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文档简介
专题19电与磁一、思维导图二、新课标要求2.4.2了解通过实验,认识磁场。知道地磁场。2.4.3通过实验,了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。2.4.4通过实验,了解通电导线在磁场中会受到力的作用,知道力的方向与哪些因素有关。2.4.5探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。了解电磁感应在生产生活中的应用。4.2.9探究通电螺线管外部磁场的方向4.2.10探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件三、知识梳理与典例一、磁现象磁场1.磁现象(1)磁性和磁体①磁性:物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。②磁体:具有的物体叫磁体。磁体的分类:按存在方式可分天然磁体、人造磁铁;按形状分为条形磁体、蹄形磁体、针形磁体;按保存磁性时间长短分为硬磁体、软磁体。(2)磁极及相互作用①磁极:每个磁体上都有个磁性最强的部位叫做磁极。能够自由转动的磁体,例如悬吊着的磁针,静止时指南的那个磁极叫做极或S极,指北的那个磁极叫做极或N极。②磁极间相互作用规律:同名磁极相互,异名磁极相互。(3)一个磁体截成两半,每一半都有单独的N极和S极;两个条形磁体异名磁极相互接触,变成一个整体,则接触部分变成新磁体的中间,是磁性最弱的部分。(3)磁化①磁化:一些物体在磁体或电流的作用下会获得,这种现象叫做磁化。②磁化的方法将磁铁的一极靠近或接触磁性材料;将磁铁的一极在磁性材料上沿同一方向重复摩擦几次;利用充磁机对磁性材料充磁。人造磁体就是将钢进行磁化而制成的。③磁化的危害:机械手表被磁化后走时不准,彩色电视机显像管被磁化后色彩失真等。④磁化的应用:磁带和磁盘上都含有磁性物质,利用它上面的磁性物质可以存储声音、图像和文字信息。(4)磁性材料①磁性材料:铁、钴、镍和含有铁、钴、镍的合金或这几种金属的氧化物统称为磁性材料。②软磁体和硬磁体:铁棒被磁化后,磁性容易消失,称为磁体。钢棒被被磁化后,磁性能长期保持,称为磁体。2.磁场及其方向(1)磁场:磁体周围存在着一种看不见、摸不着的物质,我们称其为磁场。磁体间的相互作用是通过发生的。(2)磁场的基本性质:磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生的作用。(3)磁场的方向:在磁场中的某一点,小磁针极静止时所指的方向就是该点磁场的方向。3.磁感线(1)磁感线的作用:用来形象直观地描述磁场的情况。(2)磁感线的概念:把小磁针在磁场中的排列情况,用一些带的曲线画出来,可以方便、形象地描述磁场,这样的曲线叫做磁感线。(3)磁感线的方向磁感线是有方向的曲线,曲线上箭头的方向表示磁感线的方向,也是该点的方向,磁体外部的磁感线都是从磁体的极出发,回到极。磁感线上某点的切线方向与放在该点的小磁针静止时北极的指向一致,如图所示。(4)五种基本磁场的磁感线描述①条形磁铁的磁感线②蹄形磁铁的磁感线③异名磁极的磁感线①条形磁铁的磁感线;②蹄形磁铁的磁感线;③同名磁极的磁感线(N、N极之间);④同名磁极的磁感线(S、S极之间);⑤异名磁极的磁感线。④同名磁极的磁感线(S、S极之间)⑤异名磁极的磁感线(4)磁感线的性质①磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线,实际上(选填“存在”或“不存在”)。磁感线上任意一点的切线方向为该点的磁场方向。磁场越强的地方,磁感线分布越;磁场越弱的地方,磁感线分布越。②磁感线为封闭的、立体的曲线,在磁体的外部,磁感线的方向是从N极指向S极,而在内部,是从极指向极。③在同一磁场中,任何两根磁感线都不会。