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(共65張PPT)
第二節(jié) 電流的磁場
第十六章 電磁轉(zhuǎn)換
逐點
導講練
課堂小結(jié)
作業(yè)提升
學習目標
課時講解
1
課時流程
2
通電直導線周圍的磁場
通電螺線管周圍的磁場
安培定則
電磁鐵
電磁繼電器
知識點
通電直導線周圍的磁場
知1－講
感悟新知
1
1. 探究通電直導線周圍的磁場
實驗體驗：如圖1 所示，將一根直導線架在靜止的小磁針的上方，并使直導線與小磁針平行．
知1－講
感悟新知
(1)閉合開關(guān)接通電路，小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)；
(2)改變直導線中的電流方向時，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變．
實驗結(jié)論：通電導線周圍存在磁場，其方向與電流方向有關(guān).
知1－講
感悟新知
深度理解
小磁針靜止時的N極表示該點的磁場方向；由通電時小磁針向垂直于導線方向偏轉(zhuǎn)，可以說明這時小磁針所在位置的磁場方向垂直于導線方向．
深度思考(1)根據(jù)通電時小磁針的偏轉(zhuǎn)情況，能否說明通電直導線周圍的磁場方向垂直于導線？
知1－講
感悟新知
假如導線沿東西方向，通電時直導線下方的磁場有兩種可能：一是磁場方向和地磁場方向恰好相同，小磁針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)；二是磁場方向和地磁場方向相反，小磁針會偏轉(zhuǎn)180°，即沿東西方向可能發(fā)現(xiàn)不了通電直導線周圍有磁場．
(2)實驗時，通電直導線能否由南北方向(平行架在靜止小磁針的上方)改為東西方向？為什么？
知1－講
感悟新知
2. 電流周圍存在磁場的現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)；電流的磁效應(yīng)是奧斯特在1820 年首先發(fā)現(xiàn)的．
3. 通電直導線周圍的磁場分布在垂直于通電直導線的平面內(nèi)，磁感線是以電流為中心的同心圓，如圖2 所示.
感悟新知
知1－練
[常德校考] 如圖3 所示，為“探究通電直導線周圍的磁場方向與電流方向的關(guān)系”的電路圖. 在與直導線垂直的平面上放置幾個小磁針. 根據(jù)實驗現(xiàn)象回答下面問題．
例 1
感悟新知
知1－練
解題秘方：本實驗是奧斯特實驗的變形，根據(jù)奧斯特實驗的相關(guān)內(nèi)容即可回答問題．
感悟新知
知1－練
(1)開關(guān)斷開時，所有的小磁針N 極的指向為________；
解析：開關(guān)斷開時，小磁針受到地磁場的作用，所有小磁針N 極的指向為北；
北
感悟新知
知1－練
(2)開關(guān)閉合時，發(fā)現(xiàn)所有的小磁針都發(fā)生了________；
解析：開關(guān)閉合時，通電直導線周圍會產(chǎn)生磁場，小磁針受到通電直導線周圍磁場的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)；
偏轉(zhuǎn)
感悟新知
知1－練
(3)將電源的正負極對調(diào)，與(2)中的現(xiàn)象相比，發(fā)現(xiàn)小磁針N 極的________發(fā)生了變化；
解析：將電源的正負極對調(diào)，與(2)中的現(xiàn)象相比，通電直導線周圍磁場的方向發(fā)生了變化，小磁針的受力方向發(fā)生變化，小磁針N 極的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生變化；
偏轉(zhuǎn)方向
感悟新知
知1－練
(4)從上述現(xiàn)象中，可以初步得出結(jié)論：
①直導線不通電流時， ________(填“會”或“不會” ) 產(chǎn)生磁場；
②通電直導線周圍的磁場方向與電流的方向________(填“有關(guān)”或“無關(guān)” ) ．
不會
有關(guān)
感悟新知
知1－練
解析：從上述實驗現(xiàn)象可知：①直導線不通電流時，不會產(chǎn)生磁場；②通電直導線周圍的磁場方向與電流的方向有關(guān)．
感悟新知
知1－練
1.[南京模擬] 某同學用如圖4 所示器材研究電磁現(xiàn)象．閉合開關(guān)前，小磁針的指向如圖甲所示；閉合開關(guān)，小磁針的偏轉(zhuǎn)情況如圖乙中箭頭所示．
感悟新知
知1－練
只改變電流方向， 再次進行實驗，小磁針的偏轉(zhuǎn)情況如圖丙中箭頭所示．分析三圖，可得出的結(jié)論有 _____________________；_________________________
_____________.
通電導體周圍存在磁場
通電導體周圍的磁場方向和
電流方向有關(guān)
知識點
通電螺線管周圍的磁場
知2－講
感悟新知
2
1. 螺線管的構(gòu)成 把導線繞在圓筒上就做成了螺線管，也叫線圈.
