初中沪科版（2024）第二节 电流的磁场课文内容课件ppt

这是一份初中沪科版（2024）第二节 电流的磁场课文内容课件ppt，共46页。PPT课件主要包含了情景引入观察，奥斯特实验，奥斯特实验说明了，通电螺线管的磁场分布，通电螺线管的磁场，右手螺旋定则，安培定则，电磁铁，④电磁铁的磁极，实验器材等内容，欢迎下载使用。
电与磁之间有着怎样的联系？今天一起学习—电流的磁场。
实验：如图所示，将一枚转动灵活的小磁针放置在直导线下，使导线和电池触接，连通电路，观察小磁针的变化。
（1）甲图中电路连通瞬间，小磁针发生了转动。表明小磁针受到了力的作用。
（2）乙图中，断电后小磁针转回到指南北的方向
比较甲、乙，说明通电导线周围有磁场。
（3）丙图中，改变电流的方向，观察磁针的转动有什么变化？说明了什么？
和甲图中相比，小磁针转动方向相反。
说明： 电流的磁场方向跟电流方向有关。
实验中注意： (1)导线与磁针平行摆放； (2)通电时间不易太长。
①通电导体跟磁体一样，周围也存在着磁场。
②磁场方向跟电流方向有关。
电流的磁效应：通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。
这个现象是由丹麦物理学家奥斯特最早发现的，所以此实验称为奥斯特实验。奥斯特实验第一次把电现象和磁现象联系起来了.
既然电能生磁，为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动？
一根通电导线周围的磁场太弱。
怎样才能使电流的磁场变强呢？
有两种方法：（1）增大电流；(奥斯特实验中，短路就是为了增大电流，获得强的磁场）（2）螺线管。让导线集中起来绕成管状，各导线产生的磁场叠加在一起。如图：
1.将导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈）。通电后各圈导线磁场产生叠加，磁场增强。
在螺线管的两端各放一个小磁针，在有机玻璃板上均匀地撒满铁屑。通电后观察指针指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况。
探究通电螺线管外部的磁场分布
问题: 通电螺线管外部的磁场可能与哪种磁体相似？
1.为使磁场增强，可在螺线管内加一根铁棒。把小磁针放在螺线管四周不同的位置，观察、记录小磁针N极的指向。
通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，它的两端相当于条形磁体的两极。
2．探究通电螺线管的极性与什么因素有关
问题:通电螺线管的磁极与哪些因素有关呢?
猜想:可能与电流方向有关,可能还与螺线管的绕向等有关.
①设计实验:在螺线管一端放一小磁针，当电流的方向变化时，观察小磁针的N极指向，从而判断出通电螺线管磁场的方向。 
（1）探究通电螺线管的极性与电流方向的关系
②现象：比较甲、乙，电流方向改变时，小磁针的偏转方向也随着发生改变；改变电流方向，小磁针偏转的方向正好相反。
③结论:说明通电螺线管的极性与电流方向有关.
（2）探究通电螺线管的磁极与绕线方向的关系
①设计实验:取两个绕向不同的螺线管，给它们通以相同方向的电流，用小磁针判断螺线管的极性是否发生改变。
②现象：比较丙、丁，当螺线管的绕向不同，通过的电流方向相同时，小磁针偏转的指向正好相反。
③结论:在电流方向一定的情况下，通电螺线管的磁场方向还与线圈的绕向有关，绕向变了，则磁场方向也会改变。
实验结论：　　通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。　　通电螺线管两端的极性与其中的电流方向有关。
你能借用自己的手指的关系来描述通电螺线管的电流方向与N极位置的关系吗？看看蚂蚁和猴子是怎么说的，也许你会受到一些启示。
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。
（1）查清螺线管的绕线方向；（2）标出电流在螺线管中的方向；（3）用安培定则确定螺线管的磁极方向。
2.使用安培定则的方法和顺序：
如果条形磁铁的磁性减弱了，你能用电流来使它增强吗？应该怎么办？
解答：可以将条形磁体的N极靠近通电螺线管的S极（或将条形磁体的S极靠近通电螺线管的N极）；也可以将条形磁体插入通电螺线管中，让条形磁体的N极和S极与通电螺线管的N极和S极保持一致。
①带铁芯的通电螺线管称为电磁铁。
②特点：有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性。
③电磁铁的工作原理 利用电流的磁效应工作。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。
与通电螺线管的磁极相同； 当电流方向改变时，磁极也发生改变。
影响电磁铁的磁性强弱的因素
匝数不同的两个电磁铁、电源、开关、导线、圆铁片、 滑动变阻器、电流表。
可能与电流的大小、线圈的匝数和有无铁芯有关。
1.如何判断电磁铁磁性的强弱？
根据吸引铁片的多少来判断螺线管的磁性强弱。
2.如何让匝数不同的电磁铁通过的电流相等？
让不同的线圈(内含铁芯)串联起来
（1）探究电流大小对电磁铁磁性强弱的影响按照电路图，把滑动变阻器、电流表和一定匝数的线圈（内有铁芯）串联起来，调整变阻器，改变电路中的电流。观察电流大小不同时，电磁铁吸引铁片数目有什么变化。
结论：匝数一定时，通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。
现象：电流越大，能吸引的铁片数越多
结论：电流一定时，外形相同的螺线管匝数越多，电磁铁的磁性越强。
（2）探究电流大小对电磁铁磁性强弱的影响按照电路图，把匝数不同的两个线圈串联起来，闭合开关，观察比较A、B吸引铁片的数量。
现象：匝数多的电磁铁B，能吸引的铁片数越多
（3）探究有无铁芯对电磁铁磁性强弱的影响闭合开关，观察线圈能吸引铁定的数目，保持变阻器的滑片位置不变，只是把铁芯抽出，再观察吸引铁片的数量。
结论：同一个线圈，通过的电流相同，有铁芯时，磁性明显增强。
现象：没有铁芯，电磁铁能吸引的铁片数减少。
