二、电流的磁场

物理新课标（SK）·九年级全下册第十六章电磁转换二、电流的磁场导学设计导学设计应用示例应用示例课堂小结课堂小结当堂检测当堂检测第十六章电磁转换导学设计学点1通电直导线周围的磁场演示：奥斯特实验．图16－2－7第十六章电磁转换问题：(1)实验中小磁针的作用是什么？___________________________________________．(2)实验获得的结论有：____________________________；____________________________________．(3)____________________的现象称为电流的磁效应．探测通电直导线周围磁场的存在及方向通电导线周围存在磁场电流的磁场方向与电流方向有关电流周围存在磁场第十六章电磁转换(4)研究表明，通电直导线周围磁场分布如图16－2－8所示，在垂直于通电直导线的平面内，它的磁感线是以电流为中心的一系列________．由此可推断，实验中若将同样的通电直导线架在静止小磁针下方，则闭合开关后，小磁针的偏转方向与原来________(选填“相同”或“相反”)．图16－2－8同心圆相反第十六章电磁转换学点2通电螺线管周围的磁场阅读教材P39“学生实验——探究通电螺线管外部磁场的方向”，按照教材的要求和步骤进行实验，然后思考下面的问题．问题：(1)实验中，用来探查通电螺线管周围各处磁场方向的器材是________，若要更全面探究通电螺线管周围磁场的分布情况，则我们可用________．(2)某同学实验中绘制的通电螺线管的磁感线如图16－2－9甲所示，可见通电螺线管周围的磁场与____________周围的磁场相似．小磁针铁屑条形磁体第十六章电磁转换(3)比较你在教材P39图16－16所绘制的两幅图可知，通电螺线管周围的磁场方向与螺线管中的____________有关．(4)图16－1－9乙与图甲中电流方向________(选填“相同”或“相反”)，则图乙螺线管的左端为________(选填“N”或“S”)极．图16－1－9电流方向相反S第十六章电磁转换学点3安培定则问题1：安培定则：用_____手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与螺线管中的电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的____极．问题2：(1)如图16－2－10所示，某同学用安培定则判断通电螺线管的磁极，请你在图中标出导线中的电流方向和螺线管的N、S极．图16－2－10右N第十六章电磁转换[答案]如图16－2－11所示图16－2－11第十六章电磁转换(2)请根据通电螺线管附近静止小磁针的指向，在图16－2－12中括号内标出电源正、负极．图16－2－12第十六章电磁转换[答案]如图16－2－13所示图16－2－13第十六章电磁转换(3)请在图16－2－14中画出通电螺线管的绕法及磁感线的方向．图16－2－14第十六章电磁转换[答案]如图16－2－15所示图16－2－15第十六章电磁转换学点4电磁铁阅读教材P40“读一读——电磁铁及其应用”及P42“生活·物理·社会——磁记录”的内容，回答下列问题．问题：(1)电磁铁是由_________和________组成的，是利用电流的______效应工作的用电器．(2)电磁铁磁性的有无与______________有关，电磁铁磁性的强弱与______________和__________________有关，电磁铁的极性与______________有关.线圈铁芯磁电流的通断电流的大小通电线圈的匝数电流的方向第十六章电磁转换(3)如图16－2－16所示，通过观察和比较电磁铁A与B吸引大头针数目的多少，可以得出电磁铁磁性的强弱与____________有关；要使电磁铁B吸引更多的大头针，滑动变阻器的滑片P应向______(选填“左”或“右”)端移动.图16－2－16线圈的匝数左第十六章电磁转换(4)电磁铁在生活和生产中有着广泛的应用．下列选项中没有应用到电磁铁的设备是(

)A．电磁起重机B．电铃C．电水壶D．录音磁头C阅读P41“读一读——电磁继电器”后，回答下面的问题：问题1：如图16－2－17所示的虚线框内的元件叫____________，其实质是一个用__________控制电路的一种________．图中电路由______个电路组成，其中：A部分(电磁铁)与开关S、电源U1组成________电路；D、E组成受电磁铁控制的开关，与电动机、电源U2组成________电路．图16－2－17第十六章电磁转换学点5电磁继电器电磁继电器电磁铁开关两控制受控问题2：如图16－2－18所示是一种水位自动报警器的原理图，当水位到达金属块B时(一般的水能导电)，电路中(

