华师大版初中科学八年级下册 10 电流磁效应 学案

初中科学备课组教师班级学生日期：上课时间:主课题：电流磁效应教学目标：知道奥斯特实验，知道发现电流的磁效应的意义知道直线电流周围存在磁场，会描述直线电流磁场的分布特点，知道直线电流磁场的方向与电流方向有关知道通电螺线管周围磁场的分布特点，知道通电螺线管的磁场方向和电流方向的关系可以用右手螺旋定则来表示。知道电磁铁的涵义，知道电磁铁的磁性强弱和电流大小及线圈匝数多少有关知道电磁铁与永磁体相比具有许多优点知道电磁继电器的结构和工作原理教学重难点：通电直导线电流分布通电螺线管电流分布电磁继电器教学内容一、热身训练1．第一个发现电流周围存在磁场的科学家是（D）A．欧姆B．安培C．法拉第D．奥斯特2．奥斯特实验表明(C)A．导线周围存在磁场B．任何导体通过电流时都会发热C．电流周围存在磁场D．电流周围的磁场跟电流方向无关3．如图所示，若把接电源的电压增加后，则螺线管的磁性(A)A．增加B.不变C．减小D．以上说法都是错误的如果减少螺线管的线圈匝数，则螺线管的磁性（C）A．增加B．不变C．减小D．以上说法都是错误的若在螺线管中插入铁芯，则螺线管的磁性将(A)A．增加B．不变C．减小D．以上说法都是错误的4．电磁铁的磁极是可以改变的，要使电磁铁的两个磁极对调，可采取的方法是(C)A．减小电流B．增加螺线管的匝数C．改变电流方向D．将铁芯从螺线管中拔出5．通电螺线管的磁性强度是可以改变的。为了增强通电螺线管的磁性，下列方法无效的是(C)A．增大两端的电压B．增加线圈的匝数C．改变电流的方向D．插入铁棒6．如图所示，王恬同学在探究通电导体存在磁场的实验中，在通电导体的下方放置一枚小磁针，合上开关后，发现小磁针发生了偏转，根据小磁针的偏转方向他判断A点的磁感方向是(A)A．垂直于纸面向B．垂直于纸面向外C．平行于纸面向左D．平行于纸面向右7．电磁继电器实际上是一个由电磁铁控制的自动开关，主要有控制电路和工作电路两部分组成。。8．使用电磁继电器可以实现(C)A．强电流控制弱电流B．高电压控制低电压C．自动控制和远距离控制D．控制电磁的强度和方向9．下列设备中没有用到电磁继电器的是（D）A．电铃B．电磁起重机C．水位报警器D．滑动变阻器二、知识回顾1.奥斯特实验通电导线的周围存在磁场，称为电流的磁效应。该现象在1820年被丹麦的物理学家奥斯特发现。该现象说明：通电导线的周围存在磁场，且磁场与电流的方向有关。直导线中没有电流直导线中电流从左到右直导线中电流从右到左小磁针上方拉一根与小磁针平行的长直导线小磁针N极指向地理北极小磁针N极垂直于纸面向里小磁针N极垂直于纸面向外小磁针下方拉一根与小磁针平行的长直导线小磁针N极指向地理北极小磁针N极垂直于纸面向外小磁针N极垂直于纸面向里磁铁靠近小磁针小磁针N极不再指向地理北极。在磁铁作用下重新指向2.通电导线周围的磁场1．通电导线周围的磁场方向与电流方向有关。2．直线电流周围的磁感线分布在垂直于电流的所有平面上，是以电流为圆心的一系列同心圆，磁场的方向与电流方向有关。3．直线电流周围的磁场可用安培定则来判断：用右手握住直导线，让大拇指的指向与电流方向一致，那么其余四指弯向磁感线的环绕方向。如图4—3—5所示。3.通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场一样。其两端的极性跟电流方向有关，电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断。右手螺旋定则――用右手握住螺线管，让四指弯曲且跟螺线管中电流的方向一致，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。1．通电螺线管周围存在磁场。通电螺线管的磁场与条形磁铁相似，它两端的磁极极性与电流方向有关。