(共27张PPT)
第2节 电生磁(一)
奥斯特(1777~1851)
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?
同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
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。
演示实验
通电时小磁针 发生偏转(填会或不会);
断电时小磁针转回到指南北的方向;
说明: .
通电电流方向相反,小磁针偏转方向 .
说明: 。
观察到的现象
通电导线周围存在磁场
也相反
磁场方向与电流方向有关.
会
实验:研究直线电流的磁场
通电直导线周围的磁场
直线电流周围的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆,这些同心圆都在与导线垂直的平面内。
安培定则(一)
右手直握直导线。
电流方向拇指指,
四指环指磁感线。
总结奥斯特实验:
1.现象:导线通电,周围小磁针发生偏转;
电流方向改变,小磁针偏转方向相反.
2.规律:通电导线周围存在磁场;
磁场方向与电流方向有关。
二、通电螺线管的磁场
观察铁屑的分布和小磁针的指向.
想一想
改变通电方向,小磁针的指向有什么不同,说明什么?
答:小磁针指向相反,说明通电螺线管两端的极性与通电电流方向有关。
通电螺线管的磁感线
安培定则(二)
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——右手螺旋定则.
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。
影响电磁铁磁性强弱的因素可能有:
是否带铁芯、 、 、
、 。
电流的大小
螺线管长度
导线的粗细
线圈的匝数
基本研究方法:
控制变量法
我们已经知道铁芯能使磁性增强,那 么通电螺线管本身的哪些元素可能会影响磁性强弱?
开关
电源
滑动变阻器一个
电流表一个
大头针适量
电磁铁一个
二、器材
一、目的
实验: 研究电磁铁磁性与电流大小的关系
三.步骤
1、将电源、开关、滑动变阻器、电流表与电磁铁连成串联电路 如右图所示
2、将开关合上或打开,观察通电、断电时,
电磁铁对大头针的吸引情况,判断电磁铁
磁性的有无。
3、将开关合上,调节滑动变阻器,使电流增大和减小(观察电流表指针的示数),观察电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱.
四、实验的结论:
电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性;通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性就越强.
实验:研究电磁铁的磁性和线圈匝数的关系:
a实验方法:
保证通过电磁铁的电流不变(相等),改变通过电磁铁线圈的匝数观察电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱.
b.实验的实物图
c.实验的结论:
当电流一定时,电磁线圈的匝数越多,磁性就越强。
实验的结论
电磁铁通电时 磁性,断电时 磁性;通过电磁铁的电流越 ,电磁铁的磁性 ;当电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性 .
有
无
大
越强
越强
1.在所示图中,标出通电螺线管的N极和S极。
N
S
N
S
练习
2.如图所示的通电螺线管,周围放着能自由转动的a、b、c、d,当它们静止时极性正确的是(N为黑色) 。
a
练习
3.标出如图所示各图中通电螺线管的正确绕线法,并标出N、S极.
练习
4.如图所示螺线管内放一枚小磁针,当开关S闭合后,小磁针的北极指向将( )
A.不动
B.向外转90°
C.向里转90°
D.旋转180°
A
练习
5.1820年,丹麦物理学家 在静止的小磁针上放置一根与磁针平行的导线,给导线通电时,小磁针立即 ,切断电流时,小磁针又 ,其实验说明: 。
练习
奥斯特
转动
复原
通电导线周围存在磁场
作业本,同步。
作业(共16张PPT)
断电时螺线管:____________
现象
特性
通电时螺线管:___________
螺线管通电时___磁性,断电时磁性_______。
吸引大头针
不吸引大头针
有
消失
是不是所有的通电螺线管所吸的大头针数目是一样的呢?
为什么插入铁芯后磁性大大加强?
我们把插入铁芯的通电螺线管称为
影响通电螺线管磁性强弱的因素
1、提出问题:
影响通电螺线管磁性强弱的因素有哪些?
2、建立假设:
电流的大小
螺线管长度
导线的粗细
线圈的匝数
是否带铁芯
基本研究方法:
控制变量法
3、设计实验:
探究通电螺线管的磁性强弱和电流的关系
控制的变量:
是否带铁芯、螺线管长度 、线圈的匝数、导线的粗细
电流大小的改变:
用滑动变阻器改变线圈中的电流。
通电螺线管的磁性强弱的判断:
吸起大头针或回形针数量的多少来判断。
A
方法1:
方法2:
螺线管上端悬挂铁块上端弹簧的长度来判断
探究通电螺线管的磁性强弱和电流的关系电路图
4、收集事实与证据
现象:
当电流变大时,吸引的大头针变多
结论:
通电螺线管的电流越大,电磁铁的磁性就越强.
实验电路图
实验的实物图
当电流一定时,电磁线圈的匝数越多,磁性就越强。
通电螺线管的磁性强弱和线圈匝数的关系
控制的变量:
是否带铁芯、螺线管长度 、
电流大小、导线的粗细
现象:
线圈匝数越多,吸引的大头针越多
结论:
影响通电螺线管磁性强弱的因素
铁芯的有无
通过线圈的电流的大小
线圈的匝数多少
吸大头针大赛
电磁铁的优点
磁性的有无可以控制
磁性的强弱可以控制
磁场的方向可以控制
通过实验,我们知道了通电螺线管的一些特点,它的这些特点与永磁体相比,有哪些优点呢?
