5.2 电流的磁效应 同步讲义（机构用）（含答案）

第2节　电流的磁效应
　奥斯特实验
1．奥斯特实验(1820年)证明了通电导体周围存在磁场。
2．直线电流周围的磁场中磁感线形状是以直导线上各点为圆心的一系列同心圆，磁场方向在与直导线垂直的平面上。
3．磁场方向与电流方向有关，可用右手螺旋定则(安培定则)来判定，即用右手握住导线，让大拇指指向电流方向，那么弯曲的四指即为磁感线的环绕方向。
例1　1825年瑞士物理学家科拉顿将一根直导线平行地放在小磁针的上方，然后与另一个房间的螺旋线圈组成闭合电路，如图所示，他把一根条形磁铁插入螺旋线圈内，再跑到另一个房间内观察小磁针是否偏转，进行多次实验他都没有发现小磁针偏转。科拉顿、法拉第等物理学家相继进行了上述实验，是为了探究__________________；在实验中，科拉顿用到了1820年丹麦物理学家________发现“电流的周围存在着磁场”的实验装置。
例2　(嘉兴中考)如图是奥斯特实验的示意图，有关分析正确的是(　　)
A．通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B．发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C．移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
D．通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
　通电螺线管的磁场
1．通电螺线管周围的磁场中的磁感线的形状类似于条形磁体周围的磁场中的磁感线的形状(闭合的曲线，外部由N极指向S极，内部由S极指向N极)。
2．两极的磁极随电流方向的改变而改变。
3．磁场方向可用右手螺旋定则来判定，即右手握住螺线管，四指弯向通电螺线管的电流方向，大拇指所指的一端就是通电螺线管的N极。
4．通电螺线管插入铁芯后就成了电磁铁。电磁铁的优点：电磁铁的磁性有无由通断电来控制，电磁铁的磁性强弱由电流大小来控制，电磁铁的极性由电流方向来控制。
5．通电螺线管磁场强弱的影响因素：通过线圈的电流越大，磁性越强；电磁铁线圈匝数越多，磁性越强；插入铁芯，磁性大大增强。
例3　(泰州中考)(1)如图甲是奥斯特实验装置，接通电路后，观察到小磁针偏转，此现象说明了__________________________；断开开关，小磁针在________的作用下又恢复到原来的位置，改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明了____________________。
(2)探究通电螺线管外部磁场分布的实验中，在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后________(填写操作方法)玻璃板，细铁屑的排列如图乙所示，由此可以判断，通电螺线管外部的磁场分布与________周围的磁场分布是相似的，将小磁针放在通电螺线管外部，小磁针静止时________(填“N”或“S”)极的指向就是该点处磁场的方向。
　电磁铁
1．研究通电线圈的磁性强弱与哪些因素有关。
通电线圈的磁性强弱与单位长度上的线圈匝数、电流大小以及线圈中是否有铁芯等因素有关。
2．电磁铁：我们把带有铁芯的通电螺线管称为电磁铁。
例4　(武汉中考)如图所示是一种水位自动报警器的原理图。水位没有达到金属块A时，灯____亮；水位达到金属块A时，由于一般的水是________，灯________亮。
　认为磁性增强，弹簧长度都是增加
例5　如图所示，给电磁铁通电，条形磁铁B及弹簧C在图中的位置静止。当滑动变阻器的滑片P向b端滑动时，关于电流表示数和弹簧C的长度变化情况的说法中正确的是(　　)
A．电流表的示数增大，弹簧的长度增加
B．电流表的示数增大，弹簧的长度减小
C．电流表的示数减小，弹簧的长度增加
D．电流表的示数减小，弹簧的长度减小
例6　2013年1月1日起施行的《机动车驾驶证申领和使用规定》中，加大了对超速的处罚力度。为自动限制超速，某中学的科技小组设计了如图所示的装置。电路中电源电压为12V，电阻R0的阻值是10Ω，Rx是一个阻值随车速增大而减小的电阻元件(装置中其他的电阻忽略不计)。当车速达到120km/h时，电路中的电流恰好为1A，电磁铁刚好能够吸下衔铁B，使油门C的喷油量受到限制而控制车速。
(1)当开关S闭合后，螺线管A的上端为______(填“N”或“S”)极。
(2)电路中R0的作用是______________________________________，当车速达到120km/h时，Rx的阻值为________Ω。
　第1题图
1．如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关S后，下列判断正确的是(　　)
A．通电螺线管外A点的磁场方向向右
B．通电螺线管的左端为S极
C．小磁针一直保持静止
D．小磁针N极向左转动
2．如图所示，根据小磁针的指向，对电磁铁的南、北极和电源的正、负极判断正确的是(　　)
A．a端是北极，c端是负极
B．a端是北极，c端是正极
C．a端是南极，c端是负极
D．a端是南极，c端是正极

　第2题图 第3题图
3．小亮利用课余时间制作了一个磁浮玩具如图，电磁铁将玩偶稳定地“漂浮”起来，则下列判断正确的是(　　)
A．通电螺线管的上端为S极
B．电路中的a点必须连接电源的负极
C．磁铁玩偶是通过异名磁极互相排斥实现“漂浮”
D．若要增加玩偶“漂浮”的高度，可将滑片P向上移动
第4题图
4．(达州中考)如图所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是电磁铁。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变小。则下列分析正确的是(　　)
A．滑片P向右移动过程中，电压表和电流表示数均变小
B．电磁铁的上端为N极，电源右端为“＋”极
C．若断开开关，弹簧测力计的示数为零
D．若滑动变阻器的滑片P不动，抽去电磁铁铁芯，弹簧测力计的示数变小
5．如图所示，闭合开关后，电磁铁附近的小磁针处于静止状态，则A端是电源的________极，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电磁铁的磁性将________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
第5题图
第6题图
6．如图所示，闭合开关，电磁铁通电时，它的上端是______(填“N”或“S”)极，若将滑动变阻器的滑片向左移动，电磁铁吸引大头针的数目________。
7．小明在探究“通电螺线管的外部磁场”实验中，设计了如图1所示电路。实验时：
第7题图
(1)小明猜想：通电螺线管的磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中他将开关S从1换到2上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了________________，来探究通电螺线管的磁场强弱与____________的关系。
(2)为了探究“通电螺线管的磁极性质”，小明猜想：螺线管磁极的性质可能跟螺线管中电流的方向和导线的绕线方式有关。实验中可通过观察______________________判断通电螺线管的磁极，并得到了如图2所示的四种情况。
分析甲、乙两种情况可知，螺线管的磁极性质与螺线管中电流的方向________(填“有关”或“无关”)，分析________两种情况可知，螺线管的磁极性质还与导线的绕线方式有关。
A．甲、丙　　B．甲、丁　　C．乙、丙　　D．丙、丁
参考答案
【要点详解】知识点1：例1　什么情况下磁可以生电　奥斯特　例2　B　知识点2：例3　(1)通电导体周围存在磁场
地磁场　磁场方向与电流方向有关　(2)轻敲　条形磁铁
N　知识点3：例4　L1　导体　L2
【易错点拨】例5　B
【综合应用】例6　(1)S　(2)保护电路，防止电流过大　2
【巩固提升】1.B　2.A　3.D　4.B　5.正　变小　6.S　增多　7.(1)保持电流相等　线圈匝数　(2)小磁针N 极的指向　有关　A