2．通电螺线管的磁场方向可用右手螺旋定则来判断。如图4—3—9所示，用右手握住螺线管，让弯曲的四指沿着螺线管上的电流方向，则与四指垂直的大拇指所指的一端就是通电螺线管的N极，另一端是S极。4.电磁铁定义――电磁铁是一个带有铁芯的螺线管。构造――电磁铁是由线圈和铁芯两部分组成的。特点――电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失；通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。即，=1\*GB3①电磁铁磁性的有无，可由通断电来控制。②电磁铁磁性的强弱，可由电流大小和线圈匝数来控制。③电磁铁的极性位置，可由电流方向来控制。5.电磁继电器制成的电磁继电器结构模型如图A所示，它实际上是一个磁控开关。当所它接到B所示的电路中，闭合开关后，将产生一系列的动作，断开开关后，又会产生一系列的动作，你能分析其工作过程吗?简要分析：闭合控制电路中的开关，电磁铁吸合衔铁，原来指示电机没有工作的指示灯由于常闭触头打开而熄灭，原来呈打开状态的常开触头闭合，使得电机正常工作。小结1．电磁继电器等都是利用电磁铁的原理来工作的。2．电磁继电器的作用：可以实现低电压、弱电流来控制高电压、强电流；可以实现自动控制和远距离控制6.右手螺旋定则的应用应用右手螺旋定则的时候，要明确定则中的拇指和弯曲的四指分别表示什么。对于螺线管的绕制方向，要求会看图，能根据图分析电流的方向。当图形是画在纸上的，由于手不能直接握住螺线管，就给判定带来了困难。此时可按下述的方法进行判断：①为了便于想象，可以手握一支钢笔或纸筒来与图形对照。②标出螺线管能看到的一面导线的电流方向；伸开右掌，掌心握住表示螺线管的钢笔或纸筒，让弯曲的四指与电流的方向一致。③此时拇指的指向就是螺线管的北极方向。三、经典例题例1根据如图所示的小磁针指向，画出通电螺线管的导线绕法．例2在图中标出通电螺线管A端和永磁体B端的磁极极性，并标出磁感线的方向.例3在一块有机玻璃板上安装一个用导线绕成的螺线管，将螺线管接入如图4—1O所示的电路中，再将小磁针放置在螺线管附近，闭合开关，可以观察到的现象和结论为：(1)左边小磁针N极被螺线管a端吸引，右边小磁针S极被螺线管b端吸引，说明通电螺线管周围存在着磁场，通电螺线管的a端为S极，b端为N极。(2)若在玻璃板上均匀地撒上细铁屑，再给螺线管通电并轻敲玻璃板，可以观察到通电螺线管周围铁屑分布状况与条形磁铁相似，由此，可以得出通电螺线管周围的磁场分布与相似条形磁铁相似。(3)如果改变通电螺线管的电流方向，那么其周围的磁场分布是否改变?不改变。磁场方向是否改变?改变。例4如图所示，当开关断开时，弹簧的下端刚好与水银槽中的土水银液面接触。当开关S闭合时弹簧会(C)A．向上运动后停留在空中B．向下运动后弹簧下端伸人到水银面以下C．上下不停地振动D．保持原状不动例5如图甲是由“控制电路”和“工作电路”两部分组成的光控电路．“控制电路”由光敏电阻R、磁控开关L、定值电阻R0、电源U1等组成，已知光敏电阻R的阻值随照射在光敏电阻上的光强E（表示光照射的强弱的物理量，单位cd）之间的变化关系如图乙所示，当线圈中的电流大于或等于20mA时，磁控开关的磁性弹片相互吸合．“工作电路”由工作电源U2（U2=20V）、发热电阻R1（R1=5Ω）和R2（R2=15Ω）组成．问：

（1）当“控制电路”中的电流小于20mA时，“工作电路”中的R1两端的电压是__5__V，它消耗的功率是__5___W．

（2）当“控制电路”中的电流等于30mA时，“工作电路”中R1两端的电压是__20___V．

