内容正文:
第二节 电生磁
知识点一:直线电流的磁场
1、奥斯特实验
将磁针放置在导线旁,导线通电时磁针
发生偏转。
切断电流时,磁针又回到原位。
改变电流方向,磁针向相反方向偏转。
切断电流时,磁针又回到原位。
结论:电流的周围存在磁场。磁场方向和电流方向有关。
[说明]
由于地磁场的存在,要使磁针明显偏离原来方向,导线中必须通较强的电流(约5~10安),这样强的电流一般可以采取触接电池两极引起短路获得。因此,实验相当于电源外部短路。
导线必须南北向放置,可以排除地磁场干扰。
2、直线电流磁场分布的规律
在直线电流磁场的磁感线分布中,磁感线是以通电直线导线为圆心作无数个同心圆,同心圆环绕着通电导线。
用安培定则(也叫右手螺旋定则)来判定:用右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向跟电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
知识点二:通电螺线管的磁场
1、特点:由通电线圈组成的,通电螺线管外部的磁感线是从螺线管的北极发出并回到南极。但是,在通电螺线管内部的磁场方向是从螺线管的南极指向北极。相当于一个条形磁铁。
2、判断方法:通电螺线管中的安培定则,用右手握住螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
3、应用:
(1)根据电流方向判定极性
(2)根据极性判定电流方向
(3)根据极性判定周围小磁针的指向
(4)根据极性画出导线的绕法
知识点三:通电螺线管磁性强弱的因素
影响通电螺线管磁性强弱的因素:电流大小、线圈匝数、有无铁芯。
实验:探究电磁铁的磁性强弱跟什么因素有关?
实验方法:控制变量法,转换法
①保证线圈匝数不变,改变通过电磁铁的电流大小,观察电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱。
结论:当电磁铁线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性就越强。
②保证线圈匝数和电流大小不变,使电磁铁有无铁芯,观察电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱。
结论:
当电磁铁线圈的匝数和通过的电流一定时,有铁心的电磁铁磁性更强。
③用两个同样的铁心,让线圈串联起来,保证通过电磁铁的电流不变(相等),改变电磁铁线圈的匝数,观察电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱。
结论:当电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性就越强。
例1:某同学研究电流产生的磁场,闭合开关前,小磁针的指向如图甲所示;闭合开关,小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示;只改变电流方向,再次进行实验,小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是( )
A.由甲、乙两图可得电流可以产生磁场
B.由甲、乙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关
C.由甲、乙两图可得电流产生的磁场强弱与电流大小有关
D.由甲、丙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关
【答案】A
例2:在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时,小科设计了如图所示的电路。下列相关说法错误的是( )
A.通过电磁铁A和B的电流相等
B.电磁铁A、B上方的磁极极性不同
C.电磁铁B的磁性强于电磁铁A的磁性
D.向右移动滑片P,电磁铁A、B的磁性都减弱
【答案】B
例3:如图所示,A是悬挂在弹簧下的铁块,B是螺线管的铁芯,S是转换开关(S接1时连入电路的线圈匝数多,S接2时连入电路的线圈匝数少),P是滑动变阻器的滑片。要使弹簧的长度变长,可采取的办法是( )
A.不改变滑片P的位置,S由1改接到2
B.S接1不变,将滑片P向右滑
C.S接1不变,将滑片P向左滑
D.S接1不变,滑片P的位置不变,将铁芯B抽出
【答案】C
例4:如图所示,在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁,开关闭合后,当滑片P从a端向b端滑动过程中,会出现的现象是( )
A.电流表示数变小,弹簧长度变短
B.电流表示数变小,弹簧长度变长
C.电流表示数变大,弹簧长度变长
D.电流表示数变大,弹簧长度变短
【答案】D
例5:如图所示,盛水的烧杯放在电磁铁上方,
当电磁铁的开关断开时,空心小铁球自由地
浮在水面上,小磁针指向如图所示,以下说
法错误的是( )
A.开关闭合时,小磁针N极向下偏转,S极向上偏转
B.开关闭合、滑动变阻器的滑片向下移动时,电磁铁磁性增强
C.当电路中电流减小时,空心小铁球所受的浮力减小
D.无论开关断开还是闭合,浮在水面上的空心小铁球所受的浮力不变
【答案】D
例6:如图甲所示,电子沿着水平方向平行地飞过小磁针正上方时,实验表明:小磁针的N极向纸外发生偏转。若将一通电直导线放在小磁针正上方或正下方,如图乙所示(图中只画出了通电直导线放在小磁针正上方的情况),请你根据图甲的实验现象,判断下列分析正确的是(不考虑地磁场的影响)( )
A.通电直导线放在小磁针正上方时,小磁针的N极向纸外发生偏转
B.通电直导线放在小磁针正上方时,小磁针的N