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第3章 电磁及其应用
第2节 电流的磁场
八下科学 ZJ
1.描述奥斯特实验的现象和直线电流磁场的特性。
2.通过实验认识通电导线周围存在磁场，探究通电螺线管周围磁场
强弱的影响因素。
3.会用右手螺旋定则判断磁场方向和电流方向之间的关系。
4.认识电磁铁的特性和工作原理，知道影响电磁铁磁性强弱的因素。
5.了解电磁继电器的结构和工作原理，初步认识科学知识的实际应用。
1820年，丹麦物理学家奥斯特在课堂上做实验时，发现了电流的磁
现象：导线中有电流通过时，其周围空间会产生磁场。#6
1.奥斯特实验（含教材第103页探索活动答案）#7
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（（1）先放小磁针，待小磁
针静止后，再拉直导线；（2）导线沿南北方向放置）
______________________________________________________________________________
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（转换法：有无磁场 小磁针是否偏转），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
归纳 总结 （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
实验中，宜采用“触接”的方式给导线通电，即给导线通
电时间要短，因为直接将导线接在电源两极虽然可以获得较大电流，
但也容易烧坏电源。#9
2.探究直线电流的磁场分布规律#10
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（减小铁屑所受摩擦力，使其重新分布），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（上下移动玻璃板，铁屑的分布情况
不变）
实验 结论 直线电流磁场的磁感线是一个个以直导线为圆心的同心
圆，距离直线电流越近，磁场越强，反之越弱
3.直线电流的磁场方向#12
直线电流周围的磁场方向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，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。
典例1 奥斯特实验装置如图所示，下列操作及判断正确的是( )
D
A.将直导线与小磁针垂直放置，通电后实验效果
最好
B.移去小磁针，通电直导线周围不会存在磁场
C.将小磁针移至直导线上方，通电后小磁针不会
偏转
D.改变通电直导线中的电流方向，小磁针的偏转
方向将发生改变
解析：实验中导线和小磁针平行放置时，通电后小磁针偏转明显，
实验效果最好，A错误；通电导线周围会产生磁场，磁场是客观存
在的，不因小磁针的消失而消失，当小磁针在导线上方时也会发生
偏转，B、C均错误。
1.教材第104页探索活动:探究增强通电螺线管的磁性的方法#16
实验过 程 将导线绕成螺线管 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
（带有铁芯的通电螺线管叫作电磁
铁）
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
2.教材第105页探索活动:通电螺线管的磁场#18
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 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 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 从铁屑的分布情况看, 通电螺线管周围的铁 屑排列情况和条形磁 体周围的铁屑排列情 况相似 ①从小磁针的 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 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 ①通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场很相似; ②改变电流方向，螺线管的磁极会发生改变 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（极和极一定在通电螺线管的两端）。#21
解析比较
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
极、 极与电流方向有关 极、 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 典例2 如图所示，在通电螺线管（导线中箭头表示电流方向）附近
放置的小磁针，静止时其指向正确的是( )
A
A. B. C. D.
解析：
选项 分析 结论
A 螺线管右端为极 小磁针左端应为 极 √
B 螺线管上端为极 小磁针上端应为 极
C 螺线管左端为极 小磁针左端应为 极
D 螺线管左端为极 小磁针左端应为 极
4.教材第106页探究实践：影响电磁铁磁性强弱的因素#27
提出 问题 电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关呢
建立 猜想 电磁铁磁性强弱可能跟线圈中电流的大小、线圈匝数的多
少、螺线管的长度、导线的粗细、铁芯的大小和铁芯的材
质等有关
实验 方法 （1）可能有多个因素影响电磁铁磁性的强弱，对于这样的
问题，一般采用控制变量法进行研究；
（2）电磁铁磁性的强弱不易直接测量，可采用转换法，用
电磁铁吸引铁屑或大头针的多少来体现电磁铁磁性的强弱
