初中物理的“电和磁”部分,内容独立理解相对简单,但是混合复习时,往往容易出现混淆,尤其是“电生磁”、“磁生电”、“磁场对电流的作用”三个部分。在中考里通常是偏重于原理性考查,题型以选择、填空和实验探究为主,多与力学、电学等知识点结合。本次拟将这三个内容,依次分成三篇,彼此独立又相互联系。
一、电流的磁场
1、发现者:丹麦奥斯特,年
2、电磁效应:电流的磁效应通电导线的周围存在磁场,称为电流的磁效应。
二、奥斯特实验
1、工作原理:电流的磁效应
2、图示:
3、实验现象:导线通电时,小磁针发生偏转;断电时,小磁针回到原位置;电流改变方向时,小磁针的偏转方向随之改变。
4、奥斯特实验现象说明:①通电导线的周围存在磁场;②磁场与电流的方向有关。
三、通电螺线管
1、工作原理:电流的磁场与条形磁铁的磁场一样,其方向和两端的极性与通过电流的方向有关。
2、安培定则:
①作用:又称右手定则,用于判断电流方向与磁极间的关系。
②内容:用右手握住螺线管,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。
3、对安培定则的认识:
①利用安培定则,知道螺线管中电流的方向,可以判断通过电螺线管两端的极性;同理,知道通电螺线管两端的极性,可以判断螺线管中电流的方向;根据通电螺线管的南北极以及电源的正负极,可画出螺线管的绕线方法。
②决定通电螺线管磁极极性的根本因素是通电螺线管上电流的环绕方向,而不是通电螺线管上导线的绕法和电源正、负极的接法。当两个螺线管中电流的环绕方向一致时,它们两端的磁极极性才相同。
③四指的环绕方向必须是螺线管上电流的环绕方向。
④N极和S极一定在通电螺线管的两端。
⑤螺线管通电后,在磁体的内部和外部都存在磁场,且磁场方向、磁感线方向、小磁针静止时北极所指的方向总是一致的;磁感线是一条条闭合的曲线,在磁体外部是从N极出发回到S极,在磁体内部则是从S极指向N极。
3、通电螺线管
①磁极特点:有两个磁极:N和S;“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。”
②周围磁场的磁力线分布方向,与磁铁的磁力线规定相同:在磁场中的某一点,小磁针北极静止时所指的方向,就是该点磁场的方向。
③磁场方向与电流方向、螺线管缠绕方向有关。
④磁场强弱与电流强弱、线圈匝数、有无铁芯有关。
4、实验:探究“通电螺线管外部磁场的分布”要点
①研究方法:转换法、控制变量法
②在螺线管中插入铁芯的作用:增强磁场
③在通电螺线管周围的不同位置放置小磁针的作用:观察判断磁力线方向,验证“任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致”的结论。
④不能用悬挂且能够自由转动的大头针替代小磁针:原因是不能指示磁场方向。
⑤通电螺线管的极性与经过螺线管的电流方向的关系:电流方向改变,通电螺线管的极性随之改变。
⑥安培定则:用于“根据电流方向,判断通电螺线管的极性”。
四、电磁铁
1、定义:插入铁芯的通电螺线管。可以通断电流来控制电磁铁的磁性。
2、工作原理:电流的磁效应。通电螺线管插入铁芯后磁场增强,磁极由电流方向来控制。
3、影响电磁铁磁性强弱的因素的实验
①研究方法:转换法、控制变量法
②电路中滑动变阻器:作用是“改变电路中电流的大小”;接法是“一上一下接入”。
③通过比较电磁铁吸引小铁钉的个数多少,反映磁性的强弱(采用方法:转换法)
④实验如何控制变量(控制变量法的应用):
a、电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系:控制电流不变,选择缠绕线圈匝数不同的电磁铁,依次串联进行实验;
b、电磁铁磁性强弱与电流大小的关系:选择缠绕线圈匝数不变的电磁铁,接入同一电路中,移动滑动变阻器的滑片,改变电路中电流的大小进行实验;
c、电磁铁磁性强弱与有无铁芯的关系:控制线圈缠绕匝数和电路中电流不变,只改变电磁铁中有无铁芯。
⑤在实验过程中,用安培定则判断电磁铁的N极和S极。
4、实验结论:电磁铁的磁性强弱与通过的电流大小和线圈的匝数多少有关,线圈匝数一定时,通过的电流越大,电磁铁的磁性越强;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。因此,电磁铁的磁性强弱,可以通过改变电流的大小、线圈的匝数、线圈的形状来控制。
五、应用范围
①电磁继电器:实质是由电磁铁控制的开关。本质应用:用低电压弱电流控制高电压强电流,进行远距离操作的自动控制。
②通电螺旋管、电磁铁、电磁起重机
③电话听筒/扬声器:把电信号转化为声信号的装置。
④磁悬浮列车在车厢和铁轨上分别安放电磁体,控制电流方向,使车厢和铁轨之间产生同名磁极,使列车离开铁轨一段距离,能够有效消除车厢与铁轨之间的摩托。
六、例示
(照例分为三部分。今天是第一部分内容。数学的“一次函数”文章,只能推到明天发了,不好意思。谢谢您的本次阅读,敬请继续