电流的磁场——公开课课件.ppt

第二节第二节 电流的磁场电流的磁场第七章第七章 磁与电磁与电4/22/2023复习：复习：当把小磁针放在条形磁体的周围时，当把小磁针放在条形磁体的周围时，观察到什么现象？其原因是什么？观察到什么现象？其原因是什么？观察到小磁针发生偏转。观察到小磁针发生偏转。因为因为磁体周围存在着磁场磁体周围存在着磁场，小磁针受到小磁针受到磁场的磁力磁场的磁力作用而发生偏转。作用而发生偏转。小磁针只有放在磁铁周围才会受到磁力作用小磁针只有放在磁铁周围才会受到磁力作用而发生偏转吗？而发生偏转吗？也就是说，只有磁铁周围存在着磁场吗？也就是说，只有磁铁周围存在着磁场吗？其他物质能不能产生磁场呢？其他物质能不能产生磁场呢？原因：原因：4/22/2023第二节电流的磁场第二节电流的磁场学习目标：学习目标：1.知道知道电流周围存在磁场电流周围存在磁场。2.通过实验探究，知道通过实验探究，知道通电螺线管通电螺线管对外相当对外相当于一个于一个条形磁铁条形磁铁。3.会用会用安培定则安培定则确定确定通电螺线管的磁极通电螺线管的磁极或或螺线管上的螺线管上的电流方向电流方向。4/22/20234/22/2023现象现象1：导线通电后使：导线通电后使磁针偏转磁针偏转，断电后磁针回到原位置，断电后磁针回到原位置说明：通电导线周围存在磁场说明：通电导线周围存在磁场现象现象2：改变电流方向，磁针偏转方向改变：改变电流方向，磁针偏转方向改变说明：磁场方向跟电流方向有关说明：磁场方向跟电流方向有关一、奥一、奥 斯斯 特特 实实 验验4/22/2023电流的磁效应：电流的磁效应：任何任何通电导线通电导线的周围都的周围都有磁场有磁场的的现象，称为现象，称为电流的磁效应电流的磁效应.4/22/2023一、奥斯特实验一、奥斯特实验表明表明：。通电导线周围存在磁场通电导线周围存在磁场磁场方向与磁场方向与 有关有关 电流方向电流方向4/22/202319世纪丹麦物理学家，第一个成功的发现电与磁之间的联系4/22/2023把导线绕在圆筒上，做成把导线绕在圆筒上，做成螺线管螺线管，各条导线产，各条导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多。生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多。螺螺 线线 管管4/22/2023三、通电螺线管的磁场三、通电螺线管的磁场1.实验实验说明：说明：通电螺线管左端为通电螺线管左端为_;通电螺线管右端为通电螺线管右端为_.S极极N极极4/22/20233.实验结论：实验结论：通电通电螺线管周围铁屑分布状态与条形磁铁周围铁屑分布螺线管周围铁屑分布状态与条形磁铁周围铁屑分布相似，相似，因此，其周围的磁场与条形磁铁因此，其周围的磁场与条形磁铁周围的磁场相似。周围的磁场相似。因此因此:通电螺线管对外相当于一个条形磁铁通电螺线管对外相当于一个条形磁铁。4/22/20234.通电螺线管磁极的判断通电螺线管磁极的判断用用右手右手握住螺线管握住螺线管，四指弯向四指弯向电流方向，电流方向，大拇指所指大拇指所指那端为通电螺线管那端为通电螺线管NN极极。I II INS安培定则：安培定则：4/22/2023使用安培定则的方法和顺序：使用安培定则的方法和顺序：（1）查清螺线管的）查清螺线管的绕线绕线方向；方向；（2）标出）标出电流电流在螺线管中的方向；在螺线管中的方向；（3）用安培定则确定螺线管的）用安培定则确定螺线管的磁极磁极方向方向例例:标出下图中螺标出下图中螺线管的线管的N、S极极SN4/22/20231.标出螺线管中电流的方向。标出螺线管中电流的方向。SNS SN N电源电源2.2.标出电源的正负极标出电源的正负极(图中小磁针静止图中小磁针静止)NS4/22/2023、用右手螺旋定则判定下列螺线管的、极、用右手螺旋定则判定下列螺线管的、极 课堂练习课堂练习 NSNS SNNSNSNS4/22/2023 1.