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浙教版八年级科学下册
第一章 电与磁
磁体能在它的周围空间产生磁场，那么，能否用另外的方式产生磁场呢？
一、直线电流的磁场
1820 年，丹麦物理学家奥斯特（Hans Christian Oersted）在课堂上做实
验时，发现了电流的磁现象。下面让我们来模仿奥斯特所做的实验，研究
电与磁有着怎样的联系。
一、直线电流的磁场
如图 1-20 所示，在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线。当直导线通电时，你能观察到的现象是：________________ 。改变电流的方向，观察到小磁针的偏转方向：_______________。
2．如图所示，在有机玻璃板上穿一个孔，将一束直导线垂直穿过小孔，在玻璃板上均匀地撒上铁屑。给直导线通电后，轻敲玻璃板，观察铁屑的分布情况。
一、直线电流的磁场
实验探究:
在静止小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线,依次进行如图甲、乙、丙所示的操作
一、直线电流的磁场
现象分析:
(1)比较甲、乙两图所示现象,导线通电后,小磁针发生偏转,断电后,小磁针又回到原来的位置,这说明通电导线周围产生了磁场;
(2)比较甲、丙两图所示现象,改变电流的方向,小磁针偏转方向发生改变,即小磁针所处磁场方向发生改变,这说明电流产生的磁场方向与电流的方向有关
探究归纳:
(1)通电导线周围存在着磁场;
(2)电流产生的磁场方向与电流的方向有关
一、直线电流的磁场
2.探究直线电流的磁场分布规律
实验设计:运用转换法,将磁场的分布规律转换为铁屑的分布情况
实验过程:在有机玻璃板上穿一个孔,将一束直导线垂直穿过小孔,在玻璃板上均匀地撒上铁屑。给直导线通电后,轻敲玻璃板,观察铁屑的分布情况。
实验现象:铁屑在通电直导线周围呈同心圆状分布,且越靠近直导线铁屑越多,如图所示
实验结论:直线电流磁场的磁感线是一个个以导线上的各点为圆心的同心圆,距离直线电流越近,磁性越强,反之越弱
一、直线电流的磁场
通电导线的周围和磁体周围一样也存在磁场。电流产生的磁场方向与电流方向有关，改变电流的方向，磁场的方向也随之改变。直线电流磁场的磁感线，是环绕导线的同心圆，距离直线电流越近，磁场越强，反之越弱，如图所示。
一、直线电流的磁场
直线电流周围的磁场方向和电流方向之间的关系可以用安培定则来判定。如图所示,让大拇指指向电流方向,四指弯曲的方向就是直线电流产生的磁场方向。
小明利用如图甲装置探究通电导线周围的磁场分布，通电后多次敲击塑料板，他观察到铁屑的分布情况如图乙（图中“ ”表示导线的位置）。下列选项能表示通电导线电流变大后的铁屑分布的是（　　）
【答案】B
【解答】通电后多次敲击塑料板，他观察到铁屑的分布情况如图乙的同心圆。通电导线电流变大后，仍是同心圆，磁场变强，因而铁屑分布更加密集。
故选：B。
A B C D
二、通电螺线管的磁场
电流能产生磁场，为什么手电筒在通电时连一枚大头针都吸引不起来？原来是它产生的磁场太弱了。那么，有什么方法可以增强磁场呢？
1．如图 1-23 所示，用导线绕成螺线管后通电，观察是否能吸引大头针。
2．在螺线管中插入一根铁棒或一枚铁钉，再观察吸引大头针的现象。
3．比较两次实验的结果，想一想这说明了什么。
二、通电螺线管的磁场
实验过程 用导线绕成螺线管后通电， 观察是否能吸引大头针 在螺线管中插入一根铁棒或一枚
铁钉，再观察吸引大头针的现象
实验现象 通电螺线管能吸引大头针 通电螺线管能吸引更多大头针
实验结论 通电螺线管周围有磁场 插入铁芯后，通电螺线管的磁性
增强
二、通电螺线管的磁场
带铁芯的通电螺线管的磁性比不带铁芯的通电螺线管的磁性要强得多，原因是铁芯在磁场中被磁化后相当于一根磁体。通电螺线管产生的磁场与被磁化的铁芯磁场的叠加，就产生了更强的磁场。带有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁（electromagnet）。
二、通电螺线管的磁场
1．在穿过螺线管的有机玻璃板上均匀地撒上铁屑。通电后轻敲玻璃板，如图 1-24，观察铁屑的分布规律。
2．在螺线管两端各放一枚小磁针，探测螺线管的磁极。改变电流的方向，观察小磁针的指向是否变化，依此判断螺线管磁极有无变化。
二、通电螺线管的磁场
探究通电螺线管的磁场分布特征
实验探究 在穿过螺线管的有机玻璃板上均匀地撒上铁屑。通电后轻敲玻璃板，观察铁屑的分布规律
实验现象
