(共18张PPT)
7.4 电磁继电器
知识点一 认识电磁继电器
1.定义:利用一个回路中的电流控制另一个回路中的电流的装置,叫做继电器。
2.结构:电磁继电器是由电磁铁、衔铁、簧片和触点四部分组成。其电路由 控制 电路和 工作 电路两部分构成。
3.实质:是利用电磁铁间接控制工作电路通断的 开关 。
4.工作原理:通过直接控制“控制电路”的通断,间接控制“ 工作 电路”的通断。
知识点二 继电器与自动控制
1.电磁继电器的作用:①实现由低压电路的通断来间接地控制高压电路的通断;②实现远距离操控;③实现自动化控制。
2.日常生活中电磁继电器在自动化控制上的应用非常广泛,如温度自动报警器、防汛报警器等。
如图是一种温度自动报警器的原理图,在水银温度计中封入一段金属丝,金属丝下端所指示的温度为90 ℃。下列说法错误的是
( D )
A.报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质
B.报警器利用了电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点
C.报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中
D.温度达到90 ℃时,报警器中的灯亮同时铃响
1.下列设备,利用电磁继电器工作的是 ( A )
2.如图所示是一种水位自动报警器的原理图,当水位达到金属块A时(日常生活用水是导电的),电路中( B )
A.绿灯亮 B.红灯亮
C.红灯、绿灯都亮 D.红灯、绿灯都不亮
3.(2023·自贡)如图所示,R0是一个光敏电阻,光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小。R是电阻箱(已调至合适阻值),它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯,白天路灯熄灭,夜晚路灯亮起。下列说法正确的是
( D )
A.电路工作时,电磁铁上端为N极
B.给路灯供电的电源应接在b、c两端
C.路灯发光时把电能全部转化为光能
D.控制电路的电源电压减小后,傍晚时路灯比原来早一些亮
4.(双选)(2023·湘潭)如图是汽车尾气中CO浓度的检测电路示意图。气敏电阻R1的阻值随CO浓度的增大而减小,R2是滑动变阻器,开关S闭合,当CO浓度高于某一设定值时,电铃报警。下列说法正确的是
( AD )
A.电磁铁的上端是N极
B.电铃应接在A和B之间
C.当CO浓度升高时电磁铁的磁性减弱
D.电源用久后,U1减小,CO的报警浓度会变高
5.为实现节能和智能控制,空调内部用到了传感器和电磁继电器,如图是启动或停止空调压缩机的电路示意图。电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的 开关 (选填“用电器”“电源”或“开关”)。夏天,空调制冷,房间温度降低,热敏元件的电阻增大,控制电路的电流减小,电磁铁的磁性 减弱 ,低于设定温度时,工作电路就断开,停止制冷。
6.(2024·成都七中中考模拟)如图是小军设计的短跑比赛“抢跑判断器”。运动员蹲在起跑器上后,工作人员闭合开关S1、S2,发令指示灯亮,电磁铁上端为 N 极,当运动员抢跑后,R0所受压力变小,电阻变小,抢跑指示灯 L2 (选填“L1”或“L2”)亮,即判定运动员抢跑。
7.电梯为居民出入带来很大的便利,小明家住某小区某栋6楼,放学后乘电梯回家。小明查阅资料,了解到出于安全考虑,电梯都设置了超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,电路由工作电路和控制电路组成。在工作电路中,当电梯没有超载时,动触点K与静触点A接触,闭合开关S,电动机正常工作;当电梯超载时,动触点K与静触点B接触,电铃发出报警铃声,即使闭合开关S,电动机也不工作。在控制电路中,已知电源电压U=6 V,保护电阻R1=100 Ω,电阻式压力传感器(压敏电阻)R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示,电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