1、使通电螺线管磁性增强的操作是( )
A 、把线圈的匝数增加一倍
B 、改变电流方向
C 、把电流强度大小减小一半
D 、把螺线管中的铁芯抽出来
A
2.通电螺线管的极性是可以改变的,要使通电螺线管的两个磁极对调,可采取的方法是( )
A.减小电流 B.增加螺线管的匝数
C.改变电流方向 D.将铁芯从螺线管中拔出
C
3.
如图所示,当滑动变阻器的滑片向右移动时,电磁铁中的磁性将 .
减弱
4.将通电螺线管、滑动变阻器、电源与开关接成成闭合回路,若将变阻器的滑片向右移动,那么螺线管上端悬挂铁块的弹簧将:
A.不变 B.缩短
C.伸长 D.不能判断
N(共22张PPT)
如果不用磁体,小磁针是否受到磁场的作用而发生偏转呢?
在小磁针上方拉一根与小磁针平行的直导线
2.断电后,又有什么现象?
1.当直导线通电时,你看到什么现象?
小磁针发生了偏转。
小磁针回到原来的位置。
说明(结论): .
通电导线周围存在磁场
改变电流方向,观察有什么变化呢
小磁针偏转方向发生变化。
说明(结论):
通电导线周围磁场方向与电流方向有关
奥斯特实验
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。
奥斯特最早发现了电流的磁效应,认识到电与磁之间的联系。
通电直导线周围的磁场
直线电流周围的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆,这些同心圆都在与导线垂直的平面内。距离直线电流越近,磁感线越密集,说明磁性越强。
★结论:(直线电流磁场分布规律)
右手直握直导线,
电流方向拇指指,
四指环指磁感线。
直线电流磁场的判断:
例题1:如图所示,请在a图中标出磁感线的
示意图,在b图中判断通过导线的电流方向。
1、如果把直导线按一定的方向绕成螺线管后通电,观察能否吸引大头针。
探究活动:
二、通电螺线管的磁场
通电的螺线管吸大头针
通电螺线管周围存在磁场
★现象:
★结论:
2、在螺线圈中插入一根铁棒或一枚铁钉,再观察吸引大头针的现象。
吸引的大头针更多。
插入铁芯后磁性增强。
原因:因为铁芯在磁场中被磁化后相当于一根磁铁。
★现象:
★结论:
?
通电螺线管周围的磁场特点
在穿过螺线管的有机玻璃板上均匀撒上铁屑,通电后轻敲玻璃板,观察铁屑的分布情况。
通电螺线管周围的磁场与条形磁铁的磁场相似。
★结论:
通电螺线管的磁极方向与电流方向有关。
改变电流方向,通电螺线管的磁极方向会变吗
★现象:改变电流方向,小磁针指向__________。
发生变化
★结论:
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。
N
S
N
S
右手握住螺线管
四指顺着电流转
拇指指向N极端
通电螺线管磁场的判断:
口诀:
三. 安培定则(右手螺旋定则)
一. 直线电流的磁场(奥斯特实验)
二. 通电螺线管的磁场
1. 通电导线周围存在_______。
2. 磁场方向和___________有关。
3. 磁感线是以直导线为圆心的______,距离直线电流越近,磁场_______。
1. 通电螺线管周围存在_______。
2. 磁场和______________的磁场相似。
3. 通电螺旋线管两端的极性(磁极方向)和____________有关。
用右手握螺线管,让四指弯向螺线管___________,则大拇指所指的那端就是通电螺线管的_________。
磁场
电流方向
同心圆
越强
磁场
条形磁铁
电流方向
电流的方向
北极
磁效应
(电流的 现象)
学以致用
1.如图所示,某同学利用电池组、小磁针和若干导
线等器材演示了奥斯特实验,请回答:(1)为了说明电流磁场与通断电之间的关系,应观察__图与__图,可以得出的结论是 .(2)为了进一步说明电流磁场与电流方向之间的关系,应观察__图与__图,可以得出的结论是_____________________________。
甲
乙
通电导线周围存在磁场
甲
丙
通电导线周围磁场方向与电流方向有关
2.如图所示,当闭合开关S后,若通电螺线管Q端附近小磁f针的N极转向Q端,则 ( )
A.通电螺线管Q端为N极,电源a端为正极
B.通电螺线管Q端为N极,电源a端为负极
C .通电螺线管Q端为S极,电源a端为正极
D。通电螺线管Q端为S极,电源a端为负极
学以致用
C
3.如图所示的通电螺线管,周围放着能自由转动的a、b、c、d四个小磁针,当它们静止时,极性正确的是(N为黑色) 。
a
学以致用
N
S
S
N
4、在右图中标出通电螺线管的N、S极,请标出电源的正负极。
N
S
N
电源
5、要使电磁铁的磁极如右图所示,请你将导线的两个端点a、b接到电源的两极上。
学以致用
6.两个通电螺线管如图放置,则它们之间( )
A.静止不动 B.互相排斥
C.互相吸引 D.不能确定
学以致用
7.如右图所示,当开关闭合后发现悬挂在弹簧下的条形磁铁向下移动,则电源的正负极为( )
A. a为正 b为负 B. b为正a为负
C.无法确定
a
b
C
A
N
S
N
S
8.如图所示,请画出螺线管的绕法。
学以致用