《2022-2023学年浙江八年级下学期科学同步精品讲义第2节 电生磁(含详解).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022-2023学年浙江八年级下学期科学同步精品讲义第2节 电生磁(含详解).pdf（45页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第2节电生磁0目标导航课程标准课标解读1 .描述奥斯特实验现象，通过实验认识通电导线周围存在磁场。2 .认识通电螺线管的周围存在磁场，会用右手螺旋定则判断通电螺线管的极性和电流方向的关系。3 .会绘制通电直导线和通电螺线管周围的磁感线。4 .认识电磁铁的特性和工作原理，知道影响电磁铁磁性强弱的因素。解 读 1 :能掌握直线电流的磁场分布，常见题型为选择题和填空题，难度较小。解 读 2:会运用右手螺旋定则判断通电螺线管的极性，会分析影响电磁铁磁性强弱的因素，常见题型有选择题、填空题和实验探究题，难度适中。趣知识精讲在 知识点0 1直线电流的磁场（-）奥斯特实验任何导线中有电流通过时，其周围空间都
2、产生磁场，这种现象叫做。奥斯特实验揭示了电现象与磁现象不是孤立的，而是密切联系的，奥斯特实验是第一个揭示电和磁联系的实验。（D在小磁针的上方放置一根与小磁针平行的直导线，当给直导线通电时，可观察到小磁针发生了偏转（如图所示）。U S1 1 逋电 乙断电 内改变电流方向 结论:O（2）电路断电后，小磁针不发生偏转（如图乙所示）。（3）改变电流的方向，观察到小磁针的偏转方向发生改变，即偏转方向与第一次偏转方向相反（如图丙所示）。结论：。（-）直线电流的磁场分布特点在有机玻璃板上穿一个孔，一根直导线垂直穿过小孔，在玻璃板上均匀地撒上一些细铁屑。给直导线通电后，轻敲玻璃板，观察到细铁屑在直导线周围形成
3、一个个同心圆（如图所示）。结论:直线电流周围的磁感线分布规律是以直导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆在与直导线垂直的平 面 上，越靠近通电直导线，磁场_ _ _ _ _ _ _ _ _,反之越弱。甲18惑蛾分步 横截向国 纵 截 面 图 安培定则【能力拓展】由于地磁场的存在，小磁针静止时南北指向，为使实验结果更明显，通电导线应沿 放 置。将磁场的分布规律转换为铁屑的分布情况，这是 的应用。【即 学 即 练1（2019八 下 台 州 期 末）如图所示是奥斯特实验的示意图，其 中ab、c d为金属棒，支架其 余 部 分 为 绝 缘 材 料a、b接上导线并通电，观察小磁针偏转情况。a&-E b（1
4、）此实验成功的条件之一是金属棒呈（选填“东西”、“南 北”）方向放置。（2）将 导 线 分 别 从a、b移 到c、d,电流大小、方向保持不变，小 磁 针 的 偏 转 方 向 （选 填“改变”或“不 变”）。【即 学 即 练2】小强同学受奥斯特实验的启发，产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣。探究过程如下:如图所示连接好电路，放上能够自由转动的小磁针，调节.“直 导 线”或“小磁 针”）的位置，使 小 磁 针 静 止 时 与 直 导 线（填“垂 直”或“平 行”）。闭合开关后，该电路是（填“通 路”“断路”或“短 路”）状 态，这样做的目的是增大从而可增强电流的磁场。闭合开关，当直导线通电时小磁
5、针发生偏转；断电后，小磁针转回到原来指南北的方向。使通电电流的方向反向后，小磁针也发生偏转，其 N极所指方向与（3）时（填“相同”“相反”或“不偏转”），通过这些现象你能总结出什么规律：；。聚、知识点0 2通电螺线管的磁场（一）通电螺线管的有关实验（1）实验一用导线绕成螺线管后通电，观察到能吸引大头针。说明。在螺线管中插入一根铁棒或一枚铁钉，观察到通电螺线管能吸引更多大头针，说明插入铁芯后通电螺线管的磁性.产生此现象的原因是铁芯在磁场中被磁化后相当于一个磁体，通电螺线管产生的磁场与被磁化的铁芯的磁场叠加，产生了更强的磁场，吸引了更多的大头针。实验二在穿过螺线管的有机玻璃板上均匀地撒上铁屑，通电
6、后轻敲玻璃板，观察铁屑的分布规律。结论:。改变电流方向，用小磁针探测螺线管的磁极，观察发现螺线管的磁极发生变化。结论：（-）通电螺线管磁场的有关性质（1）特点:通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似，螺线管的两端相当于条形磁体的两极。（2）极性的判断:通电螺线管两端的极性与螺线管中的电流方向有关，它们的关系可以用右手螺旋定则（安培定则）来判定。（三）右手螺旋定则（安培定则）通电螺线管的磁极与电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则（也叫安培定则）来判定：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北极。（2）直线电流周围磁场方向与电流方向之间的关系（用右手螺旋
