第21讲 奥斯特的发现-【寒假自学课】2022年九年级物理寒假精品课（沪粤版）

第21讲 奥斯特的发现 【学习目标】 1.认识电流的磁效应，初步了解电与磁之间的某种联系； 2.会判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向； 3.了解什么是电磁铁，知道电磁铁的特性和工作原理； 4.了解影响电磁铁磁性强弱的因素； 5.了解电磁继电器的结构和工作原理。 【基础知识】 要点一、电生磁 1、电流的磁效应： （1）通电导体跟磁体一样，周围也存在着磁场。 （2）电流周围的磁场方向跟电流的方向有关。 2.通电螺线管的磁场： （1）螺线管：我们把用导线在圆柱形空心筒上绕成的螺纹状线圈，叫做螺线管。 （2）通电螺线管外部的磁场与条形磁铁周围的磁场很相似，其磁场的极性与螺线管中电流的方向有关。 （3）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N极。 要点二、电磁铁 1.电磁铁：内部有铁芯的螺线管叫做电磁铁。 2.电磁铁的磁性： （1）电磁铁磁性的有无，完全可以由通断电来控制。 （2）电磁铁磁性的强弱可以由电流的大小、线圈匝数控制。 3.电磁铁的应用：电磁起重机、电铃、电话等。 要点三、电磁继电器 1.认识电磁继电器 （1）主要部件： 电磁铁、衔铁、弹簧、触点 （2）作用： ①电磁铁通电时产生磁性，吸下衔铁； ②衔铁和动触点连在一起，带动动触点上下运动； ③弹簧电磁铁磁性消失时，带动衔铁弹离电磁铁； ④触点相当于被控制电路的开关(A、C为静触点，B为动触点）。 2.自动控制 （1）控制电路：低压电源、电磁铁、开关。 （2）工作电路：高压电源、触点、用电器。 （3）原理：电磁继电器的核心是电磁铁。当电磁铁通电时，把衔铁吸过来，使动触点和静触点接触（或分离），工作电路闭合（或断开）。当电磁铁断电时失去磁性，衔铁在弹簧的作用下脱离电磁铁，切断（或接通）工作电路。从而由低压控制电路的通断，间接地控制高压工作电路的通断，实现远距离操作和自动化控制。电磁继电器的作用相当于一个电磁开关。 【考点剖析】 考点一：奥斯特实验——电流的磁效应 例1．（2021·北京·101中学九年级阶段练习）阅读《超导磁悬浮列车》回答题。 超导磁悬浮列车 在中国科技馆“挑战与未来”A厅有一个展品—超导磁悬浮列车，如图甲所示。当工作人员给装置通电时，超导磁悬浮列车处于悬浮状态。超导磁悬浮列车的轨道由一组永久磁铁材料构成，车体内放置了一组超导体和一个液氮储藏箱。在行驶过程中，车内超导体通过液态氮降温从正常态转为超导状态，电阻降为零，可以通过很大的电流产生极强的磁场而导体中不会产生热量损失。当车体内的导体与轨道磁铁间产生的排斥力大于车重力时，列车就会悬浮起来，这时只要沿轨道方向给车体一个很小的推力，列车就将沿轨道方向运动。图乙为超导磁悬浮列车的原理图。目前的磁悬浮列车有利用同名磁极相排斥的电力悬浮系统和利用异名磁极相吸引的电磁悬浮系统两种，超导磁悬浮属于电力悬浮系统。另一种电磁悬浮系统的原理如图丙所示，它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持10-15毫米的间隙，并使导轨和钢板之间的磁力与车辆的重力平衡，从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。我国上海磁悬浮列车属于电磁悬浮系统如图丁所示，专线西起上海轨道交通2号线的龙阳路站，东至上海浦东国际机场，专线全长29.863公里。是中德合作开发的世界第一条磁悬浮商运线。于2003年1月4日正式开始商业运营，单线运行全程只需8分钟。设计运行时速为430km/h，转弯处半径达8000米，肉眼观察几乎是一条直线，是世界第一条商业运营的高架磁悬浮专线。 请根据上述材料回答下列问题： （1）超导磁悬浮列车中的超导体在低温液氮中转为超导状态时电阻变为___________。 （2）超导磁悬浮列车中的电磁铁是利用电流的___________效应工作的。 （3）上海磁悬浮列车运行时悬浮电磁铁与轨道电磁铁间的相互作用为___________。 A． 异名磁极相互吸引 B． 同名磁极相互吸引 C． 异名磁极相互排斥 D． 同名磁极相互排斥 （4）超导体的应用具有十分诱人的前景，假如科学家已研制出室温下的超导体，你认为把它用来制作下面所要求的材料中，合适的是___________。 A． 家用保险丝 B． 白炽灯泡的灯丝 C． 电炉的电阻丝 D． 远距离输电中的输电导线 【答案】0 磁 A D 【解析】（1）[1]在行驶过程中，车内超导体通过液态氮降温从正常态转为超导状态，电阻降为零。 （2）[2]电磁铁的特点是：有电流时有磁