（3）如果“控制电路”中的线圈阻值RL=1Ω、R0=140Ω、U1=3V，那么照射在光敏电阻上的光强在什么范围内时，磁控开关的磁性弹片相互吸合？（这问要有解答过程）>2.0四、课堂小练1、小磁针静止时的指向如图所示，请画出通电螺线管的绕线情况．2、螺线管通电后，小磁针静止时指向如图3所示，请在图中标出通电螺线管的N、S极，并标出电源的正、负极．3、根据小磁针的指向标出图15中通电螺线管的电流方向。4、如图所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给螺线管通电，则会发生的现象是(D)A．通电螺线管仍保持静止不动B．通电螺线管能在任意位置静止C．通电螺线管转动，直至A端指向南，B端指向北时静止D．通电螺线管转动，直至B端指向南，A端指向北时静止5、如图所示，当闭合开关S后，通电螺线管Q端附近的小磁针N极转向左端，则(C)A．通电螺线管的p端为N极，电源b端为正极B．通电螺线管的p端为N极，电源a端为负极C．通电螺线管的Q端为S极，电源a端为正极D．通电螺线管的p端为S极，电源b端为负极6、把两个大小不同的螺线管套放后再串联接到电源上，它的磁性(D)A．增加B．不变C．减小D．可能增加也可能减小7、如图所示，开关S闭合后，当滑动变阻器的滑片自左向右移动时(C)A．电流表的示数减小，螺线管的磁性变弱B．电流表的示数减小，螺线管的磁性变强C．电流表的示数变大，螺线管的磁性变强D．电流表的示数变大，螺线管的磁性变弱8、如图所示，开关S闭合后，多掷开关置于（C）A．“1”的位置时，螺线管的磁性最强B．“2”的位置时，螺线管的磁性最强，C．“3’’的位置时，螺线管的磁性最强D．“1”“2"“3"位置时，螺线管的磁性一样强9、如图是一个水塔水位报警装置的示意图，A是浮子，当水位上升时浮子会随水位的升高而上升，B是挺桩，会随着浮子的上升而上升。当水位上升到挺柱与两个触头接触时，报警器的(B)A．电磁继电器接通电源，吸合衔铁，甲灯亮B．电磁继电器接通电源，吸合衔铁，乙灯亮C．电磁继电器接通电源，吸合衔铁，两灯都亮D．电磁继电器接通电源，吸合衔铁，两灯都不亮五、课后作业1、请根据图中小磁针静止时的指向，标出通电螺线管的N、S极和电源的正、负极。2、标出图15中通电螺线管的N、S极。3、在图9中，根据通电螺线管的N、S极，在图中分别标出电源的正负极和两小磁针静止时的N、S极。4、直线电流的磁感线分布规律（D）A．与条形磁铁相似B．与U形磁铁相似C．和电流方向平行D．是以直导线上各点为圆心的一些间心圆5、如图所示，螺线管周围有四枚小磁针，当开关闭合后，小磁针的指向如图所示，其中正确的是(A)A．甲B．乙C．丙D．丁6、图为四位同学判断通电螺线管极性时手的握法，其中正确的是(A)7、关于电磁铁的下列说法，正确的是（D）A．电磁铁是根据电流的热效应来工作的B．电磁铁的磁性强弱只跟通过线圈的电流大小有关C．电磁铁的磁性强弱只跟线圈匝数多少有关D．电磁铁的磁性强弱跟通过线圈的电流大小和线圈的匝数多少有关8、观察图中实验的现象，能说明(C)A．在电流和线圈匝数相同时，插入铁芯后通电螺线管的磁性大大增强B．在线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强C．在通过线圈的电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强D．通电螺线管的匝数越多，通过线圈的电流越强，线圈的磁性越强；插人铁芯，线圈的磁性大大增强9、1998年，在丁肇中博士指导下，我国科学家参与制造的α磁谱仪搭乘航天飞机上升后，希望能探测到宇宙中的反物质。口磁谱仪的关键部分是质量比较小而又能产生较强的磁场强度的装置。在当时的技术条件下，我国的科学工作者采用的方法是(B)A．用超导线圈的大电流产生强磁场B．用常规线圈的大电流产生强磁场C．用特种磁性材料产生强磁场D