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第一章
电与磁
第二节
电生磁
八年级科学下册（ZJ）
学习目标
1.描述奥斯特实验现象，通过实验认识通电导线周围存在磁场。
2.认识通电螺线管的周围存在磁场，会用右手螺旋定则判断螺线管的极性和电
流方向的关系。
3.会绘制通电直导线和螺线管周围的磁感线。
4.认识电磁铁的特性和工作原理，通过对电磁铁结构的分析，能猜测影响电磁
铁磁性强弱的因素。
5.知道在影响因素较多时，要用控制变量法进行实验方案设计，并能根据控制
变量法的思想设计具体的实验实施方案。
6.能从实验结果定性得出影响电磁铁磁性强弱的因素。
知识点一
直线电流的磁场
1.奥斯特实验
(
1)1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁现象,即任何导线中有电流通过时,其周围空间都会产生磁场,这种现象叫做电流的磁效应。
(2)奥斯特实验的内容[教材P8活动]
①如右图所示,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,能观察到小磁针的N极垂直纸面向里偏转。
实验结论:通电导线的周围和磁体一样也存在磁场。
②改变电流的方向,观察到小磁针的N极垂直纸面向外偏转,即偏转方向与第一次偏转方向相反。
实验结论: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。
(3)奥斯特实验的意义
奥斯特实验揭示了电现象和磁现象不是孤立的,而是有密切的联系,它是第一个揭示电和磁联系的实验。
注意：在做奥斯特实验时﹐为了减少地磁场的影响,应将通电直导线放在小磁针的正上方且与小磁针平行;为了使效果明显﹐要将通电直导线尽量靠近小磁针。
2.实验探究直线电流的磁场分布特点[教材P8活动]
在有机玻璃板上穿一个孔,将—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,观察到细铁屑在直导线周围形成一个个同心圆,如图甲所示。
3.直线电流产生的磁场的特点
通电直导线的周围存在磁场,且磁场方向与电流方向有关﹔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。
实验结论: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,如图乙所示。
通电导体周围存在磁场
通电导体周围磁场方向与电流方向有关
知识点二
通电螺线管的磁场（重难点）
1.实验探究增强电流产生的磁场的方法[教材P9活动1]
(1)如右图所示,用导线绕成螺线管后通电,观察到螺线管能吸引大头针。
(2)在螺线管中插入一根铁棒或一枚铁钉,观察到吸引的大头针数量增加。
比较两次实验的结果,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的磁场叠加,就产生了更强的磁场。带有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。
2.实验探究通电螺线管的磁场分布特点[教材P9活动2]
(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,观察到铁屑的分布如下图所示。
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。
(2)在螺线管两端各放一枚小磁针,探测通电螺线管的磁极。改变电流的方向,观察到小磁针的指向反转。
实验结论:改变电流方向,通电螺线管的磁极也会发生改变。
3.通电螺线管的磁场特点
(1)通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场很相似。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极,通电螺线管外部的磁感线由N极出发,回到S极,内部由S极指向N极。
(2)通电螺线管两端的磁极跟螺线管中的电流方向(根本因素)有关,改变电流方向,螺线管的磁极会发生变化。
提示:改变电源正负极或改变线圈绕法都能改变电流方向。
4.右手螺旋定则(也叫安培定则)
(1)
通电螺线管的磁极和电流方向之间的关系
如图甲所示,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。
注意:
①决定通电螺线管磁极极性的根本因素是通电螺线管上电流的环绕方向,而不是通电螺线管上导线的绕法和电源正负极的接法。当两个螺线管上电流的环绕方向一致时,它们两端的磁极极性就相同。
②在判断通电螺线管的磁极极性时,四个手指的环绕方向必须是螺线管上电流的环绕方向。
③N极和S极一定在通电螺线管的两端。
(2)直线电流的磁场方向与电流方向之间的关系