(1)在控制电路中,当压敏电阻R2受到的压力F增大时,电磁铁的磁性 增强 (选填“增强”“减弱”或“不变”)。
(2)某次电梯正常运行时,测得通过电磁铁线圈的电流为10 mA,则此时电梯载重为多少
解:(2)电路中的总电阻:R===600 Ω
此时压敏电阻的阻值:
R2=R-R1=600 Ω-100 Ω=500 Ω
由图乙可知,此时压敏电阻所受的压力
F1=6×103 N
故此时电梯载重为6×103 N
(3)若电磁铁线圈电流达到20 mA时,刚好接触静触点B,电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量为1000 kg的乘客时,试通过计算说明电梯是否超载 (g取10 N/kg)
(3)电梯厢内站立总质量为1 000 kg的乘客时,电梯受到的压力等于乘客的重力
即:F2=G'=mg=1 000 kg×10 N/kg=104 N
由图乙可知,当压力F2=104 N时,对应的压敏电阻阻值R2'=100 Ω
则控制电路中的电流:
I'===0.03 A=30 mA
因为30 mA>20 mA,所以,此时电梯超载。(共23张PPT)
7.1 磁现象
知识点一 认识磁体
1.磁性:物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。
2.磁体:具有磁性的物体。
3.磁极:每个磁体有两个磁性 最强 的地方,叫做磁极。若把磁体悬挂起来,静止后,一端会指北,叫做 北极 ,用 N 表示;另一端会指南,叫做 南极 ,用 S 表示。
4.磁极间的相互作用规律:同名磁极相 斥 ,异名磁极相 吸 。
注:磁极总是成对出现的。
小科在实验室发现一枚钢针,为能快速利用小磁针判断:①钢针是否有磁性,②若有磁性,则磁极如何分布。小科画出思维导图,请补充完整。
知识点二 磁体周围有什么
1.磁场:在磁体周围有一种看不见的特殊物质。
(1)磁体之间的吸引或排斥,是通过 磁场 来实现的;
(2)磁场是客观存在的一种物质;
(3)基本性质:对放入其中的磁体产生磁力的作用;
(4)方向:小磁针在磁场中某一点静止时, 北极(N极) 的指向即为该点的磁场方向。
2.磁感线:人们为了形象地描述磁场而假想出来的带有箭头的曲线。
(1)磁感线上,任何一点的 切线方向 表示该点磁场的方向;
(2)磁感线分布的 密疏程度 表示磁场的强弱,磁感线越 密 的地方,磁场越 强 ;
(3)磁体外部的磁感线总是从磁体的N极出发,回到磁体的S极;
(4)每一条磁感线都是一条封闭的曲线,任意两条磁感线都不会相交;
(5)常见磁场的磁感线:
注:磁感线不是客观存在的,是假想的物理模型,但它描述的磁场是客观存在的物质。初中类似的模型还有:描述光的传播——光线;描述力的三要素——力的示意图。
3.地磁场:地球是一个巨大的磁体。地磁北极在地理 南极 附近,地磁南极在地理 北极 附近。
如图所示,是两块条形磁体的磁场分布图,下列有关磁现象表述正确的是( C )
A.磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
B.磁体周围磁感线从S极出发,回到磁体N极
C.磁极间的相互作用是通过磁场发生的
D.同名磁极相互吸引,异名磁极相互排斥
中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。关于地磁场,下列说法正确的是
( A )
A.地磁场的N极在地理的南极附近
B.地磁场的磁感线是真实存在的
C.地理南、北极与地磁场的南、北极完全重合
D.北京地区的地磁场方向由地理北极指向地理南极
同步变式拓展
1.物理学是美的,许多物理现象都具有对称美、平衡美和曲线美。下列优美的曲线中,用磁感线描述磁体外部磁场正确的是( A )
2.(2023·无锡)磁体旁的小磁针静止时所指的方向如图所示,请在括号中标出磁体的磁极,并标出图中磁感线的方向。
知识点三 磁化