2. 探究通電螺線管的外部磁場
知2－講
感悟新知
實驗體驗：(1)在通電螺線管內(nèi)外撒些小鐵屑，輕輕敲動后鐵屑排列如圖5 所示．
(2)在通電螺線管內(nèi)外放置一些小磁針，小磁針靜止時排列如圖5 所示.
(3)改變通電螺線管的
電流方向時，圖中小
磁針N 極和S極恰好對調(diào).
知2－講
感悟新知
論證思考(1)根據(jù)什么事實，可以判斷通電螺線管外部的磁場和條形磁體的磁場相似
圖5中通電螺線管外部的鐵屑排列情況、圖中通電螺線管周圍小磁針排列情況都和條形磁體周圍的鐵屑、小磁針排列相似．
知2－講
感悟新知
(2)根據(jù)什么實驗事實，可以判斷通電螺線管外部的磁場方向隨電流方向的改變而改變
圖中對調(diào)通電螺線管中的電流方向時，小磁針的南北極的指向?qū)φ{(diào)．
知2－講
感悟新知
(3)根據(jù)什么實驗事實，可以判斷通電螺線管內(nèi)部存在磁場
圖中通電螺線管內(nèi)部的鐵屑、圖中通電螺線管內(nèi)部的小磁針，都是有規(guī)律排列的.
知2－講
感悟新知
3. 通電螺線管磁場的特征
(1)通電螺線管外部的磁場和條形磁體周圍的磁場相似；
(2)通電螺線管內(nèi)部存在磁場；
(3)磁感線如圖6 所示是一條條閉合的曲線．
感悟新知
知2－練
[合肥瑤海區(qū)二模] 小明利用小磁針和鐵屑探究通電螺線管周圍的磁場，通電后輕敲玻璃板，小磁針和鐵
屑靜止時分布情況如圖7 所示，
例2
感悟新知
知2－練
則下列磁感線描述正確的是( )
感悟新知
知2－練
解題秘方：根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律判定通電螺線管的極性；磁體周圍的磁感線是從N 極出來，回到S 極的，而其內(nèi)部的磁感線方向是從S 極到N 極，且磁感線是閉合的曲線.
感悟新知
知2－練
解析：由圖可知，小磁針的N 極指向左側(cè)，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，通電螺線管的左端為S 極，右端為N極；根據(jù)磁體周圍的磁感線是從N 極出來，回到S 極的，且其內(nèi)部的磁感線方向正好相反可知，只有選項C 是正確的．
答案：C
感悟新知
知2－練
2.[中考·成都] 如圖8是小聰和小明同學探究“通電螺線管的磁場方向”實驗示意圖. 實驗時，在小圓位置放置小磁針，閉合開關(guān)，畫出不同位置小磁針靜止時N 極的指向；對調(diào)電源正負極，重復上述操作.
感悟新知
知2－練
下列說法不正確的是( )
A. 小磁針的作用是指示通電螺線管周圍的磁場方向
B. 閉合開關(guān)，放置在a、b 處的小磁針靜止時N 極指向相同
C. 對調(diào)電源正負極，閉合開關(guān)，通電螺線管的磁場方向改變
D. 通過實驗可總結(jié)出通電螺線管的磁極和電流方向的關(guān)系
B
知識點
安培定則
知3－講
感悟新知
3
1. 內(nèi)容 用右手握住螺線管，讓彎曲四指的方向與螺線管的電流方向一致，則大拇指所指的那端就是通電螺線管的N 極.
知3－講
感悟新知
2. 兩種握法 如圖9 所示右手握螺線管的兩種方法．螺線管面對自己這邊電流向下的握法如圖甲，電流向上的握法如圖乙．
知3－講
感悟新知
技巧點撥
已知電流方向時，先讓四指方向和電流方向一致握住螺線管，大拇指所指的那端就是N 極．
已知螺線管的磁極時，先讓大拇指指向N極握住螺線管，彎曲四指所指的方向就是螺線管中電流環(huán)繞的方向．
感悟新知
知3－練
[濟南長清區(qū)期末] 如圖10 所示的通電螺線管，四個小磁針靜止后，N 極指向正確的是( )
A. ①②③
B. ②③④
C. ①③④
D. ①②④
例 3
感悟新知
知3－練
解題秘方：判斷磁極的思路：首先根據(jù)電源的正負極標注通電螺線管線圈的電流方向，然后用右手握住螺線管且滿足電流方向和四指指向一致，這時大拇指所指的那端就是通電螺線管的N 極．
感悟新知
知3－練
解析：由圖可知，電流從螺線管的右端流入，根據(jù)安培定則可知，通電螺線管的右端為N 極、左端為S 極；根據(jù)異名磁極相互吸引可知，小磁針①的右端為N 極、小磁針②的左端為N 極、小磁針③的左端為S 極、小磁針④的左端為N 極，故①②④正確．
答案：D
感悟新知
知3－練
3.[青島嶗山區(qū)開學] 閉合開關(guān)，小磁針靜止時的指向如圖11 所示，請你在圖中標注出通電螺線管的N、S 極，小磁針的N、S 極．
解：如圖所示．
感悟新知
知3－練
[濟南長清區(qū)期末] 如圖12 所示，根據(jù)通電螺線管下方小磁針靜止時的指向，可判斷通電螺線管的b 端
為______(填“N”或“S”)極，電源
的d端為 ______ (填“正”或
“負”)極.