这是因为在同一磁场中任何一点的磁场方向只有一个确定的方向,如果在某一点有两条磁感线相交,就意味着该点有两个磁场方向,就与某点磁场方向的唯一性相悖。4.研究方法(1)模型法:描述磁场用到磁感线,这种方法叫模型法(或建模法)。(2)转换法:磁场看不见、摸不着,通过对放入其中的小磁针产生力的作用来认识磁场,这种研究方法叫转换法。5.地磁场(1)定义:地球周围空间存在的叫地磁场。(2)地磁场的特点:地球本身是一个巨大的磁体,在地球的周围空间存在着地磁场,地磁场类似于条形磁体的磁场,地磁场的南极在地理的极附近,地磁场的北极在地理的极附近。(3)磁偏角地磁的南极在地理的北极附近,地磁的北极在地理的南极附近,它们之间有一个偏差角度,我们称为。我国宋代学者第一个发现磁偏角。(4)指南针的工作原理:由于受到地磁场的作用,小磁针静止时S极总是指向地理的南极,N极总是指向地理的北极。【例题1】东汉学者王充在《论衡》中记载我国最早的指南针是司南,“司南之杓,投之于地,其柢(长柄)指南”。下列说法中正确的是()A.司南长柄是指南针的北极B.司南长柄是指南针的南极C.司南长柄指向地磁的南极D.司南的“地盘”由铁制成【例题2】关于磁体、磁场和磁感线,以下说法中正确的是()A.铜、铁和铝都能够被磁体所吸引B.磁感线是磁场中真实存在的曲线C.磁体之间的相互作用都是通过磁场发生的D.物理学中,把小磁针静止时S极所指的方向规定为该点磁场的方向【例题3】物理学是美的,许多物理现象都具有对称美、平衡美和曲线美。下列优美的曲线中,用磁感线描述磁体外部磁场正确的是()【例题4】地球周围存在着磁场,如图所示,图中虚线部分为地磁场的磁感线分布情况,请在图中用箭头标出地磁场的磁感线方向。二、电生磁1.奥斯特实验(1)内容:1820年,丹麦物理学家奥斯特通过实验证实通电导体和磁体一样,周围存在,磁场的方向与的方向有关。(2)奥斯特实验的基本要求为了让实验现象明显,能完成实验探究,实际操作中,要注意两点:①实验前先让水平面内能自由转动的小磁针静止;②导线与小磁针平行,且导线与小磁针间距离较小。通电导线的磁场强弱与距离有关,若导经磁针距离太远,现象就会不明显。(3)电流的磁效应通电导体周围存在与电流方向有关的磁场,这种现象叫做电流的效应。奥斯特实验揭示了电和磁之间存在着联系,即“电生磁”。2.通电螺线管的磁场(1)螺线管:将导线绕在圆筒上,即做成螺线管(也叫线圈)。通电后各圈导线产生的磁场叠加在一起,磁场就会增强得多。甲铁屑的排列情况乙小磁针的排列情况(2)通电螺线管的磁场特点①通电螺线管外部的磁场与外部的磁场相似,通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极。②通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。3.安培定则(1)安培定则:用右手握住螺线管,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N极。(2)安培定则的应用①根据通电螺线管中电流的方向,判断螺线管的.②由通电螺线管两端的极性,判断螺线管中的方向.③根据通电螺线管的N、S极以及电源的正、负极,画出螺线管的.(3)提示①决定通电螺线管两端极性的根本因素是螺线管中的方向,电流的方向一致则通电螺线管两端的极性就相同。②N极和S极一定在通电螺线管的两端。③判断时必须让右手弯曲四指所指的方向与螺线管中电流的方向一致。【例题1】如图所示是著名的奥斯特实验。(1)实验探究的是通电导线周围是否存在_________。(2)实验前小磁针的N极应指向地磁场的_______极.(3)接通电路后,观察到小磁针发生偏转,改变导线中的电流方向,小磁针偏转方向也发生改变,这表明通电导线周围磁场的方向与________的方向有关.(4)实验中小磁针的作用是___________________。【例题2】如图所示,将一根直导线放在静止小磁针的正上方,并与小磁针平行。