苏科版物理九年级下册16.2 电流的磁场（知识解读）（学生版）

16.2\o"16.2电流的磁场"电流的磁场（知识解读）（原卷版）•知识点1通电直导线周围的磁场•知识点2通电螺线管的磁场•知识点3电磁铁•知识点4电磁继电器•作业巩固训练知识点1通电直导线周围的磁场知识点1通电直导线周围的磁场1、奥斯特实验过程：实验前要使小磁针静止时指向南北方向，为使小磁针能偏转，直导线应放在小磁针上方且与小磁针平行，即沿南北方向放置。2、实验现象（1）给导线通电，小磁针发生偏转；断电后，小磁针又回到原来的位置；（2）小磁针与导线不动，调整电源改变导线中电流的方向，磁针偏转方向与原来相反；3、实验结论（1）奥斯特实验说明：通电导线周围存在磁场；磁场方向和电流方向有关。（2）这一现象叫电流的磁效应，也就是所说的电生磁。（3）为了使磁性增强，人们把直导线改成螺线管形，又叫线圈；在通电线圈中再插入铁芯，磁性会更加增强。【典例1-1】某同学按照图甲所示连接好电路。闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；只改变电源的正负极，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是（）A．由甲、乙两图可得导体的周围一定存在着磁场B．由甲、乙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关C．由乙、丙两图可得电流的磁场强弱与电流大小有关D．由乙、丙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关【典例1-2】小红用如图所示装置探究磁与电的关系。（1）由图a、图b、图c可知：电流周围存在，且；（2）实验中小磁针的作用是；（3）该实验应用的科学研究方法是；（4）小红推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，如图d所示，小磁针也会发生偏转。其依据是：；（5）图d中小磁针N极偏转方向和图中小磁针的偏转方向相同，依据是：。【变式1-1】如图所示是奥斯特实验的示意图，以下关于奥斯特实验的分析正确的是（）A．通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定B．小磁针的指针发生偏转说明通电导线产生的磁场对小磁针有力的作用C．移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场D．通电导线周围的磁场方向与电流方向无关【变式1-2】图为探究通电直导线周围磁场的实验装置。（1）一根直导线AB架在静止的小磁针上方，闭合开关，观察到小磁针会发生，这一现象说明通电导线周围存在。要改变直导线周围磁场方向，可改变直导线中的方向；（2）将直导线绕制成通电螺线管后，磁场会强得多。通电螺线管产生的磁场与磁体的磁场一样。知识点2通电螺线管的磁场知识点2通电螺线管的磁场 1、通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似如图：

2、通电螺线管两端的极性跟螺线管中的电流方向之间的关系可以用安培定则来判断。3、通电螺线管相当于条形磁体，与条形磁体联系解题；以通电螺线管正面电流为例，电流向上，N极在左端，电流向下，N极在右端，便于记忆，可简化为”上左，下右”。4、通电螺线管外部的磁场方向是从N极到S极，内部的磁场方向是从S极到N极．螺线管附近的小磁针自由静止时N极的指向是磁场的方向，因此放在螺线管内部和外部的小磁针应如图所示：（螺线管内部的小磁针不遵循同名磁极排斥，异名磁极吸引的原则）。

。5、安培定则，也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。【典例2-1】如图所示，用甲装置探究通电螺线管外部的磁场分布，用乙装置探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关。下列说法正确的是（）

