内容正文:
第2节 电生磁
知识点一 电流的磁效应
1.奥斯特实验
1820年,丹麦物理学家 奥斯特 发现电流的周围存在着 磁场 。他在世界上第一个发现了电与磁之间存在相互联系。
2.电流的磁效应
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。
如图所示,将一根直导线放在静止小磁针的正上方,并与小磁针平行。接通电路后,观察到小磁针偏转。
(1)实验探究的是通电直导线周围是否存在 磁场 。
(2)改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向也发生改变,表明 通电直导线周围的磁场方向与电流方向有关 。
(3)本实验中用到的物理研究方法是 B 。
A.类比法 B.转换法
C.控制变量法 D.等效替代法
知识点二 通电螺线管的磁场
1.通电螺线管外部的磁场方向和 条形 磁体的磁场相似。通电螺线管的两端相当于条形磁体的N、S极。
2.通电螺线管两端的极性跟螺线管中 电流 的方向有关。
拓展:条形磁体与通电螺线管的不同点如下表:
条形磁体 通电螺线管
①是永磁体,磁性长期保持;
②N、S极是固定的;
③磁性强弱是不变的①通电时有磁性,断电时磁性消失;
②N、S极与电流的方向有关;
③磁性强弱与线圈匝数和电流大小等有关
在探究通电螺线管外部磁场的方向时,在玻璃板上均匀地撒上铁屑,闭合开关,轻敲玻璃板,铁屑的分布情况如图所示。铁屑在玻璃板上的分布与 条形磁体 的磁场分布非常相似。若把连接电源正、负极的接线对调,再闭合开关,轻敲玻璃板,此时铁屑的分布情况 不变 (选填“改变”或“不变”),小磁针N、S极的指向 改变 (选填“改变”或“不变”)。
1.小磊做实验探究“通电螺线管外部的磁场分布”。他在螺线管的两端各放一个小磁针,并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后轻敲纸板,小磁针的指向和铁屑的排列情况如图所示。当改变螺线管中电流方向时,小磁针的指向会改变。下列说法中正确的是( A )
A.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
B.通电时,螺线管的左端相当于条形磁体的N极
C.通电螺线管的磁场方向与螺线管中电流的方向无关
D.通过减小电流强度,可增强通电螺线管周围的磁场
知识点三 安培定则
内容: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。
小磁针静止时的指向如图所示,由此可以判定螺线管的A端是 S (选填“N”或“S”)极,接线柱a连接的是电源 正 (选填“正”或“负”)极。
规律总结:安培定则共涉及三个方向:电流方向、磁场方向、线圈绕向,知道其中的两个就可以确定第三个。
2.(2023·达州)如图所示,请在括号内标出通电螺线管左端的磁极、小磁针右端的磁极以及导线上A点的电流方向。(磁极均用“N”或“S”表示)
3.(1)如图所示是小磁针放在通电螺线管右端静止时的情形,在螺线管左侧的虚线框内标出导线中电流的方向。
(2)请画出图中螺线管的绕线方法。
1.最早发现电流的磁效应的科学家是( C )
A.欧姆 B.安培 C.奥斯特 D.焦耳
2.如图所示是某同学探究“通电直导线周围是否存在磁场”的实验装置,通电后小磁针发生了偏转。关于这个实验,下列说法正确的是( B )
A.改变通电直导线中的电流方向,小磁针N极的指向不变
B.小磁针的作用是检验通电直导线周围是否存在磁场
C.实验中直导线是沿东西方向放置的
D.把小磁针放在直导线的上方,通电后小磁针不发生偏转
3.小磁针静止时的指向如图所示,由此可知( B )
A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B.a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极
C.b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
D.b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
4.下列各项中,小磁针N极的指向和通电螺线管的磁感线方向均正确的是( A )
5.如图所示,弹簧测力计下挂一条形磁体,条形磁体下面放置一通电螺线管,闭合开关,当将条形磁体从a向b水平移动时,下列图象中弹簧测力计示数变化情况正确的是
( A )
6.(2023·广东)如图所示,桌面上有一枚转动灵活的小磁针,静止时,小磁针 S 极指南。当导线与电池触接时,小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在 磁场 ;断开电路,小磁针 会 (选填“会”或“不会”)回到原来位置。
7.小明用导线绕成一个螺线管,通电后小磁针指向如图所示,则通电螺线管的 右 (选填“左”或“右”)端为N极,B端为电源的 正 极。
8.如图所示的电路,在螺线管右端放置一个小磁针,闭合开关后,用“+”“-”标出电路中电源右端的极性;用“N”“S”标出小磁针静止时右端的磁极。
9.(2023·内江)如图,根据小磁针静止时的N极方向,用箭头在图中A点标出磁感线的方向和导线中B点的电流方向。
10.如图所示,请根据通电螺线管周围磁感线的方向判断电源的“+”“-”极和小磁针的N极,并在图中标出。
11.如图所示,小磁针放在两通电螺线管之间,静止时小磁针的N、S极处于如图所示的状态,请完成螺线管的绕线,并标出电源的正、负极。
12.在探究“通电螺线管外部的磁场分布”实验中,小明进行了如下操作:
(1)如图,在螺线管的两端各放一个小磁针,并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。
①由图可知通电螺线管外部的磁场与 条形磁体的磁场 相似;放入小磁针的作用是 显示磁场的方向 ;
②通电螺线管的右端为 N 极;
③实验时小明发现现象不明显,为了增强磁场的强度,在不改变电流大小的情况下,可以采取 增加线圈的匝数 的办法。
(2)改变电流方向,小明发现,铁屑的分布形状 没有改变 (选填“没有改变”或“发生改变”),而小磁针的指向与原来 相反 (选填“相同”或“相反”)。
(3)实验中的铁屑 不能 (选填“能”或“不能”)用铜屑代替。闭合开关后,为了更好地通过铁屑客观地描述磁场分布情况,接下来他的操作是 轻敲硬纸板 ,这样做的主要目的是减小铁屑与硬纸板之间的摩擦,使铁屑在磁场力的作用下动起来。
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