第二讲 电生磁.doc

中科教育初二物理春季讲义第二讲 电生磁一、电流的磁效应奥斯特（Hans Christian Oersted；17771851）丹麦物理学家。1820年，奥斯特在课堂上实验时偶然发现了电能产生磁。1、奥斯特实验表明：通电导体和磁体一样，周围存在磁场。2、电流的磁效应：任何导体中有电流通过时，其周围空间会产生磁场，这种现象叫做电流的磁效应。3、通电导体的磁场方向跟电流的方向有关。二、通电螺线管的磁场所谓螺线管，是指通常为长筒形的线圈，当有电流通过时，能起到磁体的作用，将可动芯拉入线圈中。更简单的定义是：螺线管由线圈和可动铁芯组成，用来将电能转换为机械能。 1.比较通电螺线管与条形磁铁的异同：相同点：都能吸引铁、钴、镍等磁性材料 悬挂起来都指南北、磁极位于两端，外部磁感线形状相同，磁极间相互作用规律也相同不同点：、条形磁铁是永磁体，通电螺线管在通电时才有磁性、条形磁铁N、S极不变，通电螺线管的N、S极与电流方向有关、条形磁铁的磁性强弱是固定的，通电螺线管的磁性强弱由电流大小决定三、安培定则(右手定则)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的螺线管的N极。例题1、根据通电螺线管中的电流方向判断螺线管的极性：NSSN例题2、根据图中小磁针静止时的指向确定螺线管的极性、电流的方向和电源的正负极。+-+-电磁铁一、电磁铁：我们把插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁 二、电磁铁的构造：线圈铁芯三、电磁铁的磁性强弱可能跟哪些因素有关？实验目的：影响电磁铁磁性强弱的因素实验器材：两个电磁铁（一个150匝，一个100匝。）电源、开关、导线、大头针、沙皮纸、 滑动变阻器、电流表或小灯泡。实验方法：控制变量法(1) 研究电磁铁的磁性强弱跟电流大小的关系：(2) 研究电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系：(3) 研究电磁铁的磁性跟铁芯的有无关系实验结论：电磁线圈的匝数越多，通过线圈的电流越强，线圈磁性越强；插入铁芯，线圈的磁性大大增强。四、电磁铁的应用 电铃防汛警报器电磁继电器此外，还有发电机，发动机，起重机，电话等。 磁悬浮列车：磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，两者“同性相斥”，排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用，使列车前进。列车头的电磁体（N极）被轨道上靠前一点的电磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥结果是一“推”一“拉”。电磁继电器 扬声器一、 电磁继电器继电器是利用低电压、弱电流电路的通断,来间接控制高电压、强电流电路的装置. 它是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关二、电磁继电器的构造（1）组成：由电磁铁、衔铁、簧片、触点组成（2）工作电路：低压控制电路和高压工作电路两部分构成.ABC当较小的电流经过接线柱D、E流入线圈时,电磁铁把衔铁吸下,使B、C两个接线柱所连的触点接通,较大的电流就可以通过B、C带动机器工作了.工人师傅的按钮只控制电磁铁电流的通断,而高电压强电流电路的通断则由B、C两个触点间的电路控制,这样人们就可以安全方便地操纵大型机械了.3、 扬声器： 扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置.它主要由固定的永久磁铁、线圈和锥形纸盆构成. 当线圈中通过如图所示的电流时,线圈受到磁铁的吸引向左运动,当线圈中通过相反方向的电流时,线圈受到磁铁的排斥向右运动.由于通过线圈的电流是交变电流,它的方向不断变化,线圈就不断地来回振动,带动纸盆也来回振动,于是扬声器就发出了声音.例题 1、图8.36是一种温度自动报警器的原理图.制作水银温度计时插入一段金属丝,当温度达到金属丝下端所指的温度时,电铃就响起来,发出报警信号.说明它的工作原理.图8.35是一种水位自动报警器的原理图.水位没有到达金属块A时,绿灯亮;水位到达金属块A时,红灯亮.说明它的工作原理.注意:纯净的水是不导电的,但是一般的水都能导电练习一、选择题：1、第一个发现电流磁效应的科学家是：A、奥斯特 B、安培 C、焦耳 D、法拉第2、要使电磁铁的两个磁极对调，可采取的方法是： A、改变电流方向 B、增加螺线管的匝数 C、减小电流 D、将铁心从螺线管中拔出3、如图所示的电路中，甲、乙线圈套在同一玻璃棒上能够自由移动，当开关S闭合后：A、两个线圈将向左右分开 B、两个线圈将向中间靠拢C、两个线圈都静止不动 D、两个线圈先向左右分开，后向中间靠拢4、如图所示，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列说法中正确的是：A、电流表的示数变小，电磁铁的磁性减弱 B、电流表的示数变大，电磁铁的磁性增强 C、电流表的示数不变，电磁铁的磁性减弱 D、电流表的示数减小，电磁铁的磁性增强5、为了判断一根导线中是否有直流电流通过，手边若有下列几组器材，其中最适用的是： A、被磁化的缝衣针及细棉线 B、U形磁铁及细棉线C、带电的小纸球及细棉线 D、小灯泡及导线6、如图所示，线圈是由双股导线并绕成的，下列说法正确的是：A、螺线管内磁场方向向左B、螺线管内磁场方向向右C、螺线管内磁场为单股导线绕制时的两倍D、螺线管内没有磁场二、填空题：1.