7、定则判定）：用右手握住导线，让大拇指指向电流的方向，四指弯曲的方向就是直线电流产生的磁场方向。（3）右手螺旋定则的说明决定通电螺线管磁极极性的根本因素是通电螺线管上电流的环绕方向，而不是通电螺线管上导线的绕法和电源正负极的接法。当两个螺线管上电流的环绕方向一致时，它们两端的磁极极性相同。在判断通电螺线管磁极极性时，四指的环绕方向必须跟螺线管上电流的环绕方向一致。N极 和S极一定在通电螺线管的两端。大拇指指向：通电螺线管的、极四指弯曲1与螺城管中的电流方向一致安 培 定 则【即学即练3】如图所示，弹簧下吊一块软铁，下端有一个带铁芯的螺线管，R是滑动变阻器,如果将滑片P向右端移动或者抽出铁芯，弹簧
8、长度的变化应分别是（)A.伸长、伸长B.缩短、缩短C.伸长、缩短D.缩短、伸长【即学即练4】酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封装置，为了方便操作，小明设计了用一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图所示，电磁铁的工作原理是.；装置通电后，电磁铁上端为.（填“N 或 S ）极。()密封阻4量 知识 点0 3电磁铁（-）电磁铁的构造:螺线管和铁芯。（二）电磁铁的原理：电磁铁是利用电流的磁效应原理工作的。将软铁棒插入螺线管内部，当线圈通上电流时，螺线管产生磁性，线圈内部的磁场使软铁棒磁化为磁铁，使磁性增强；当电流切断时，线圈及软铁棒的磁性消失。（三）实验探究:影响电磁铁磁性强弱的因素铁芯能使螺线管的磁
9、性大大增强，那么电磁铁的磁性除了与是否带铁芯有关之外，还跟哪些因素有关?下面通过实验进行探究。提出问题：影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些？(2)建立猜想:影响电磁铁的磁性强弱的因素有电流的大小、线圈匝数的多少、螺线管的长度、导线的粗细.设计实验实验方法：控制变量法:研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时，控制螺线管长度、导线的粗细、线圈的匝数不变，通过移动滑动变阻器的滑片改变线圈中的电流大小，研究当电流逐渐变大时，电磁铁的磁性如何变化。研究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系时，控制电路中的电流不变，接入不同匝数的电磁铁。转换法:通过电磁铁吸引大头针的数目来体现电磁铁的磁性强弱。将制作的电磁铁、滑动变
10、阻器及电流表、开关电源连人电路中，如图所示闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数增大，观察电磁铁吸引大头针的数目有什么变化，将观察到的实验现象记录在表格中。将两个线圈匝数不同的电磁铁串联在电路中，如图所示，观察两个电磁铁吸引大头针的数目有什么不同，将观察到的实验现象记录在表格中。整理好实验器材。归纳分析：图左所示实验中，通过电磁铁的电流越大，吸引大头针的数目越多，说明电磁铁的磁性越强；图右所示实验中，线圈匝数多的B电磁铁吸引大头针的数目多，说明B电磁铁比A电磁铁的磁性强。(5)实验结论:。(四)电磁铁的优点(1)电磁铁磁性的有无可由 来控制:有电流时有磁性，无电流时无磁性。(2)电磁铁
11、磁性的强弱可以通过 来控制：电流越大，磁性越强；线圈匝数越多，磁性越强。(3)电 磁 铁 的 磁 场 方 向 可 通 过 改 变 电 流 方 向 来 控 制:。【即学即练5】连接如图所示电路，提供足够数量的大头针、只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置，无法探究的是(电流的有无对电磁铁磁场有无的影响B.电流方向对电磁铁磁场方向的影响C.电流大小对电磁铁磁场强弱的影响D.线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响【即学即练6】某科学兴趣小组按如图所示电路探究“影响通电螺线管磁性强弱的因素”，记录数据如表。实验次数123电流（安）0.81.81.5吸引大头针数目（枚）无铁芯（5 0 匝线圈）000有铁芯（5
12、 0 匝线圈）358无铁芯有铁芯（1）通 过 本 实 验 可 探 究 影 响 通 电 螺 线 管 磁 性 强 弱 的 因 素 有。（2）实验中发现无铁芯的通电螺线管没有吸引起大头针，那么通电螺线管到底有没有磁性呢？小组同学通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是：。（列 举 1 种）（3）小组同学提出一个新问题：通电螺线管的磁性强弱与线圈内的铁芯大小是否有关？于是进行了如下实验：按电路图接好电路，移动滑动变阻器的滑片至某一位置，插入大铁芯，记录被吸引的大头针数目。取下大铁芯，再更换为小铁芯，改变滑动变阻器的滑片位置，记录被吸引的大头针数目。两者进行比较。该实验存在明显不足，请