A．通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似B．改变通电螺线管中电流方向，小磁针N极指向不变C．匝数一定时，通入的电流越小，电磁铁的磁性越强D．电流一定时，减少铁钉上线圈的匝数，电磁铁的磁性强弱不变【典例2-2】1820年，奥斯特发现了电生磁，进而，人们把导线绕在圆筒上，做成螺线管。某实验小组探究“通电螺线管产生的磁场”，实验设计如下：（1）在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后观察小磁针的，轻敲纸板，铁屑的排列情况如图甲所示；（2）把小磁针放到螺线管四周不同位置，通电后小磁针静止时指向如图乙所示，通电螺线管的左端是极；（3）若甲乙两图中螺线管导线缠绕方向相同，根据周围小磁针静止时的指向，可以说明通电螺线管的磁场方向与有关；（4）通过实验，画出了通电螺线管的磁感线，根据通电螺线管的磁感线分布形状，我们发现，通电螺线管外部的磁场与（选填“条形”或“蹄形”）磁铁的磁场相似；（5）法国科学家安培认为，磁体是由许许多多小磁针定向排列构成，其宏观体现就是N极和S极，我们规定：磁场中小磁针静止时N极的指向为磁场方向，则乙图中，通电螺线管内部的磁场方向应该是（选填“自左向右”或“自右向左”）。【变式2-1】如图所示，一螺线管的左端放着一颗可自由转动的小磁针，闭合开关S前小磁针处于静止，闭合开关S后，小磁针的N极将（）A．向左偏转 B．向右偏转C．仍然静止 D．无法判断【变式2-2】探究通电螺线管外部磁场的方向实验中：（1）由如图甲可知，通电螺线管外部磁场与磁体的磁场相似；（2）将乙图中连接电源正负极的导线对调，闭合开关，小磁针的指向也随之改变，说明通电螺线管外部磁场方向与方向有关。知识点3电磁铁知识点3电磁铁 1、电磁铁及其磁性强弱的影响因素：电磁铁是由线圈和铁芯组成（实质是内有铁芯的螺线管），在一根软铁芯上，用漆包线密绕成线圈就做成了一个简单的电磁铁，通电后它能产生磁性。电磁铁的线圈的匝数越多，电流越大，电磁铁的磁性就越强。2、电磁铁的构造：内部插有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。

3、电磁铁的原理：电流的磁效应原理。

4、电磁铁的应用：电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型，按照用途来划分电磁铁，主要可分成以下五种：（1）牵引电磁铁--主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制任务。（2）起重电磁铁--用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性材料。（3）制动电磁铁--主要用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的。（4）自动电器的电磁系统--如电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱扣器及操作电磁铁等。（5）其他用途的电磁铁--如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等。5、电磁铁（与永磁体相比）的优点（1）电磁铁磁性的有无可以由通电、断电（电流的有无）来控制。（2）电磁铁磁性的强弱可以通过调节电流的大小来控制。（3）电磁铁的N、S极是由线圈中的电流方向决定的，便于人工控制。【典例3-1】图﹣1是一种磁悬浮地球仪摆件，地球仪内部装有磁铁，底座内部装有如图﹣2所示的电磁铁。下列说法正确的是（）

A．图﹣1中，电磁铁周围存在着真实的磁场和磁感线B．图﹣1中，地球仪利用异名磁极相互排斥的原理悬浮C．图﹣2中，电磁铁的上端是S极D．图﹣2中，将电源正负极对调后，电磁铁周围的磁场方向不变【典例3-2】如图所示，当开关闭合后，螺线管上方的小磁针静止在图示位置，则小磁针的右侧为极；如果在螺线管内插入铁芯就成了；关于通电螺线管磁场的方向，小明通过实验得出的结论是：通电螺线管的极性跟导线的环绕方向有关。请对此结论作出评价：。【典例3-3】．如图，根据小磁针的指向，标出螺线管的N、S极和电源正负极。【变式3-1】如图所示的螺线管，当闭合开关后，下列判断正确的是（）A．螺线管的左端为S极B．右边小磁针的N极向左偏转C．当滑片P右移时，螺线管的磁性会减弱D．改变电流方向，通电螺线管的外部磁场方向不会改变【变式3-2】如图是小津同学设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小，则电铃应接在之间（选填“AC”或“BD”），电磁铁的上端是极。【变式3-3】如图所示，根据小磁针静止时的指向（黑色为N极），请标出：1.磁感线的方向；2.电源的正负极。知识点4电磁继电器知识点4电磁继电器 1、电磁继电器的构成：由电磁铁、衔铁、簧片、触点（静触点、动触点）组成；其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成；低压控制电路是由电磁铁、低压电源和开关组成；工作电路由机器（电动机等）、高压电源、电磁继电器的触点部分组成。