)A．绿灯亮，红灯不亮B．红灯亮，绿灯不亮C．红灯和绿灯都亮D．红灯和绿灯都不亮

图16－2－18第十六章电磁转换B第十六章电磁转换问题3：如图16－2－19所示是汽车的启动原理图．汽车启动时，需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转(相当于闭合开关)．其工作过程：当插入钥匙并旋转时，________电路接通，电磁铁有磁性，向下吸引上方的衔铁，在杠杆的作用下，________电路的开关闭合，电动机工作．图16－2－19控制受控第十六章电磁转换应用示例类型一通电直导线周围的磁场例1

如图16－2－20所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行．接通电路后，观察到小磁针偏转．图16－2－20第十六章电磁转换(1)该实验探究的是通电直导线周围是否存在________．(2)改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，表明________________________________________________．(3)实验中小磁针的作用是_____________________________．(4)实验中用到的一种科学研究方法是_______．A．类比法B．转换法C．控制变量法D．等效替代法磁场通电直导线磁场的方向与电流方向有关检测磁场的存在与方向B第十六章电磁转换[解析](1)当导线通电后，观察到小磁针偏转．表明通电导线和磁体一样，周围也存在磁场，正是电流的磁场使小磁针发生偏转．所以实验探究的是通电直导线周围是否存在磁场．(3)磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用，所以根据小磁针受磁力作用能够发生偏转的现象，可以检测磁场的存在．根据小磁针偏转的方向判别磁场的方向．(4)磁场虽然看不见、摸不着，但可以通过对小磁针的作用证明其存在，这种研究问题的方法称为转换法．[点拨]奥斯特实验中，小磁针的作用是：探究通电直导线周围磁场的存在与方向．第十六章电磁转换类型二通电螺线管周围的磁场例2

如图16－2－21所示，请标出通电螺线管的N、S极，并用箭头画出图中磁感线的方向．图16－2－21第十六章电磁转换[答案]如图16－2－22所示图16－2－22[解析]根据安培定则，伸出右手，四指弯曲指向电流的方向，则大拇指所指的方向即通电螺线管的N极．则左端为N极，右端为S极．在磁体外部磁感线总是从N极出发指向S极．第十六章电磁转换类型三电磁铁例3

在研究“电磁铁的磁性强弱跟什么因素有关”时，小华和小明从实验室选取了匝数分别为50匝和100匝的外形相同的电磁铁，并先后将这两个电磁铁接入电路中，如图16－2－23所示．闭合开关S后用电磁铁吸引大头针，并移动滑动变阻器的滑片P，重复多次实验，记录数据如下表所示：图16－2－23第十六章电磁转换线圈匝数50匝100匝实验次数123456电流表示数/A1.01.31.61.01.32.0吸引大头针的最多数目/枚5810101625第十六章电磁转换(1)实验中他们是通过电磁铁_________________________来判定其磁性强弱的．(2)分析第1、2、3(或4、5、6)三次的实验记录，可得出结论：_____________________________________________________.(3)分析第1、4次和2、5次的实验记录，可得出结论：______________________________________________________.吸引大头针的数目线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强第十六章电磁转换[解析](1)因为电磁铁磁性越强，所能吸引的大头针数目越多，所以可以利用转换法，将电磁铁磁性强弱转换为吸引大头针数目的多少．(2)1、2、3(或4、5、6)三次实验中电磁铁的线圈匝数相同，电流逐渐变大，使得电磁铁吸引大头针数目不断增加，即磁性不断增强，所以可得出结论：线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强．(3)1、4(或2、5)两次实验中电磁铁的电流大小相同，线圈匝数变大，使得电磁铁吸引大头针数目增加，即磁性增强，所以可得出结论：电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强．[点拨]该实验中使用了控制变量法和转换法．第十六章电磁转换类型四电磁继电器例4