13、指出不足之处：。Q能力拓展右手R不 变,比较A、B下 面 大 头 针 的 多 少-线圈匝敷用右手：如图大拇指方向为电流方向，四指环绕方向为磁场方向用右手：四指环绕方向为电流方向，大拇指所指方向为电磁铁N极方向电磁铁的磁场分布与条形磁铁相似考法01 认为通电螺线管的磁感线都是从北极出发回到南极。通电螺线管外部的磁感线都是从北极出发回到南极的，将甲、乙、丙、丁四枚小磁针放在通电螺线管周围,小磁针的指向如图所示，此时可以用同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引来解释。但通电螺线管内部的磁感线是从南极到北极的，这样与外部磁感线才可以组成闭合的曲线。图中戊是放在通电螺线管内部的小磁针的指向示意图，该小磁针的
14、指向是无法用同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引来解释受力情况的，说明这一规律在这种情况下并不适用。此时要用“磁场对磁极的作用力规律”来解释，即磁场对N极作用力的方向跟该点磁场的方向相同，说明在通电螺线管内部的磁感线是从南极到北极的。N【典 例 1 在如图所示的电路中，根据小磁针静止时的指向可知（）T电源JA.a端是通电螺线管的N极，c端是电源的正极B.b端是通电螺线管的N极，d端是电源的正极C.a端是通电螺线管的N极，c端是电源的负极D.b端是通电螺线管的N极，d端是电源的负极考法02 通电直导线相互间的力同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。十【典例2】（2021八下台州月考）如图所示，在水平
15、放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个相同的金属环M和N当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法，说法正确的是（）A.静止不动B.两环互相靠近C.两环互相远离f i i分层提分D,两环同时向左运动题组A基础过关练B.直2.如图所示，甲、乙均为条形磁体，中间是通电螺线管，虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线。则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是（B.S、N、S、SC.S、S、N、SD.N、N、S、N3.如图是小李探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关实验装置。下列措施中能使电磁铁磁性增强的是（)B.滑片P向左移动，其他条件不变C.开关S由 1 扳到2,其他条件不变 D.电源的正负极对调，其他条
16、件不变4.（2 0 2 0 八下温州期中）如图，当通电后敲击塑料板，观察到铁粉分布情况是（图 中“”为导线穿过塑料板的位置）（）5.（2 0 1 9 八下嘉兴期末）某科学兴趣小组模拟奥斯特实验来研究电和磁的关系。他们在小磁针的上方拉一根水平方向放置的直导线，电源选用两节L 5 V 的新干电池。当直导线通电时，该组同学未观察到小磁针偏转的现象。造成上述现象的原因可能是（）A.导线未沿南北方向放置 B.导线未放置在小磁针的一侧C.电源电压偏低 D.选用的直导线太粗6.近年来磁悬浮盆栽备受人们关注，如图是一盆磁悬浮盆栽，盆栽底部有磁体，底座内装有电磁铁，盆篙一 盆 栽栽能在空中自由悬浮并转动，给该盆
17、栽浇水前后（）,A.盆栽受到的磁力不变B.盆栽受到的重力与空气对盆栽的浮力是一对平衡力C.要使盆栽与底座之间距离不变，可改变电磁铁线圈内的电流方向D.要使盆栽与底座之间距离不变，可适当增大电磁铁线圈内的电流7.一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对（如图所示）。下列叙述中,A.闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用B.闭合开关后，条形磁铁受到桌面向右的摩擦力C.闭合开关后，滑片P向a移动时，电磁铁与条形磁铁间的作用力减小D.闭合开关后，滑片P向b移动过程中，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到桌面的摩擦力变大8.如图所示，盛水的烧杯放在电磁铁上方，当电磁铁的开
18、关断开时，空心小铁球自由地浮在水面上，小磁针指向如图所示，以下说法正确的是（A.开关闭合时，小磁针N极向上偏转，S极向下偏转B.开关闭合后，滑动变阻器的滑片向下移动时，电磁铁磁性减弱C.当电路中电流减小时，空心小铁球所受的浮力减小D.无论开关断开还是闭合，浮在水面上的空心小铁球所受的浮力不变9.如图所示，在电磁铁的正.上方用弹簧挂一条形磁铁。下面说法正确的是（）B.开关闭合，条形磁铁与电磁铁相互吸引C.当滑片P从b端向a端滑动的过程中，灯泡变暗，电磁铁磁性减弱D.当滑片P从b端向a端滑动的过程中，弹簧的长度会变短题组B能力提升练1.（2 0 2 1 八 下 苍南期末）某小区单元的楼梯口安装了防
