第十六章 电磁转换
二、电流的磁场（第2课时）
班级: 姓名:
〖学习目标〗
1．知道电流周围存在磁场的应用：电磁铁具有哪些优点
2．知道电磁继电器的结构和工作原理
〖课堂学习〗
问题1：电磁铁的磁性强弱相关因素
学生阅读课本第40页：电磁铁及其应用。电磁铁的结构 、 。
提出问题： 电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关？ 、 。
探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系，控制 不变，通过 来改变电流大小；
探究电磁铁的磁性强弱与 的关系，控制电流不变，改变线圈的匝数。
如何反映电磁铁磁性的强弱？ 。
在下列方框内画出你所设计的电路图：
问题2：电磁铁具有哪些优点
1．电磁铁磁性的有无可以由 来控制。如电磁起重机、 、
、 都是根据这一特点工作的；
2．电磁铁磁性的强弱可以由 来改变；
3．电磁铁的N、S极以及它周围的磁场方向由 决定。
问题3：电磁继电器
学生阅读课本第41页：电磁继电器
电磁继电器的构造： 、 、 及 。
电磁继电器工作电路可分为 控制电路和 工作电路两部分。
电磁继电器的作用：
1、用 、 的控制电路来控制 、 的工作电路。
2、实现远距离操作即 和生产自动化。
电磁继电器的工作原理：
例1、如图所示，是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位达到金属块A时，出现的情况是 （ ）
A．红灯亮 B．绿灯亮 C．红、绿灯同时亮 D．红、绿灯都不亮
例2、如图是一种水位自动报警器的原理图，有关该报警器工作情况的下列叙述，不正确的是 （ ）
A.该报警器红灯是报警灯，报警器工作时，必须依靠一般水的导电性，且水位必须到达A
B.该报警器的红、绿灯不会同时亮
C.当水位没有达到A时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮
D.当该报警器报警时，电磁铁的上端是N极
【课堂练习】
1．图16—19是电磁继电器结构示意图． ( http: / / www.21cnjy.com )其中有两个电路： 一是控制电路，由 _ 、 组成；二是工作电路，由 、 、 组成．
工作原理：闭合低压开关，线圈中通过电流后产 ( http: / / www.21cnjy.com )生 ，对衔铁产生 ，使工作电路 (选填“闭合”或“断开”)，电动机 (选填“正常”或“停止”)工作；断开低压开关，线圈中 (诜填“有”或“无”)电流，工作电路 (选填“闭合”或“断开”)，电动机就 (选填“正常’，或“停止”)工作．
利用电磁继电器可以用 的控制电路来控制 的工作电路．
2．图16—21是温度自动报警器的原理图，它运用了许多物理知识，以下说法中不正确的是 ( )
A．温度计中的水银是液态金属 B．当温度达到设定温度时铃响报警
C．报警器中的电磁铁运用了电流的热效应 D．电磁继电器是一种电路开关
3．如图16—22所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁体，开关闭合后，当滑片P从A端向b端滑动时，会出现的现象是 ( )
A．电流表示数变大，弹簧长度变长 B．电流表示数变大，弹簧长度变短
C．电流表示数变小，弹簧长度变长 D．电流表示数变小，弹簧长度变短
4．如图16—23所示，闭合开关，小铁块被吸起，下列说法正确的是 ( )
A．将小铁块吸起的力是铁芯与铁块之间的分子引力
B．用手托住小铁块，将电源的正负极对调，闭合开关，稍后手松开，小铁块一定落下
C．滑动变阻器的滑片向上移动，小铁块可能落下
D．滑动变阻器向下移动，小铁块可能落下
5．如图16—26所示，是录音磁头的工作 ( http: / / www.21cnjy.com )原理．录音时磁带上的磁性材料通过与磁头作用被磁化变成类似于图中的小磁体，从而记录声音．请根据图中小磁体的极性标出此时磁头线圈中的电流方向．
【课后练习】
6．为探究“影响电磁铁磁性 ( http: / / www.21cnjy.com )强弱的因素”，小明以电池(电压一定)、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及长导线为主要器材，进行如图16—27所示的简易实验．
