第20.2讲：电生磁、电磁铁和电磁继电器【教材为纲·探题源】-2024年中考一轮复习讲义

第20-2讲 电生磁、电磁铁和电磁继电器 知识点1：电生磁 电流的磁效应：丹麦物理学家奥斯特（Hans Christian Oersted, 1777—1851）。于1820 年，在课堂上做实验时终于发现：当导线中通过电流时，它下方的磁针发生了偏转。这个发现令奥斯特极为兴奋，他怀着极大的兴趣又继续做了许多实验，终于证实电流的周围存在着磁场，在世界上第一个发现了电与磁之间的联系。 通电导线和磁体一样，周围存在磁场，即电流的磁场。实验还表明，当电路中的电流反向时，磁针的偏转方向也相反。这说明电流的磁场方向跟电流的方向有关。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。 通电螺线管的磁场：把导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈），各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多。 安培定则：实验结果表明，通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极，它们的极性可以从实验中小磁针的指向来确定。改变电流方向，通电螺线管的N、S 极正好对调，这说明，通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。 在发现一个物理规律后，如果能够采用一个巧妙的办法把它表述出来，则既方便记忆，又便于我们发现其中各量之间的联系。对于通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系，我们可以用安培定则（Ampere law）来表述：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。 【典例探究】如图所示是电磁学中的一个实验场景，下列关于它的说法（　　） ①这是模拟奥斯特实验的一个场景； ②图示实验说明了通电导线周围存在磁场； ③改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向不变； ④若图中导线无电流，小磁针N极将指向地磁的北极。 A．只有①②正确 B．只有②④正确 C．只有①④正确 D．只有③④正确 【答案】A 【解析】①由图可知，该实验是用于模拟奥斯特实验的一个场景，则①正确； ②该实验中，若给导线通电，下面的小磁针会转动，即说明通电导线周围存在着磁场，则②正确； ③由于磁场的方向与电流的方向有关，改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向改变，则③错误； ④将图中导线断开，小磁针由于地磁场的缘故，N极将指向地磁场的南极，地理的北极，则④错误。 故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 【典例探究2】下列各图中通电螺线管旁的小磁针静止时的指向正确的是（　　） A．甲、乙 B．乙、甲 C．甲、丁 D．丙、丁 【答案】D 【解析】甲中根据安培定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极应向左，故甲错误； 乙中根据安培定则可知，螺线管的下端为N极，上端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极应向下，故乙错误； 丙中根据安培定则可知，螺线管的左端为S极，右端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极应向左，故丙正确； 丁中根据安培定则可知，螺线管的左端为S极，右端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应向左，故丁正确。 综上所述，ABC错误，D正确。 故选D。 知识点2：电磁铁和电磁继电器 电磁铁：一根条形磁体，它的周围存在着磁场。这种磁体是一种永久磁体。永久磁体可以吸引铁钉、曲别 针、钢针等铁磁性材料制作的物体。如果把一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时，它会有较强的磁性。这种磁体，在有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁（electromagnet）。 电磁铁的磁性：电磁铁的线圈匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；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。 电磁继电器：继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置。电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。 【典例探究1】许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。关于电磁铁，下列说法中正确的是(　　) A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替 B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁 C．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关 D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的 【答案】D 【解析】A.电磁铁的铁芯是用软磁性材料制成，因为铜不是磁性材料，故A错误； B.电磁铁的优点一方面是磁性的有无可以控制，不是永磁铁，故B错误； C.电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故C错误； D.电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故D正确。 故选D。 【典例探究2】张扬同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中，使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法错误的是(　　) A．滑片P向右滑动，电磁铁的磁性减弱 B．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的