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1.2电生磁第一课时

发布时间:2014-02-19 11:03:13  

第1章 电和磁

第2节

电生磁

课前抢答:
1、电流看不见,如何判断导线中 有无电流?
2、磁场也看不见,如何判断物体的 周围是否存在着磁场? 3、一条形磁体两极的标示已模糊不 清,如何借助已标明极性的磁针来辨认其 南、北极?

思考
电荷间的相互作用:同种电荷相斥, 异种电荷相吸。 磁极间的相互作用:同名磁极相斥, 异名磁极相吸引。

带电体和磁体有一些相似的性 质,这些相似是一种巧合呢?还 是它们之间存在着某些联系呢?

一、奥斯特实验
? 科学家们基于这种想法,一次又一次地寻找

电与磁的联系.
? 1820年丹麦物理学家奥斯特终于用实验证实

通电导体的周围存在着磁场.这一重大发现轰 动了科学界,使电磁学进入一个新的发展时 期.

在小磁针的上方拉一根与小磁针 平行的直导线(导线不通电), 你观察到什么现象 小磁针不偏转 ;

奥 斯 特 实 验

I

注意短路电流, 即通即开!
当直导线通电时,观察到小磁 针 ; 发生了偏转

小磁针受到了力的作用

实验结论: 通电直导线(直线电流)周围存在磁场。

通电直导线周围的磁场跟电流方向 有没有关系?
I

I

结论: 通电直导线周围的磁 场与电流方向有关, 改变电流方向,磁场 的方向也随之改变。
顺时针 逆时针

通电直导线周围的磁场是如何分布的? 在有机玻璃板上穿一个小孔, 一根直导线垂直穿过小孔, 在玻璃板上均匀地撒上一些 铁屑,给直导线通电后,轻 敲玻璃板,观察铁屑的分布 情况

以直导线上各点为圆心的同心圆 这些同心圆所在平面与直导线垂直 离直导线越近,磁场越强; 离直导线越远,磁场越弱

直导线周围的磁场有何特点?

结论:越靠近直导线,磁性越强。
磁感线是以导线上各点为圆心的同心 圆,都在与导线垂直的平面上。

通电直导线周围磁场方向如何?

安培定则(一)
内容:用右手握住导线,让大拇指所 指的方向跟电流方向一致,那么弯曲的 四指所指的方向就是磁力线环绕方向。

练习
1.已知通电直导线周围的磁力线方向,标出导 线中的电流方向

前进

2.根据通电导线上的电流方向,标出磁力 线方向。

I

(A)

(B)

3.根据通电导线的电流方向,标出小 磁针N、S极
? 如下图所示: N

I

N

二、通电螺线管的磁场
1、用导线绕成螺线管后,吸引大头针或靠近小磁针, 观察现象。 2、给螺线管通电,吸引大头针或靠近小磁针,观察现象

通电螺线管周围也存在磁场
3、改变电流方向,用小磁针探测螺线管的磁极有无变 化 改变电流方向,螺线管的磁极发生了变化。 4、在螺线管中插入一枚铁棒再吸引大头针,观察现象


带铁芯的螺线管磁性比不带铁芯的强
铁芯在磁场中被磁化 后相当于一根磁铁

通电螺线管周围的磁场分布特点 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,观察铁屑分布情况。 结论:

通电螺线管周围的磁场与条形磁铁的磁场很相 似。

三、安培定则.
通电螺线管相当于一个条形磁体,其极性和 电流方向的关系符合:
安培定则(二)——右手螺旋定则.

安培定则
?

用右手握螺线 管,让四指弯 向螺线管电流 的方向,则大 拇指所指的那 端就是螺线管 的北极.

应用安培定则的方法和顺序: 1:查清螺线管的绕线方向。 2:标出电流在螺线管中的方向。 3:用安培定则确定螺线管的磁极方向。

例1: 如图所示,标出 电源的正负极。

分析:由小磁针的指向确定磁感线方向,由 磁感线方向确定螺线管左端为N极,再根据 安培定则可确定电流是由B经线圈流到A,所 以B为电源正极、A为电源负极。

例2:如图1所示,当电键S闭合后,小磁针的N, S极按箭头方向转动到与螺线管轴线方向一致时 静止不动,试判断电源的正、负极。

[分析]螺线管通电后两端出现N,S极,根据同名磁极相斥、 异名磁极相吸这一特点,可以判定螺线管的左端一定为N极。由 安培定则画出螺线管中的电流方向,再由电流总是由电源正极流 出,通过螺线管回到电源负极,便可确定电源正、负极。 [答]电源左端为正极,右端为负极。

例3:要使图4中通电螺线管 附近小磁针的指向如图中所 示,试在图中画出通电螺线 管的绕法。
[答]可分三步进行:(1)若使小磁针能静止在图示位置,由磁极 间的相互作用规律可判定,绕成的通电螺线管的左端应为N极; (2)根据已确定的N极位置,用安培定则可判定螺线管中电流方 向(从N端看去,电流的环绕方向是逆时针的);(3)绕制可有 两种方式,如图5中(甲)、(乙)二图所示。

带铁芯的通电螺线管的磁性比不带铁芯 的通电螺线管的磁性要强。

我们把插入铁芯的通电螺线管 称为电磁铁 .
电磁铁磁性的有无可以用电流来控制 铁芯为什么是用铁制成的?而不用 钢制成的?为什么插入铁芯后磁性 大大加强?
铁芯插入通电螺线管,铁芯被磁化,也要产 生磁场,于是通电螺线管的周围既有电流产 生的磁场,又有磁铁产生的磁场,因而磁场 大大增强了.

? 通过实验,我们知道了电磁铁的一些 特点,它的这些特点与永磁体相比,有 哪些优点呢?

电磁铁的优点:磁性的有无可以通过
电流的有无来控制。

探究:影响通电螺线管磁 性强弱的因素。

见书110页

通过本节课的学习,你能猜 想出磁悬浮列车的原理吗?


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