2019九年级物理上册 7通电螺线管的磁场

2019九年级物理上册 7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（　　）‎ A. 线圈周围的磁场与条形磁铁的磁场相似 4‎ ‎ ‎ 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： ，你认为小磁针的N极会向 （选填“纸内”或“纸外”）偏转。‎ 4‎ ‎ ‎ 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：‎ 4‎ ‎ ‎ ‎（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】‎ 4‎ ‎ ‎