19、盗门，其门锁原理如图所示（图中只画出了其中一家住户的控制开关$）。该门锁的工作过程是：楼上的人闭合控制开关S,门锁上的电磁铁通电后吸引卡入右侧门扣中的衔铁,门可打开。关于该门锁，下列说法中正确的是（）左A.衔铁可以选择不易生锈的青铜制造B.闭合开关S后，电磁铁右端为N极C.该门锁利用电流磁效应的原理工作D.电磁铁周围磁场是假想的物理模型2.（2 0 2 1 八下滨江期中）在制造精密电阻时，常常采用双线绕法。即把电阻丝从螺线管一端绕到另一端,再从另一端绕回来。如果电流方向如图所示，那么螺线管（）nxA.比用单线绕法磁性强一倍B.左、右两端都没有磁极C.左端为S极。右端为N极D.左端为N极，右端为
20、S极3.（2 0 2 1 八下海曙月考）如图所示，弹簧测力计下挂一条形磁铁，条形磁铁下面放置一通电螺线管,当条形磁铁从从左向右水平拉过时，在图象中弹簧测力示数变化情况正确的是（）4.（2 0 2 1 八下诸暨期中）如图所示为一台非铁性物质制成的天平 天平左盘中的A是一铁块,B是电磁铁。未通电时天平平衡，给 B通以图示方向的电流（a端接电源正极,b端接电源负极），调节线圈中电流的大小，使电磁铁对铁块A 的吸引力大于铁块受到的重力，铁 块 A 被吸起。当 铁 块 A 向上加速运动的过程中,下列判断正确的是（）A.电磁铁B 的上端为S极，天平仍保持平衡B.电磁铁B 的上端为S极，天平右盘下降C.电磁
21、铁B 的下端为N极，天平左盘下降D.电磁铁B 的下端为N极，无法判断天平的平衡状态5.如图所示，小李利用电磁铁设计了一种微机室防盗报警器。在微机室房门处安装开关S,电铃安在传达室。当房门被推开时，开关S闭合，电流通过电磁铁，电磁铁（填 有 或“无”）磁性，并且B端为 极，跟金属弹簧片相互_ _ _ _ _ _ _ _，电铃电路，电铃报警。弹簧片微机空传达空ZL工电铃-6.在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中，善于思考的小明同口学用自己的方法总结出了通电螺线管的极性与电流方向之间的关系，如图所示：如果电流沿着我右手臂弯曲所指的方向，那 么 我 的 前 方 即 为 通 电 螺 线 管 的（填
22、“N或 S ）极。实验结论是通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似，请写出一条增强通电螺线管磁性的方法:7.如图所示，虚线框内画出了通电螺线管C的 A 端、通电螺线管D 的 B 端以及小磁针在各位置上静止时的指向。图中小磁针涂黑的一端为小磁针的N极，由此可以判断出通电螺线管D 的 B 端是（填“N”或 S”）极。螺线管C下方的E点 连 接 的 是 电 源 的（填“正”或“负”）极。（2 0 2 1 八下西湖期中）小明把带铁芯的螺线管、电源、导线和开关组成电路，固定在泡沫板上，让它漂浮在水面，制作指南针，如图所示，请根据左图标出该指南针的南极应标在泡沫板的 处（选填a、b、c、d）,该指南针静
23、止时，南 极 所 指 的 是 地 理 的 （选填9.（2 0 2 1八 下 义乌期中）科学家猜测，A地海龟在春季是利用地磁场（图甲）向南返回出生地。以下为相关研究。春季A地某屏蔽磁场的实验室，无磁场环境下海龟无固定游向，把海龟置于模拟地磁场中（用图乙简化示意），图中1为磁体N极，2为磁体 极。按科学家猜测，海龟应向 游动（选填“左”、“右”）。地磁场在缓慢变化，科学家每年记录海龟出生地筑巢地点移动的方向，并追踪地磁场的微小移动，发现，现象符合猜测。地破南极 东海龟右A接电源I 接电源I地理南极甲 乙 1 0.为探究电磁铁的磁性与哪些因素有关，小丽同学做出以下猜想：猜想A：通过电磁铁的电流越大，
24、它的磁性越强；猜想B：外形相同的电磁铁，线圈的匝数越多，它的磁性越强。为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流合作设计了以下实验方案：用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁，如图所示的三种情况，根据小丽的猜想C和实验，完成下列问题。（1）通过观察_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _乙的不同，来判断磁性强弱。（2）通过比较图 两种情况，可以验证猜想A是正确的。（3）通过比较图C甲、乙两电磁铁，发现猜想B不全面，应补充。（4）通过比较图C中甲、乙两电磁铁，得到的结论是。（5）检查电路连接完好，小丽闭合开关后发现甲、乙
