内容正文:
第二十章 电与磁
第2节 电 生 磁
(1)磁针会转动吗?
如右图所示,将一枚磁针放置在直导线下,使导线和电池触接,连通电路,观察小磁针的变化。
磁针发生转动。
这个磁场与地磁场方向不同,所以磁针转动。
(2)磁针转动说明了什么?
视频:奥斯特实验
通电后磁针转动,
说明通电导体(电流)周围有磁场。
知识点1
电流的磁效应
磁针转动方向相反。
(2)说明什么?
(1)磁针会转动吗?
改变电流的方向,观察磁针的变化。
电流的磁场方向跟电流方向有关。
1.将导线绕在圆筒上,做成螺线管(也叫线圈)。通电后各圈导线磁场产生叠加,磁场增强。
螺线管
通电螺线管的磁场
知识点2
通电螺线管的磁场
探究通电螺线管外部的磁场分布
在螺线管的两端各放一个小磁针,在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后观察指针指向,轻敲纸板,观察铁屑的排列情况。
实 验
改变电流方向,两侧小磁针的指向反转。
视频演示:
实验:把小磁针放到螺线管周围不同位置,在图上记录磁针N极的方向。
结合以上两个实验,对比右图可知:通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似。
探究通电螺线管外部的磁场分布
视频磁场分布(小磁针)
仔细观察螺线管的绕线方法,并画出示意图,并判断螺线管中电流方向,标示在示意图上。
预想可能的不同种情况,小组间交流。
N
S
N
S
N
S
N
S
通过实验,判断螺线管的N、S极,并标在图中。
2.实验结论:
通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。
通电螺线管两端的极性与其中的电流方向有关。
你能用一个巧妙的方法把通电螺线管两端的极性与其中的电流方向的关系表述出来吗?
猴子用右手把一个大螺线管夹在腋下,说:如果电流沿着我右臂所指的方向流动,N 极就在我的前方。
蚂蚁沿着电流方向绕螺线管爬行,说:N 极就在我的左边。
视频:蚂蚁和猴子
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。
三、安培定则
1. 发现电流的磁效应的科学家是( C )
A. 沈括 B. 欧姆 C. 奥斯特 D. 托里拆利
2. 如图所示,在通电螺线管(导线中箭头表示电流方向)附近放置的小磁针(黑端为N极),静止时其指向正确的是( A )
C
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
3. 下列是根据螺线管中电流的方向判断螺线管的极性的方法,其中正确的是( )
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
4. 根据通电螺线管周围存在磁场(如图)的实验事实,某同学对地磁场产生的原因提出了一个假说:地磁场是由绕地球的环形电流引起的。下列选项中符合他假说的模型是( B )
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
5. 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 (填“会”或“不会”)回到原来位置。
S
磁场
会
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
6. 如图所示,两线圈宽松地套在光滑的玻璃a、b间用柔软的导线相连。当S闭合时,两线圈将互相 排斥 (填“吸引”“排斥”或“都不动”),是因为 同名磁极相互排斥 。若对调电源正负极,则两线圈将互相 排斥 (填“吸引”“排斥”或“都不动”)。
排斥
同名磁极相互
排斥
排斥
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
7.某学校研学小组在“探究通电螺线管磁场”的实验中,将小磁针和螺线管放置于同一水平面内,螺线管为东西朝向,小磁针可在水平面内自由转动。开关S闭合后,小磁针的指向如图所示,则电源A端为 负 (填“正”或“负”)极。当开关S断开时,小磁针N极将 向北 (填“向南”“向北”或“不”)偏转。
负
向北
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
8. 开关S闭合后通电螺线管和条形磁体A之间磁感线的形状如图所示,请在图中标出磁感线的方向、条形磁体A的两个磁极。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
9.根据图中小磁针N极的指向标出通电螺线管外部的磁感线方向,并在括号内标出电源的“+”或“-”极。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
10. 小磁针涂黑端为N极,静止时指向如图所示,请根据条件,在图中标出开关闭合后电磁铁的N极,并画出螺线管线圈的绕法。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
11.在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中,采用了如图(a)所示的实验装置。
(1) 当闭合开关S后,小磁针 会 (填“会”或“不会”)发生偏转,说明通电螺线管与小磁针之间是通过 磁场 发生力的作用的。
(2) 用铁屑来做实验,得到了如图(b)所示的情形,它与 条形 磁体的磁场分
布相似。为描述磁场而引入的磁感线 不是 (填“是”或“不是”)真实存
在的。
会
磁场
条形
不是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
(3) 为了研究通电螺线管的磁极性质,老师与同学们一起对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了实验,得到了如图(c)所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与它的 电流方向 有关,且这个关系可以用 安培定则 判断。
(4) 闭合开关S,通电螺线管周围的小磁针N极指向如图(d)所示,由图可知:在
通电螺线管外部,磁感线是从 N 极出发,最后回到 S 极。
电流方向
安培定则
N
S
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
$$