内容正文:
电生磁
(1)磁针会转动吗?
如右图所示,将一枚磁针放置在直导线下,使导线和电池触接,连通电路,观察小磁针的变化。
磁针发生转动。
这个磁场与地磁场方向不同,所以磁针转动。
(2)磁针转动说明了什么?
演示1
通电后磁针转动,说明电流周围有磁场。
磁针转动方向相反。
(2)说明什么?
(1)磁针会转动吗?
改变电流的方向,观察磁针的变化。
演示2
电流的磁场方向跟电流方向有关。
1.电流的周围存在磁场,电流的磁场方向跟电流方向有关。
2.通电导线周围存在与电流方向有关的磁场,这种现象叫做电流的磁效应。
一、电流的磁效应
奥斯特的故事
奥斯特是丹麦物理学家,他从小聪明好学,1794年以优异的成绩考入哥本哈根大学学习,后来成为这所大学的物理教授。
他相信各种自然现象间存在联系。经过长时间用实验寻找,在多次失败后,1820年,奥斯特在课堂上做实验时发现了电和磁之间的联系。
1.将导线绕在圆筒上,做成螺线管(也叫线圈)。通电后各圈导线磁场产生叠加,磁场增强。
二、通电螺线管的磁场
螺线管
探究通电螺线管外部的磁场分布
演示:在螺线管的两端各放一个小磁针,在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后观察指针指向,轻敲纸板,观察铁屑的排列情况。
实 验
改变电流方向,两侧小磁针的指向反转。
实验:把小磁针放到螺线管周围不同位置,在图上记录磁针N极的方向。
结合以上两个实验,对比右图可知:通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似。
实验:通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系。
使用图中实验装置,组成实验电路。
仔细观察螺线管的绕线方法,并画出示意图,并判断螺线管中电流方向,标示在示意图上。
预想可能的不同种情况,小组间交流。
通过实验,判断螺线管的N、S极,并标在图中。
2.实验结论:
通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。
通电螺线管两端的极性与其中的电流方向有关。
N
S
N
S
N
S
N
S
你能用一个巧妙的方法把通电螺线管两端的极性与其中的电流方向的关系表述出来吗?
猴子用右手把一个大螺线管夹在腋下,说:如果电流沿着我右臂所指的方向流动,N 极就在我的前方。
蚂蚁沿着电流方向绕螺线管爬行,说:N 极就在我的左边。
用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则拇指所指的那端就是螺线管的N极。
三、安培定则
1.判断下面螺线管中的N极和S极:
2.判断螺线管中的电流方向:
N
S
S
N
N
S
练一练
3.根据小磁针静止时指针的指向,判断出电源的正负极。
N
S
+
—
电源
S
N
练一练
电流的磁效应
通电螺线管的磁场
安培定则
课堂小结
$$
电磁铁 电磁继电器
永磁体
电磁铁
1.插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁。
2.有电流通过时有磁性,没有电流时失去磁性。
一、电磁铁
线圈
铁芯
演示电磁铁的工作
电磁铁磁性大小跟哪些因素有关呢?
磁性强弱可能与电流的大小、线圈的匝数和形状有关。
应用电流磁效应,应该与电流大小有关。
线圈是主要部件,应该与线圈的形状、匝数有关。
二、电磁铁的磁性
问题
猜想
判断磁性强弱方法:
根据吸引铁钉、曲别针等的多少来判断螺线管的磁性强弱。
对于外形相同的螺线管,电磁铁磁性的强弱跟线圈的匝数会有什么样的关系?
(1)改变电路中的电流大小;
(2)改换不同匝数的螺线管。
二、电磁铁的磁性
设计实验
a
S
二、电磁铁的磁性
演示1
结论:
匝数一定时,通入的电流越大,电磁铁的磁性越强。
现象:
a
S
a
S
现象:
二、电磁铁的磁性
演示2
结论:
电流一定时,外形相同的螺线管匝数越多,电磁铁的磁性越强。
a
b
S
三、电磁铁的应用
电磁起重机
电铃
电磁阀门
电磁锁
电磁选矿机示意图
磁悬浮列车所用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁。是一种靠安装在车厢和轨道上的磁体的相互作用悬浮和高速运动的,由于磁力使其悬浮在轨道上方几厘米高度,行走时不需接触轨道,因此只受来自空气的阻力。磁悬浮列车的最高速度可达每小时500 km以上。
2003年,上海浦东机场到市区的磁悬浮铁路成为我国第一条正式投入运营的磁悬浮铁路。
三、电磁铁的应用
磁悬浮列车
在生活中,我们经常看到一些大型机器在工作(如大型吊车),而它们的电流可达几十安、上百安,直接控制或操作是很危险的,那怎么才能控制这些强大的电流?
三、电磁铁的应用
四、电磁继电器
1.电磁继电器
电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
2.电磁继电器的构造
四、电磁继电器
3.电磁继电器的工作原理
低压电源
低压控制电路
高压电