25、两个铁钉都不能吸引大头针，她下一步的操作是一（填字母）。A.重新绕制电磁铁B.更换电源C.拆除滑动变阻器D.移动滑动变阻器滑片1 1.（20 21八下滨江期中）（1）将一个电磁铁和白炽灯并联后接入电路，如图甲，当闭合电键时，灯口即刻点亮，随后熄灭；当断开电键时，灯闪亮后熄灭。此现象说明当闭合电键时，电磁铁的磁性强弱在短时间内的变化情况为；当断开电键时，灯 闪 亮 说 明 电 磁 可 在 短 时 间 内 （选 填“充电”或“供电”）。（2）如图乙,两根绝缘细线吊着一根铜棒，空间存在垂直纸面的匀强磁场，棒中通有向右的电流时两线上拉力大小均为F”若棒中电流大小不变方向相反,两线上的拉力大小均为F2,
26、且F 2 F”则铜棒 所 受 磁 场 力 大 小 为。（用已给字母表示）（3）如图丙是“悬空的磁环”示意图，假设甲、乙、丙三个磁环相同，质量均为m,中间塑料管是光滑的。若甲的上端为S极，则乙的上端为 极；当磁环都处于静止状态时，甲对乙的作用力为H和丙对乙的作用力为F z,贝U R F2O（选填。（4）两根非常靠近且相互垂直的长直导线分别通以相同强度的电流，方向如图丁所示，那么两电流所产生的 磁 场 垂 直 导 线 平 面 向 外 且 最 强 的 在 填 哪 个 区 域 为 （填“1”或“2”或“3”或 4”）1 2.如 图 甲，水 平 桌 面 上，两 块 相 同 的 条 形 磁 铁 在 水 平
27、 推 力F,的 作 用 下，做 匀 速 直 线 运 动。（1）取走其中一块后，磁铁在水平推力F z的作用下仍做匀速直线运动，如图乙，则F z F （选填或）。（2）如图丙，磁铁在F 2作用下，匀速直线运动过程中，闭合开关S,则磁铁速度将_ _ _ _ _ （选 填“变大”“不变”或“变小”），此时，将滑动变阻器的滑片向左移动，欲保持磁铁匀速直线运动，F芯（选 填“变大”“不变”或“变小”）。题组C培优拔尖练1.（2020八下温州月考）学习了电流的磁场和磁场对电流有力的作用的知识之后，某学校兴趣小组的同学猜想：“既然电流周围存在着磁场，那么两根互相靠近的通电导体之间将会发生相互作用”。他们将两根
28、 导 线（可伸长）平衡放置后固定（如图甲所示），向后通上如图（乙、丙、丁）所示的电流，通过反复实验证实了他们的猜想。请你根据下面的实验现象回答问题：IIX。（1）当两根导线通同向电流时，两根导线相互_ _ _ _ _ _ _ _；（2）两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小除了与导线之间的距离、导线的长度有关外，还与有关。你 猜 想 的 依 据 是。2.（2021八下杭州期中）为了研究“电磁铁磁性的强弱哪些因素有关”，小明利用电源、电流表、开关、滑动变阻器、导线、细铁钉、指 针（带刻度）、电磁铁（用漆包线制作的一个六抽头电磁铁，每2 0匝抽出一个接线端）等器材设计了如图甲、乙所示的装置进
29、行探究。据 来判断磁性的强弱。（2）与甲图实验方案相比，乙图实验方案的优点是。（3）乙图中要使指针所指示数变大，则应将滑动变阻器滑片向 移 动（选 填“左”或“右”）（4）小明利用图乙实验装置研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验。当线圈匝数从2 0匝 换 成100匝后，接下来应该进行的操作是：=3.（2019八下黄岩期末）丹麦科学家奥斯特发现电流的周围存在磁场（图1）,法国科学家安培发现两根平行导线通电后有如图2所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）。(1)如 图1,通电前静止的小磁针南北指向。现要在小磁针上方拉一根直导线，使通电时小磁针会发生明显的偏转，直导线所指的方向应为(
30、选填“东西方向”、“南北方向”或“任意方向(2)图2的实验表明平行通电导线之间有力的作用，若此时改变其中一根导线的电流方向，会产生的实验现象是(3)安培发现平行通电导线之间相互作用力F的大小可能跟两根导线中的电流L,L,导线之间的距离r有关，有关实验数据如下：分析表格实验数据，可获得的结论是实验次数I i/AL/Ar/mF/N10.20.20.11.0 X 1 0 720.10.20.10.5 X 1 0 730.20.20.0 52.0 X 1 0 740.20.40.12.O X 1 0 74.(2 0 2 1八下台州期中)学习了奥斯特实验后，小明想对通电导线周围的磁场进一步探究。导 及
31、平 行 于 金 针导烦垄先于项针甲 乙(1)他分别用如图甲T和乙两种方式放置一根导线，当导线通电时，甲小磁针明显偏转，乙小磁针不动。乙小磁针不动是因为。小明终于明白“通电直导线沿南北方向摆放”的原因了。(2)通电直导线也受到了力的作用，如何证明呢？他用一条形磁体代替小磁针，固定于水平桌面上，在其正上方放一可自由转动的直导线，如图丙。俯视观察，当导线通有水平向右的电流时，导线。A.逆时针转动18 0 B.逆时针转动9 0 C.顺时针转动18 0 D.顺时针转动9 0(3)他将四条彼此绝缘的通电直导线在同一平面内，四根导线中的电流大小相等，要使四根导线所围矩形中心处0点的磁场增强，电流被切断的应是
