内容正文:
第16章 电磁转换
16.2 电流的磁场
目录
1
2
2
4
14
一、奥斯特实验
(1)电流的磁效应:
①定义:电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应。
②方向:与电流的方向有关。
③发现:1820年丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应。
(2) 奥斯特实验:
①证明通电导体周围存在磁场。
②发现磁场的方向与电流方向有关。
【重点提示】
①奥斯特实验是最早揭示了电与磁之间的关系。
②电流除了具有磁效应之外还具有热效应。
二、通电螺线管周围的磁场
(1)螺线管:把导线绕在圆筒上就做成了螺线管(其磁场与条形磁体相似)。
(2)极性:通电螺线管的两端极性由环绕电流的方向决定(安培定则判断)。
(3)安培定则:右手握住螺线管,让弯曲的四指方向与螺线管中电流方向一致,大拇指所指的一端为N极。
三、电磁铁
(1)定义:带有铁芯的螺线管。
(2)电磁铁强弱影响因素:通过电磁铁线圈的电流越大,线圈匝数越多,电磁铁的磁性就越强。
(3)电磁铁的优点:
①电磁铁磁性的有无可由电流的通断来控制。
②电磁铁的强弱,可由电流的大小和线圈的匝数来控制。
③电磁铁的极性位置,可由电流的方向来控制。
四、电磁继电器
(1)构造:主要由电磁铁、衔铁、触点开关和弹簧组成。
(2)实质:由电磁铁控制工作电路通断的开关。
(3)原理:电磁铁通电时,把衔铁吸下来,将工作电路的触点接通,工作电路闭合;
电磁铁断电时失去磁性,弹簧把衔铁拉起来,切断工作电路。
(4)应用:用电压电路控制高压电路的通断;实现远距离控制,自动控制。
电磁继电器的作图
(1)构造:主要由电磁铁、衔铁、触点开关和弹簧组成。
(2)实质:由电磁铁控制工作电路通断的开关。
(3)原理:电磁铁通电时,把衔铁吸下来,将工作电路的触点接通,工作电路闭合;
电磁铁断电时失去磁性,弹簧把衔铁拉起来,切断工作电路。
注意:电磁继电器的应用作图通常先连接控制电路再连接工作电路。
【例1】某同学想利用电磁继电器制成一个温度自动报警器,实现对温控箱内的温度监控。用如下图所示带金属触丝的水银温度计和电磁继电器组装成自动报警器,正常情况下绿灯亮,当温控箱内温度升高到一定温度时。红灯亮(绿灯熄灭).请按此要求连接电路(红、绿灯的额定电压相同)。
【答案】
【解析】
(1)当在正常工作的温度范围内时,水银与金属丝断开,电磁铁断电没有磁性,绿灯所在电路接通,绿灯亮;
(2)当温度升高,水银达到金属丝下端时,水银是导体,电磁铁通电有磁性,把衔铁吸引下来,红灯所在电路接通,红灯亮,发出报警信号。电路图如上:
【常考1】奥斯特实验
【例1】 如图是奥斯特实验的示意图,有关分析正确的是( )
A. 通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定 B. 发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
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
【答案】B
【解析】
AD.通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的,故AD错误;
B.当将通电导体放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转,说明了通电导线周围存在磁场,该磁场对小磁针有力的作用;因为力的作用是相互的,所以该小磁针对通电导线也有力的作用,故B正确;
C.该磁场与小磁针的有无无关,故移走小磁针后,该结论仍成立,故C错误。
故选:B。
【例2】下列有关电和磁的判断正确的是( )
A.通电导体周围存在磁场
B.磁场是由磁感线组成的
C.互相摩擦的两个物体带同种电荷
D.摩擦起电实质是创造了电荷
【答案】A;
【解析】
B选项,磁感线不是真实存在的,故B选项不符合题意;
C选项,互相摩擦的两个物体带异种电荷,故C选项不符合题意;
D选项,摩擦起电实质是电荷的转移,故D选项不符合题意;
故答案选择A.
【常考2】通电螺线管
【例3】(2020·青海)如图所示,闭合开关后,位于通电螺线管左右两侧的小磁针静止时其指向正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
A.根据安培定则可知螺线管的右端为N极,左端为S极;异名磁极相互吸引,则左边小磁针的右端为N极,右边小磁针的左端为S极,故A正确;
B.根据安培定则可知螺线管的右端为N极,左端为S极;异名磁极相互吸引,则左边小磁针的右端为N极,右边小磁针的左端为S极,故B错误;
C.根据安培定则可知螺线管的右端为S极,左端为N极;异名磁极相互吸引,则左边小磁针的右端为S极,右边小磁针的左端为N极,故C错误;
D.根据安培定则可知螺线管的右端为S极,左端为N极;异名磁极相互吸引,则左边小磁针的右端为S极,右边小磁针的左端为N极,故D错误。
故选A。
【例4】(2020·自贡)弹簧测力计挂住一条形磁铁置于螺线管的正上方,如图