请你用安培定则判断出以下各图中通电螺线管的N极NSNSNSNS4/22/20233。练习画螺线管的绕线（按范例绕线）。练习画螺线管的绕线（按范例绕线）2.如图标出螺线管的电流方向及电源正、负极。如图标出螺线管的电流方向及电源正、负极。NS+-NS+-4/22/2023电源电源电源电源3.3.根据小磁针静止时指针的指向，判断出电源根据小磁针静止时指针的指向，判断出电源的正负极。的正负极。SN2.2.根据小磁针的偏转，标出螺线管中的电流方向。根据小磁针的偏转，标出螺线管中的电流方向。NSNS正正负负SN4/22/20234.4.下图中为两只轻小的通电螺线管，当它们互下图中为两只轻小的通电螺线管，当它们互相靠近时，它们将相靠近时，它们将 （）D.D.一齐向左运动一齐向左运动A.A.静止不动静止不动 B.B.互相吸引互相吸引C.C.互相排斥互相排斥NSNS相斥相斥C4/22/20232.判断下面图中通电螺线管的N、S极，做出具体手势，并画出图1中小磁针的转动方向和图2中电源的正、负极。4/22/20233.请画出下面两图中螺线管的导线绕向，并做出具体手势4/22/2023NS5.5.如图所示，请画出螺线管的绕法。如图所示，请画出螺线管的绕法。NS4/22/20232.判断下面图中通电螺线管的N、S极，做出具体手势，并画出图1中小磁针的转动方向和图2中电源的正、负极。4/22/2023螺线管磁场与条形磁铁磁场的异同：螺线管磁场与条形磁铁磁场的异同：项目项目条形磁铁条形磁铁通电螺线管通电螺线管不不同同点点磁性磁性磁极磁极磁性强弱磁性强弱相相同同点点磁性磁性不变不变磁极磁极不变不变磁性强弱磁性强弱不变不变磁性磁性可有可无可有可无南北极随电流方向南北极随电流方向改变改变磁性强弱随电流大小磁性强弱随电流大小改变改变1、都有吸铁、都有吸铁性；性；2、都有指向性；、都有指向性；3、都有两极，且都是两极处磁性最强；、都有两极，且都是两极处磁性最强；4、磁极间的相互作用规律都一样；、磁极间的相互作用规律都一样；5、都能使磁性材料磁化。、都能使磁性材料磁化。4/22/2023 三三、电磁铁、电磁铁1 1、电磁铁：内部带有、电磁铁：内部带有铁芯铁芯的的通电螺线管。通电螺线管。4/22/2023三、电磁铁三、电磁铁把把插入铁芯的通电螺线管称为插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁电磁铁 .为什么插入铁棒后，通电螺线管的磁性为什么插入铁棒后，通电螺线管的磁性会增强呢？会增强呢？铁芯插入通电螺线管，铁芯被磁化，也铁芯插入通电螺线管，铁芯被磁化，也要产生磁场，于是通电螺线管的周围既要产生磁场，于是通电螺线管的周围既有有电流产生的磁场电流产生的磁场，又有，又有磁铁产生的磁磁铁产生的磁场场，因而磁场大大增强了，因而磁场大大增强了.4/22/2023磁性强弱跟那些因素有关呢？磁性强弱跟那些因素有关呢？电磁铁电磁铁探探 索索猜想猜想:问题：问题：1、电流的大小、电流的大小2、线圈的匝数、线圈的匝数1、如何测量电磁铁的磁性强弱、如何测量电磁铁的磁性强弱?2、如何改变通过电磁铁线圈的电流？、如何改变通过电磁铁线圈的电流？3、如何改变电磁铁线圈的匝数？、如何改变电磁铁线圈的匝数？吸引大头针的根数吸引大头针的根数滑动变阻器滑动变阻器改变铜丝缠绕的圈数改变铜丝缠绕的圈数4/22/2023探究电磁铁的规律探究电磁铁的规律4/22/2023实验实验现象现象结论结论（1 1）研究电磁铁的磁性有无）研究电磁铁的磁性有无通电时电磁铁通电时电磁铁_电磁铁通电时电磁铁通电时_磁性，断电时磁性磁性，断电时磁性_._.