(1)闭合开关后,观察到小磁针偏转,说明____________。若此时移去小磁针,上述结论是否还成立______(选填“成立”或“不成立”)(2)改变直导线中的电流方向,小磁针的偏转方向也发生改变,这表明_________;(3)实验中小磁针的作用是_________;(4)该实验中用到的一种重要的科学研究方法是_____;A.类比法B.转换法C.控制变量法D.等效替代法例题2图例题3图【例题3】如图所示,请根据图中信息标出电源的正极,用箭头标出A点磁感线的方向。三、电磁铁、电磁继电器1.电磁铁(1)概念:内部插有的螺线管,在有电流通过时有磁性,没有电流时就失去磁性,这种磁体叫做电磁铁。(2)工作原理:电磁铁是利用电流的效应来工作的。在螺线管的内部插入铁芯通电后,铁芯在螺线管的磁场中被磁化,两磁场叠加,使电磁铁的磁性大大增强。(3)电磁铁磁极极性的判断:电磁铁的磁极极性与通电螺线管的磁极极性是一致的,可运用来判定。2.电磁铁的磁性(1)影响电磁铁磁性强弱的因素电磁铁磁性的强弱与大小和有关。如图乙、丙所示,线圈匝数一定时,通入的电流越大,电磁铁的磁性越强;如图丁所示,电流一定时,外形相同的螺线管,线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强。(2)电磁铁的优点①可以通过电流的通断来控制其磁性的有无。②可以通过改变电流的方向来改变其磁极的极性。③可以通过改变电流的大小或线圈匝数的多少来控制其磁性的强弱。3.电磁铁的应用(1)电磁铁可以直接吸引对磁性物质。主要应用在电铃、电磁起重机、电磁刹车装置和许多自动控制装置上。全自动洗衣机的进水、排水阀门,卫生间里感应式冲水器的阀门,也都是由控制的。(2)产生强磁场。现代技术上很多地方需要的强磁场都是由提供的,如磁浮列车、电动机、发电机、磁疗设备、测量仪器、研究微观粒子用的加速器等。4.电磁继电器(1)电磁继电器:电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断,来间接地控制电压、电流电路通断的装置。电磁继电器实质上是利用电磁铁来控制工作电路的一种。(2)电磁继电器的主要构造①控制电路:电磁铁、衔铁、弹簧、低压电源、开关等;②受控电路:高压电源、电动机、动、静触点。(3)电磁继电器的工作原理闭合低压控制电路中的开关S,电流通过电磁铁的线圈产生,把衔铁B吸下来,使动触点与静触点接触,受控的高压工作电路闭合,工作。断开开关S,线圈中的电流消失,电磁铁的磁性消失,衔铁B在的作用下与电磁铁分离,使触点脱开,受控电路断开,电动机停止工作.(4)电磁继电器的应用①利用电磁继电器可以通过控制低电压、弱电流电路的通断来间接地控制高电压、强电流工作电路的通断,使人远离高压环境;③在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件,利用这些元件操纵控制电路的通断,可以实现对温度、压力或光的自动控制,如电铃、防盗报警、防汛报警、温度自动控制、空气开关自动控制等。【例题1】如图所示是小李探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置.下列措施中能使电磁铁磁性增强的是()A.滑片P向右移动,其他条件不变B.滑片P向左移动,其他条件不变C.开关S由1扳到2,其他条件不变D.电源的正负极对调,其他条件不变【例题2】为实现节能和智能控制,空调内部用到了传感器和电磁继电器,下图是启动或停止空调压缩机的电路示意图,电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的_______(选填“用电器”、“电源”或“开关”),夏天,空调制冷,房间温度降低,热敏元件的电阻增大,控制电路的电流减小,电磁铁的磁性_______,低于设定温度时,工作电路就断开,停止制冷。