一、正确理解通电螺线管的磁场
1. 实验:探究通电螺线管外部磁场的方向。
【实验思路】
在通电螺线管上面放一块玻璃板,把小磁针放到螺线管四周不同的位置,并在玻璃板上撒一层铁屑。观察各个点小磁针N极的指向;轻轻敲打玻璃板,观察被磁化后的铁屑的排列情况。判断通电螺线管外部的磁场与哪种磁体相似,然后找出通电螺线管的极性与电流环绕方向之间的关系。
【实验过程】
(1)按照如图所示布置器材,并在螺线管中插入一根铁棒。
(2)闭合开关,观察螺线管中电流的环绕方向,记录各个点小磁针N极的指向,判断螺线管的N、S极。
(3)轻轻敲打玻璃板,观察被磁化后的铁屑的排列情况。
(4)改变螺线管导线中电流的环绕方向,再次判断螺线管的N、S极。
(5)改变螺线管的绕线方式,重复上面的实验。
【实验结论】
通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似,通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极。通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。
2. 通电螺线管的内部磁场。
如图所示,通电螺线管内部的磁场方向由S极指向N极,和外部的磁场方向是不同的,同时这也说明磁感线是封闭的、带方向的曲线。
3. 使通电螺线管磁性增强的三种方法。
(1)在螺线管中插入一根铁棒。
(2)在条件允许的情况下增大通电螺线管中的电流。
(3)增加线圈绕线的圈数。
跟踪训练1 (2024·山东枣庄中考)某实验小组用铁屑和小磁针来探究通电螺线管外部磁场的方向。


(1)在闭合开关前,小磁针静止时,N极指向地理的(选填“南极”或“北极”),说明地球周围存在磁场。
(2)在玻璃板上均匀地撒满铁屑,将螺线管连入电路,闭合开关,轻敲玻璃板面,观察到铁屑分布情况如图甲所示,铁屑的分布情况与磁体周围铁屑的分布情况相似。
(3)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置,小磁针静止时N极所指方向如图乙所示,对调电源正负极,闭合开关,小磁针静止时N极指向与图乙中小磁针N极指向相反,说明通电螺线管的极性与的方向有关。
(4)实验时发现通电螺线管的磁场较弱,铁屑规则排列的效果不明显,为增强螺线管的磁场,可行的措施有:(写出一种方法即可)。
(5)为了研究通电螺线管的磁极性质,同学们一起对螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验,得到了如图所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与有关,且这个关系可以用来判断。

(1) 北极
(2) 条形
(3) 电流
(4) 调节滑动变阻器的滑片,使通电螺线管线圈中的电流增大
(5) 电流方向 安培定则
解析 (1)开关闭合前,小磁针N极指向地理的北极,说明地球周围存在磁场。(2)通电螺线管周围铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。(3)将电源正、负极对调,小磁针的指向也改变了,说明通电螺线管的极性与电流方向有关。(4)通电螺线管的磁场强弱与电流大小有关,可以调节滑动变阻器的滑片,增大通电螺线管线圈中的电流,通电螺线管的磁性就会增强。(5)四个图中的螺线管电路中,A和B的绕线方式相同,电流方向不同,根据小磁针的指向情况可知,A的右端为S极,B的右端为N极;同理C、D也是如此,说明螺线管的极性只与它的电流方向有关而与绕线方式无关,这个关系可以用安培定则来判断。