闭合和断开开关闭合和断开开关吸引大头针吸引大头针不吸引大头针不吸引大头针断电时电磁铁断电时电磁铁_有有消失消失4/22/2023实验实验（2 2）研究电磁铁的磁性强弱跟电流的关系）研究电磁铁的磁性强弱跟电流的关系改变电流大小改变电流大小通过电磁铁的电流越通过电磁铁的电流越_,_,电磁铁的磁性电磁铁的磁性_._.结论结论增大电流电磁铁吸引增大电流电磁铁吸引的大头针数目的大头针数目_._.现象现象越强越强大大增多增多4/22/2023改变线圈匝数改变线圈匝数实验实验现象现象匝数越匝数越_,_,磁性越磁性越_._.多多强强结论结论当电流一定时，电磁铁线圈的匝数当电流一定时，电磁铁线圈的匝数_,_,磁性磁性_._.越多越多越强越强(3)(3)研究电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系研究电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系4/22/2023实验结论实验结论 电磁铁通电时电磁铁通电时_磁性，断电时磁性磁性，断电时磁性_；通过电磁铁的电流越；通过电磁铁的电流越大大，电磁铁的，电磁铁的磁性磁性_；当电流一定时，电磁铁线圈；当电流一定时，电磁铁线圈的匝数的匝数越多越多，磁性，磁性_._.有有越强越强越强越强消失消失电磁铁的优点电磁铁的优点电磁铁磁性有无，可用电磁铁磁性有无，可用_来控制来控制电磁铁磁性强弱，可用电磁铁磁性强弱，可用_来控制来控制电磁铁的极性变换，可用电磁铁的极性变换，可用_来实现。来实现。通断电通断电电流大小电流大小改变电流方向改变电流方向4/22/20234 4、电磁铁与永磁铁的不同之处：、电磁铁与永磁铁的不同之处：（1 1）磁性的有无可由通、断电控制；）磁性的有无可由通、断电控制；（2 2）磁性的强弱可以改变；）磁性的强弱可以改变；（3 3）磁极可以改变。）磁极可以改变。5 5、应用：、应用：电磁起重机、电铃、电动机、发电机等电磁起重机、电铃、电动机、发电机等4/22/2023小小 结结1.1.电磁铁是一个带有电磁铁是一个带有 的的 .铁心铁心螺线管螺线管2.2.电磁铁的磁性跟电磁铁的磁性跟 和和 _ _ _有关有关电流大小电流大小线圈匝数线圈匝数3.3.电磁铁工作的原理电磁铁工作的原理:利用电流的磁效应利用电流的磁效应.4.4.电磁铁的优点电磁铁的优点:A.A.磁性有无可以用磁性有无可以用 来控制来控制.通断电通断电B.B.磁性强弱可以用改变磁性强弱可以用改变 大小来控制大小来控制.电流电流C.C.它的南北极可以通过改变它的南北极可以通过改变 来控制来控制.电流方向电流方向5.5.电磁铁的应用电磁铁的应用:电磁起重机电磁起重机电铃电铃电话听筒电话听筒电磁继电器电磁继电器4/22/2023电磁铁（线圈）电磁铁（线圈）100100匝匝5050匝匝实验次数实验次数1 12 23 34 45 56 6电流（电流（A A）0.80.8 1.21.21.51.50.80.81.21.21.51.5吸引铁钉的最多数目吸引铁钉的最多数目(枚枚)7 7111114145 58 81010B1 1、小明设计的研究、小明设计的研究“电磁铁磁性强弱电磁铁磁性强弱”的实验电路图如图所示，的实验电路图如图所示，右表是他所做实验的记右表是他所做实验的记录。录。2 2、下、下列结论列结论不不正确的是（正确的是（）比较、两次实验可知：线圈中的比较、两次实验可知：线圈中的电流一定时，匝数越多，磁性越强电流一定时，匝数越多，磁性越强比较比较1 1、3 3、5 5三次实验可知：匝数一三次实验可知：匝数一定时，线圈中的电流越大，磁性越强定时，线圈中的电流越大，磁性越强比较比较1 1、2 2、3 3（或（或4 4、5 5、6 6）三次实验可知：匝数一定时，）三次实验可知：匝数一定时，线圈中的电流越大，磁性越强线圈中的电流越大，磁性越强电磁铁的磁性越强，吸引铁钉的数目越多电磁铁的磁性越强，吸引铁钉的数目越多4/22/20232 