例4
N
正
感悟新知
知3－練
解題秘方：判斷電流的思路：運用右手握住螺線管且滿足大拇指所指那端就是通電螺線管的N 極，這時彎曲四指的指向就是線圈中電流的環(huán)繞方向．
感悟新知
知3－練
解析：由圖可知，小磁針靜止時N 極指向左端，根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律可知，螺線管的a 端為S 極，b 端為N 極．用右手握住螺線管，讓大拇指指向N 極一端(螺線管的b 端)，則四指彎曲的方向就是電流方向，電流方向為“前下后上”，則可知電源的d 端為正極．
感悟新知
知3－練
4.[濟南槐蔭區(qū)期末] 根據(jù)圖13 中磁感線方向可以判斷通電螺線管的右端為______( 填“N” 或“S”) 極，電源的b 端為_____(填“正”或“負”)極．
S
正
感悟新知
知3－練
[泉州校考二模] 閉合開關(guān)，螺線管右側(cè)的小磁針立即轉(zhuǎn)動，最后靜止時N 極指向螺線管，如圖14 所示，請畫出螺線管上的導線環(huán)繞方式，并標出螺線管的N 極和S 極．
例 5
感悟新知
知3－練
解題秘方：根據(jù)磁極運用安培定則判斷電流環(huán)繞方向，結(jié)合電源正負極畫出導線的環(huán)繞情況．
解析：由題知，閉合開關(guān)后，小磁針靜止時其N 極指向螺線管；根據(jù)同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引，可以判斷通電螺線管的左端是N 極．根據(jù)安培定則，結(jié)合電流從右端流入螺線管，左端流出螺線管可得出導線環(huán)繞情況如圖所示．
感悟新知
知3－練
解：如圖15 所示.
感悟新知
知3－練
5.[西安校級二模] 如圖16 所示，是一個可自由轉(zhuǎn)動
的小磁針放在通電螺線管的一端最終靜止時的狀態(tài)，“N”是小磁針的極性．請在圖中畫出繞線(三匝即可)，使它和電源形成閉合電路，并標出電源“+、－”極．
解：如圖所示．
知識點
電磁鐵
知4－講
感悟新知
4
1. 定義 在一根軟鐵芯上，用漆包線密繞成線圈，通電后就是最簡單的電磁鐵.
2. 構(gòu)造 電磁鐵由線圈和鐵芯兩部分組成.
知4－講
感悟新知
深度思考 通電螺線管中插入鐵芯后，磁性為什么變強？
深度理解
當在通電螺線管內(nèi)部插入鐵芯后，鐵芯被磁化成磁體，且磁場方向與通電螺線管周圍存在的磁場方向相同，所以增大了磁性.
知4－講
感悟新知
3. 電磁鐵的線圈匝數(shù)越多，電流越大，磁性就越強．
(1)磁性的有無可由通電、斷電來控制；
(2)磁性的強弱可由電流的大小或線圈匝數(shù)的多少來控制；
(3)磁極的極性可由電流的方向來控制．
感悟新知
知4－練
[長沙校考] 某實驗小組用自制電磁鐵探究影響電磁
鐵磁性強弱的因素．他們用相同的漆包線和鐵釘繞制成兩個電磁鐵A 和B，B 鐵釘上繞有更多匝數(shù)的線圈，實驗裝置如圖
17所示．
例6
感悟新知
知4－練
解題秘方：電磁鐵磁性強弱不能直接看出，而是通過轉(zhuǎn)換法，根據(jù)吸引大頭針的多少來反映電磁鐵磁性強弱．電磁鐵的線圈匝數(shù)越多，電流越大，磁性就越強．



感悟新知
知4－練
(1)如圖甲，閉合開關(guān)，電磁鐵A 的釘尖是 ______(填“N”或“S”)極；將滑動變阻器的滑片P 向右移動，能吸引 ______ (填“更多”“不變”或“更少”)的大頭針．
S
更少
感悟新知
知4－練
解析：由安培定則可知，電磁鐵A 的上端是N 極，下端釘尖是S 極；將滑動變阻器的滑片P 向右移動，接入電路的電阻變大，電流變小，電磁鐵的磁性變?nèi)酰芪拇箢^針變少．
感悟新知
知4－練
(2)如圖乙，把電磁鐵A 和B 串聯(lián)，閉合開關(guān)，多次移動滑動變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)電磁鐵B 總能吸引更多的大頭針，通過比較，得出的結(jié)論是______________________
______________________ ．
電流一定時，線圈的匝數(shù)
越多，電磁鐵的磁性越強
感悟新知
知4－練
解析：圖中電流大小相同，線圈的匝數(shù)越多，電磁鐵吸引的大頭針越多，電磁鐵的磁性越強．所以可以得出的結(jié)論是電流一定時，線圈的匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強．
感悟新知
知4－練
(3)電磁鐵在生活中應(yīng)用廣泛，請舉一例：__________ .