(1)他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并巧妙地通过 来显示电磁铁磁性的强弱．
(2)连接好电路，使变阻器连入电路的阻值较大，闭合开关，观察到如图(a)所示的情景；
接着，移动变阻器滑片，使其连人电路的阻 ( http: / / www.21cnjy.com )值变小，观察到如图(b)所示的情景．比较图(a)和图(b)，可知图 中的电流较小，从而发现，通过电磁铁的电流越 选填“大”或“小”)磁性越强．
(3)如图(c)所示，将导线绕在两 ( http: / / www.21cnjy.com )枚铁钉上，构成两个简易电磁铁串联的电路．从图(c)的情景看出，在 相同的情况下，线圈的匝数越 (选填“多”或“少”)磁性越强．
7．如图所示，要想增加电磁铁的磁性，变阻器的滑片P应 ( )
A．向左移动 B．向右移动
C．向左或向右移动都可以 D．无法确定
第7题图 第8题图 第9题图
8．如图弹簧测力计下端吊一条形磁铁 ( http: / / www.21cnjy.com )，当开关S闭合时弹簧测力计示数变大，则电源的正极是 ( )
A．左端 B．右端 C．不变 D．无法判断
9．如图所示，一个轻质弹簧下端悬挂一个小铁片，当开关S断开时，铁片刚好与水银槽中水银接触。当开关S闭合后，铁片会（ ）
A.不动 B.陷入水银面以下
C.向上运动停止在空中 D.上下不停的振动
10．图中的电磁铁为一个中间有抽头的电磁铁的 ( http: / / www.21cnjy.com )示意图，小明为了研究外形相同的电磁铁磁性的强弱与通电电流的大小及线圈匝数的关系。他做了如下实验，实验步骤为：
（1）先连接好如图（甲）所示的电路，调整滑动变阻器的滑片使电流表示数较小，记为I1，发现电磁铁吸引住大头针的数目较少；
（2）调整滑动变阻器滑片使电流表的示数增大到I2，发现电磁铁吸引住大头针的数目增加；
（3）再按图（乙）所示的电路图连接好电路，调整滑动变阻器的滑片使电流表的示数保持为I2，发现电磁铁吸引住大头针的数目进下一步增加；
从以上实验我们得出的结论是：
① ；② 。
在实验步骤（3）中强调 ( http: / / www.21cnjy.com )电流表的示数与步骤（2）中电流表的示数（I2）保持相同的原因是 。
11．超重超载车辆是造成高速公路路面结 ( http: / / www.21cnjy.com )构损坏，高速公路交通事故频发的一个重要因素.因此限制超重车辆的行驶，对确保润扬大桥结构安全有着重要意义.小康同学想用压力传感器（当压力达到设定值时，它就接通电路）、电磁继电器，为大桥设计一个车辆超重的报警装置.当车超重时，信号灯就发光.在图中请你为他连接好电路.
P
N
电源第十六章 电磁转换
二、电流的磁场（第1课时）
班级: 姓名:
〖学习目标〗
1．知道电流周围存在着磁场。
2．知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。
3．会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。
〖课堂学习〗
问题1：电流周围能不能产生磁场呢
(1)演示:奥斯特实验说明电流周围存在着 ( http: / / www.21cnjy.com )磁场
提问：观察到什么现象？
提问：通过这个现象可以得出什么结论呢？
提问：我们知道，磁场是有方向的，那么电流周围的磁场方向是怎样的呢？它与电流的方向有没有关系呢？
(2)演示:
提问：同学们观察到什么现象？这说明什么？
电流周围的磁场方向与 有关。
提问：奥斯特实验在我们现在看来是非常简单的，但在当时这一重大发现却轰动了科学界， 因为它揭示了 不是各自孤立的，而是紧密联系的，从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的，这一发现，有力推动了电磁学的研究和发展。
问题2：研究通电螺线管周围的磁场
(1)演示：按课本图11－13那样在纸板上均匀地撒些铁屑，给螺线管通电，轻敲纸板，请同学们观察铁屑的分布情况，并与条形磁体周围的铁屑分布情况对比。
提问：同学们观察到什么现象？
提问：怎样判断通电螺线管两端的极性呢？