设计 实验 （1）研究电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系时，控制螺
线管长度、导线的粗细、线圈的匝数等不变，通过移动滑
动变阻器的滑片改变线圈中的电流大小，观察电磁铁磁性
强弱是否改变。
（2）研究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的多少的关系时，
可将线圈匝数不同的电磁铁串联（控制电流大小相等）在
电路中
实验 器材 电源、开关、滑动变阻器、电流表、两个规格相同的大铁
钉、导线和若干大头针
设计 电路 图
进行 实验 （1）将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并将其置于足量
大头针的上方。
（2）连接好电路，使滑动变阻器连入电路的阻值较大，闭
合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数增大，
如图甲、乙所示，观察电磁铁吸引大头针的数目有什么变
化，把观察到的实验现象记录在表格中。
进行 实验 （3）将两个线圈匝数不同的电磁铁串联在电路中，如图丙
所示，观察两个电磁铁吸引大头针的数目有什么不同，把
观察到的实验现象记录在表格中。
______________________________________________________________________________
实验 结论 电磁铁磁性的强弱与线圈中的电流大小以及线圈匝数的多
少有关。
当线圈匝数一定时，通过线圈的电流越强，电磁铁的磁性
也越强；
当电流一定时，通电螺线管的线圈匝数越多，电磁铁的磁
性越强
典例3 如图所示，提供足够数量的大头针，接通开关
后，只调节滑动变阻器滑片的位置，可以探究( )
C
①线圈绕法对电磁铁磁场方向的影响
②电流方向对电磁铁磁场方向的影响
③电流大小对电磁铁磁场强弱的影响
④线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
解析：调节滑片的位置，无法改变线圈绕法和电流的方向，故不能
完成①②的探究。对图中任一电磁铁，其线圈匝数不变，调节滑片
时电路中电流大小改变，观察其吸起大头针的数量的变化，即可探
究电流大小对电磁铁磁场强弱的影响，可完成③的探究。图中两个
电磁铁串联，通过的电流大小相等，它们的线圈匝数不同，故可通
过观察两电磁铁通电后吸引大头针的数量，探究线圈匝数对电磁铁
磁场强弱的影响，可完成④的探究。
1.电磁铁产生的磁场的特点#30
2.电磁继电器的实质
电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关,使用电
磁继电器，可以实现用低电压和弱电流电路的通断，来控制高电压
和强电流电路的通断。#33
3.电磁继电器的构造#34
主要结构 作用
电磁铁 通电时产生磁性，吸引衔铁
弹簧 电磁铁磁性消失时，带动衔铁弹离电磁铁
触点 相当于被控制电路的开关
衔铁 和动触点连在一起，带动动触点上下运动，接
通或断开电路
4.电磁继电器的工作原理（含教材第107页思考与讨论答案）
电磁继电器的电路包括控制电路和工作电路两部分，如图所示。
（1）闭合低压电源开关 控制电路接通 电磁铁产生磁性
吸引衔铁 动触点与下触点接通 电动机工作、绿灯亮。
（2）断开低压电源开关 控制电路断开 电磁铁失去磁性
衔铁被弹簧拉起 动触点与上触点接通 电动机停止工作、
红灯亮。#41
教材第108页
1.电磁继电器说明书上的电流值是指其工作时允许通过的最大电流；
电压值是其正常工作时的电压。
4.水位自动报警器电路如图所示。#44
教材第109页#45
电铃的工作原理：如图所示，闭合开关，电磁铁
产生磁性，吸引衔铁，使铃锤向铃盖方向运动，
铃锤打击铃盖发出声音，同时电路断开，电磁铁
失去磁性，铃锤又被弹回，电路再次闭合。上述
过程不断重复，电铃就可以发出持续的铃声。
典例4 如图是火灾自动报警系统原理图。发生火灾时，将会发生下
列变化，其变化顺序是____________（填序号）。
②⑤①③④
①衔铁被吸下
②温度升高使铜铁双层金属片向下弯曲，
从而接通电磁铁电路
③接通触点使报警电路中有电流通过
④红灯亮、电铃响，发出警报
⑤电磁铁具有磁性
1.软磁材料与硬磁材料
软磁材料 铁棒被磁化后，磁性很容易消失，称为软磁材料
硬磁材料 钢棒被磁化后，磁性能够长久保持，称为硬磁材料
硬磁材料除用来制成永磁体，也可以用来记录信息。磁记录就是利用硬磁材料存储信息的技术。计算机上所用的机械硬盘、磁带式录音机所用的磁带等都是利用硬磁材料来存储信息的。
2.机械硬盘
（1）机械硬盘主要由磁记录盘片、读写磁头以及其他配件组成。
盘片的表面均匀地涂有一层极薄的由硬磁材料制成的小颗粒（磁
粉），读写磁头实际上就是一块电磁铁。
（2）机械硬盘存入数据和读取磁盘信息的过程如下。
#57
机械硬盘能够长久保存大量的信息。磁记录技术给人们的工作和生活带来了很大方便
2.录音机和录像机 （其记录原理与硬盘相似）
原理：录音机和录像机的磁头是由电磁铁制成的。录音机和录像机
将需要记录的声音和图像转变成电信号，通过磁头记录在磁带上。
3.电话#61
（1）组成：电话的主要组成部分是话
筒和听筒，它们之间用一对电话线相连，
如图所示。#63
（2）工作原理：当人对着话筒讲话时，声波使振动膜振动 振动
膜忽紧忽松地压迫碳粒 碳粒电阻忽小忽大 电路中的电流忽大
忽小 对方听筒内电磁铁的磁性忽强忽弱 薄铁片受到的磁力忽
大忽小 薄铁片振动发声，即声音（振动） 变化的电流
声音（振动）。
4.电磁铁的其他应用
在实际生活中，电磁铁还有其他广泛的应用，如发电机、电动机、
电磁起重机、洗衣机、电饭锅等都用到了电磁铁。#66
典例5 (杭州期中)下列用电器中，没有使用电磁铁的是( )
A
A.电炉 B.电磁起重机 C.电磁继电器 D.电铃
解析：电炉是发热装置，不需要使用电磁铁。

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