2、为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，某同、为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，某同学使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图学使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示则下列说法中正确的是所示则下列说法中正确的是 ()()A A要使电磁铁的磁性增强，变阻器的滑片应向右滑动要使电磁铁的磁性增强，变阻器的滑片应向右滑动B B用电磁铁吸引大头针的数目，显示它的磁性强弱用电磁铁吸引大头针的数目，显示它的磁性强弱C C两电磁铁的线圈串联是为了研究磁性强弱与电流的两电磁铁的线圈串联是为了研究磁性强弱与电流的关系关系D D若将两电磁铁靠近，若将两电磁铁靠近，它们会相互排斥它们会相互排斥B4/22/20233 3、下列方法中可、下列方法中可增强增强电磁铁磁性的是电磁铁磁性的是()A A增大螺线管中的电流增大螺线管中的电流 B B减小螺线管的线圈匝数减小螺线管的线圈匝数C C增加电磁铁的通电时间增加电磁铁的通电时间 D D改变螺线管中的电流方向改变螺线管中的电流方向A4/22/20234、挂挂在在弹弹簧簧测测力力计计下下的的铁铁块块置置于于一一个个匝匝数数可可变变的的电电磁磁铁铁的的上上方方。当当开开关关S与与1接接通通稳稳定定后后测测力力计计的的示示数数为为F1，使使滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片P向向左左移移动动到到某某一一位位置置，弹弹簧簧测测力力计计的的示示数数为为F2，则则F1_F2；然然后后滑滑片片P的的位位置置保保持持不不变变，开开关关由由1接接到到2，稳稳定定后后弹弹簧簧测测力力计计的的示示数数为为F3，则则F3_ F2。(选填选填“=”、“”或或“”)4/22/20235 5、弹簧下吊一块弹簧下吊一块条形磁铁条形磁铁，磁铁的，磁铁的下端是下端是N N极极，下面有，下面有一个螺线管，一个螺线管，P P是滑动变阻器的滑动片。通电后如果将是滑动变阻器的滑动片。通电后如果将滑片滑片P P向向右右移动。移动。.这时电路中的电流变大还是变小这时电路中的电流变大还是变小?答：答：_.请在螺线管上标出电流的方向。请在螺线管上标出电流的方向。.此时弹簧将此时弹簧将()()A A.伸长伸长 B B缩短缩短 C C.不变不变 D D.上下振动上下振动变大变大B4/22/2023 、定义：、定义：、特点：、特点：电磁继电器电磁继电器它可以用它可以用低电压和弱电流低电压和弱电流来控制来控制高电压高电压和强电流。和强电流。电磁继电器是一个由电磁继电器是一个由电磁铁电磁铁控制的控制的自动自动开关开关。4/22/2023S电磁铁电磁铁衔铁衔铁静触点静触点返回弹簧返回弹簧构造构造主要部分的作用：主要部分的作用：电磁铁：通电时产生磁性，吸下衔铁电磁铁：通电时产生磁性，吸下衔铁衔铁：和动触点组成一个绕支点转动的杠杆，带动动触点上下运动衔铁：和动触点组成一个绕支点转动的杠杆，带动动触点上下运动返回弹簧：电磁铁磁性消失时，带动衔铁弹离电磁铁返回弹簧：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触点：相当于被控制电路的开关(A、C静触点，静触点，B：动触点）：动触点）电磁继电器的结构及部件作用电磁继电器的结构及部件作用动触点动触点ACB4/22/2023四、电磁继电器四、电磁继电器1 1、实质：一个由电磁铁控制工作电路的开关。、实质：一个由电磁铁控制工作电路的开关。