如图16－2－24所示为某校科技活动小组制作的恒温箱的电路示意图，电热丝是恒温箱的加热元件．图中的水银温度计为导电温度计，上面的金属丝A的高度可以调整，下面的金属丝B与温度计中的水银接触，该温度计的水银液泡被放置到恒温箱中．请根据此电路图说明恒温箱的工作原理．图16－2－24第十六章电磁转换[答案]通电后，当恒温箱内的温度未达到导电温度计中金属丝A所指示的温度时，电磁铁电路(控制电路)断开，弹簧把衔铁拉起来，电热丝的电路(工作电路)接通，电热丝工作，使恒温箱温度升高；当导电温度计中的水银上升到金属丝A指示的温度时，电磁铁电路接通，电磁铁产生磁性，把衔铁吸引下来，电热丝电路断开，电热丝停止加热；温度降低到一定程度后，电磁铁电路断开，弹簧把衔铁拉起来，电热丝再次被接入电路，对恒温箱加热，从而保持恒温箱内温度恒定．第十六章电磁转换[解析]解答本题需注意：该电磁继电器中电磁铁控制的开关静触点在上，动触点在下，衔铁被电磁铁吸下时，开关断开．控制电磁铁的开关是由温度计改造的温控开关，当温度上升时，温度计中水银(导体)面上升，当水银面(导体)上升接触到上方金属丝时，控制电路接通．[点拨]分析电磁继电器的工作原理，必须做好两件事：看懂电磁铁对开关的控制；分清控制电路和受控电路．第十六章电磁转换课堂小结第十六章电磁转换当堂检测A知识点1奥斯特实验1．如图16－2－25所示是奥斯特实验的示意图．比较图甲与图乙，说明________________________；比较图甲与图丙，说明_______________________________________________．图16－2－25通电导体周围存在磁场磁场的方向与电流的方向有关第十六章电磁转换知识点2通电螺线管周围的磁场2．通电螺线管的磁感线分布与______________的磁感线分布情况十分相似，它的磁极性质与______________有关，具体可用________定则来判断．条形磁体电流方向安培第十六章电磁转换知识点3安培定则的应用3．如图16－2－26所示，某同学用安培定则判断通电螺线管的磁极，请你在图中标出导线中的电流方向和螺线管的N、S极．图16－2－26第十六章电磁转换[答案]如图16－2－27所示图16－2－27[解析]右手四指弯曲的方向表示螺线管上电流的方向，大拇指所指的那端为N极．第十六章电磁转换4．通电螺线管通电后，小磁针静止时的指向如图16－2－28所示，请在图中标出通电螺线管的N、S极，并标出电源的正、负极．图16－2－28第十六章电磁转换[答案]如图16－2－29所示图16－2－29第十六章电磁转换[解析]根据异名磁极相互吸引，通电螺线管的右端与小磁针N极相互吸引，所以通电螺线管右端为S极，左端为N极．由安培定则可得电流从通电螺线管的右端流入，所以电源右端为正极，左端为负极．第十六章电磁转换5．请根据螺线管已知的极性，在图16－2－30中画出通电螺线管的绕法及磁感线的方向．图16－2－30第十六章电磁转换[答案]如图16－2－31所示图16－2－31第十六章电磁转换当堂检测B知识点1电磁铁1．小华同学将导线绕在铁钉上，接入如图16－2－32所示的电路中，制成了一个__________．闭合开关S，小磁针静止时左端应为________极．当滑动变阻器的滑片P向左移动时，此装置的磁性将________．图16－2－32电磁铁S(或南)增强第十六章电磁转换[解析]导线绕在铁钉上，形成带有铁芯的通电螺线管，这是一个电磁铁；根据安培定则可判断出电磁铁的右侧为N极，根据电磁铁的磁场方向判断出小磁针左端为S极；当滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强．第十六章电磁转换2．电磁铁在生活和生产中有着广泛的应用．下列选项中没有应用到电磁铁的设备是(

)A．电磁起重机B．电铃C．电水壶D．录音磁头C[解析]电磁起重机、电铃、录音磁头内部均有电磁铁，都是利用电流磁效应工作的用电器．电水壶是利用电流热效应工作的用电器，没有应用电磁铁．第十六章电磁转换知识点2影响电磁铁磁性强弱的因素3．如图16－2－33所示是小明同学做“制作、研究电磁铁