第二十章第2节电生磁 讲义 2024-2025学年人教版物理九年级全一册

第二十章 电与磁 20.2 电生磁 ★学习目标 1. 知道电流周围存在着磁场； 2. 认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间的联系； 3.知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似； 4. 会用安培定则判定磁极和通电螺线管的电流方向。 我们知道，当把小磁针放在条形磁铁的周围时，小磁针会发生偏转。这说明条形磁铁周围存在磁场，磁场对小磁针产生力的作用使小磁针发生转动。 我们做两个演示实验： 一、拿一根导线，把小磁针放在导线附近，当给导线通电后，发现小磁针发生了偏转； 二、做一个如图所示的螺线管，在玻璃板上均匀撒上铁屑，给螺线管通电后，我们发现铁屑在玻璃板上的分布发生了变化，拿小磁针在螺线管周围移动时，小磁针同样会发生偏转。 以上现象告诉我们，铁屑在玻璃板上分布发生变化、小磁针发生偏转都是由于“磁场”的作用，这说明通电导线和通电螺线管周围存在磁场。 通电导线和通电螺线管周围的磁场是如何产生的？ 毫无疑问，磁场的产生是由于导线中（螺线管中）有电流通过。 或者说电流周围有磁场存在。这一现象叫“电流的磁效应”。 一、电流的磁效应 首先发现电流周围存在磁场的是丹麦物理学家奥斯特。 这就是著名的奥斯特实验 如图所示，将小磁针放在直导线下方，闭合开关，并观察小磁针运动情况。 改变导线电流方向，观察小磁针运动情况。 结论： 1. 通电导体周围存在磁场。通电导体周围磁场的方向与电流的方向有关。 2. 进一步研究发现：直线电流产生的磁场中，磁感线是以导线为圆心排列的系列的同心圆。 3. “电生磁”，即电流能产生磁场，这种现象叫电流的磁效应。 二、通电螺线管的磁场 螺线管（线圈）就是把导线缠在一个圆筒上，如图。 实验探究通电螺线管的磁场特点 在螺线管两端各放上一个小磁针，并在纸板上均匀撒满铁屑，通电后观察小磁针的指向，并轻敲硬纸板，观察铁屑的排列情况； 改变电流方向，重复上述步骤。 实验结论： （1）通电螺线管周围存在磁场，通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似。 （2）通电螺线管的磁场方向（磁极）与电流的方向有关。 （3）通电螺线管外部的磁感线是从N极出来，回到S极。 三、安培定则 提出问题：通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似，那么怎么判定通电螺线管的磁场呢？ 通电螺线管磁极的判断方法——安培定则： 用右手握螺线管，让四指弯向螺线管电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。 【注意】 通电螺旋管内部磁场的方向与外部磁场方向不同，内部磁场方向是从S 极 指向N极。如图所示，是通电 螺旋管内部小磁针静止时的情况。 【课堂练习】 1.如图所示是奥斯特实验的示意图，分别做图甲和乙所示实验，说明__________________；分别做图甲和丙所示实验，说明___________________________________________________。 2.如图是奥斯特实验的示意图，有关分析正确的是（　　)。 A．通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定； B．发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用； C．移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场； D．通电导线周围的磁场方向与电流方向无关 3.如图所示，当开关闭合时，导线下方的小磁针会发生偏转，说明通电导体周围存在着________，这是丹麦著名物理学家________发现的，属于电流的________（填“热”“磁”或“化学”）效应。 4.关于通电螺线管，下列说法正确的是（　　)。 A．铜不能被磁化，故通电螺线管不能利用铜导线制作； B．通电螺线管的磁场与蹄形磁体相似； C．通电螺线管的磁性强弱与电流大小无关； D．通电螺线管中插入铁芯，其磁性会增强 5.关于通电螺线管，下列说法不正确的是（　　)。 A．通电螺线管周围存在磁场； B．通电螺线管周围不存在磁场； C．通电螺线管周围的磁场方向与线圈中电流方向有关； D．通电螺线管周围的磁场方向与线圈绕向有关 6.如图所示，根据磁感线的方向，可以判断（　　)。 A．a为电源的正极，b为小磁针的S极； B．