如图乙所示,用右手握住直导线,大拇指伸出,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的方向。
注意:如果描述的是自由电子的定向移动方向,要注意该方向与电流方向相反。
【典例2】在通电螺线管的旁边放了一个小磁针,小磁针静止时的指向如图所示,则小磁针的右端是————极。
分析:解答本题的关键在于根据电流方向判断通电螺线管的磁极﹐可用右手螺旋定则判断﹐具体可分三步:
①标出螺线管上电流的方向;
②用右手握住螺线管﹐让四指弯向电流的方向;
③大拇指所指的那―端就是通电螺线管的北极。如下图所示。
南（或S）
在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?下面通过实验进行探究。[教材P10探究]
（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。
知识点三
影响电磁铁磁性强弱的因素(重点)
(3)设计实验
①可能有多个因素影响电磁铁磁性的强弱。对这样的问题一般采取控制变量法进行研究,即只有要研究的因素发生变化,其他所有因素都保持一致。
②用转换法来判断电磁铁磁性的强弱。电磁铁磁性的强弱不易直接测量,可以用电磁铁吸引大头针的数目多少来判断磁性的强弱,这是转化法的应用。
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,应让电磁铁的线圈匝数保持不变,利用变阻器来改变电路中的电流,观察电磁铁磁性的强弱是否改变。设计的实验电路图如图所示。
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,可在上图所示电路的A、B两点间接入不同匝数的电磁铁,并让电路中的电流保持不变。
(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(数据仅供参考,实际以实验为准)。
【典例3】为了探究“电磁铁的磁性强弱除铁芯外还跟哪些因素有关”,小科同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干匝制成简单的电磁铁,图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
(1)由甲、乙可知:________________________________________。
(2)比较________和_______可知:线圈匝数相同时,电流越大,电磁铁的磁性越强。
(3)由__________可知:当电流一定时,匝数越多﹐电磁铁的磁性越强。
电磁铁磁性的有无可以由电流的有无来控制
乙
丙
丁
分析:
本题主要考查影响电磁铁磁性强弱的因素和利用控制变量法进行探究归纳的能力。需要注意的是图中的电流大小通过滑动变阻器上滑片的位置来反映﹐有无电流是通过开关的断开与团合来控制﹐电磁铁磁性的强弱可由吸引大头针的多少来判断。很显然﹐甲中开关断开﹐电磁铁没有吸引大头针﹐说明无磁性﹐而乙中开关闭合﹐电磁铁吸引大头针,说明有磁性，可知电磁铁磁性的有无与电流的有无有关。比较乙、丙，可发现两者的线圈匝数相同,而滑动变阻器上滑片的位置不同(丙中电阻小,电流大)且丙吸引的大头针多些。由这些现象可知线圈匝数相同时﹐电流越大,电磁铁的磁性越强。丁中A、B串联,电流相同,但B的线圈匝数多些,它吸引的大头针也多些,所以磁性更强。
随堂练习
1.如图是奥斯特实验的示意图。下列有关奥斯特实验现象的分析﹐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
B
2.直线电流的磁感线﹐是以导线上各点为圆心的___________，磁场的方向和放在磁场中的小磁针______________极指向一致。
同心圆
北极（或N）
3.如图所示,通电螺线管与条形磁体相互吸引的是（
）
B
4.通电直导线周围的磁感线的环绕方向如图所示,则导线中自由电子定向移动的方向是（
）
A.从A到B
B从B到A
C.顺时针环绕导线运动
D.逆时针环绕导线运动
B
5.如图所示是小李探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置。下列措施中能使电磁铁磁性增强的是(
)
A.滑片P向右移动﹐其他条件不变
B.滑片P向左移动﹐其他条件不变
C.开关S由1扳到2,其他条件不变
D.电源的正负极对调﹐其他条件不变
B
6.连接如图所示电路﹐提供足够数量的大头针,只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片Р的位置,无法探究(
)
A.电流的有无对电磁铁磁场有无的影响
B电流方向对电磁铁磁场方向的影响
C.电流大小对电磁铁磁场强弱的影响
D.线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响
B

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