【例题3】某款无接触式的热风干手器,手伸向出风口时可吹出温度为35℃~45℃的热风,内部电路由控制电路和工作电路两部分构成,简化电路如图所示,控制电路中R为光敏电阻。闭合S,当手伸向出风口时,R的阻值会_______(选填“增大”“不变”或“减小”),衔铁被吸下,工作电路开始工作。若干手器的加热电阻丝的阻值为44Ω,在额定电压下,烘干一次手用时10s,则烘干手的过程中加热电阻产生的热量为_________J。四、电动机1.磁场对通电导线的作用(1)磁场对通电导线的作用通电导线在磁场中受到力的作用,力的方向跟的方向、的方向都有关系。当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时,通电导线受力的方向也变得相反;当电流的方向与磁感线的方向同时变得相反时,通电导线受力的方向不变。(2)磁场对通电线圈的作用如图所示,把线框放在磁场里,接通电源,让电流通过,可以看到,通电线框在磁场中可以转过一个角度,但(选填“能”或“不能”)持续转动。分析通电矩形线圈在磁场中不能连续转动的原因①在如图甲所示位置时,通电线圈的两边在磁场中都受力,ab边受力方向竖直向上,cd边受力方向竖直向下,方向相反,发生顺时针转动。甲甲乙②当线圈的平面与磁场垂直时(图乙),通电线圈ab边与cd边受平衡力作用,达到平衡位置。这时由于惯性,线圈还会继续转动。丙丙丁③如图丙所示,线圈靠惯性越过平衡位置后,ab边受力方向竖直向上,cd边受力方向竖直向下,方向相反,磁场力作用的结果使线圈又逆时针旋转。④通电线圈最后静止在平衡位置(图丁)。2.电动机模型制作模型电动机的关键就是对线圈的处理:将粗漆包线制成一个线圈,把一端的绝缘漆全部刮掉,另一端只刮。这种设计,线圈每转一周,只有半周获得动力,在另半周线圈没有电流通过,线圈不受力,但由于继续转动,当转过这半周后,又回到原来的状态,线圈又受到向同方向转动的力,线圈就可以持续转动下去。3.电动机的基本构造(1)电动机的组成电动机主要由两部分组成:能够转动的线圈,也叫转子;固定不动的磁体,也叫定子;电动机工作时,转子在定子中飞快地转动。(2)换向器①换向器的构造:两个铜半环E和F跟线圈两端相连,可随线圈一起转动,两半环中间,彼此绝缘。A和B是电刷,它们分别跟两个半环接触,使电源和线圈组成闭合电路(甲图)。甲换向器乙换向器原理②换向器的作用:当线圈转过平衡位置时,自动改变线圈中的。 如图乙所示,无论线圈的哪个边,只要它处于靠近磁体S极的一侧,其中的电流都是从读者这边朝纸内的方向流去,这时它的受力方向总是相同的(向上),线圈就可以不停地转动下去了。4直流电动机的工作原理甲乙(2)如图乙所示,线圈转到平衡位置,电刷接触到换向器中间绝缘部分,不受力,利用惯性线圈转过平衡位置。丙丁(3)如图丙所示,线圈越过平衡位置后,利用换向器改变了电流方向,线圈受力方向改变,仍然顺时针转动。5.实际的电动机(1)实际的电动机有多个线圈,每个线圈都接在一对换向片上,以保证每个线圈在转动过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。(2)电动机工作时,把电能转化为能。(4)改变电动机转速的方法:改变线圈中电流的大小,或改变磁场的磁性强弱。6.扬声器的发声(1)扬声器的作用:它是把信号转变为信号的装置。(2)扬声器的主要结构:线圈、永久磁体、锥形纸盆。(3)扬声器的发声原理扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流,由于线圈中的电流方向是不断的变化,线圈就不断的来回振动,带动纸盆也不断地来回振动,于是扬声器就发出了声音。扬声器的发声原理例题1图【例题1】如图所示,两根绝缘细线悬挂着的导体,放在U形磁铁中央,两端连接着导线。若要探究电动机的工作原理,虚线方框中接入的实验器材是()A.电源 B.电压表C.灵敏电流计 D.滑动变阻器【例题2】下图为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图,下列分析不正确的是()A.