2021-2022学年度沪科版九年级下册物理课件 第17章 第2节 电流的磁场(共35张PPT)

(共35张PPT)
第十七章 从指南针到磁浮列车
第2节　电流的磁场　
学习目标
1.通过实验知道通电导体的周围存在磁场，了解磁效应.
2.知道通电螺线管外部磁场分布情况相当于条形磁体的磁场分布.
3.会应用右手螺旋定则判断通电螺线管的极性.
4.了解电磁铁和电磁继电器的特点及应用.
新课目标
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？
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.
新课引入
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.
奥斯特在演示电与磁的联系
新课讲解
奥斯特实验
一
如下图所示，在小磁针上方平行架一根导线，当导线通电和断电时，你观察到了什么现象？
接通电路，导线中有电流通过，小磁针发生偏转；断开电路，导线中无电流通过，小磁针恢复到原来的指向，不再发生偏转.这个现象表明，通电导体周围存在着磁场.
改变导线中电流的方向，小磁针偏转方向改变.这说明通电导体周围磁场的方向与电流方向有关.
1.螺线管
将导线绕在圆筒上，可做成一个螺线管（也叫线圈）.
螺线管
通电螺线管的磁场
二
下面我们探究一下通电螺线管的的磁场是怎样的？
2.通电螺线管的磁场特点
演示1：在一块有机玻璃板上安装一个用导线绕成的螺线管，板面上均匀地撒满铁屑，再给螺线管通以电流并轻轻敲击玻璃板面，观察玻璃板面上铁屑的分布情况.
由通电螺线管周围的铁屑分布情况可知：
通电螺线管周围的铁屑分布情况与条形磁体周围的铁屑分布情况相似，因此，其周围的磁场与条形磁体的磁场相似.
　演示2：将匝数更多的螺线管接入如图所示的电路中，再将小磁针放置在螺线管附近，闭合开关，观察小磁针的偏转情况.
S
N
观察实验现象可知：
螺线管的a端和小磁针的N极相吸；螺线管的b端和小磁针的S极相吸；这说明通电螺线管周围存在着磁场，a端为S极，b端为N极.
a
b
如果改变通电螺线管的电流方向，那么，其周围的磁场分布情况和磁场方向是否会改变？若给你一个小磁针，你怎样利用它来判断通电螺线管的磁极？
S
N
会发生改变.具体判断方法如上图所示，将小磁针的N极
靠近通电螺线管的a端，发现螺线管的a端与小磁针排斥，
将小磁针的S极靠近螺线管的b端，发现螺线管的b端与小磁
针排斥.
a
b
（1）通电螺线管周围存在磁场，它的磁场与条形磁体相似.
（2）若改变电流方向，通电螺线管的N极和S极也改变，且正好对调.
条形磁体 通电螺线管
不同点 磁场 磁极不变 N极和S极随电流方向改变
磁性 是永磁体且磁性不变 只有通电才有磁性，且随电流强弱变化
相同点 磁场 磁场分布相同，有N极和S极
磁性 具有吸铁性、指向性、两极磁性最强
人们发现，判断通电螺线管的磁极可用右手螺旋定则来判定：用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向跟螺线管中电流的方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极.
右手握住螺线管
四指随着电流转
大拇指指向N极.
3.右手螺旋定则
电磁铁：通电时产生磁性，吸下衔铁.
衔铁：带动动触点向下运动.
弹簧：电磁铁无磁性时，带动衔铁离开电磁铁.
触点：相当于被控制电路的开关.
触点
电磁继电器
四
1.电磁继电器的结构和电路
信息窗
工作原理：当较小的电流经过接线柱D、E 流入线圈时，电磁铁把衔铁吸下，使B、C 两个接线柱所连的触点接通，较大的电流就可以通过 B、C 带动机器工作了.工人师傅的按钮只控制电磁铁电流的通断，而高电压、强电流电路的通断则由 B、C 两个触点间的电路控制，这样人们就可以安全方便地操纵大型机械了.
2.电磁继电器的工作原理
温度自动报警器
当温度达到金属丝下端所指的温度时，电磁铁电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使电铃电路接通，电铃就响起来，发出报警信号.