(2)演示：将小磁针放在螺线管的两 ( http: / / www.21cnjy.com )端，通电后，请同学们观察小磁针的N极指向，从而引导学生判别出通电螺线管的N、S极。
提问：通电螺线管的极性与电流的方向有关吗
(3)演示：再改变电流的方向，观察小 ( http: / / www.21cnjy.com )磁针的N极指向有没有变化，从而说明通电螺线管的极性与电流方向有关。
结论:通电螺线管相当于一个 ，其两端的极性跟螺线管中 方向有关。当 方向变化时，通电螺线管的极性也发生改变。
问题3：安培定则
提问：采用什么办法可以很简便地判定通电螺线管的磁极与电流方向的关系呢？
同学们看书、讨论，弄清安培定则的作用和判定方法。
1．作用：可以判定通电螺线管的 ( http: / / www.21cnjy.com ) 与 的关系。
2．判定方法：用 手握住螺线管，让四指弯向螺线管中 方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的 极。
练习：1．如附图所示的二个通电螺线管，用安培定则判定它们的两极及小磁针指向。
2．如附图所示的二个通电螺线管，用安培定则判定电源的两极。
3．如附图所示的三个通电螺线管，用安培定则判定它们的绕法。
( http: / / www.21cnjy.com )
【课堂练习】
1．（09·上海）如图所示，正确表示小磁针N极指向的是
2．（09义乌）、如图所示，甲乙为条形磁体，中间是电磁体，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
A．N、S、N、N B．S、N、S、S
C．S、S、N、S D．N、N、S、N
3．（09·广西贵港）如图所示，甲、乙两个通电螺线管互相靠近，a、b和c、d分别接电源，那么
A．a、c都接正极时，甲、乙互相吸引
B．b、d都接正极时，甲、乙互相吸引
C． a、c都接正极时，甲、乙互相排斥
D．b接正极、d接负极时，甲、乙互相排斥
4．（09四川自贡）.如右图所示，通电螺线管的小磁针静止时，小磁针指向不正确的是
A.a B. b C.c D.d
【课后练习】
1．电能生磁吗 ．什么样的实验可以支持你的观点 ．
(1)在图16—14 ( http: / / www.21cnjy.com )所示的实验现象中，比较(a)、(b)可看到，导线通电时(注：只能短暂接通电路)，小磁针 (选填“偏转”或“不偏转”)，由此表明： ．
(2)比较(a)、(c)可看到，导线中的电流方向改变，小磁针的偏转方向 (选填“蘸
变”或“不改变”)．实验表明： ．
2．如图16—15所示的实验现象表明：通电螺线管的外部磁场与 磁体的磁场相
似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个 ，通电螺线管周围的磁场方向与
有关，可用 来判定．
3．在图16—16中，蚂蚁和猴子分别用两种生动的语言来描述通电螺线管的电流方向与
N极位置的关系．
(1)图(a)：蚂蚁沿着电流方向绕螺线管向上爬行，它说：“N极就在我的 (选填“左”或“右”)边．”
(2)图(b)：猴子用右手把一个大螺线管夹在腋下，它说：“如果电流沿着我右臂所指的方
向，N极就在我的 (选填“前”或“后”)方．”
4．如图16—17所示，当 ( http: / / www.21cnjy.com )闭合开关S时，分别标出通电螺线管的N、S极，并标出磁感线的方向．在图16—18中，A、B两通电螺线管将相互 ．
5．丹麦物理学家 是第一个 ( http: / / www.21cnjy.com )发现电和磁之间联系的人．他发现了电流周围有磁场．做该实验时要把直导线与小磁针 (选填“平行’’或“垂直’’)放置，导线中有电流时会看到小磁针偏转，表明 ．当年，这位物理学家还将玻璃、木头、水、松香、瓦片、石块等非磁性材料放在导线和小磁针之间，发现小磁针在电流的作用下仍然偏转．正是电流周围的 对小磁针产生了 的作用．磁体之间的相互作用和磁体与电流之间的相互作用是通过 来传递的．若要改变电流的磁场方向，可以通过改变 来实现．
7．根据磁感线方向，在图16—24中标出通电螺线管和小磁针的N、S极及电源的正、负极．
8．小磁针静止时的指向如图16—25所示，请画出通电螺线管的绕线情况．