1.使没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。
2.能被磁化的物质大多数是含 铁、钴、镍 的合金或氧化物,叫做 磁性材料 。
1.在一次课外实践活动中,一颗铁质的小螺丝掉入细小狭长的小洞中(如图)。小科设计了以下四种方案,其中不能取出小螺丝的是( D )
2.在下图中,涂有深颜色的一端表示小磁针的N极,将它们放在磁体周围,小磁针静止不动时,小磁针N极指向正确的是 ( D )
3.下列关于磁感线的说法正确的是 ( D )
A.磁感线分布越密的地方,磁场越弱
B.磁感线是磁场中真实存在的一些曲线,还可以通过实验来模拟
C.磁体周围的磁感线从磁体的S极出发,回到磁体的N极,构成闭合曲线
D.磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时南极所指的方向相反
4.a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是 ( D )
A.a端磁极是S极,b端磁极是N极
B.P点没有磁场
C.磁感线是真实存在的
D.Q点的磁场方向水平向右
5.如图所示,放在水平地面上的磁体上方有一块挂在弹簧测力计上的小磁体(下部为N极)。小辉提着弹簧测力计沿如图所示的水平路线从A缓慢移到B,则下图中能反映弹簧测力计示数F随位置变化的是 ( C )
( C )
6.(双选)如图所示,三个完全相同的环形磁铁a、b、c套在塑料支架的光滑杆上。静止时磁铁a、b悬浮在空中,c压在塑料支架底板上。若每个磁铁受的重力均为G,a磁铁上端为N极,下列说法正确的是
( BD )
A.b磁铁下端为S极
B.c磁铁对底板压力为3G
C.若在磁铁a、b间插入一本物理书(不碰触磁铁和杆),磁铁a、b间距离会改变
D.这个实验装置可以用来说明不接触的物体间能产生力的作用
7.【传统文化】公元1世纪初,东汉学者王充在《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。如图,“柢”即握柄,是磁体的 S(或南) 极,司南之所以能指向南北方向,是由于受到 地磁场 的作用。
8.如图甲所示,一个条形磁体摔成两段,取右边的一段靠近小磁针,小磁针静止时的指向如图乙所示,则右边这处裂纹的磁极是 N 极。如果把这段磁铁沿裂纹吻合放在一起(如图甲所示),这两段会相互 吸引 (选填“吸引”或“排斥”)。
9.(2023·海南)请在图中用箭头标出蹄形磁体a点处的磁感线方向。
10.(2023·陕西)如图,请在括号中标出小磁针静止时右侧磁极的名称,并用箭头在M点标出磁感线的方向。(共17张PPT)
7.3 电磁铁
知识点一 电磁铁
1.电磁铁:带有 铁芯 的螺线管。
2.电磁铁的原理: 电流的磁效应 。螺线管中的铁芯被电流的磁场磁化后,可以 增强 电磁铁的磁性。
知识点二 电磁铁的磁性强弱
电磁铁磁性的强弱与 线圈的匝数 、 电流大小 和有无铁芯有关。通过电磁铁的电流越大,线圈的匝数越多,它的磁性越大。
如图所示是“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验装置,下列说法正确的是
( D )
A.闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数相同,发现图乙中的电磁铁吸引大头针的数目比图甲中的少
B.电磁铁中铁芯的作用是改变磁场的方向
C.图甲中滑动变阻器的滑片向右移动,电磁铁吸引大头针的数目增多
D.保持电流表示数不变,这是为了探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系
同步变式拓展
1.(2023·赤峰)学习了电磁铁,小明想:“电磁铁两极磁性强弱是否相同呢 ”图甲是他探究该猜想的装置图。
(1)通电后,电磁铁A端是 S 极。
(2)闭合开关后,弹簧测力计的示数太小,要使其示数变大,滑动变阻器的滑片P应向 左 端移动。
(3)将滑动变阻器调节完成后,根据图乙读出弹簧测力计的示数为 2.2 N。