3.电磁继电器的应用
锅炉压力自动报警器
当锅炉气压达到最大安全值时，推动火塞H接通导线ab，电磁铁电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使电铃电路接通，电铃就响起来，发出报警信号.
自动水位显示器
当水位达到最大安全值时，接通导线AB，电磁铁电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使红灯电路接通，红灯就亮起来，发出报警信号.水位没有到达金属块B时,电磁铁不通电无磁性，绿灯亮，显示水位正常.
防汛报警器
当水位达到最大安全值时，接通导线K，电磁铁电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使红灯电路接通，红灯就亮起来,发出报警信号.
线圈
铁芯
　　1．插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁.
2．有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性.
自制电磁铁
迷你实验室
1.电磁铁
2.电磁铁磁性大小跟哪些因素有关呢？
　　磁性强弱可能与电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯有关.
应用电流磁效应，应该与电流大小有关.
线圈是主要部件， 应该与线圈的形状、匝数有关.
猜想
影响电磁铁磁性强弱的因素
两个电磁铁（一个150匝，一个100匝.）电源、开关、导线、大头针、沙皮纸、 滑动变阻器、电流表或小灯泡.
控制变量法、转换法
实验目的
实验器材
实验方法
（1）研究电磁铁的磁性强弱跟电流的关系
通过电磁铁的电流越____，电磁铁的磁性_____.
改变电流大小，电流越大，电磁铁吸引的大头针数目越多.
越强
大
S
a
S
b
结论2
当电流一定时，电磁铁线圈的匝数______，磁性______.
越多
越强
（2）研究电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系
S
a
b
改变线圈匝数，匝数越多，电磁铁吸引的大头针数目越多.
结论1
（3）探究有无铁芯对电磁铁磁性的影响
当电磁铁的匝数和通过电流一定时，有铁芯，电磁铁的磁性大大增强.
保证线圈匝数和电流大小不变，使电磁铁有无铁芯，观察电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱.
结论3
S
a
电磁起重机
电铃
磁悬浮列车
3.电磁铁的应用
电磁铁特点: 1.可以通过电流的通断来控制磁性的有无. 2.可以通过改变电流的方向来改变其磁极的极性. 3.可以通过改变电流的大小或线圈匝数的多少来控制其磁性的强弱. （1）电磁铁的磁性强弱跟电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯有关.电流越大、线圈越多、有铁芯时，电磁铁的磁性越强. （2）电磁铁的磁性强弱用电磁铁吸引大头针的多少来反映，吸引的越多，磁性越强，这种方法是转换法. （3）滑动变阻器的作用：改变连入电路的电阻的长度，改变连入电路的电阻，进而改变电路中的电流.
奥斯特实验
通电导体周围存在磁场.
通电导体周围磁场的方向与电流的方向有关.
与条形磁体的磁场相似.
右手螺旋定则
通电螺线管的磁场
电流的磁场
电磁体的应用
影响电磁体强弱的因素
电流大小
线圈匝数多少
课堂小结
电磁继电器
构造：电磁铁、衔铁、弹簧、触点
工作原理：电流的磁效应
工作电路
低压控制电路
高压工作电路
应用特点：操作安全和可实现自动化
电磁铁
电磁铁的定义：带铁芯的螺线管
电磁铁的工作原理：电流的磁效应
影响电磁铁强弱的因素
电流大小
线圈匝数多少
1．判断下面螺线管中的N极和S极：
2．判断螺线管中的电流方向：
N
S
S
N
N
S
课堂训练
　　3．根据小磁针静止时指针的指向，判断出电源的正负极.
电源
S
N
N
S
+
—
4.请阐述电铃的工作原理.
在通电时，电磁铁吸引弹簧片，铃声响，此时弹簧片远离铁钉，电路断开；断开后，弹簧片重新接触铁钉，这样循环往复，电铃声就不断.
5.王强同学为某仓库设计了一种防盗报警器，安在仓库的门口的地上，报警灯安在值班室内，请你说出其工作原理.
踏板
有人靠近仓库，踏上踏板接通电磁铁电路，电磁铁有磁
性，吸引衔铁，使灯电路接通，灯亮发出报警信号.