，闭合开关S，通电螺线管右侧的小磁针静止时，小磁针的N极指向左，则电源的右端为极，若使通电螺线管的磁性减弱，滑动变阻器的滑片P应向端移动。

【答案】正；左。

【解析】由小磁针的指向可判出电磁铁的极性，根据安培定则判断电源的正负极；由磁性的变化可知电流的变化，从而判断滑片的移动情况。

小磁针静止时N极向左，则由磁极间的相互作用可知，通电螺线管右端为S极，则左端为N极，根据安培定则可以判断电源的右端为正极，左端为负极；如图所示：
若使通电螺线管的磁性减弱，需减小电路中电流，由欧姆定律可知要增大电路中电阻，故滑片向左移动。

12.（经典题）1820年，丹麦科学家奥斯特在课堂上做实验时偶然发现：当导线中通过电流时，它旁边的磁针发生了偏转，他进而继续研究，终于证实了电流周围存在_______，在世界上第一个发现了电和磁之间的联系。

如果把导线绕在圆筒上做成螺线管，通电时磁场就会变强，通电螺线管的极性与螺线管中的_______方向有关。

【答案】磁场电流
【解析】磁针偏转，说明磁针受到磁力作用，这个力是磁场作用的。

通电螺线管的极性与螺线管中的电流方向有关。

三、作图题
13．（2019山东威海）闭合开关S后小磁针的状态如图所示（小磁针黑色一端表示N极），请在图中括号
内标出通电螺线管的N极和电源的“+”极。

【答案】如下图所示：
【解析】小磁针静止时N极指向左，根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，可以确定通电螺线管的左端为S极，右端为N极；
结合图中的线圈绕向和通电螺线管的N极，利用安培定则可知线圈中的电流方向是从螺旋管的左端流入、右端流出，所以电源的左端为正极，右端为负极。

14.（2019四川内江）请在通电螺线管两端的括号内标出N，S极，并画出磁感线的方向。

【答案】如下图所示：
【解析】用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指的方向是通电螺线管的N极，所以右端是N 极，左端是S极，磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，则磁体外部的磁感线方向向左。

15．（2019四川巴中）根据图所示的通电螺线管，标出磁感线方向和小磁针北极。

【答案】如图所示。

【解析】根据安培定则可以判断通电螺线管的下端是N极，上端是S极，如图红色NS极；根据磁体周围的磁感线都是从N极出发回到S极，可以判断磁感线方向如图蓝色；磁场中磁感线方向和小磁针静止时N 极指向是一致的，所以小磁针N极指向如图绿色。

16.（2019黑河模拟题）根据通电螺线管的N、S极和磁感线形状，在图中标出磁体A的N极，磁感线方向（任选一根标出即可）和电源“+”、“-”极。

【答案】作图如图所示。

【解析】通电螺线管的磁场与条形磁体磁场相似，磁体极性与导线的绕法和电流方向有关，磁体的极性和电流方向关系用安培定则记忆；磁体的磁感线都是从磁体的N极出发，回到磁体的S极；同名磁体磁极相互排出，异名磁体磁极相互吸引。

17．（2019内蒙古通辽）如图所示，在电磁铁上方用弹簧挂着一个条形磁体，开关闭合后，滑片P向右滑动时弹簧伸长。

请标出电磁铁上端的极性及电源正负极。

【答案】如图所示：
【解析】滑动变阻器向右移动时，电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，弹簧伸长说明受到的拉力增大，所以电磁铁的上端应该和上面的磁极是异名磁极，根据磁极判断电流方向，判断电源正负极。

滑动变阻器向右移动时，电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，弹簧伸长说明受到的拉力增大，所以电磁铁的上端应该和上面的磁极是异名磁极，所以电磁铁的上端是S极，根据安培定则可以判断从电磁铁的下端入电流，所以可以判断电源的左端是正极，右端是负极。

18.（2017•德阳）请在图中标出通电螺线管和小磁针的S极．
【答案】如图所示。

【解析】（1）电流从螺线管的右端流入，左端流出，结合线圈的绕向，利用安培定则可以确定螺线管的右端为N极，左端为S极．（2）小磁针静止时，由于受到通电螺线管的作用，小磁针的N极一定靠近螺线管的S极，即小磁针的左端为N极，右端为S极．
19.（2017•黄石）闭合开关，螺线管右侧的小磁针立即转动，最后静止时N极指向螺线管，如图所示，请画出螺线管上的导线环绕图示．
【答案】如图所示。

【解析】（1）根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可以判断螺线管的右端是N极，左端是S极．（2）用右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指就是电流方向，可以判断电流从螺线管的左端流入．20．（2017•菏泽）如图所示，标出通电螺线管的N极和S极。

【答案】如图所示：
【解析】由图可知小磁针的指向判断磁感线的方向，从而确定螺旋管的极性。

磁感线是从磁体的N极出来回到磁体的S极的；小磁针N极指向与磁感线的方向是相同的，由图可知，螺旋管的左端应为N极，右端为S极。

21．（2017•聊城）如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关S后，下列判断正确的是（）
A．通电螺线管的左端为N极
B．小磁针一直保持静止
C．小磁针的S极向右转动
D．通电螺线管外A点的磁场方向向左
【答案】D
【解析】（1）根据线圈的绕法和电流的方向，可以确定螺线管的NS极；
（2）据磁感线的方向分析判断即可解决；
（3）据磁体间的相互作用分析小磁针的运动方向。

A.由安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向右端，则通电螺线管的右端为N 极，故A错误；
BC.通电螺线管的右端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应靠近螺线管的右端，则小磁计的S极向左转动，小磁针会逆时针旋转，故小磁针不会静止，故BC错误；
D.在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外A点的磁场方向向左，故D正确。

四、实验探究题
22.（2019大连模拟题）小波小组在探究“通电螺线管的外部磁场”实验中，设计了如图所示电路。

实验时，
（1）可通过观察__________判断通电螺线管的磁极。

（2）如图所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场与
__________的磁场相似。

(3)小波猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。

实验中，他将开关S从1换到2上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，此时调节滑动变阻器是为了__________，来研究__________的关系。

【答案】（1）小磁针静止时N极（或S极）的指向（2）条形磁体（3）控制两次实验的电流大小不变通电螺线管磁场强弱与线圈匝数
【解析】（1）读图可知，在螺线和旁有两个小磁针，我们可以通过观察小磁针的指向来判断螺线管的极性；（2）读图2可知，螺线和的两端磁性较强，中间磁性较弱，这与条形磁体的磁场分布相类似；
（3）实验中，他将开关S从l换到2上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节
变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系．。