实验结论 通电螺线管周围的磁场分布与条形磁体的磁场很相似，螺线管的两端相当于条形磁体的两极
探究通电螺线管的磁场方向和电流方向的关系
实验探究 在螺线管周围放一些小磁针，探测螺线管的磁极。改变电流 方向，观察小磁针的指向是否变化 实验现象 ①通电后，小磁针发生偏转，不同位置的小磁针N极指向不同，如图甲所示。②电流方向改变，小磁针指向发生改变，如图乙所示
现象分析 ①从小磁针的N极指向看，通电螺线管外部的磁感线从螺线管一端出来回到另一端，说明通电螺线管有两个磁极且磁极在两端。②小磁针的N极指向改变，说明磁场方向改变了，即通电螺线管两端磁极的极性改变了。 实验结论 改变电流方向，螺线管的磁极发生改变 二、通电螺线管的磁场
3.通电螺线管的磁极
通电螺线管的磁极和电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则(也叫安培定则)来判定。如图所示,用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中的电流方向,大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北极。
通电螺线管和条形磁体的异同
通电螺线管 条形磁体
不同点 通电时有磁性，断电时无磁性 永磁体
N极、S极与电流方向有关 N极、S极固定不变
相同点 (1)磁场分布相似，磁极都在两端； (2)都具有吸引磁性物质的性质； (3)悬挂起来自由转动，静止后都能指南北 磁感线可以直观地反映磁体周围的磁场分布。如图通电螺线管内部插入一根铁芯，下列磁感线中能正确反映其磁场变化的是（　　）
【答案】C
【解答】在通电螺线管中插入一根铁芯，铁棒被磁化，磁性增强，因此通电螺线管周围的磁感线变密，但磁场方向不变，故ABD错误，C正确。
故选：C。
三、电磁铁
1.概念:带有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。
2.原理:电磁铁是利用电流的磁效应工作的。将软铁棒插入螺线管内部,当线圈中有电流通过时,螺线管产生磁场,线圈内部的磁场使软铁棒磁化为磁铁,使磁性增强;当电流切断时,线圈及软铁棒的磁性消失。
3.电磁铁磁极的判断
插入铁芯只是让通电螺线管的磁性增强,不会影响通电螺线管原来的磁极极性,仍然可用安培定则来表述电流方向和磁极之间的关系。
我们知道，通电螺线管中插入一个铁芯就成为电磁铁，铁芯能使螺线管的磁性大大增强。那么，电磁铁的磁性除了与是否带铁芯有关之外，还跟哪些因素有关呢？
1．提出问题：
影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些？
2．建立猜想：
（1）根据电磁铁通有电流才有磁性，可以建立“电磁铁磁性强弱可能跟电
流的大小有关”的猜想。
（2）根据不同电磁铁，它绕有的线圈匝数是不同的这一结构特点，可以
建立“电磁铁磁性强弱可能跟匝数的多少有关”的猜想。
（3）你还能建立什么猜想？
影响电磁铁磁性强弱的因素
3．设计实验：
（1）可能有多个因素影响电磁铁磁性的强弱。那么，对这样的问题一般
采取什么方法进行研究？
（2）你用什么样的方法来判断电磁铁磁性的强弱？
（3）如果研究“电磁铁磁性的强弱可能跟电流的大小有关”这一猜想，应让 ______________ 保持不变，利用变阻器来改变电路中的电流，观察电磁铁磁性强弱是否改变。为此，可以设计如图 1-26所示的电路，进行实验研究。
（4）如果研究“电磁铁磁性的强弱可能跟匝数的多少有关”这一猜想，可在如图1-26所示电路的 A、B 两点处接入不同匝数的电磁铁，并让电路中的电流保持不变，进行实验研究。
4．进行实验：
根据上面设计的实验方案，进行实验，把观察到的实验现象记录在下列表格中。
影响电磁铁磁性强弱的因素
5．实验结论：
分析实验现象，得出实验结论：通过电磁铁的电流越 _______，电磁铁的磁性就越 _______ ；当电流一定时，电磁铁的线圈匝数越 _______，电磁铁的磁性越 _______。
影响电磁铁磁性强弱的因素
用两枚相同的铁钉、滑动变阻器、干电池、开关和导线组成如图所示电路进行实验。闭合开关，观察到电磁铁A吸引大头针的数目比电磁铁B多，多次实验，结果相同。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是（　　）
A．电磁铁极性 B．电流大小 C．电流方向 D．线圈匝数
【答案】D
【解答】由图知，A、B两电磁铁串联，所以通过A、B两电磁铁的电流相等；A的线圈匝数明显比B的线圈匝数多，实验观察到电磁铁A吸引大头针的数目比B多，所以此实验说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关。
