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电生磁
撰稿:冯保国 审稿:史会娜
【学习目标】
1.认识电流的磁效应,初步了解电与磁之间的某种联系;
2.会判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向;
3.了解什么是电磁铁,知道电磁铁的特性和工作原理;
4.了解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。
【要点梳理】
要点一、电生磁
电流的磁效应:
(1)通电导体和磁体一样,周围存在着磁场,即电流具有磁效应。
(2)电流周围的磁场方向与通过导体的电流方向有关。
2.通电螺线管的磁场:
(1)螺线管:用导线绕成的螺旋形线圈叫做螺线管。
(2)安培定则:假设用右手握住通电导线,大拇指指向电流方向,那么弯曲的四指就表示导线周围的磁场方向,如图甲所示。假设用右手握住通电螺线管,弯曲的四指指向电流方向,那么大拇指的指向就是通电螺线管内部的磁场方向,如图乙所示。
要诠释点:
1.奥斯特实验的重大意义是首次揭示了电和磁之间的联系,对磁现象的“电”本质的研究提供了有力的证据。
(2)安培定则:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则拇指所指的那端就是螺线管的N极,如图所示。
要点二、电磁铁 电磁继电器
1.电磁铁:内部有铁心的螺线管叫做电磁铁。电磁铁在电磁起重机、电铃、发电机、电动机、自动控制上有着广泛的应用。
2.电磁铁的磁性:
(1)电磁铁磁性的有无,完全可以由通断电来控制。(2)电磁铁磁性的强弱可以由电流的大小、线圈匝数控制。
3.电磁继电器:
(1)结构:具有磁性的电磁继电器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路包括低压电源、开关和电磁铁,其特点是低电压、弱电流的电路;工作电路包括高压电源、用电器和电磁继电器的触点,其特点是高电压、强电流的电路。
(2)原理:电磁继电器的核心是电磁铁。当电磁铁通电时,把衔铁吸过来,使动触点和静触点接触(或分离),工作电路闭合(或断开)。当电磁铁断电时失去磁性,衔铁在弹簧的作用下脱离电磁铁,切断(或接通)工作电路。从而由低压控制电路的通断,间接地控制高压工作电路的通断,实现远距离操作和自动化控制。电磁继电器的作用相当于一个电磁开关。
要点诠释: 电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断,来间接的控制高电压、强电流电路通断的装置。电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
【典型例题】
类型一、电生磁
1、如左图,甲、乙、丙是放在通电螺线管周围的软铁片,当开关闭合时则( )
A. 甲的左端为N极 B. 乙的左端为N极
C. 丙的左端为N极 D. 丙的右端为N极
【思路点拨】熟练掌握安培定则和磁极之间的相互作用规律是解题的关键。
【答案】A、C
【解析】看右图,通电螺线管的磁场极性跟电流方向的关系,可以用安培定则来决定:用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。根据电源的正负极可判定螺线管中电流方向,用安培定则判断出螺线管左端为北极,右端为南极,实验结果表明,通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场一样,通电螺线管的两端相当于条形磁铁的两端。磁感线从北极出来,回到南极,软铁片磁化后的北极方向和磁感线方向一致。甲的左端,乙的右端,丙的左端均为N极。故答案为A、C。
【总结升华】正确运用安培定则,符号标在图上有利于处理问题。
2.如图所示的A、B两螺线管,通电后能够互相吸引,画出螺线管B的绕线,标明电流方向。
【答案】
【解析】因为两螺线管相吸为异名磁极,利用安培定则绕线。通电后两螺线管能相互吸引,说明A、B两端是异名磁极,根据安培定则判断,A端为N极,则B端为S极,知右边螺线管中电流方向是如图所示。
【总结升华】解答本题需掌握安培定则,注意一定要用右手。
举一反三
【变式】如图所示,根据通电螺线管中的电流方向,标出静止在通电螺线管上方的小磁针的“N”、“S”极。
【答案】
【解析】根据螺线管中电流的方向和线圈的绕向,利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极,右端为S极。
当小磁针静止时,根据磁极间的作用规律可知,相互靠近的一定是异名磁极.因此可以确定小磁针的左端为S极,右端为N极。
类型二、电磁铁 电磁继电器
3、关于电磁铁的特点,以下说法正确的是( )
A. 电磁铁通电有磁性,断电仍能保持一部分磁性
B. 通入电磁铁的电流越大,它的磁性越强
C. 在电流一定时,外形相同的螺线管,线圈匝数越多磁性越强
D. 当通入电磁铁的电流方向改变后,电磁铁就会失去磁性
【思路点拨】解答本题需了解(1)电磁铁磁性的有无,完全可以由通断电来控制。(2)电磁铁磁性的强弱可以由电流的大小、线圈匝数控制。
【答案】B、C
【解析】内部带铁心的通电螺线管叫做电磁铁,它的优点是:电磁铁有无磁性可以由通断电来控制;它的磁
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