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第十七章 從指南針到磁浮列車
第二節(jié) 電流的磁場(chǎng)
仔細(xì)觀察下面幾幅圖：電與磁的應(yīng)用
話筒
電磁起重機(jī)
揚(yáng)聲器
在圖中所示電器設(shè)備中，它們均利用了磁性。磁跟電有什么關(guān)系呢？
新課導(dǎo)入
1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道通電導(dǎo)體的周圍存在磁場(chǎng)。
2.知道通電螺線管外部磁場(chǎng)分布情況相當(dāng)于條形磁鐵的磁場(chǎng)分布。
3.會(huì)應(yīng)用右手螺旋定則判斷通電螺線管的極性
4.了解電磁鐵的特點(diǎn)及應(yīng)用。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
這是丹麥物理學(xué)家奧斯特在1820年4月的一天，在課堂上演示物理實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象。他是第一個(gè)成功揭開電與磁之間奧秘的物理學(xué)家。
新知講解
奧斯特實(shí)驗(yàn)
一
1、實(shí)驗(yàn)器材:
直導(dǎo)線、電池、小磁針
2、實(shí)驗(yàn)步驟:
①連接電路。
②接通電路，導(dǎo)線中有電流通過(guò)，觀察小磁針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并注意偏轉(zhuǎn)方向。
③斷開電路，導(dǎo)線中沒有電流通過(guò)，觀察小磁針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
④接通電路，改變電流方向，觀察小磁針偏轉(zhuǎn)方向。
通電時(shí)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
通電后磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，說(shuō)明電流周圍有磁場(chǎng)
通電
斷電后，小磁針恢復(fù)到原來(lái)的位置
磁針轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反
電流的磁場(chǎng)方向跟電流方向有關(guān)
斷電
改變電流方向
注意：導(dǎo)線與磁針平行擺放,通電時(shí)間不易太長(zhǎng)。
奧斯特實(shí)驗(yàn)表明：①通電導(dǎo)體周圍存在著磁場(chǎng)；
②通電導(dǎo)體周圍磁場(chǎng)的方向與電流方向有關(guān)。
想一想：既然電能生磁，為什么手電筒在通電時(shí)連一根大頭針都吸不動(dòng)？
磁性太弱——磁場(chǎng)太弱。
怎樣才能使電流的磁場(chǎng)變強(qiáng)呢？
將導(dǎo)線繞在圓筒上，可做成一個(gè)螺線管（也叫線圈）。
下面，我們探究一下通電螺線管的磁場(chǎng)是什么樣的？
通電螺線管的磁場(chǎng)
二
實(shí)驗(yàn)探究一：通電螺線管外部的磁場(chǎng)
在穿過(guò)螺線管的有機(jī)玻璃板上均勻地撒上鐵屑，通電后輕敲玻璃板，觀察鐵屑分布情況。
通電螺線管周圍的鐵屑分布情況與條形磁體周圍的鐵屑分布情況相似，因此，其周圍的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似。通電螺線管也有N極和S極。
實(shí)驗(yàn)探究二：通電螺線管的磁場(chǎng)方向
利用手中的干電池、螺線管、小磁針判斷在不同電流方向下，通電螺線管的N極和S極，并將結(jié)果記錄在對(duì)應(yīng)圖中。
觀看視頻
螺線管的a端和小磁針的N極_____ （選填“相吸”或“排斥”） ；螺線管的b端和小磁針的S極______ （選填“相吸”或“排斥”）；這說(shuō)明通電螺線管周圍存在著_____，a端為____極，b端為____極。
相吸
相吸
磁場(chǎng)
S
N
通電線圈的極性跟電流方向的關(guān)系用安培定則來(lái)判定。