（1）电磁铁线圈匝数和电流一定时，有铁芯的电磁铁磁性越强。（2）同一个电磁铁，流过的电流越大，磁性越强。 （3）电流一时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，磁性越强。
（1）电磁铁磁性有无，可用电流通断来控制；（2）电磁铁磁性强弱，可用电流大小、线圈的匝数来控制；（3）电磁铁的极性变换，可用电流方向来控制。
　　磁悬浮列车所用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁。是一种靠安装在车厢和轨道上的磁体的相互作用悬浮和高速运动的，由于磁力使其悬浮在轨道上方几厘米高度，行走时不需接触轨道，因此只受来自空气的阻力。 磁悬浮列车的最高速度可达500km/h以上。
　　2003年，上海浦东机场到市区的磁悬浮铁路成为我国第一条正式投入运营的磁悬浮铁路。
右图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻。如果闭合S1、S2并使滑片P向左滑动，指示灯亮度会有什么变化？
解：滑片P向左滑动，左侧控制电路电流增大，使电磁铁的磁性增强，右侧工作电路中的GMR电阻随磁场增强而变小，工作电路中的电流变大，指示灯亮度会随之增大。
在生产技术中，一些大型机器在工作时的电流很大，可达几十安、上百安，人们直接控制或操作是很危险的，那怎么才能控制这些强大的电流？
原来人们使用了电磁继电器，下面学习电磁继电器的工作原理。
①电磁继电器的主要构造
②电磁继电器主要部分的作用
①弹簧：电磁铁磁性消失时，带动衔铁弹离电磁铁
③电磁铁：通电时产生磁性，吸引衔铁
④触点（上下两组）：相当于被控制电路的开关
②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
电磁继电器：就是利用电磁铁来控制电路的一种开关。
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；触点：静触点与动触点相当于被控制电路的开关；弹簧：电磁铁磁性消失时，带动衔铁弹离电磁铁。
电磁继电器靠电磁铁和弹簧的共同作用实现工作电路状态的转换。
当开关S断开时，电磁铁断电失去磁性，弹簧把_________拉起来，切断工作电路，电动机便停止转动，指示灯发光。
当低压控制电路的开关S闭合时，电磁铁通电，弹簧把_______吸下来，使 和下面静触点C接触，______________电路闭合，电动机M便转动起来。
电磁继电器的实质是利用低电压、弱电流的通断，来间接控制高电压、强电流电路通断的开关。
①用低电压、弱电流控制高电压、强电流。
当水位上涨时，水与金属A接触，由于水（不纯净）是导体，使控制电路接通，电磁铁吸引衔铁，使动触点与下面的静触点接触，工作电路接通，则红灯发光；当水位下降时，使控制电路断开，电磁铁失去磁性，弹簧拉着衔铁使动触点与上面的静触点接触，工作电路接通，则绿灯亮。
制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号。说明它的工作原理。
1. 如图所示，下列说法中错误的是（ ）A．这是模拟奥斯特实验的一个场景 B．图示实验说明了通电导线周围存在着磁场 C．将图中导线断开，小磁针的N极指向地磁的北极D．将电池的正负极对调后，重新闭合电路，小磁针的偏转方向改变
2．（2020•益阳）如图所示，在通电螺线管周围a、b、c、d四个位置画出的小磁针指向正确的是（　　）A．a、bB．b、cC．c、dD．a、d
3．（2020•聊城）关于如下四幅图的说法错误的是（　　）A．拇指所指的那端就是通电螺线管的N极B．地磁场的两极与地理的两极不重合C．奥斯特实验证实电流的周围存在着磁场D．司南之杓，投之于地，其柢指北
4. 下图中，关于通电螺线管说法正确的是（ ）A. A端是N极B. B端是N极C. C端是北极D. D端是南极
5.在探究通电螺线管的磁场时，如图所示，当闭合开关，小磁针静止后，下面的说法正确的是 （ ）A.小磁针a、b的左端是N极、小磁针c的右端是N极 B.小磁针a、c的左端是N极、小磁针b的右端是N极C.小磁针b、c的左端是N极、小磁针a的右端是N极D.小磁针a、c的右端是N极、小磁针b的左端是N极
6．（2019•昆明）如图所示，用漆包线（导线表面涂有绝缘漆）绕在纸筒上做成了一个螺线管，用来研究螺线管磁性强弱与哪些因素有关。闭合开关后，发现螺线管能够吸引一些铁钉，要使它能吸引更多铁钉的办法是（　 　）A．在纸筒中插入一根铁芯B．减少线圈匝数C．使滑动触头P向右滑动D．将电源正负极互换
7．（2019•邵阳）在一次物理实验中，小于同学连接了如图所示的电路，电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法错误的是（　　）A．电磁铁的A端为N极B．小磁针静止时，N极水平指向左C．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动，电磁铁磁性增强
8．（2019•德阳）在图中的自动控制电路中，当控制电路的开关S闭合时，工作电路的情况是（　　）A．灯不亮，电铃响 B．灯不亮，电铃不响C．灯亮，电铃不响 D．灯亮，电铃响
9．（2020•武汉）如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时，在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号。下列说法正确的是（　　）A．温度计中的水银是绝缘体B．电铃响时，电磁铁右端是N极C．温度降低到74℃以下，电铃响D．电铃响且滑片P向左移动时，电磁铁磁性减弱
奥斯特实验：1820年丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围存在磁场
磁场的方向与电流的方向有关
与条形磁体周围磁场相似
安培定则：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那一端就是螺线管的N极。