8.1實(shí)驗(yàn)一 電生磁（解析版）

第1章電與磁實(shí)驗(yàn)一電生磁實(shí)驗(yàn)梳理1.奧斯特實(shí)驗(yàn)把小磁針放在導(dǎo)線的下方，并使導(dǎo)線與小磁針的指向一致。給導(dǎo)線通電，觀察小磁針發(fā)生的現(xiàn)象，如圖甲所示；斷電后，觀察小磁針發(fā)生的現(xiàn)象，如圖乙所示?，F(xiàn)象：給導(dǎo)線通電時(shí)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；斷電后，小磁針回到原來的位置。結(jié)論：▲。小磁針與導(dǎo)線不動(dòng)，調(diào)整電源兩極，改變導(dǎo)線中電流的方向，如圖丙所示?，F(xiàn)象：改變電流的方向，磁針偏轉(zhuǎn)方向與原來相反。結(jié)論：▲?！敬鸢浮客妼?dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)；電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與導(dǎo)線中電流的方向有關(guān)【解析】【分析】【詳解】略實(shí)驗(yàn)小貼士1.奧特斯實(shí)驗(yàn)證明了通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，其方向與▲有關(guān)?！敬鸢浮侩娏鞣较颉窘馕觥繆W斯特實(shí)驗(yàn)說明了通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)；實(shí)驗(yàn)證明，改變電流方向時(shí)，其磁場(chǎng)方向隨之改變，說明其磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體中的電流方向有關(guān)。【分析】此題主要考查的是學(xué)生對(duì)奧斯特實(shí)驗(yàn)和通電螺線管磁場(chǎng)的理解和掌握，屬于識(shí)記性內(nèi)容，比較簡(jiǎn)單?！驹斀狻繆W特斯實(shí)驗(yàn)證明了通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，其方向與電流方向有關(guān)。2.直線電流磁場(chǎng)的磁感線是一個(gè)個(gè)以通電直導(dǎo)線為圓心的同心圓，距離直線電流越近，磁場(chǎng)越強(qiáng)。3.通電螺線管周圍的磁場(chǎng)分布與▲的磁場(chǎng)很相似。改變電流方向，通電螺線管的磁極會(huì)發(fā)生變化?！敬鸢浮織l形磁體【解析】通電螺線管的磁場(chǎng)形狀與條形磁體的磁場(chǎng)形狀相似，影響其磁性強(qiáng)弱的因素有：有無鐵芯、電流大小和螺線管線圈的匝數(shù)?！痉治觥俊驹斀狻客娐菥€管周圍的磁場(chǎng)分布與條形磁體的磁場(chǎng)很相似。改變電流方向，通電螺線管的磁極會(huì)發(fā)生變化。4.用右手螺旋定則來判定通電螺線管的磁極方向和電流方向的關(guān)系：右手握通電螺線管，讓四指彎向螺線管中的電流方向，大拇指所指的那一端就是通電螺線管的的▲?！敬鸢浮勘睒O（或N極）【解析】通電螺線管周圍的磁場(chǎng)方向和其電流方向之間的關(guān)系可以用安培（右手螺旋）定則來判定。【分析】此題主要考查的是學(xué)生對(duì)奧斯特實(shí)驗(yàn)和通電螺線管磁場(chǎng)的理解和掌握，屬于識(shí)記性內(nèi)容，比較簡(jiǎn)單?！驹斀狻客娐菥€管周圍的磁場(chǎng)方向和其電流方向之間的關(guān)系可以用安培（右手螺旋）定則來判定，即用右手握住螺線管，讓四指彎曲的方向與電流環(huán)繞的方向相同，則大拇指所指的方向就是螺線管的北極（或N極）。實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)提升例1如圖所示，將一根直導(dǎo)線放在靜止小磁針的上方，接入電路后，閉合開關(guān)，觀察到小磁針偏轉(zhuǎn)。（1）本實(shí)驗(yàn)探究的是▲。（2）改變直導(dǎo)線中的電流方向，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生改變，表明▲。（3）下列關(guān)于此實(shí)驗(yàn)的說法正確的是▲（填字母）。A.該實(shí)驗(yàn)必須放在地球赤道上進(jìn)行B.通電直導(dǎo)線必須豎直放置C.通電直導(dǎo)線應(yīng)該水平東西方向放置D.通電直導(dǎo)線應(yīng)該水平南北方向放置（4）當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，小磁針N極（黑色端）轉(zhuǎn)向▲（填字母）。A.向紙里轉(zhuǎn)約90度B.向紙外轉(zhuǎn)約90度C.順時(shí)針不停地轉(zhuǎn)動(dòng)D.逆時(shí)針不停地轉(zhuǎn)動(dòng)（5）實(shí)驗(yàn)中用到的一種重要科學(xué)研究方法是▲（填字母）。A.類比法B.轉(zhuǎn)換法C.控制變量法D.