电与磁知识精讲2.docx

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1、电与磁知识精讲2三.知识点分析奥斯特的实验：如图1所示，将一根导线平行地拉在静止小磁针的上方，观察导线通电时小磁针是否偏转，改变电流方向，再观察一次。甲：通电乙：断电丙：改变电流方向图1奥斯特实验实验表明，导线通电时磁针发生偏转，切断电流时磁针又回到原位。这说明：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场，即电流的磁场；正是电流的磁场使磁针发生偏转。这种现象叫做电流的磁效应。实验还表明，电流方向改变了，磁针的偏转方向也相反。这说明电流的磁场方向跟电流方向有关。在历史上，人们对电现象和磁现象的研究是分别进行的，在相当长的时间里都认为电和磁是互不相关的两件事。19世

2、纪初，一些哲学家和科学家开始认为自然界各种现象之间应该是互相有联系的。基于这种思想，丹麦物理学家奥斯特用实验方法来寻找电和磁之间的联系。起初他的实验都失败了。直到1820年4月的一天，他在课堂上演示物理实验时，有一次把导线平行地放在磁针上面通电，磁针发生偏转。当时并没有引起在场其他人的注意，而奥斯特却是个有心人，看到这个现象后非常兴奋。他紧紧抓住这个现象，又继续做了几十个不同的实验，终于成为第一个发现电与磁之间的联系的人而载入史册。通电螺线管的磁场：奥斯特的发现激发了科学家的探索热情。他们让电流通过弯成各种形状的导线，研究电流的磁场，其中有一种就是把导线

3、绕成螺线管再通电，通电螺线管的磁场是什么样的呢？如图2所示，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况、改变电流方向，再观察一次。图21通电螺线管的磁场实验结果表明，通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极，它们的极性可以从实验中小磁针的指向来确定。改变电流方向，通电螺线管的南北极正好对调，这说明，通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。通电螺线管的极性跟电流方向的关系，可以用安培定则来判定。照图3那样，用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流

4、的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。你能用这个方法判定图2中螺线管的N、S极吗？图3安培定则用小磁针探查通电螺线管的磁场，发现当螺线管内插入铁芯时，由于铁芯被磁化，磁场大大增强图4，因此，人们在利用通电螺线管得到强磁场时，一般都要把螺线管紧密地套在一个铁芯上，这样就构成了一个电磁铁。图4铁芯使通电螺线管的磁性增强电磁铁有什么特点？它的磁性强弱跟哪些因素有关系呢？请你自己做实验来研究，给你的实验器材是：一个线圈匝数可以改变的电磁铁、电源、开关、滑动变阻器、电流表和一小堆大头针。1.电磁铁的磁性跟电流的通断有关系吗？把电磁铁和电源、开关串联起来。观察

5、通电和断电时电磁铁对大头针的作用。2.电磁铁的磁性强弱跟电流的大小有关系吗？把电源、开关、滑动变阻器、电流表和电磁铁上匝数较少的线圈串联起来。调整变阻器的滑片，使通电时电路中的电流较小。观察通电时电磁铁吸引大头针的数目。然后移动变阻器的滑片，使电流增大，观察电磁铁吸引大头针的数目有什么变化？3.对于外形相同的螺线管，电磁铁的磁性强弱跟线圈的匝数有关系吗？2改变电磁铁的接线，增加通电线圈的匝数，同时调整变阻器的滑片，使电流保持不变。观察电磁铁吸引大头针的数目有什么变化。将你的实验结果填入下面的空白处：（1）电磁铁通电时磁性，断电时磁性。（2）通入电磁铁的电

6、流越大，它的磁性越。（3）在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越。电磁铁在实际中用处很多，它的最直接的应用之一是电磁起重机。工厂里搬运钢铁的电磁起重机安装在吊车上，可以上下移动，还可以跟吊车一起移动。大型电磁起重机一次可以吊起几吨钢材。电磁铁在电铃、发电机、电动机、自动控制上都有应用。人直接操作高压电路的开关是很危险的，因此我们希望通过控制低压电路的通断间接地控制高压电路的通断。利用电磁铁制成的电磁继电器，帮助我们解决了这个问题。图5电磁继电器的结构和工作电路A：电磁铁B：衔铁C：弹簧D：动触点E：静触点工作原理：电磁铁通电时，把衔铁

7、吸下来，使D和E接触，工作电路闭合，电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。图5中的虚线部分是电磁继电器的结构和工作电路示意图。把图和实物结合起来，认识它的各个部分，弄懂它的工作原理，然后做下面的实验。实验：把继电器线圈接到电源上，组成控制电路，观察通电和断电时触点闭合和断开的情况，再用一个电源和小灯泡组成一个工作电路，使继电器通电时小灯泡亮，断电时小灯泡灭。上面的实验用继电器控制小灯泡，似乎没有必要。但如果工作电路是对人有危险的高压电路，就很有必要了。由人直接操作的继电器控制电路只需要低压就

8、可以工作，不会有危险。如果生产场所温度高或环境不好，还可以把继电器留在那里，而把