32、。5.（2021八下诸暨期中）网络上有一个国外“牛人”制作的“电池磁力小火车”的视频。视频中，“牛人”把由铁锄合金制作的超强磁铁分别吸附在电池的正负极两端制成“小火车”，并将其整个放入自制的铜质螺线管中，发现电池与磁铁竟然沿着螺线管向右运动起来，直到从螺线管的另一端穿出（如 图 1）。小明 对“小火车”为什么会运动非常感兴趣，便动手进行了实验。（1）图 1 中，两侧磁铁之间的线圈中会有电流通过，他由此推测：只有当线圈中有电流通过时，火车才会受力运动。为验证这一假设，他需要进一步的操作是;（2）预测图2 中的小火车将向 运 动（选 填“左”或“右”）；（3）要让小火车更快地过螺线管，可以采取的措
33、施是（写出一种方法）第2节电生磁0目标导航课程标准课标解读1.描述奥斯特实验现象，通过实验认识通电导线周围存在磁场。2.认识通电螺线管的周围存在磁场，会用右手螺旋定则判断通电螺线管的极性和电流方向的关系。3.会绘制通电直导线和通电螺线管周围的磁感线。4.认识电磁铁的特性和工作原理，知道影响电磁铁磁性强弱的因素。解 读 1 ：能掌握直线电流的磁场分布，常见题型为选择题和填空题，难度较小。解 读 2:会运用右手螺旋定则判断通电螺线管的极性，会分析影响电磁铁磁性强弱的因素，常见题型有选择题、填空题和实验探究题，难度适中。趣知识精讲看 知识点0 1 直线电流的磁场（一）奥斯特实验任何导线中有电流通过时
34、，其周围空间都产生磁场，这种现象叫做电流的磁效应。奥斯特实验揭示了电现象与磁现象不是孤立的，而是密切联系的，奥斯特实验是第一个揭示电和磁联系的实验。（1）在小磁针的上方放置一根与小磁针平行的直导线，当给直导线通电时，可观察到小磁针发生了偏转（如图所示）。守守守 I 丽电 乙：机 电 人”交电沌方向 结论：小磁针受到了力的作用，通电导线的周围存在磁场。（2）电路断电后，小磁针不发生偏转（如图乙所示）。（3）改变电流的方向，观察到小磁针的偏转方向发生改变，即偏转方向与第一次偏转方向相反（如图丙所示）。结论:通电导线周围的磁场方向与电流的方向有关。（二）直线电流的磁场分布特点在有机玻璃板上穿一个 孔
35、，一根直导线垂直穿过小孔，在玻璃板上均匀地撒上一些细铁屑。给 直 导线通电后，轻敲玻璃板，观察到细铁屑在直导线周围形成一个个同心圆（如图所示）。结论:直线电流周围的磁感线分布规律是以直导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆在与直导线垂直的【能力拓展】由于地磁场的存在，小磁针静止时南北指向，为使实验结果更明显，通电导线应沿南北方向放 置。将磁场的分布规律转换为铁屑的分布情况，这是转换法的应用。【即 学 即 练1（2019八 下 台 州 期 末）如图所示是奥斯特实验的示意图，其 中ab、c d为金属棒，支架（选填“东西”、（2）将 导 线 分 别 从a、b移 到c、d,电流大小、方向保持不变，小磁针
36、的偏转方向（选 填“改变”或“不 变”）o【答 案】（1）南 北（2）改变【解 析】（1）正常状态下，小磁针朝向南北方向；如果金属棒的方向与小磁针的方向平行，那么通电后小磁针受到的磁力最大，它的偏转最明显;（2）根据右手螺旋定则分别判断导线在不同位置时，小磁针的指向，然后进行比较。【解答】（1）当金属棒呈南北方向放置时，小磁针受到的磁力最大，偏转最明显，因此此实验成功的条件之一是金属棒呈南北方向放置;（2）用右手握住导线，大拇指的方向与电流方向一致，那么弯曲的四指的指向就是周围磁场的方向；当电 流 从ab导线经过时，在小磁针的位置磁场是垂直纸面向里的；当 电 流 从cd导线经过时，在小磁针的位
37、置磁场方向是垂直纸面向外的：因为小磁针N极的指向与磁场方向相同，所以它的偏转方向改变。【即学即练2】小强同学受奥斯特实验的启发，产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣。探究过程如下：（1）如图所示连接好电路，放上能够自由转动的小磁针，调节（填“直导线”或“小磁针”）的位置，使 小 磁 针 静 止 时 与 直 导 线（填“垂直”或“平行”）。闭合开关后，该电路是（填“通路”“断路”或“短路”）状态，这 样 做 的 目 的 是 增 大,从而可增强电流的磁场。闭合开关，当直导线通电时小磁针发生偏转；断电后，小磁针转回到原来指南北的方向。使通电电流的方向反向后，小磁针也发生偏转，其 N极所指方向与（3）
38、时（填“相同”“相反”或“不偏转”），通过这些现象你能总结出什么规律：；o【答案】宣导线；平行；短路；电流；相反；通电导线周围存在磁场；电流的磁场方向与电流方向有关【解析】（1）在奥斯特实验中，只有导线的方向与小磁针的指向平行时，小磁针受到磁力才是最大的，它的偏转才最明显。（2）闭合开关后，如果电路中没有用电器，电流直接从正极流回负极，那么这就是短路。短路时，通过电路的电流很大，容易烧毁电源，发生火灾。（4）根据实验现象解答。通电时，小磁针的指向发生偏转，说明它受到磁力的作用，即通电导体周围存在磁场；当电流方向改变后，小磁针的指向发生偏转，说明电流产生的磁场方向发生改变，那么得到电流的磁场方向