2、工作原理和特性：电磁继电器一般由电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成的，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成，电磁继电器还可以实现远距离控制和自动化控制；只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合；当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。【典例4-1】如图是是拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列有关说法中正确的是（）A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄B．机动车只要通过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄C．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄D．电磁继电器工作时段就是对违章车辆摄像过程【典例4-2】出于安全考虑电梯都设置了超载自动报警系统，工作原理如图所示。当电梯超载时，动触点K与静触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S1，电动机也不工作。在控制电路中，阻值一定，压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小。闭合开关S，电磁铁上端是极；当压敏电阻R1受到的压力F增大时，电磁铁的磁性（选填“增强”“减弱”或“不变”）；若想要降低电梯的限重上限，依据所学的知识，请写出在控制电路中可实施的具体的操作：。【变式4-1】如图所示是智能扶手电梯的原理图，其中R是压敏电阻。电梯上无乘客时，电动机转动变慢，使电梯运动变慢；电梯上有乘客时，电动机转动变快，使电梯运动变快。下列说法正确的是（）A．电磁铁上端是N极B．电磁继电器与电动机工作原理相同C．电梯上有乘客时，压敏电阻R的阻值增大D．电梯上无乘客时，控制电路的电流变小，衔铁与触点1接触【变式4-2】如图甲所示，是一种由压敏电阻控制电动机转速的“聪明扶梯”。有人乘坐时电梯运行速度快，无人乘坐时电梯运行速度慢，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当有人走上电梯后（选填“增强”、“减弱”或“不变”），电动机的转速将（选填“变快”、“变慢”或“不变”）。一、单选题1．“交通电子警察自动抓拍系统”原理如图所示，当车辆违规闯红灯时，就会自动接通摄像系统电路，“电子警察”就会自动抓拍违规车辆。下列说法正确的是（）A．“交通电子警察自动抓拍系统”中的光控开关和压力开关是并联在电路中的B．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄C．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄D．车辆只要经过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄2．小徐为栽种蔬菜的大棚设计了温度自动报警器，电路如图所示。下列对此设计的认识合理的是（）A．若要提高报警温度，可以增大控制电路的电源电压B．改变控制电路的电源正负极，该电路仍能正常工作C．控制电路中的水银可以换成蒸馏水D．工作电路中的衔铁可以用铜代替3．如图所示，闭合开关后，下列说法不正确的是（

）A．电铃利用电流热效应工作 B．电源用来提供电能C．导线用来输送电能 D．开关用来控制电能的输送4．下列说法中正确的是（）A．食盐水、玻璃棒、铁丝均属于导体B．验电器的原理是异种电荷相互排斥C．电饭锅是利用电流热效应工作的用电器D．通电导体周围存在真实的磁感线5．下列说法正确的是（）A．磁体之间的相互作用是通过磁场产生的B．同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥C．电流周围存在磁场，磁场方向与电流方向无关D．电磁继电器的主要优点是用高压控制电路控制低压工作电路6．下列描述的物理现象或规律中正确的是（）A．甲图中，闭合开关后，通电螺线管左端为N极，小磁针逆时针偏转B．乙图中，烧杯内水位达到金属块A底部时，衔铁被电磁铁吸下，铃响灯不亮C．丙图中，验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引D．丁图中，用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒对电子的束缚能力比较弱7．如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是（

）A．通电螺线管的左端为N极B．小磁针将会沿顺时针方向转90°C．通电螺线管外真实存在磁感线D．通电螺线管外A点磁场的方向向左8．如图所示是一个利用电磁继电器的温度自动控制装置。关于该装置，下列说法正确的是A．装置中的温度计使用的水银是绝缘体B．装置中的电磁继电器与电动机原理相同C．当温度达到85℃时，电铃响、灯不亮D．当温度低于85℃时，电铃响、灯不亮二、填空题9．我们虽然看不到空气，但可以通过它运动产生的效应——“树叶的摆动”来观察到它的存在。物理学中通过其效应对自然界中看不到的事物进行研究是物理学中一种重要的研究方法，这种方法叫，在初中物理学习中，我们就是通过小灯泡是否发光来判断灯丝中有无通过；通过小磁针是否偏转来判断某个空间是否存在。10．今年经常下暴雨，小明担心家里车库中的小车被水淹，从而设计了如图所示的车库积水自动报警器原理图，图中A、B位置可以安装电铃或LED灯，要求车库没有积水时，LED灯亮，车库有积水时，电铃响。图中电磁铁工作时利用了电流的效应；电铃应该安装在图中的（选填“A”或“B”）位置。11．医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环.如图所示的就是该装置的示意图，线圈固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动.活塞筒通过阀门与血管相通，阀门只能向外开启，只能向内开启.图中，当线圈中的电流从A流向B时，线圈的左端为极，它会与左侧的磁极发生相互作用，带动活塞向移动.从而使血（选填“从流出”或“从流入”。）12．为了纪念物理学家的杰出贡献，物理学中常以他们的名字命名由他们发现的物理规律或设计的物理实验。