(4)在原位置将电磁铁两端对调,使B端向上,保持电流不变,观察到弹簧测力计示数与(3)中相同。初步可得出的结论是:电磁铁两极磁性强弱 相同 。
知识点三 电磁铁的应用
1.电磁铁的优点:
(1)磁性的有无可以利用 电流通断 来控制。
(2)磁性的强弱可以用 电流强弱 、 线圈匝数多少 来调节。
(3)磁极的极性可以通过变换 电流的方向 来改变。
2.电磁铁的应用:
(1)可以直接对铁质物体有力的作用。如应用在电磁起重机上。
(2)产生强磁场。如应用在大型电动机、发电机上。
下列装置中没有应用电磁铁的是( C )
A.扬声器 B.电磁起重机
C.电热器 D.电铃
1.电磁铁在生活和生产中有着广泛的应用,图中没有应用到电磁铁的设备是( D )
2.下列选项中,能减弱通电螺线管磁性的措施是( C )
A.改变线圈中的电流方向
B.增加线圈的匝数
C.减小线圈中的电流
D.在线圈中插入铁芯
3.(2023·扬州)如图所示,下列做法中电磁铁不能吸引更多大头针的是 ( D )
A.只提高电源电压
B.只将滑片P向左移动
C.只增加螺线管线圈的匝数
D.只将铁芯换成同规格的铜芯
4.(双选)如图所示,在电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左适当移动,条形磁体始终保持静止,在此过程中,下列说法正确的是 ( BC )
A.电磁铁的磁性逐渐减弱
B.条形磁体受到的摩擦力逐渐增大
C.条形磁体受到水平向右的摩擦力
D.条形磁体对电磁铁没有力的作用
5.如图所示,将开关S打到a点,电路中电流方向如箭头所示,向下调节滑动变阻器的滑片时,图中指针上端向 左 (选填“左”或“右”)偏转。再将开关S从a打到b点,调节滑动变阻器滑片的位置,使电流大小保持不变,指针指示的数值将 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”),这说明电磁铁磁性的强弱与 线圈匝数 有关。
6.如图是研究巨磁电阻(GMR电阻在磁场中急剧减小)特性的原理示意图,闭合开关S1、S2后,电磁铁右端为 S 极,滑片P向左滑动的过程中,指示灯明显变 亮 (选填“亮”或“暗”)。
7.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明用相同的漆包线和铁钉绕制成电磁铁A和B,设计了如图所示的电路,用此装置去吸引大头针。
(1)实验中是通过电磁铁 吸引大头针的数量 来判定其磁性强弱的。
(2)图中A、B串联的目的是 使通过两电磁铁线圈的电流相同 。
(3)若让B铁钉再多吸一些大头针,滑动变阻器的滑片应向 左 (选填“左”或“右”)端移动。
(4)通过图示电路, 能 (选填“能”或“不能”)研究电磁铁磁性强弱跟电流大小的关系。
(5)实验中,大头针的下端都是分开的原因是 同名磁极相互排斥 。
8.(2023·宜宾)如图所示,请用笔画线代替导线将电路连接完整,并在括号中标出小磁针静止时右端的磁极名称(要求闭合开关,移动滑片P能改变螺线管磁性强弱)。(共37张PPT)
章末复习与评价
一、单项选择题
1.(2023·福建)在我国古代的四大发明中,主要应用了磁性材料特性的是( A )
A.指南针 B.火药 C.印刷术 D.造纸术
A.同名磁极相互吸引 B.异名磁极相互吸引
C.同名磁极相互排斥 D.异名磁极相互排斥
( C )
2.如图是某同学发明的“铁皮自动分开装置”。将强磁铁靠近一叠铁皮,被磁化后的铁皮会自动分开。铁皮分开的原因是
3.关于磁场和磁感线,以下说法错误的是 ( A )
A.磁体周围存在着磁感线
B.磁体之间的相互作用是通过磁场产生的
C.磁体外部的磁感线是从磁体的N极出发,回到S极
D.磁场中,小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场的方向
4.如图所示,是条形磁体的磁场分布图,下列说法正确的是
A.该条形磁体的左端为N极
B.磁场不是真实存在的
C.磁感线是真实存在于该条形磁体周围的
D.磁感线是为了研究方便引入的假想曲线
( D )
5.下列四个图中,磁感线方向标注错误的是( A )
