内容正文:
第2节 电生磁
第二十章 电与磁
在之前的学习中,我们知道,条形磁铁会使小磁针发生偏转,那么除此之外,还有什么方法可以令小磁针发生偏转?电流与磁场之间又将有怎样的关系呢。今天我们将学习电生磁来解开这些谜团。
1.通过实验了解电流周围存在磁场。
2.探究通电螺线管的磁场方向,了解通电螺线管的磁场与哪种磁体的磁场相似。
3.能够归纳出安培定则并利用安培定则解决相关问题。
通电导线周围存在着磁场,磁场的方向与电流方向有关,这种现象叫做 。
电流的磁效应
在历史上相当长的一段时间里,人们认为电现象
和磁现象是互不相关的。到了19世纪初,一些哲学家
和科学家意识到,各种自然现象之间应该存在着相互
联系。基于这种思想,丹麦物理学家奥斯特长时间用
实验寻找这种联系。在多次失败之后,1820年,奥斯特
在课堂上做实验时终于发现:当导线中通过电流时,它下方的磁针发生了偏转。这个发现令奥斯特极为兴奋,他怀着极大的兴趣又继续做了许多实验,终于证实电流的周围存在着磁场,在世界上第一个发现了电与磁之间的联系。
4
既然电能生磁,为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动?
磁场太弱
怎样才能使电流的磁场变强呢?
将导线绕在圆筒上,做成螺线管(也叫线圈)。通电后各圈导线产生的磁场叠加在一起,磁场就会增强。
螺线管
5
分组实验 探究通电螺线管外部的磁场
1.按照下图布置器材。为使磁场加强,可以在螺线管中插入一根铁棒。把小磁针放到螺线管四周不同的位置,在图上记录磁针N极的方向,这个方向就是该点的磁场方向。跟图20.1-7对比,通电螺线管外部的磁场跟哪种磁体的磁场相似?
结论:通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。
条形
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思考:既然电能生磁,为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动?
磁场太弱
怎样才能使电流的磁场变强呢?
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
通电螺线管的磁场是怎样的呢?
1.通电螺线管
02 通电螺线管的磁场
二、通电螺线管的磁场
螺线管结构示意图
各种各样的螺线管
实验探究
实验:探究通电螺线管外部的磁场方向
探究通电螺线管外部的磁场方向。
实验目的:
学生电源1个、螺线管试验器1个、滑动变阻器1个、开关1只、铁屑1瓶,小磁针若干、导线若干。
实验器材:
小磁针
开关
导线
铁屑
螺线管实验器
滑动变阻器
学生电源
结论: 通电螺线管周围的磁场与条形磁体周围的
磁场分布很相似。
条形磁体有两个磁极,那么通电螺线管也有两个磁极吗?如果有,它们与电流方向有何关系?
(二)探究通电螺线管的极性与电流方向的关系
把小磁针放到螺线管周围不同的位置,通电后观察小磁针N极的指向。
【实验结论】
通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。
通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
【例题2】探究通电螺线管周围的磁场,做了如下实验。
(1)把小磁针放在螺线管四周不同的位置,通电后发现小磁针的指向如图所示,说明通电螺线管周围的磁场跟______磁体的磁场相似,图中______ (选填“左”成“右”)端是螺线管的N极;
(2)对调电源的正负极重复上述实验,小磁针的指向与之前相反。说明通电螺线管的极性跟__________有关,断开开关后,小磁针静止时______极指向南方。
条形
电流方向
右
S
4.如图所示螺线管内放一枚小磁针,当开关S闭合后,小磁针的北极指向将( )
A.不动
B.向外转90°
C.向里转90°
D.旋转180°
A
课堂练习
相斥
C
A.静止不动 B.互相吸引
C.互相排斥 D.一齐向左运动
N
N
课堂练习
5.下图中为两只轻小的通电螺线管,当它们互相靠近时,它们将( )
根据电源的正负极和磁针指向,画出螺线管的
绕法。
S
N
学以致用 1
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判断下面螺线管中的N极和S极:
判断螺线管中的电流方向:
N
S
S
N
N
S
学以致用2、3
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3.小磁针静止时的指向如图所示,由此可知( )
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
B
4.通电螺线管和磁体A附近的磁感线分布如图所示,小磁针处于静止,则( )
A.小磁针的b端为N极
B.通电螺线管左端为N极
C.电源正极为c端
D.电源正极为d端
C
课堂检测
2. 通电螺线管和磁体A磁极附近磁感线分布如图所示,小磁针处于静止。则 ( )
A.小磁针的b端为N极
B.通电螺线管左端为N极
C.电源“+”极为c端
D.电源“+”极为d端
C
基 础 巩 固 题
课堂检测
3. 图是探究“通电螺线管外部的磁场方向”的实验装置。实验中,用小磁针的_______极指向来判断通电螺线管外部某点的磁场方向;断开开关,
将电源的正负极对调,再闭合开关,
观察小磁针的指向是否改变,此操作
探究的问题是“通电螺线管外部的磁
场方向与_________方向是否有关”。
N
电流
基 础 巩 固 题
科学世界
硬磁材料被磁化后具有保持磁性的性质。常见的硬磁材料有高碳钢、铝镍钴合金、钛钴合金、钐钴合金、钡铁氧体等,它们除了用来制造各种各样的永磁体外,还应用于磁记录,如银行存折或银行卡上的磁条、录音磁带、录像磁带、计算机硬盘、磁卡式车票等。
软磁材料被磁化后,不能长期保持磁性。硅钢、软铁、坡莫合金(铁镍合金)、锰锌铁氧体等软磁材料,可以用来制造传递、转换能量和信息的磁性零部件或器件,如变压器、电磁铁、录音头的铁芯,以及收音机中的磁性天线等。
磁性材料
能够被磁化的物质,除了铁以外,还有钴、镍和多种合金,它们统称为磁性材料。磁性材料按其磁化后保持磁性的情况,分为硬磁材料(永磁材料)和软磁材料。
”
”
课堂小结
电生磁
电流的磁效应
通电螺线管的磁场
通电螺线管外部的磁场类似于条形磁体的磁场
通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中电流方向有关
安培定则
通电导线的周围存在磁场
通电导线的周围的磁场方向跟电流的方向有关
直导线周围的磁场,在垂直于通电直导线的平面内呈环形分布
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
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