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第十八章磁及其相互作用
第二节探究：通电螺线管外部磁场的方向
学习目标
1.能完成“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验，能按要求完成实验报告。
2.能认识电流周围存在磁场，知道通电螺线管外部磁场的方向，能认识电磁铁在生产生活中的应用。
一、从奥斯特实验说起
电流的磁场方向跟电流的方向有关
通电导线周围存在与电流方向有关的磁场。
二、实验：探究通电螺线管外部的磁场
1.实验目的
(1）探究通电螺线管外部磁场分布的特点。
(2)探究通电螺线管外部磁场的方向。
2.实验器材
螺线管、电源、开关、导线、滑动变阻器、有机玻璃板、铁屑和小磁针。
3.实验设计
为直观观察通电螺线管周围磁场的特点，可参考前面在玻璃板上撒铁屑的办法来推断通电螺线管周围的磁场分布的特点，还可利用小磁针在磁场中的指向来推断通电螺线管周围的磁场方向。请设计实验电路，并画出电路图。
4.实验步骤
（1）在一块玻璃板上安装导线绕成的螺线管，板面上均匀地撒满铁屑。
（2）按照你设计的电路图，将螺线管等器材连接起来，然后闭合开关，给螺线管通电,并轻轻敲击玻璃板面，观察玻璃板面上铁屑的分布情况，用拍照等方式记录实验信息。
（3）换一个有更多匝数的螺线管，将小磁铁屑分布针放置在螺线管附近，未通电时观察小磁针N极指向。闭合开关，观察并记录小磁针N极指向的变化。改变电流方向，再观察并记录小磁针N极指向的变化。
5.实验结论
(1）实验步骤2得出结论:通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，两端是它的两个磁极。
(2)实验步骤3得出结论:通电螺线管的极性与电流方向有关。
6.反思交流
(1)通电螺线管周围的铁屑分布与哪种磁体的铁屑分布类似 为什么
(2)通电螺线管内部的磁场方向是怎样的 设计实验验证你的猜想
用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向跟螺线管中的电流方向一致，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
在通电螺线管内插入一块铁芯，就构成了一个电磁铁。
三、电磁铁在生产生活中的应用
电磁铁
的应用
电磁起重机
电磁吸床
电磁锁
感应水龙头
磁浮列车的车身及运行轨道上都装有绕着线圈的电磁铁，通电后均会产生磁性。车身与轨道通过磁作用而处于悬浮状态，从而达到减小阻力的作用。
磁浮列车
如何在AB之间插入一个“自动装置”，可以自动控制电铃的工作状态呢？
A
B
用力压下铁杆，电路导通；撤掉压力，弹簧的弹力使电路断开。
通电，衔铁被吸下，电铃开始工作。
断电，衔铁上扬，电铃不工作。
电磁继电器
利用电磁铁的磁性有和无，控制电铃电路的通和断。实现了电铃电路通断的“自动控制” 。
A
衔铁
B
触点
C
弹簧
D
电磁铁
E
工作电路
F
控制电路
A
B
C
D
E
F
高压电路的远程控制
利用电磁继电器实现“低压控制电路”和“高压工作电路”的配合，提高操作的安全性。
A
B
电磁
起重机
高压电源
低压电路
高压电路
高压电路的远程控制
利用电磁继电器实现“低压控制电路”和“高压工作电路”的配合，提高操作的安全性。
A
B
电磁
起重机
高压电源
低压电路
高压电路
实现电铃与灯泡电路通断的“自动切换”。
猜想
线圈的匝数越多，磁性越强。
比较电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。
实验设计：
把两个电磁铁串联接入电路中，以保证通过两个电磁铁的电流大小相同。
在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
实验分析：
影响电磁铁磁性强弱的因素
猜想
电流越大，磁性越强。
电流的磁效应告诉我们电可以产生磁。
怎样改变电路中电流的大小？
实验设计：
匝数不变，电阻R就不变，改变电压U，电流I 变化。
改变电源电压
实验设计：
在线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强。
实验分析：
电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系：
还可以怎样改变电路中电流的大小呢？
实验设计：
实验分析：
电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系：
在线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强。
1.如图所示，在通电螺线管周围附近固定四个小磁针，闭合开关S，
A、B、C、D四个小磁针静止时指向正确的是( )
A.小磁针A B.小磁针B C.小磁针C D.小磁针D
C
随堂练习
2.如图，将小磁针放到通电螺线管的附近，指向如右图，则( )
A.a为通电螺线管的N极，b为电源的负极
B.a为通电螺线管的S极，b为电源的负极
C.a为通电螺线管的N极，b为电源的正极
D.a为通电螺线管的S极，b为电源的正极
A
A.通电螺线管的右端是S极
B.只对调电源正负极，通电螺线管的磁场方向不发生改变
C.通电螺线管的外部磁感线是从S极发出回到极的
D.当滑动变阻器的滑片向右移动时，通电螺线管的磁性增强
3.关于图中所示的通电螺线管，下列说法正确的是( )
D
4．在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，小科设计了如图所示的电路。下列相关说法错误的是（　　）
A．通过电磁铁A和B的电流相等
B．电磁铁A、B上方的磁极极性不同
C．电磁铁B的磁性强于电磁铁A的磁性
D．向右移动滑片P，电磁铁A、B的磁性都减弱
B
5．如图所示是智能扶手电梯工作原理图，其中R是压敏电阻，当有人乘梯时，压敏电阻受压阻值变化改变线圈中电流，引起电磁铁磁性强弱变化，使得电磁继电器动触点的位置变动电动机转速加快；当没有人乘梯时，电动机转速减慢减少耗电。下列选项正确的是（　　）
A．电磁铁上端是N极
B．电磁铁的工作原理与发电机的工作原理相同
C．R的阻值随压力的增大而减小
D．电动机的工作原理是电磁感应
C

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