内容正文:
16.2电流的磁场
1. 【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.会判断通电螺线管周围的磁场方向;
3.了解什么是电磁铁,知道电磁铁的特性和工作原理;
4.掌握电磁继电器的结构和工作原理。
2. 【知识讲解】
要点一、探究通电直导线周围的磁场(奥斯特实验)
1.实验名称:奥斯特实验
2.实验过程:如图将一根直导线架在静止小磁针的上方(小磁针放在支架上因为摩擦力小受到轻微的力就能转动,放大实验效果),并使直导线与小磁针平行(小磁针和直导线都是南北放置)。
3.实验现象:(1)接通电路小磁针发生偏转。(2)改变电流方向小磁针偏转方向与之前相反。
4.实验结论:奥斯特实验说明:通电导线周围存在磁场;磁场方向与电流方向有关。
要点二、电流的磁场
1.通电直导线周围的磁场:
(1)通电导线(电流)周围存在磁场的现象称为电流的磁效应。(这就是我们常说的电生磁)
(2)在垂直于通电直导线的平面内,它的磁感线是以电流为中心的同心圆。
2.通电螺线管周围的磁场:
(1)螺线管:为了增强磁性我们把导线绕在圆筒上做成了螺线管。
(2)通电螺线管的磁性特征:
①通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场类似。
②通电螺线管的磁场判断
安培定则:用右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向与螺线管中的电流方向一致,则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
③增强螺线管的磁性:1.增加线圈匝数2.增强电流大小3.螺线管中间插入铁芯
注意事项:
1.安培定则虽然使用的是右手但不能叫做右手定则。
2.通电导线周围的磁场方向满足“上左、下右”特点。即正面面对螺线管电流,电流方向向上,N极在左端,电流方向向下,N极在右端。
要点三、电磁铁、电磁继电器
1. 电磁铁:在一根软铁芯上,用漆包线绕成线圈就做成了一个简单的电磁铁。
2.磁性强弱:(1)线圈匝数越多电磁铁磁性越强 (2)线圈中的电流越大电磁铁磁性越强。
3.电磁铁的优点:
(1)电磁铁磁性的有无可以由通电、断电来控制。
(2)电磁铁磁性的强弱可以调节电流的大小来控制。
(3)电磁铁的N、S极是由线圈中的电流方向决定的,便于人工控制。
4.电磁铁的应用--电磁继电器
(1)电磁继电器是用电磁铁控制电路的一种开关。
(2)结构:控制电路和受控电路两部分组成。控制电路包电磁铁A、衔铁B、低压电源U1、开关S;受控电路包括高压电源U2、电动机M,电磁继电器的触点D、E。
(3)原理:闭合控制电路中的开关S,电流通过电磁铁A的线圈产生磁性,把衔铁B吸下来,使动触点D与静触点E接触,受控电路闭合,电动机工作。断开开关S,线圈中的电流消失,电磁铁的磁性消失,衔铁B在弹簧C的作用下与电磁铁A分离,使触点D、E脱开,受控电路断开,电动机停止工作。
注意事项:
电磁继电器由控制电路和受控电路两部分组成,两个电路图画制时互不影响,单独画制不能交织在一起。
3. 【基础练习】
1.如图所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分,置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线。当直导线中通过如图所示的电流时,小磁针发生偏转。下列说法正确的是( )
A. 首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是焦耳
B. 小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
C. 只改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向与图所示相同
D. 只改变直导线中的电流大小,小磁针偏转方向与图所示相反
2.如图所示,下列说法中错误的是( )
A. 这是著名的奥斯特实验
B. 图示实验说明了通电导线周围存在磁场
C. 将图中导线断开,小磁针极将指向地磁场的北极
D. 改变图中电流的方向,小磁针偏转方向改变
3.如图所示,开关闭合,发现弹簧缩短,小磁针旋转到如图中所示位置静止,则下列说法正确的是( )
A. 电源右端是负极
B. 小磁针上端是极
C. 滑动变阻器向左移动时,弹簧的长度变短
D. 通电螺线管的下端为极
4.如图所示,电磁铁和通电后( )
A. 的右端是极,的左端是极,它们相互吸引
B. 的右端是极,的左端是极,它们相互排斥
C. 的右端是极,的左端是极,它们相互排斥
D. 的右端是极,的左端是极,它们相互吸引
5.如图所示,是一个巨磁电阻,其阻值随磁场的增强而急剧减小,当闭合开关、时,下列说法正确的是( )
A. 电磁铁的右端为极
B. 小磁针将顺时针旋转
C. 当向左滑动时,电磁铁的磁性增强,指示灯变暗
D. 当向右滑动时,电磁铁的磁性减小,电压表的示数减小
6.许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁,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