a为电源的负极，b为小磁针的N极； C．a为电源的负极，b为小磁针的S极； D．a为电源的正极，b为小磁针的N极 7.1820年，安培在科学院做了一个小实验，引起与会科学家的极大兴趣。如图所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，看到的现象是：通电螺线管（　　)。 A．转动后停在任意位置； B．转动后停在南北方向上； C．不停地转动下去； D．仍保持在原来位置上 【基础知识•过关检测】 1.婉婉用家中简单的物品设计了探究磁与电的关系的实验装置，如图所示。 　 （1)她由图（a)、(b)、(c）得出：电流周围存在______________，且______________。  （2）此实验中小磁针的作用是______________。  （3）她在实验中用到的科学研究方法是_____。  A.类比法　　　B.转换法 C.控制变量法　　　D.等效替代法 （4）婉婉有一个大胆的推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，如图（d）所示，小磁针也会发生偏转。其依据是____________________________。  （5）图（d）中小磁针N极偏转方向和图____________中小磁针的N极偏转方向相同，依据是____________________________。  2.如图所示，闭合开关S1、S2，两个通电螺线管的相互作用情况及A、B端的极性分别是（　　) A.相斥，A端为N极，B端为N极 B.相吸，A端为S极，B端为N极 C.相斥，A端为S极，B端为S极 D.相吸，A端为N极，B端为S极 3.如图所示是一个可自由转动的小磁针放在通电螺线管的一端最终静止时的状态，“N”是小磁针的极性。请在图中画出绕线（三匝即可），使它和电源形成闭合电路，并标出电源“+”“-”极。 4.小丽通过实验找到了通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系，她对如图所示的螺线管中的电流方向和通电螺线管的极性作出下列判断，其中正确的是 (　　) ①通电螺线管右端是N极 ②通电螺线管外部的磁场与蹄形磁铁的磁场相似 ③通电螺线管左端是N极 ④若改变螺线管中的电流方向，通电螺线管的极性对调 A.①②③　　　B.①②④ C.③④　　　D.①②③④ 5.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B的绕线，并标出电源的正、负极。 6.如图所示，探究通电螺线管外部磁场的方向。 （1）玻璃板上均匀撒上铁屑，放上小磁针。闭合开关后，__________玻璃板，铁屑分布情况表明，螺线管的外部磁场与__________磁体周围的磁场相似。  （2）接通电路，小磁针静止时__________　　　　极的指向是该点的磁场方向。  （3）调换电源的正负极，闭合开关，小磁针反方向偏转，说明通电螺线管外部的磁场方向与　　　　__________有关。  7.图中的两个线圈套在光滑的玻璃管上，导线柔软，可以自由滑动，开关S闭合后，（　　)。 A．两线圈左右分开； B．两线圈向中间靠拢； C．两线圈静止不动； D．两线圈先左右分开，然后向中间靠拢 8.2019年5月23日，我国时速600 km的高速磁浮试验样车在青岛下线，这标志着我国在高速磁浮技术领域实现重大突破。磁浮列车“悬浮”是利用了电流的________效应；丹麦物理学家________是第一个发现电与磁之间有联系的人。 9.如图所示的电路中，导线通电之前，处于静止状态的小磁针S极所指的方向是________（填“地理”或“地磁”）的北极；导线通电之后，小磁针静止时________极所指的方向为该点磁场的方向。 第九题 第十题 10.如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R3的滑片调节到图示位置，待电路稳定后，小磁针静止时B端为______（选填“N”或“S”）极。将滑动变阻器的滑片向右滑动，电阻R1的电流变化量______（选填“大于”、“小于”或“等于”）电阻R3的电流变化量。（不考虑地磁场的影响） 11.如图所示是汽车CO2排放量检测电路。开关闭合后，电磁铁的上端是________（选填“N”或“S”）极，气敏电阻R1的阻值随CO2浓度的增大而减小，导致电磁铁的磁性__________（选填“增强”或“减弱”），当CO2浓度高于某一设定值时，电铃就会报警。若灯泡规格为“12V 6W”，则灯泡正常发光的电流是__________A。 学科网（北京）股份有限公司 $$