内容正文:
第2讲 电生磁
知识点1、直线电流的磁场
(一)奥斯特实验
任何导线中有电流通过时,其周围空间都产生磁场,这种现象叫做电流的磁效应。奥斯特实验揭示了电现象与磁现象不是孤立的,而是密切联系的,奥斯特实验是第一个揭示电和磁联系的实验。
(1)在小磁针的上方放置一根与小磁针平行的直导线,当给直导线通电时,可观察到小磁针发生了偏转(如图所示)。
结论:小磁针受到了力的作用,通电导线的周围存在磁场。
(2)电路断电后,小磁针不发生偏转(如图乙所示)。
(3)改变电流的方向,观察到小磁针的偏转方向发生改变,即偏转方向与第一次偏转方向相反(如图丙所示)。
结论:通电导线周围的磁场方向与电流的方向有关。
(二)直线电流的磁场分布特点
在有机玻璃板上穿一个孔,一根直导线垂直穿过小孔,在玻璃板上均匀地撒上一些细铁屑。 给直导线通电后,轻敲玻璃板,观察到细铁屑在直导线周围形成一个个同心圆(如图所示)。
结论:直线电流周围的磁感线分布规律是以直导线上各点为圆心的同心圆,这些同心圆在与直导线垂直的平面上,越靠近通电直导线,磁场越强,反之越弱。
①由于地磁场的存在,小磁针静止时南北指向,为使实验结果更明显,通电导线应沿南北方向放置。
②将磁场的分布规律转换为铁屑的分布情况,这是转换法的应用。
安培(右手螺旋定则)定则,即大拇指指向为电流方向; 四指环绕方向为磁场方向。
拓展:右手螺旋定则(安培定则)的应用:
(1)是由通电螺线管中的电流方向判断通电螺线管的南、北极;
(2)是已知道通电螺线管的南、北极判断通电螺线管中的电流方向;
(3)是根据通电螺线管的南、北极以及电源的正、负极,画出通电螺线管的绕线方法
例1:如图,是奥斯特实验,该实验说明: 的周围有磁场,且磁场的方向跟 的方向有关。这种现象叫电流的 效应。
例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N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
1.如图所示是奥斯特实验的示意图,其中 ab、cd 为金属棒,支架其余部分为绝缘材料。a、b 接上导线并通电,观察小磁针偏转情况。
(1)此实验成功的条件之一是金属棒呈________(选填“东西”、“南北”)方向放置。
(2)将导线分别从 a、b 移到 c、d,电流大小、方向保持不变,小磁针的偏转方向________(选填“改变”或“不变”)。
2.如图所示,在竖直放置的矩形通电线框中悬挂一个能自由转动的小磁针。当通以图中所示方向的电流时,小磁针N极将 ( )
A.转动90°,垂直指向纸里 B.转动90°,垂直指向纸外
C.转动180°,指向左边 D.静止不动,指向不变
知识点2、通电螺线管的磁场
1、通电螺线管周围能产生磁场,并与 条形磁铁 的磁场很相似。
2、改变了电流方向,螺线管的磁极改变。
3、判定定则:安培 右手螺旋定则 定则,即:四指环绕方向为 电流方向 。大拇指指向为 磁场方向 ;【版权教育】
通电螺线管周围磁场强弱的影响因素实验
1、猜测影响通电螺线管周围磁场强弱的因素可能有:电流大小、线圈匝数、有无铁芯、铁芯粗细等;
电磁铁的优点
(1)电磁铁磁性的有无可由电流的通断来控制;
(2)电磁铁的磁性强弱可以通过改变电流大小、线圈匝数来控制:电流越大,磁性越强;线圈匝数越多,磁性越强。
(3)电磁铁的磁场方向可通过改变电流的方向来控制:电流方向改变,磁场方向改变。
通电螺线管和电磁铁的辨析
名称
通电螺线管
电磁铁
构造
导线缠绕的螺线管、电源
螺线管、铁芯、电源
有无铁芯
无
有
磁性强弱
较弱
较强
磁场方向
在磁体外部,总是从磁体的N极出发,回到S极
例3:将图中电磁铁的铁芯抽去,可以看到的现象是( )
A.悬挂磁体的弹簧长度不变 B.悬挂磁体的弹簧伸长
C.悬挂磁体的弹簧缩短 D.悬挂磁体的弹簧发生扭转
例4:如图所示,电磁铁的左下方有一铁块,在弹簧测力计作用下向右做匀速直线运动。闭合开关,当铁块从电磁铁的左下方运动到正下方的过程中,将滑动变阻器的滑片逐渐向上移动,下列判断正确的是( )
A.电磁铁的上端是N极,下端是S极
B.电磁铁的磁性逐渐减弱
C.铁块对地面的压强逐渐减小
D.地面对铁块的摩擦力逐渐增大
例5:如图所示,弹簧测力计甲、乙的挂钩上分别挂着一个条形磁体和一个铁块,开关闭合后,当滑动变阻器的滑片向右移动时,弹簧测力计甲的示数 ,弹簧测力计乙的示数 (均填“变大”“变小”或“不变”)。
3.医学上使用的心肺机是用“电动泵”替代心脏,推动血液循环。工作原理如图:
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