6.(2023·成都)如图是小聪和小明同学探究“通电螺线管的磁场方向”实验示意图。实验时,在小圆圈位置放置小磁针,闭合开关,画出不同位置小磁针静止时N极的指向;对调电源正负极,重复上述操作。下列说法错误的是
( B )
A.小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向
B.闭合开关,放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相同
C.对调电源正负极,闭合开关,通电螺线管的磁场方向改变
D.通过实验可总结出通电螺线管的极性和电流方向的关系
7.(2023·河北)如图所示,用甲装置探究通电螺线管外部的磁场分布,用乙装置探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关。下列说法正确的是
A.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
B.改变通电螺线管中电流方向,小磁针N极指向不变
C.匝数一定时,通入的电流越小,电磁铁的磁性越强
D.电流一定时,减少铁钉上线圈的匝数,电磁铁的磁性强弱不变
( A )
二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合要求)
8.如图所示,弹簧下挂着磁铁A,它的下端为N极,上端为S极,M是铁芯,以下说法正确的是
( BC )
A.闭合开关S2,弹簧变长
B.闭合开关S2,S1再由断开变为闭合,弹簧变短
C.闭合开关S2后,滑片P向左滑动,弹簧变长
D.闭合开关S2,将铁芯从螺线管中抽出来,弹簧变短
9.如图所示,是巨磁电阻特性原理的示意图,其中GMR是一个巨磁电阻,其阻值随磁场的增强而急剧减小。闭合开关S1、S2,下列说法正确的是
( D )
A.电磁铁的右端为N极
B.当滑片P向右滑动时,电磁铁的磁性增强
C.当滑片P向左滑动时,巨磁电阻的阻值增大
D.当滑片P向左滑动时,指示灯变亮
三、填空题
10.如图是我国古代发明的指南针——司南,能指示南北方向。因为地球周围存在地磁场,指南针静止时它的南极指向地理的 南 极附近。指南针放在通电导线附近发生了轻微偏转,是因为通电导体周围存在 磁场 。
11.三个磁体相邻,磁极间的磁感线分布如图所示,D端为 N 极,B端为 N 极。(均选填“N”或“S”)
12.攀枝花市某学校研学小组在探究通电螺线管磁场的实验中,小磁针和螺线管放置于同一水平面内,螺线管为东西朝向,小磁针可在水平面内自由转动。开关S闭合后,小磁针的指向如图所示,则电源A端为 负 (选填“正”或“负”)极。当开关S断开时,小磁针N极将 向北 (选填“不”“向北”或“向南”)偏转。
13.(2023·雅安)如图所示,闭合开关后,电磁铁左端与条形磁体N极相互吸引,则电源E端为 负极 (选填“正极”或“负极”)。为增强电磁铁磁性,滑动变阻器滑片P应向 B (选填“A”或“B”)端移动。
14.如图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行,这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图,R是一个压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后,则图中电磁铁的磁性将 减弱 (选填“增强”“减弱”或“不变”),电动机的转速将 变慢 (选填“变快”“变慢”或“不变”)。
四、作图与计算题
15.如图是两个磁极靠近时磁感线的分布情况,根据图中标示的N极,在括号内标出磁极(N或S);并标出图中静止小磁针的N极;再在a点用箭头标出磁感线的方向。
16.(2023·内江)如图,根据小磁针静止时的N极方向,用箭头在图中A点标出磁感线的方向和导线中B点的电流方向。
17.如图甲是某会议室空调的自动控制装置。R是热敏电阻,其阻值随温度的变化关系如图乙所示。已知电磁继电器的线圈电阻R0为10 Ω,左边控制电路电源电压为6 V且恒定不变。当电磁继电器线圈中的电流大于或等于40 mA时,继电器的衔铁被吸合,右边的空调电路工作;当电磁继电器线圈中的电流小于或等于20 mA时,继电器的衔铁被释放,右边的空调电路停止工作。