导线ab在这两个时刻受到的磁场力方向不同B.甲乙两图中的线圈再转动90度角,都能到达平衡位置C.由上往下看,线圈中电流均为顺时针方向D.如果电动机持续转动,则电动机内外流的都是直流电【例题3】小明为观察磁场对通电线圈的作用。用漆包线做成线圈,线圈两端的漆全部刮去,放在接有电源的金属支架上并放入磁体中(如图所示)。闭合开关后,看到线圈_______(“持续转动”/“左右摆动”/“静止不动”)。为了使线圈能持续转动,正确的刮漆方法应该是下列哪两种______。A.两侧全刮B.一侧全刮,另一侧刮半周C.两侧均刮上半周D.一侧刮上半周,一侧刮下半周【例题4】研究磁场对电流有力的作用。(1)利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时,应在“a”、“b”之间接入______,根据该原理可制成________;(2)若要继续研究导体受力的大小与电流大小的关系,可在上述电路中再串联一个_____,改变电流大小后,根据_____________可初步判断受力的大小是否发生改变;(3)乙、丙两个图中,_______图的线圈恰好处于平衡位置;(4)丁图中的线圈可以持续转动,是因为它加装了________,该装置能在线圈_________(选填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”)平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向。五、磁生电1.电磁感应(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。(2)导体中产生感应电流的条件:是闭合电路的一部分;导体在磁场中做运动。(3)对“切割磁感线运动”的理解导体运动方向与磁感线方向垂直或有一定的角度,但不能平行。磁体不动,导体ab左右运动能产生感应电流;若ab不动,磁体左右运动,仍能切割磁感线产生感应电流。(4)电磁感应现象中的能量转化:在电磁感应现象中,能转化为能。(5)感应电流大小的影响因素:导体切割磁感线运动的、磁场的、切割磁感线运动的导体的有效长度和线圈的匝数等。手摇(1)手摇发电机的构造磁铁形状是蹄形磁铁;线圈是通过电刷与灯泡(或二极管)串联的;摇把是通过皮带带动线圈转动起来的。(2)手摇发电机的原理:根据电磁感应现象发电的。(3)手摇发电机转速对小灯泡亮度的影响用不同的转速摇动转轮,发现摇动转轮的转速越大,灯泡发光越。(4)检验手摇发电机电流方向的变化两个二极管极性相反并联二极管交替发光用两个发光二极管极性相反地并联起来,并与发电机串联。转动摇把,二极管交替发光,说明产生的方向不停在改变。结论:手摇发电机产生的电流的大小和方向是变化的;电流的大小与发电机的有关,转速越快,电流越大。3.交变电流电流的大小和方向变化,这样的电流叫做交变电流,简称交流。交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网以交流供电,频率为Hz。4.交流发电机(1)交流发电机主要构造:磁铁、线圈abcd、铜环K与L、电刷A与B等。(2)主要部件作用①磁铁:用来产生磁场;②线圈:线圈abcd转动时,切割磁感线,产生感应电流;③铜环:两个铜环随线圈一起转动,与外部电路组成一闭合回路;④电刷:感应电流通过电刷流出。(3)交流发电机工作原理示意图①图甲和图丙中导线运动方向和磁感线方向平行,不切割磁感线,没有电流产生。②图乙和丁中导线切割磁感线,有电流产生,但切割磁感线的方向相反,所以电流方向相反。每当经过磁感线与线圈平面垂直的位置时,线圈中的电流方向改变一次,线圈转一周,电流方向改变两次。③线圈不停转动,产生的电流交替往复,形成持续的电流。5.实际发电机的构造与能量转化(1)构造实际的发电机比模型式发电机复杂得多,但仍是由转子(转动部分)和定子(固定部分)两部分组成的。