故选：D。
课堂小结
1、小联同学学习了电和磁的知识后，打算用磁铁、缝衣针等材料制作一个指南针。请完成下面小题。如图所示，将一根直导线架在静止缝衣针的上方，并使直导线与缝衣针平行，接通电路，发现缝衣针偏转。关于该实验说法正确的是（　　）
A．该实验说明电流周围存在磁场
B．最早发现该实验现象的科学家是法拉第
C．利用该实验原理可以制成发电机
D．改变电流方向，缝衣针偏转方向不变
【答案】A
【解析】A、该实验说明电流周围存在磁场，故A正确；B、最早发现该实验现象的科学家是奥斯特，故B错误；C、利用该实验原理可以制成电磁铁，故C错误；D、改变电流方向，缝衣针偏转方向改变，故D错误。故选：A。
课堂小练习
2、如图是探究“奥斯特实验”的装置。
（1）将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针 （填“垂直”、“平行”或“任意方向”）。接通电路后，观察到小磁针偏转。
（2）改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向改变，表明 。
（3）实验中用到的一种重要科学研究方法是 （选填“控制变量”、“类比”或“转换”）。
【答案】（1）平行；（2）电流的磁场方向与电流方向有关；（3）转换。
【解析】（1）将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。接通电路后，观察到小磁针偏转。
（2）改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向改变，表明电流的磁场方向与电流方向有关。
（3）实验中用到的一种重要科学研究方法是转换法。
课堂小练习
3、如图为项目学习小组的同学自制的漂浮式指南针。铜片、锌片和食盐水溶液共同组成了“盐水电池”。铜片是盐水电池的正极，锌片是负极。下列说法正确的是（　　）
A．通电螺线管A端为N极
B．通电螺线管静止时B端指向地理南方
C．电子从铜片经螺线管流到锌片
D．通电螺线管外C点的磁场方向向左
【答案】D
【解析】A、铜片是“盐水电池”的正极，锌片是负极，则螺线管中的电流是从右端流入的，根据安培定则可知，通电螺线管的B端为N极，A端为S极，故A错误；B、静止时通电螺线管由于受到地磁场的作用，B端指向地理北方，故B错误；C、电路中电流的方向是从铜片经过螺线管流向锌片；电子定向移动的方向与电流的方向相反，所以电子定向移动的方向是从锌片经螺线管流向铜片，故C错误；D、在磁体的外部，磁感线是从磁体的N极出发回到磁体的S极的，即C点的磁场方向是向左的，故D正确。故选：D。
课堂小练习
4、（小实自制了“漂浮式指南针”（如图）。铜片、锌片和食盐水溶液共同组成了“盐水电池”，其中铜片作电源正极，锌片作负极。请完成下面小题。发现该指南针没有偏转，若想增强磁性使其偏转，则下列操作可行的是（　　）
A．增大线圈的电阻 B．改变线圈的绕向
C．增加线圈的匝数 D．取出线圈中铁块类
【答案】C
【解析】解：影响电磁铁磁性强弱的因素主要有电流的大小、线圈的匝数、铁芯的有无；A、增大线圈的电阻会使电流变小，磁性减弱，故A错误；B、改变线圈的绕向会改变磁场的方向，不会影响磁性的强弱，故B错误；C、增加线圈的匝数可以增大磁性，故C正确；D、取出线圈中铁块，会使磁性减弱，故D错误。
故选：C。
课堂小练习
5、在探究通电螺线管周围的磁场分布的实验中，在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．撒铁屑的目的是为了确定产生的磁场方向
B．改变电流方向，细铁屑的分布也会发生改变
C．用木屑代替铁屑进行实验也会有规律地排列
D．P和Q两处若都放上小磁针，静止后它们的指向相同
【答案】D
【解析】A.不同位置的铁屑看不出磁极，不能反映该处磁场的方向，只能显示磁场分布，故A错误；B.电流方向改变，磁场方向改变，但磁场分布不变，铁屑有规律地排列不变，故B错误；C.用木屑代替铁屑进行实验，木屑不会有规律地排列，故C错误；D.如果在P处自由静止的小磁针的右端是N极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引即可判断通电螺线管的左端为S极，右端为N极，则在Q处自由静止的小磁针的左端是S极，右端为N极，故D正确；故选：D。
课堂小练习

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