2 2、构造：两个回路、构造：两个回路低压控制电路：低压控制电路：高压工作电路：高压工作电路：电磁铁电磁铁、衔铁、低压电源、开关、衔铁、低压电源、开关静动触点静动触点、高压电源、用电器、高压电源、用电器3 3、工作原理：、工作原理：电磁铁通电后，把衔铁吸下来，使静动触点接触，电磁铁通电后，把衔铁吸下来，使静动触点接触，工作电路闭合；电磁铁断电时失去磁性，弹簧把工作电路闭合；电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。衔铁拉起来，切断工作电路。4/22/20234/22/20234 4、主要用途：、主要用途：（1 1）用低压电路控制高压电路）用低压电路控制高压电路（2 2）实现远距离操作）实现远距离操作（3 3）实现自动控制）实现自动控制4/22/20234/22/2023如如图所示为一种图所示为一种温度自动报警温度自动报警电器的原理图，电器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，简述在水银温度计的顶端封入一段金属丝，简述它的工作原理。它的工作原理。图34/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/20234/22/2023电 铃4/22/2023如图为如图为水位报警水位报警装置原理图，其中装置原理图，其中A A、B B为两个金属杆。当水位达到或超过警为两个金属杆。当水位达到或超过警戒线时，绿灯、红灯和电铃的工作状戒线时，绿灯、红灯和电铃的工作状态分别是态分别是 。4/22/2023小强利用电磁继电器设计了如下火警报小强利用电磁继电器设计了如下火警报警电路：你知道它是如何工作的吗？警电路：你知道它是如何工作的吗？橡胶垫圈橡胶垫圈触点触点上踏板上踏板4/22/20234/22/20237 7、一同学设计了一种判断电源一同学设计了一种判断电源“”、“”极极的方法：在水平桌面上放一枚小磁针，在小磁针的的方法：在水平桌面上放一枚小磁针，在小磁针的西面放一个螺线管，西面放一个螺线管，接通开关后，小磁铁的接通开关后，小磁铁的N N极向东极向东偏转，则电源偏转，则电源a a端是端是 。负极负极4/22/20238 8、当电源开关接通后，会发现小磁针的北极、当电源开关接通后，会发现小磁针的北极向向 （填填“左左”或或“右右”）偏转，这说明）偏转，这说明通电螺线管周围存在通电螺线管周围存在 ，同时发现可移同时发现可移动的动的A A、B B两螺线管相互两螺线管相互 （填填“靠近靠近”或或“远离远离”）。）。左左磁场磁场靠近靠近4/22/20231010、把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后、把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，请你想一想会发生的现象是（给导线通电，请你想一想会发生的现象是（）A.A.通电螺线管仍保持静止不动通电螺线管仍保持静止不动 B.B.通电螺线管能在任意位置静止通电螺线管能在任意位置静止C.C.通电螺线管转动，直至通电螺线管转动，直至A A端端指向南，指向南，B B端指向北端指向北 D.D.通电螺线管转动，直至通电螺线管转动，直至B B端指向南，端指向南，A A端指向北端指向北D4/22/20231111、当闭合电键、当闭合电键S S后，通电螺线管后，通电螺线管Q Q端附近的小端附近的小磁针磁针N N极转向极转向Q Q端，则（端，则（）A A通电螺线管的通电螺线管的Q Q端为端为N N极，电源极，电源a a端为正极端为正极B B通电螺线骨的通电螺线骨的Q Q端为端为N N极，电源极，电源a a端为负极端为负极C C通电螺线管的通电螺线管的Q Q端为端为S S极，电源极，电源a a端为正极端为正极D D通电螺线管的通电螺线管的Q Q端为端为S S极，电源极，电源a a端为负极端为负极C4/22/2023