大型发电机发的电,电压很高、电流很强,一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电(叫旋转磁极式发电机),为了得到较强的磁场,要用电磁铁代替永磁体。定子转子(2)发电机发电的过程是能量转化的过程实际的发电机靠内燃机、水轮机、汽轮机等机械的带动,把燃料中的化学能或者水库中水流的动能转化为电能。6.电动机和发电机是两种不同的装置,其对比如表:直流电动机交流发电机原理通电线圈在磁场中受力而转动电磁感应现象构造与电刷接触的是换向器与电刷接触的是两个滑环能量转化能→能能→能在电路中的作用用电器电源(1)软磁性材料和硬磁性材料①磁化:铁棒和钢棒本来不能吸引钢铁,当磁体靠近它或者与它接触时,它便有了吸引钢铁的性质,也就是被了。②软磁性材料:软铁磁化后,磁性很容易消失,称为磁性材料。③硬磁性材料:钢等物质在磁化后,磁性能够保持,称为磁性材料。硬磁性材料可以做成永磁体,还可以用来记录。(2)录音机的原理录音机的磁带上附有一层硬磁性材料制成的小颗粒。录音时,声音先转变成强弱变化的,这样的电流通过录音磁头,产生了强弱变化的。磁带划过磁头时,磁带上的小颗粒被强弱不同地磁化,于是记录了一连串有关磁性变化的信息。放音时,磁带贴着放音磁头运动,磁性强弱变化的磁带使放音磁头中产生变化的,电流经放大后使扬声器发声,这便“读”出了录音带中记录的信息。3.磁记录的应用随着技术的不断进步,磁记录与人们的关系越来越密切。录音带、录像带,电脑中的磁盘,打电话的磁卡,银行的信用卡,还有磁卡式车票等等,都是用磁来记录信息的。磁记录技术提高了工作效率,给生活带来了很大的方便。【例题1】经过十年的不懈探索,法拉第发现了电磁感应现象。下图中可以探究产生感应电流条件的装置是()【例题2】POS刷卡机的广泛应用给人们的生活带来了便利。POS机的刷卡位置有一个绕有线圈的小铁环制成的检测头(如图所示)。在使用时,将带有磁条的信用卡在POS机指定位置刷一下,检测头的线圈中就会产生变化的电流,POS机便可读出磁条上的信息。下图中能反映POS刷卡机读出信息原理的是()【例题3】图示是探究电磁感应的实验装置,关于电磁感应现象,下列说法正确的是()A.奥斯特发现了电磁感应现象B.利用电磁感应现象制作了电动机C.导线在磁场中沿不同方向运动,导线中都会有感应电流产生D.如果磁感线和切割磁感线方向都变得相反,导线中感应电流的方向不发生改变【例题4】如图所示,小成同学利用两块磁铁、一个线圈等材料制作了一台小型发电机,并用两个LED灯(发光二极管左边为正极,右边为负极)进行了如图连接实验探究。(1)小成接好电路后,以一定的速度连续转动线圈,当线圈转动到如图所示位置时,_____(选填“AB”或“BC”)段在做切割磁感线运动,在电路中产生了感应电流,这一现象叫_______现象;(2)连续转动线圈,在实验中将会看到两LED灯交替发光,说明线圈中产生的电流方向___________(选填“不变”或“周期性改变”)。若将一直流电源代替两LED灯接入电路,闭合开关,则线圈_____(选填“能”或“不能”)持续转动。四、实验专题一、探究通电螺线管外部磁场的方向1.探究通电螺线管外部磁场的分布(1)实验一:如图所示,用铜导线穿过硬纸板,绕成螺线管(或用螺线管演示器),在纸板上均匀地撒满铁屑,给螺线管通电后,轻敲纸板,观察铁屑的排列情况。实验现象与分析:如图所示,可以看到小铁屑有规则地排列起来。从铁屑的分布情况来看,通电螺线管外部的磁场和相似。