39、和电流方向有关的结论，据此分析解答。【解答】（1）如图所示连接好电路，放上能够自由转动的小磁针，调节直导线的位置，使小磁针静止时与直导线平行。（2）闭合开关后，该电路是短路状态，这样做的目的是增大电流，从而可增强电流的磁场。（4）使通电电流的方向反向后，小磁针也发生偏转，其 N极所指方向与（3）时相反，通过这些现象得到：通电导线周围存在磁场；电流的磁场方向与电流方向有关。学 知识点0 2通电螺线管的磁场(-)通电螺线管的有关实验(1)实验一用导线绕成螺线管后通电，观察到能吸引大头针。说明通电螺线管周围存在磁场。在螺线管中插入一根铁棒或一枚铁钉，观察到通电螺线管能吸引更多大头针，说明插入铁芯后通
40、电螺线管的磁性增强。产生此现象的原因是铁芯在磁场中被磁化后相当于一个磁体，通电螺线管产生的磁场与被磁化的铁芯的磁场叠加，产生了更强的磁场，吸引了更多的大头针。实验二在穿过螺线管的有机玻璃板上均匀地撒上铁屑，通电后轻敲玻璃板，观察铁屑的分布规律。结论:通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场很相似。改变电流方向，用小磁针探测螺线管的磁极，观察发现螺线管的磁极发生变化。结论:通电螺线管的磁极跟螺线花中的电流方向有关，改变电流方向，螺线管的磁极会发生变化。(二)通电螺线管磁场的有关性质(1)特点:通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似，螺线管的两端相当于条形磁体的两极。(2)极性的判断:通电螺线管两端
41、的极性与螺线管中的电流方向有关，它们的关系可以用右手螺旋定则(安培定则)来判定。(=)右手螺旋定则(安培定则)通电螺线管的磁极与电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则(也叫安培定则)来判定：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北极。(2)直线电流周围磁场方向与电流方向之间的关系(用右手螺旋定则判定)：用右手握住导线，让大拇指指向电流的方向，四指弯曲的方向就是直线电流产生的磁场方向。(3)右手螺旋定则的说明决定通电螺线管磁极极性的根本因素是通电螺线管上电流的环绕方向，而不是通电螺线管上导线的绕法和电源正负极的接法。当两个螺线管上电流的环绕方向一致时，它们
42、两端的磁极极性相同。在判断通电螺线管磁极极性时，四指的环绕方向必须跟螺线管上电流的环绕方向一致。N极和S极一定在通电螺线管的两端。四指弯曲：与*微管中的电流方向一国 安 培 定 则【即学即练3】如图所示，弹簧下吊一块软铁，下端有一个带铁芯的螺线管，R是滑动变阻器，如果将滑片P向右端移动或者抽出铁芯，弹簧长度的变化应分别是()短、伸长【答案】C【解析】首先分析电磁铁磁场强度的变化，然后确定铁块受到磁力的大小变化，最后根据F=G+F则”确定弹簧受到拉力的变化，最后确定弹簧长度的变化。【解答】根据图片可知，如果将滑片P向右移动，那么变阻器的阻值减小，而通过电磁铁的电流增大，则电磁铁的磁场增强，铁块受
43、到的吸引力增大。根据产G+F.可知，弹簧受到的拉力增大，则长度变大。如果抽出铁芯，那么电磁铁的磁场变弱，铁块受到的吸引力减小。根据F=G+F恻可知，弹簧受到的拉力减小，则长度变小。故C正确，而A、B、D错误。【即学即练4】酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封装置，为了方便操作，小明设计了用一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图所示，电 磁 铁 的 工 作 原 理 是;装置通电后，电磁铁上端为【答案】电流的磁效应；N【解析】（1）根据电磁铁的工作原理解答；（2）根据安培定则判断电磁铁的极性。【解答】（1）电磁铁的工作原理为电流的磁效应。（2）线圈上电流方向向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向右，
44、此时大拇指指向上端，则电磁铁的上端为N极。知识点0 3电磁铁（一）电磁铁的构造:螺线管和铁芯。（二）电磁铁的原理：电磁铁是利用电流的磁效应原理工作的。将软铁棒插入螺线管内部，当线圈通上电流时，螺线管产生磁性，线圈内部的磁场使软铁棒磁化为磁铁，使磁性增强；当电流切断时，线圈及软铁棒的磁性消失。(=)实验探究:影响电磁铁磁性强弱的因素铁芯能使螺线管的磁性大大增强，那么电磁铁的磁性除了与是否带铁芯有关之外，还跟哪些因素有关?下面通过实验进行探究。(1)提出问题:影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些？建立猜想：影响电磁铁的磁性强弱的因素有电流的大小、线圈匝数的多少、螺线管的长度、导线的粗细.(3)设计实验实