通电螺线管外部周围的磁场和_的磁场一样，它两端的极性跟_的方向有关，可以用 来判定。2.如图所示，根据通电螺线管的磁感线方向，可判断通电螺线管的左端为 极，电源的a端为 极，小磁针的b端为_ 极。3.电磁铁和永久磁铁相比，优点是：它的磁性有无可以由 来控制，它的磁性强弱可以由 来控制，它的南北极可以由 来控制。4.磁悬浮列车是利用同名磁极相互_（选填“吸引”或“排斥”）的原理来实现悬浮的，悬浮的目的是_（选填“增加”或“减小”）列车与轨道间的阻力。5.用漆包线在笔杆上绕制一只螺线管，接入如图所示的电路中，闭合开关S后，要使螺线管吸引大头针的数量增多，变阻器的滑片P应向_端移动（填“a”或“b”），此时灯泡的亮度_（填“变亮”“变暗”“不变”），螺线管的_端是N极（填“上”或“下”）。6.在一次课外活动中，小红和小刚设计了如图4甲所示的实验。当他们闭合开关S后， 发现小磁针发生了偏转，这说明_的周围存在着磁场。接着小红又想用该电路判断电源的正负极。经过讨论 小刚找来了一个小铁钉，把导线的一部分绕在上 面，制成了一个电磁铁连在电路中，当再次闭合开关S后，小磁针静止时N极的指向如图4乙所示。据此他们判断出电源的_端是正极（选填”a 或“b”）三、作图与实验：1.根据小磁针静止时的指向，标出图中磁感线方向和磁体的N、S极。）2.根据图中磁体S极与通电螺线管A端靠近时，磁感线的形状，标出小磁针的N、S极和通电螺线管中的电流方向。3.一个学生在绕制电磁铁线圈时，用短导线绕了两个线圈，绕向如图，通电后使电磁铁的磁性最强并使靠近中间两端相互排斥，画出正确的连接方法。4.如图9所示是小明设计的温度自动报警器原理图.在水银温度计里封入一段金属丝，当在正常工作的温度范围内时，绿灯亮；当温度升高达到金属丝下端所指示的温度时，红灯亮，发出报警信号.请按照题意要求，在图中连接好电路. 32题5.根据图甲图中磁场方向、通电导体中的电流方向及导体在磁场中的受力方向三者关系，将乙、丙、丁三图所缺的内容补充完整. 6.如图所示，是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过 来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可观察_ 来确定。 、下表是该组同学所做实验的记录：电磁铁(线圈)50匝100匝实验次数123456电流 / A0.81.21.50.81.21.5吸引铁钉的最多数目 / （枚）581071114PRAS比较实验中的1、2、3（或4、5、6），可得出的结论是：电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的 ；比较实验中的1和4（或2和5或3和6），可得出的结论是：电磁铁线圈中的电流一定时， ；、在与同学们交流讨论时，另一组的一个同学提出一个问题：“当线圈中的电流和匝数一定时，电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关？”你对此猜想是： ；现有大小不同的两根铁芯，利用本题电路说出你验证猜想的方法： A12左BPa7.如图是小明研究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图，它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制的针式刻度板组成。通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱。在指针下方固定一物体A，当用导线a与接线柱2相连，闭合开关后，指针B发生偏转。 （1）用笔画线代替导线将实物图连接完整；（2）当开关闭合后，电磁铁左端应为磁极的 极；（3）实验发现：当滑动变阻器的滑片P向 滑动时（填“左” 或“右”），指针B偏转的角度将会_ （填“变大”或“变小”）；保持滑片P位置不变，当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连，闭合开关后，可发现指针B偏转的角度将会_ （填“变大”或“变小”）；（4）经过对电磁铁的研究，可得出结论是：当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性 ；当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁线圈的匝数越 ，磁性越 。悬浮间隙为10毫米图10车身轨道线圈车身线圈轨道82002年12月31日举世瞩目的上海磁悬浮列车线