等效替代法【答案】（1）通電導(dǎo)體周圍是否存在磁場(chǎng)；（2）電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向跟電流方向有關(guān)；（3）D；（4）B；（5）B【解析】（1）奧斯特實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)和通電導(dǎo)線平行的小磁針，在導(dǎo)線通電時(shí)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明電流周圍存在磁場(chǎng)。（2）改變電流方向，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也隨之改變，說明電流磁場(chǎng)跟電流方向有關(guān)。（3）由于小磁針靜止時(shí)要指南北方向，在驗(yàn)證電流周圍有磁場(chǎng)時(shí)，一般也把直導(dǎo)線南北放置，這樣在直導(dǎo)線下方的磁場(chǎng)方向是東西方向的。（4）先根據(jù)安培定則判斷出通電導(dǎo)體下方磁場(chǎng)的方向以及導(dǎo)線內(nèi)部磁場(chǎng)的方向，然后根據(jù)小磁針靜止時(shí)，北極的指向?yàn)榇艌?chǎng)方向可知小磁針N極的指向。（5）通過小磁針的偏轉(zhuǎn)可以檢驗(yàn)磁場(chǎng)是否存在，用到了轉(zhuǎn)換法?！痉治觥勘绢}考查了小磁針指南北是由于受到地磁場(chǎng)的緣故；磁場(chǎng)的性質(zhì)是對(duì)放在磁場(chǎng)中的磁體有力的作用；電流周圍存在著磁場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向與電流方向有關(guān)。更加深入的研究了電流的磁效應(yīng)，在物理學(xué)習(xí)中不能只注重了結(jié)論的學(xué)習(xí)，還要注意過程的學(xué)習(xí)?！驹斀狻浚?）這個(gè)實(shí)驗(yàn)是奧斯特實(shí)驗(yàn)，是探究通電導(dǎo)體周圍是否存在磁場(chǎng)。（2）改變導(dǎo)線中的電流方向，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生表明電流磁場(chǎng)方向跟電流方向有關(guān)。（3）由于小磁針受到地磁場(chǎng)的作用，要指南北方向，為了觀察到明顯的偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，應(yīng)使電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)闁|西方向，故應(yīng)使把直導(dǎo)線南北放置，故D正確。（4）伸出右手，大拇指指向電流的方向，四指的方向?yàn)榇艌?chǎng)的方向，故導(dǎo)體正下方磁場(chǎng)方向向外，即小磁針靜止時(shí)N極的指向?yàn)榧埻?，故選B。（5）小磁針受到磁場(chǎng)力的作用能夠發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故小磁針可以檢測(cè)磁場(chǎng)的存在，這是轉(zhuǎn)換法，故選B。故答案為：（1）通電導(dǎo)體周圍是否存在磁場(chǎng)；（2）電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向跟電流方向有關(guān)；（3）D；（4）B；（5）B例2某科學(xué)興趣小組的同學(xué)用小磁針、條形磁鐵等按圖甲、圖乙的方法，探究了條形磁鐵周圍的磁場(chǎng)及方向，接著他們又用相同的方法，探究通電螺線管周圍的磁場(chǎng)及方向，實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象如圖丙、圖丁、圖戊所示。（1）分析比較圖丙、圖丁可以得出的初步結(jié)論是▲。（2）分析比較圖丁和圖戊的小磁針偏轉(zhuǎn)情況可以得出的初步結(jié)論是▲。（3）分析比較圖乙和圖丁可以得出的初步結(jié)論是▲?！敬鸢浮浚?）通電螺線管的周圍存在磁場(chǎng)；（2）電流周圍磁場(chǎng)的方向和電流的方向有關(guān)；（3）通電螺線管周圍的磁場(chǎng)形狀與條形磁體周圍的磁場(chǎng)形狀相似【解析】①磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用，若靜止在南北方向上的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明了其周圍有新的磁場(chǎng)產(chǎn)生。否則，則說明周圍沒有新的磁場(chǎng)產(chǎn)生。在磁場(chǎng)，小磁針偏轉(zhuǎn)的方向發(fā)生了變化，說明磁場(chǎng)的方向發(fā)生了變化。②根據(jù)題目要求，把握分析比較的兩個(gè)圖中的異同點(diǎn)，利用控制變量法的思路，即可得出結(jié)論。【分析】認(rèn)真審題，把握題目中要求比較的兩個(gè)圖的異同點(diǎn)是解決此題的關(guān)鍵?！驹斀狻浚?）在圖丙中，開關(guān)斷開，電磁針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而在圖丁中，開關(guān)閉合，小磁針的指向發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，因此比較兩圖可以說明通電螺線管的周圍存在磁場(chǎng)。（2）在丁與戊中，根據(jù)電源的正負(fù)極可知，電流方向不同，小磁針的指向不同，說明磁場(chǎng)方向不同，由此說明電流周圍磁場(chǎng)的方向和電流的方