(1)会议室设定的空调启动温度是多少摄氏度
解:(1)当I=40 mA=0.04 A时,
此时电路的总电阻:R总===150 Ω
热敏电阻的阻值:
R=R总-R0=150 Ω-10 Ω=140 Ω
由图像可知:此时的温度t=10 ℃
(2)当会议室的温度为18 ℃ 时,电磁继电器线圈中的电流约为多少毫安
(2)由图像可知:当t'=18 ℃时,R'=180 Ω
此时电路的总电阻:
R总'=R'+R0=180 Ω+10 Ω=190 Ω
电磁继电器线圈中的电流:
I'==≈0.032A=32 mA
当会议室的温度为18 ℃时,电流约为32 mA。
(3)为了给空调设定不同的启动温度,既能比现在设定的高一些,也能比现在设定的低一些,请你提出一种可行的、调节方便的措施。
(3)控制电路的电源电压高一些,再在控制电路中串联一个滑动变阻器。
五、实验与探究题
18.如图是探究通电直导线周围磁场的实验装置。
(1)小磁针放置在桌面上静止时,将直导线AB沿 南北 (选填“东西”“南北”或“任意”)方向放置在小磁针正上方,实验时效果最明显。
(2)当开关闭合时,导线下方的小磁针会发生偏转,说明通电导线周围存在 磁场 。此时若移去小磁针,上述结论是否成立 是 (选填“是”或“否”)。
(3)仅将电源正负极对调,小磁针的偏转方向发生改变,这表明通电直导线周围磁场的方向与 电流的方向 有关。
19.某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B,B铁钉上绕有更多匝数的线圈,实验装置如图所示。
(1)如图甲,闭合开关,电磁铁A的钉尖是 S (选填“N”或“S”)极;将滑动变阻器的滑片P向右移动,能吸引 更少 (选填“更多”“不变”或“更少”)的大头针。
(2)如图乙,把电磁铁A和B串联,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片P,发现电磁铁B总能吸引更多的大头针,通过比较,得出的结论是 电流相同,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强 。
(3)电磁铁在生活中应用广泛,请举一例: 电铃 。
1.【模型建构】(2023·宿迁)在科技晚会上,小明给大家展示了一个“听话”的小瓶子,通过调节滑片,就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中,它的原理如图所示(磁铁固定在活塞上),闭合开关S后,移动滑片P,使小瓶子悬停在图示位置。对此,以下分析正确的是
( B )
A.电磁铁的右端为S极
B.若将滑片P向右移,小瓶子将会上浮
C.小瓶子下沉时,小瓶子中的气体密度变小
D.小瓶子上浮时,小瓶子的瓶口处受到水的压强保持不变
2.【科学推理】(2023·菏泽)小明捡到一块废弃的正方体磁铁,为了探测其磁极性,他将相邻的三面分别用A、B、C标记,然后放在透明的塑料袋里,用细线悬挂起来。第一次他将磁铁按图甲所示放置在塑料袋中,确保C面向上,结果A、B面在任意方向均可静止,第二次他将磁铁按图乙所示放置在塑料袋中,结果磁铁静止时总是C面朝南。
根据以上操作,请你帮助小明推断:
(1)A、B、C三面中, C 是磁极所在面。该面对应的磁极性是 S 极。
(2)为了进一步判断其磁极性,让图丙所示的通电螺线管P端靠近上述磁极面,它们之间将相互 吸引 。(共20张PPT)
7.2 电流的磁场
知识点一 奥斯特的发现
1.1820年,丹麦物理学家 奥斯特 发现电流产生了磁场,是发现电与磁之间联系的第一个人。
2.直线电流产生的磁场中,磁感线是以导线为圆心排列的系列的 同心圆 。
注:通电导线周围存在着磁场,其方向与电流方向有关。
如图所示是奥斯特曾经做过的实验。观察比较甲、乙两图,可得实验结论: 通电导体周围存在磁场 ;观察比较 甲、丙 两图,可以探究通电导体周围磁场的方向与电流的方向的关系。
知识点二 通电螺线管的磁场