解析：電磁鐵的應(yīng)用十分廣泛，有電鈴、電磁繼電器等.
電鈴
感悟新知
知4－練
6.[瀏陽期末] 在探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”實驗中，小明制成簡易電磁鐵甲、乙，連接成如圖18 所示的電路.
感悟新知
知4－練
實驗中通過觀察電磁鐵吸引大頭針數(shù)目的多少來判斷電磁鐵磁性的強弱，當滑動變阻器滑片向左移動時，電磁鐵甲、乙吸引大頭針的個數(shù)______；圖中的______磁性強，說明電流一定時， 線圈_________ ，電磁鐵磁性越強．根據(jù)安培定則，電磁鐵乙通電后上端為______極．
增加
甲
匝數(shù)越多
S
知識點
電磁繼電器
知5－講
感悟新知
5
電磁繼電器的工作原理
閉合開關(guān)S 時，電磁鐵A 中有電流通過而具有磁性，從而吸住銜鐵B，導致觸點D 和E 接觸，閉合電動機所在的電路，電動機工作．
知5－講
感悟新知
斷開開關(guān)S 時，電磁鐵A 中無電流通過而沒有磁性，彈簧C 把銜鐵B 拉離電磁鐵，導致觸點D 和E 分離，斷開電動機所在的電路，電動機不工作．
知5－講
感悟新知
深度理解
銜鐵要用軟鐵制成，而不能用鋼，這是因為鋼被電磁鐵磁化后，磁性能長久保持.
感悟新知
知5－練
[中考·十堰] 某小區(qū)因暴雨引起車庫積水，部分車輛
被淹，小明看到新聞后，設(shè)計了如圖20 所示的車庫積水自動報警器，如圖是該報警器原理圖，
例 7
感悟新知
知5－練
金屬塊A 和B 分別固定在車庫地面附近適當高度處，若車庫積水水面到達_____(填“A”或“B”)處時，_____ (填“綠”或“紅”)燈發(fā)光報警，此時電磁鐵的上端是_____ (填“N”或“S”)極.
B
紅
N
感悟新知
知5－練
解題秘方：圖中所示的自動報警器工作原理：當水位到達B 時，由于一般水具有導電性，那么電磁鐵所在電路被接通，吸引銜鐵向下，從而接通紅燈所在電路，此時紅燈亮，而綠燈不亮．
感悟新知
知5－練
解析：當水位沒有到達B 時，電磁鐵沒有磁性，只有綠燈亮；當水位到達B 時電路接通，電磁鐵有磁性，銜鐵就會在磁力吸引的作用下將紅燈所在電路接通，紅燈亮．因此，紅燈亮就表示水位過高報警．工作時，電流從電磁鐵的下面導線流入，從上面導線流出，利用安培定則可以判斷電磁鐵的下端為S 極，上端為N 極．
感悟新知
知5－練
7.[中考·成都] 為實現(xiàn)節(jié)能和智能控制，空調(diào)內(nèi)部用到了傳感器和電磁繼電器，如圖21 是啟動或停止空調(diào)壓縮機的電路示意圖．
感悟新知
知5－練
電磁繼電器是利用電磁鐵控制工作電路通斷的______( 填“ 用電器”“電源”或“開關(guān)”). 夏天，空調(diào)制冷，房間溫度降低，熱敏元件的電阻增大，控制電路的電流減小，電磁鐵的磁性______，低于設(shè)定溫度時，工作電路就斷開，停止制冷．
開關(guān)
減弱
電流的磁場
電生磁
奧斯特實驗
組成
通電螺線管
通電直導線
鐵芯
電磁鐵
安培定則
電磁繼電器
應(yīng)用

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