45、验方法:控制变量法:研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时，控制螺线管长度、导线的粗细、线圈的匝数不变，通过移动滑动变阻器的滑片改变线圈中的电流大小，研究当电流逐渐变大时，电磁铁的磁性如何变化。研究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系时，控制电路中的电流不变，接入不同匝数的电磁铁。转换法1 通过电磁铁吸引大头针的数目来体现电磁铁的磁性强弱。(4)进行实验用一根导线在一枚铁钉上缠绕几匝制作一个电磁铁。将制作的电磁铁、滑动变阻器及电流表、开关电源连人电路中，如图所示闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数增大，观察电磁铁吸引大头针的数目有什么变化，将观察到的实验现象记录在表格中。将两个线圈匝数不同
46、的电磁铁串联在电路中，如图所示，观察两个电磁铁吸引大头针的数目有什么不同，将观察到的实验现象记录在表格中。整理好实验器材。归纳分析:图左所示实验中，通过电磁铁的电流越大，吸引大头针的数目越多，说明电磁铁的磁性越强；图右所示实验中，线圈匝数多的B电磁铁吸引大头针的数目多，说明B电磁铁比A电磁铁的磁性强。实验结论:线圈匝数一定时，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强；在电流一定时，线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强。(四)电磁铁的优点(1)电磁铁磁性的有无可由通断电速来控制:有电流时有磁性，无电流时无磁性。电磁铁磁性的强弱可以通过改变电流大小和线圈匝数来控制：电流越大，磁性越强；线圈匝数越多，磁性越强
47、。（3）电磁铁的磁场方向可通过改变电流方向来控制：电流方向改变后，磁场方向改变。【即学即练5】连接如图所示电路，提供足够数量的大头针，只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置,无法探究的是（）A.电流的有无对电磁铁磁场有无的影响B.电流方向对电磁铁磁场方向的影响C.电流大小对电磁铁磁场强弱的影响D.线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响【答案】B【解析】分析各个选项中实验所需的实验器材，需要的实验电路，然后与图片进行比较即可。A.断开开关，无电流；闭合开关，有电流，通过能够吸引大头针判断是否有磁场，则可以探究电流的有无对电磁铁的磁场的影响，故 A不合题意；B.探究电流方向对电磁铁磁场方向的影响时，需要
48、改变电路中的电流方向，而这个电路无法实现，故 B符合题意；C.探窕电流大小对磁场强弱的影响时，需要控制线圈匝数相同而改变电流，只需观察同一个电磁铁，然后调节变阻器的阻值即可，故 C不合题意；D.探究线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响时，需要控制电流相同而改变线圈匝数，题目中两个电磁铁线圈匝数不同，二者串联即通过电流相等，故 D不合题意。【即学即练6】某科学兴趣小组按如图所示电路探究”影响通电螺线管磁性强弱的因素”，记录数据如表。实验次数123电流（安）0.81.81.5吸引大头针数目（枚）无铁芯（50匝线圈）000有铁芯（50匝线圈）358无铁芯有铁芯（1）通过本实验可探究影响通电螺线管磁性强弱的
49、因素有（2）实验中发现无铁芯的通电螺线管没有吸引起大头针，那么通电螺线管到底有没有磁性呢？小组同学通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是：。（列 举1种）（3）小组同学提出一个新问题：通电螺线管的磁性强弱与线圈内的铁芯大小是否有关？于是进行了如下实验：按电路图接好电路，移动滑动变阻器的滑片至某一位置，插入大铁芯，记录被吸引的大头针数目。取下大铁芯，再更换为小铁芯，改变滑动变阻器的滑片位置，记录被吸引的大头针数目。两者进行比较。该实验存在明显不足，请指出不足之处：,【答案】（1）电流大小，有无铁芯（2）把小磁针放到螺线管的下端，断电时，小磁针一端指南一端指北，闭合开关，如果小
50、磁针发生偏转，说明有磁性（3）改变滑动变阻器的滑片位置【解析】（1）根据表格数据，分析影响通电螺线管磁性强弱的可能因素;（2）没有吸引大头针，可能是螺线管产生的磁场太弱，可以借助阻力非常小的小磁针进行验证。只需比较通断电时小磁针指向是否改变即可。（3）探究通电螺线管的磁场强弱与铁芯大小的关系时，必须控制通过电路的电流大小相同。实验中，改变了滑动变阻器的滑片位置，从而改变了电阻，导致电流发生改变，据此分析解答。【解答】（1）根据表格可知，变化的因素有两个：电流大小和有无铁芯，因此：通过本实验可探究影响通电螺线管磁性强弱的因素有：电流大小和有无铁芯。（2）小组同学通过其他方法验证了这几次都是有磁性