实验一实验二(2)实验二:将小磁针放到通电螺线管周围不同的位置,包括螺线管内部,在纸板上记下小磁针在各个位置时的N极指向。实验现象:看到周围小磁针的N极指向不同,内部小磁针N极指向相同,如图所示。现象分析:从小磁针N极指向来看,通电螺线管外部的磁感线是从通电螺线管一端出来回到另一端;内部磁感线的方向与外部磁感线的方向,如图所示。(3)实验三:在上面的实验中,改变螺线管中的电流方向,对照上次实验中的现象,观察小磁针的N极指向与原来是否相同。实验现象:小磁针的N极指向与上次实验刚好。现象分析:小磁针的N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。由此可知,通电螺线管的磁场方向与方向有关。(4)探究归纳:①通电螺线管外部的磁场与条形磁体外部的磁场相似,通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极。②通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。2.探究通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的电流方向间的关系(1)设计并进行实验取绕向不同的螺线管,向螺线管内通入不同方向的电流,用小磁针验证它的N、S极,实验现象如图所示。(2)实验现象分析①甲、乙(或丙、丁)两个螺线管的绕法不同,螺线管中电流的方向相同,通电螺线管两端的极性相同;②甲、丙(或乙、丁)两个螺线管的绕法相同,螺线管中电流的方向不同,通电螺线管两端的极性不同。(3)探究归纳:通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的有关。通电螺线管的绕法可能不同,电流流入的端点可能不同,但只要环绕螺线管的电流方向相同,通电螺线管两端的极性就。二、探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件【提出问题】什么情况下磁场里的导线中能够产生电流?【猜想与假设】(1)能够产生电流,导线要连成闭合电路。(2)通电导线在磁场中受力运动,那么反过来,让导线在磁场中运动,可能会产生电流。【设计实验】(1)用蹄形磁体提供磁场。(2)用检验电路中是否有电流。(3)产生电流的条件可能有多个,采用法进行探究。(4)在蹄形磁体的磁场中放置一根导线,导线的两端跟电流表连接,如图所示。进行如下操作,注意观察电流表指针是否发生偏转。【进行实验】实验操作(1)闭合开关,让导线AB在磁场中静止(2)让导线在磁场中沿竖直方向上下运动(与磁感线平行)示意图实验现象指针不偏转指针不偏转实验操作(3)让导线在磁场中沿水平方向里外运动(与AB平行)(4)让导线在磁场中沿水平方向左右运动(切割磁感线)示意图实验现象指针不偏转指针偏转实验操作(5)让导线在磁场中斜向上运动(或斜向下)(6)断开开关,让导线在磁场中沿水平方向左右运动(切割磁感线)示意图实验现象指针偏转指针不偏转【探究分析】如果把磁感线想象成一根根实实在在的线,把导线想象成一把刀表达起来可能会方便些。(1)由实验(1)、(2)、(3)可知,电路闭合,导体在磁场中不做切割磁感线运动时,电流表的指针不偏转,表明没有电流产生。(2)由实验(4)、(5)可知,电路闭合,导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针偏转,表明产生了电流。(3)由实验(6)可知,电路断开,导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针不偏转,表明无电流产生。【实验结论】(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做时,导体中就产生电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。(2)导体中产生感应电流的条件:①导体是的一部分;②导体在磁场中做运动。【拓展】探究影响感应电流方向的因素【进行实验】(1)闭合开关让导体向左运动,观察实验现象,发现电流表指针向右偏转。(2)闭合开关让导体向右运动,观察实验现象,发现
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