1.通电螺线管周围磁场的特点:
通电螺线管周围存在着磁场,其外部的磁场和 条形磁体 的磁场相似。
2.通电螺线管的极性跟 电流 方向有关,当电流的方向变化时,通电螺线管的极性也发生改变。
3.右手螺旋定则(即安培定则):
用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中 电流 的方向,则大拇指所指的那一端就是螺线管的 N 极。
小磁针静止时的指向如图所示,由此可以判定螺线管的A端是 S (选填“N”或“S”)极,接线柱a连接的是电源 正 (选填“正”或“负”)极。
同步变式拓展
1.一个通电螺线管中的电流方向和螺线管周围磁感线的分布如图所示,其中正确的是( B )
2.(1)(2023·岳阳)将图中通电螺线管左端磁极和小磁针右端磁极标在对应括号内。
(2)(2023·淮安)根据图中小磁针静止时的指向,在括号中标出电源的极性。
(3)如图,将铜丝、铁丝插入菠萝中,便制成了水果电池。一根软导线在纸筒A上绕制成螺线管,导线两端接在电池两极上,螺线管产生的磁场使小磁针静止在如图所示状态。图中已标出电路中电子定向移动的方向。
①标出电池正、负极(在图中横线上填“+”或“-”符号);
②画出纸筒A上导线的绕向并形成闭合电路。
知识点三 物体磁性从哪里来
原子内电子绕原子核旋转就形成了环形电流。因此,每个原子都可以看作是一个微型小磁针。
在大部分物体中,由于大量微型小磁针的指向紊乱,物体不显磁性;而在有的物体中,大量微型小磁针的指向较为一致,物体就有了磁性。
1.如图所示,在通电螺线管周围a、b、c、d四个位置画出的小磁针指向正确的是 ( A )
A.a、b B.b、c
C.c、d D.a、d
2.如图所示,通电螺线管周围存在磁场,M是某一磁感线上的一点,小磁针静止在磁场中,则M点的磁场方向及小磁针的左端极性分别是 ( B )
A.向左 N极 B.向右 N极
C.向左 S极 D.向右 S极
3.(双选)如图所示,接通电源后,通电螺线管上端为N极,下列说法正确的是( BD )
A.电源上端为“+”极
B.电源上端为“-”极
C.小磁针所在位置磁场方向向上
D.小磁针上端为S极
4.(2023·广东)如图所示,桌面上有一枚转动灵活的小磁针,静止时,小磁针 S 极指南。当导线与电池触接时,小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在 磁场 ;断开电路,小磁针 会 (选填“会”或“不会”)回到原来位置。
5.(2023·济宁)现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏,推动血液循环。如图所示,当线圈中的电流从a流向b时,线圈的左端为 N 极,此时活塞将向 右 运动,促使血液流动。
6.(2023·云南)某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。
(1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上,连入电路中。在板面上均匀地洒满铁屑,闭合开关并轻敲玻璃板面,观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与 条形 磁体周围铁屑的分布情况相似,铁屑的作用是显示 磁场的分布情况 。
(2)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置,小磁针静止时N极所指方向如图乙所示,则通电螺线管的右端为 N 极。对调电源正负极,闭合开关,小磁针静止时N极所指方向如图丙所示,说明通电螺线管的极性与 电流 的方向有关。
7.(1)(2023·怀化)如图所示,请根据电流方向判断螺线管的磁极,标出螺线管的右端的极性(选填“N”或“S”)。
(2)(2023·威海)闭合开关,通电螺线管附近的小磁针方向如图所示,请在图中括号内标出电源的极性(“+”或“-”),并标出磁感线的方向。
如图所示,闭合开关,根据电源的正负极和小磁针的指向,在图中画出螺线管的绕线。