用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則拇指所指的那端就是螺線管的N極。
安培定則（右手螺旋定則）
三
S
N
1.判斷N，S極
題型一：根據(jù)電流方向判定極性
S
N
2.已知電流，畫出線圈的繞線
題型二：根據(jù)極性判定電流方向
在右圖中小磁針靜止，標(biāo)出通電螺線管的N、S極和電源的正負(fù)極。
N
+
—
S
題型三：根據(jù)極性判定周圍小磁針的指向
圖為通電螺線管和一小磁針靜止時(shí)的情形，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出電流方向、通電螺線管的磁極名和小磁針的磁極名。
N
S
S
N
你知道電磁鐵的磁性跟什么因素有關(guān)嗎？
帶鐵芯的通電螺線管稱為電磁鐵。
電磁鐵結(jié)構(gòu)
電磁鐵
四
磁場(chǎng)是電流產(chǎn)生的
電流的大小
螺線管磁場(chǎng)是單根導(dǎo)線磁場(chǎng)的疊加
線圈的匝數(shù)
（1）實(shí)驗(yàn)方法：
控制變量法
轉(zhuǎn)換法（吸引曲別針的數(shù)目反映磁性強(qiáng)弱）
猜想與假設(shè)：
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)1：研究電磁鐵的磁性跟電流大小的關(guān)系
（2）選擇實(shí)驗(yàn)器材，連接實(shí)驗(yàn)電路。
移動(dòng)滑片改變電路中的電流大小
保持線圈的匝數(shù)不變
實(shí)驗(yàn)2：研究電磁鐵的磁性跟線圈匝數(shù)的關(guān)系
串聯(lián)，控制電流相等
滑片調(diào)到適當(dāng)位置后保持不動(dòng)
①通過(guò)電磁鐵的電流越大，電磁鐵的磁性就越強(qiáng)。
②當(dāng)電流一定時(shí)，電磁鐵線圈的匝數(shù)越多，磁性就越強(qiáng)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
電磁鐵的應(yīng)用
電磁鐵在生產(chǎn)生活中有很多應(yīng)用，如在電磁繼電器、電磁起重機(jī)和磁浮列車中都用到了電磁鐵。
電磁起重機(jī)
磁浮列車
電磁繼電器
電磁繼電器是一種電子控制器件，是用較小的電流、較低的電壓去控制較大電流、較高電壓的一種“自動(dòng)開關(guān)” ，電磁繼電器通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和自動(dòng)化控制。
電磁繼電器
一般由電磁鐵、銜鐵、彈簧片、觸點(diǎn)等組成，其工作電路包括低壓控制電路和高壓工作電路兩個(gè)部分.
A ------ 電磁鐵
B ------ 銜鐵
C ------ 彈簧
D ------ 動(dòng)觸點(diǎn)
E ------ 靜觸點(diǎn)
觀看電磁繼電器工作原理視頻
1、當(dāng)電磁鐵線圈中有電流通過(guò)時(shí)，小磁針靜止在如圖所示的位置上，則電源的A端是____極。
負(fù)
S
N
A
電源
B
當(dāng)堂檢測(cè)
2、下列四幅圖中，通電螺線管中電流的方向標(biāo)注正確的是( )
A
A.
B.
C.
D.
3、如圖所示，a是彈簧下端掛的一根條形磁體(其中黑色端為N極)，b是電磁鐵。當(dāng)開關(guān)閉合后，把滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，關(guān)于電磁鐵b的磁性強(qiáng)弱和彈簧長(zhǎng)度的變化，下列說(shuō)法中正確的是( )
A. b的磁性增強(qiáng)，彈簧伸長(zhǎng)
B. b的磁性減弱，彈簧伸長(zhǎng)
C. b的磁性減弱，彈簧縮短
D. b的磁性增強(qiáng)，彈簧縮短
D
P
奧斯特實(shí)驗(yàn)
通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)
通電螺線管
磁場(chǎng)分布與條形磁體相似，右手螺旋定則判斷磁極
電磁鐵
應(yīng)用廣泛，電磁吸盤、電磁繼電器、磁懸浮列車、電鈴
課堂小結(jié)

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