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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
电荷间的相互作用规律：
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
磁极间的相互作用规律：
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
带电体和磁体间的这些规律是巧合吗？
汉斯·奥斯特（1777-1851年），丹麦物理学家、化学家和文学家。在物理学领域，他首先发现载流导线的电流会产生作用力于磁针，使磁针改变方向。在化学领域，他发现了铝元素。
1820年，奥斯特发现了电流的磁效应，是世界上第一个发现了电和磁之间存在联系的人，揭开了物理学史上的一个新纪元。
南
北
小磁针静止时始终指向南北，是因为受到了 的作用。
地磁场
南
北
将一个条形磁体靠近小磁针，小磁针发生偏转，是因为受到了 周围磁场的作用。
条形磁体
通电
断电
改变电流方向
1、通电导体周围存在着磁场。
结论：
2、通电导体周围磁场的方向与电流方向有关。
奥斯特实验
上述实验中，能否让导线长时间通电？
长度与横截面积相同时，铁线的电阻比铜线大，为了减少导线的发热量，你会选择何种材料做导线来进行奥斯特实验？
不能。
相同条件下，铁导线的发热量小于铜导线。但是铁导线会与小磁针发生相互作用，所以要选择铜导线。
电流的磁效应：通电导体周围存在磁场，磁场的方向跟电流方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。奥斯特实验证明了电流具有磁效应。
如何增强左边通电导线的磁场？
增大电流。
增加导线数量。
通电螺线管：如图所示，将导线绕在圆筒上，就成了螺线管，也叫线圈。给螺线管通电，接通电源的螺线管就叫做通电螺线管。
螺线管
1、通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似。很多时候，我们可以将通电螺线管等效于条形磁体。
2、通电螺线管两端的磁极性质与螺线管中的电流方向有关。
仔细观察通电螺线管，画出绕线示意图。
+
+
-
-
在螺线管上标出电流的方向。
如何判断通电螺线管两端的磁极性质？
观看虚拟实验
N
N
S
S
右手螺旋定则：用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向跟螺线管中电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
标出下列各通电螺线管的N极和S极。
请在图中标出小磁针的N极和磁感线的方向。
根据小磁针静止时的指向，请在图中标出螺线管的N极和电源的正负极。
如图所示的通电螺线管，请在图中标出小磁针的N极和电源的正负极。
（ ）
（ ）
N
S
小磁针静止在通电螺线管上方，如图所示，则通电螺线管（ ）
A、左侧为N极，a端为正极
B、左侧为S极，a端为正极
C、左侧为N极，b端为正极
D、左侧为S极，b端为正极
用一根导线绕出图中的两个线圈，套在一根光滑的玻璃管上。导线柔软，可自由滑动。开关闭合后，则（ ）
A、两线圈左右分开
B、两线圈向中间靠拢
C、两线圈静止不动
D、两线圈先左右分开，
然后向中间靠拢
通电螺线管具有磁性。如果在一个通电螺线管内插入一个铁棒，铁棒就会在通电螺线管的磁场中被磁化，铁棒磁化后产生的磁场就会与通电螺线管的磁场叠加在一起，通电螺线管的磁性就大大增强。
电磁铁：插入了铁棒的通电螺线管叫做电磁铁，这根铁棒称为电磁铁的铁芯，螺线管称为电磁铁的线圈。
电磁铁的工作原理：电磁铁是根据电流的磁效应和带铁芯的通电螺线管磁性增强的原理工作的。
电磁铁中的铁芯用铁好还是用钢好？
影响电磁铁磁性强弱的因素：
探究线圈中电流的有无对电磁铁磁性的影响：
结论：电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性。
影响电磁铁磁性强弱的因素：
探究线圈中电流大小对电磁铁磁性强弱的影响：
结论：电磁铁的磁性强弱与线圈中的电流大小有关，电流越大，电磁铁的磁性越强。
影响电磁铁磁性强弱的因素：
探究线圈匝数对电磁铁磁性强弱的影响：
结论：电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关，匝数越多，电磁铁的磁性越强。
电磁铁的特点：
1、电磁铁的磁性有无由电路的通断来控制；
2、电磁铁的极性由电流的方向来控制；
3、电磁铁的磁性强弱由电流的大小和线圈匝数来控制。
低压
控制
电路
高压
工作
电路
电磁继电器：
电磁继电器的结构一般由电磁铁、衔铁、弹簧、触点等组成。
电磁继电器的工作电路包括低压控制电路和高压工作电路两部分。
电磁继电器工作原理：
低压控制电路闭合，电磁铁通电，此时电磁铁有磁性，吸下衔铁，使触点接触，高压工作电路接通。
低压控制电路
高压工作电路
低压控制电路断开，电磁铁断电，失去磁性，弹簧通过杠杆作用把衔铁提起，使触点分离，高压工作电路断开。
电磁继电器是由电磁铁来控制电路的一种开关。其利用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路，以此来保障工作人员的安全，同时还能实现远距离控制和自动化控制。
如图所示是一个水位自动报警器的原理图。当水位到达金属块A之后， （选填“红”或“绿”）灯亮；当绿灯亮时电磁铁 （选填“有”或“无”）磁性。
红
无
（长沙中考）小英看到某小区车库积水造成大量财产损失的新闻后，设计了如图所示的车库积水自动报警器，图中 A 、B 位置可以安装电铃或LED灯，车库没有积水时，LED灯亮；车库有积水时，左侧控制电路接通，电磁铁通电，具有 性，把衔铁吸下，电铃发出声音。电铃应该安装在图中的 位置。
磁
B
（嘉兴中考）如图是一个温度自动报警器的工作原理电路图。当控制电路中有电流通过时，电磁铁左端为 极。在使用中发现，当温度达到设定值时，电铃没有报警。经检查，各元件完好、电路连接无误，则可能是因为 （任写一种）导致工作电路没有接通。
S
控制电路电源电压太小
电磁铁线圈匝数不够
或
控制电路中电流太小
电铃的工作原理：
通电
电磁铁产生磁性
吸下衔铁打铃
断路
磁性消失
衔铁弹回
通路
电磁铁产生磁性
下 课
Thanks!
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