任务一 奥斯特的发现
我们模拟一下奥斯特实验，验证电流周围存在磁场。

甲 通电 乙 断电 丙 改变电流方向
问题1:对比甲、乙两图,对导线通电时,静止的磁针开始偏转,断电时,磁针仍保持静止,这一现象说明。
问题2:对比甲、丙两图,改变导线中的电流方向,磁针的偏转方向发生变化,这一现象说明。

1. 电流周围有磁场
2. 电流的磁场方向与电流方向有关

【分析】
先对比甲、乙两图：甲图导线通电时小磁针偏转，乙图断电时小磁针静止，说明通电导线周围存在磁场；再对比甲、丙两图：改变电流方向后小磁针偏转方向改变，说明电流的磁场方向与电流方向有关，据此推导结论。
【解析】
问题1：甲图中导线通电，小磁针发生偏转，说明小磁针受到磁场力的作用；乙图中断电，小磁针保持静止，说明此时无磁场，因此对比可知电流周围存在磁场。
问题2：甲图电流方向固定，小磁针按某一方向偏转；丙图改变电流方向，小磁针偏转方向改变，说明电流产生的磁场方向发生变化，因此电流的磁场方向与电流方向有关。
【答案】
1. 电流周围有磁场
2. 电流的磁场方向与电流方向有关
【知识点】
电流的磁效应；电流的磁场与电流方向的关系
【点评】
本题通过奥斯特实验的对比，考查电流的磁效应及磁场方向的影响因素，是电磁学的基础实验，需掌握对比实验的变量分析方法。
【难度系数】
0.8

【应用1】如图所示，将一枚转动灵活的小磁针置于桌面上，在小磁针旁放一根直导线，使导线与电池触接，观察小磁针的偏转方向，并回答下列问题。

(1)实验中小磁针的作用是。
(2)由图甲和图乙的实验现象可知，通电直导线周围存在，此现象最早是由物理学家发现的。
(3)改变直导线中的电流方向，小磁针的偏转方向也发生改变，表明，如果移走小磁针，该结论（选填“成立”或“不成立”）。
特别提醒:磁体和电流周围都存在磁场。

1. 检测磁场的存在并判断磁场的方向
2. 磁场 奥斯特
3. 通电导体周围的磁场方向与电流方向有关 成立

【分析】
本题围绕奥斯特实验展开，需结合实验现象分析各问题：(1)小磁针在磁场中会受力偏转，可据此判断磁场的有无和方向；(2)对比甲、乙两图的现象，得出通电导线周围的磁场，明确该现象的发现者；(3)对比甲、丙两图，分析电流方向对磁场方向的影响，以及磁场的存在与小磁针无关的特点。
【解析】
(1) 小磁针的特性是在磁场中会发生偏转，因此可以通过小磁针是否偏转来检测周围是否存在磁场，还能根据小磁针的偏转方向判断磁场的方向，故其作用是检测磁场的存在并判断磁场的方向。
(2) 甲图中导线通电时小磁针偏转，乙图中断电时小磁针不偏转，对比可知通电直导线周围存在磁场；该现象最早由丹麦物理学家奥斯特发现，即著名的奥斯特实验。
(3) 改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也改变，说明通电导体周围的磁场方向与电流方向有关；磁场是电流产生的，与是否放置小磁针无关，因此移走小磁针，该结论仍成立。
【答案】
1. 检测磁场的存在并判断磁场的方向
2. 磁场；奥斯特
3. 通电导体周围的磁场方向与电流方向有关；成立
【知识点】
电流的磁效应、奥斯特实验、磁场的方向
【点评】
本题通过奥斯特实验的不同场景，考查电与磁的基础联系，是电磁学的核心基础实验，帮助理解电流的磁效应，难度适中，需掌握实验现象对应的结论。
【难度系数】
0.6

任务二 通电螺线管的磁场
如图所示,通电直导线周围有磁场,如果将直导线折成螺线管再对其通电,通电螺线管的磁场是怎样分布的呢？请回答下列问题。

问题1:给螺线管通电,各条导线产生的磁场叠加在一起,磁场就会很多。
问题2:将螺线管固定在纸板上,在螺线管的两端各放一个小磁针,在硬纸板上均匀地撒满铁屑,通电后轻敲纸板,铁屑的排列情况如图所示,通电螺线管外部的磁场和磁体的磁场一样。

问题3:如上图所示,通电螺线管左端为极,右端为极。
问题4:改变通入螺线管的电流方向,通电螺线管左端为极,右端为极,说明通电螺线管的磁极与有关。
问题5:根据探究情况,如何判断通电螺线管的磁极性和电流方向的关系？请简要概括。

问题1 强
问题2 条形
问题3 S N
问题4 N S 电流方向
问题5 用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极。

【分析】
本题围绕通电螺线管的磁场展开探究，解题思路为：1. 理解多匝导线磁场叠加的效果，判断问题1的答案；2. 通过实验中铁屑的排列现象，对比条形磁体的磁场分布，解答问题2；3. 根据通电螺线管的磁场分布特点，判断其磁极（问题3）；4. 改变电流方向观察磁极变化，得出磁极与电流方向的关系（问题4）；5. 结合实验结论，用安培定则概括磁极与电流方向的判断方法（问题5）。
【解析】
问题1：通电螺线管由多匝通电导线组成，各匝导线产生的磁场会相互叠加，因此整体磁场会增强，故填“强”。
问题2：实验中观察到通电螺线管周围铁屑的排列情况与条形磁体的铁屑排列相似，说明通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样，故填“条形”。
问题3：根据通电螺线管的磁场分布规律，其左端为S极，右端为N极，故填“S”“N”。
问题4：改变通入螺线管的电流方向，螺线管的磁极会发生改变，此时左端为N极，右端为S极，这说明通电螺线管的磁极与电流方向有关，故填“N”“S”“电流方向”。
问题5：判断通电螺线管磁极性与电流方向关系的方法是：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极。
【答案】
问题1：强；问题2：条形；问题3：S、N；问题4：N、S、电流方向；问题5：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极。
【知识点】
通电螺线管的磁场、安培定则
【点评】
本题通过实验探究的形式，考查通电螺线管的磁场特点、磁极判断方法，属于初中电磁学的基础内容，要求学生能将实验现象与物理结论对应，掌握安培定则的应用，是电磁部分的核心基础知识点，难度适中。
【难度系数】
0.3