第第2 2节节 电生磁电生磁丹麦物理学家奥斯特发现的电流丹麦物理学家奥斯特发现的电流磁效应，是科学史上的重大发现揭磁效应，是科学史上的重大发现揭开了物理学史上的一个新纪元开了物理学史上的一个新纪元奥斯特不只是一位著名的物理学奥斯特不只是一位著名的物理学家，还是一位优秀的教师他的讲课家，还是一位优秀的教师他的讲课有表演，有分析他非常重视实验，有表演，有分析他非常重视实验，他说过他说过“我不喜欢那种没有实验的枯我不喜欢那种没有实验的枯燥的讲课，因为归根到底，所有的科燥的讲课，因为归根到底，所有的科学进展都是从实验开始的。学进展都是从实验开始的。奥斯特奥斯特(1777(177718511851）思考：如何形象表示磁体周围空间各点的磁场思考：如何形象表示磁体周围空间各点的磁场 方向和强弱？方向和强弱？ 在一块玻璃板上均匀撒一些铁屑，然后把在一块玻璃板上均匀撒一些铁屑，然后把玻璃板放在条形磁体上，观察铁屑的分布有什玻璃板放在条形磁体上，观察铁屑的分布有什么变化。轻敲玻璃板，观察铁屑的分布有什么么变化。轻敲玻璃板，观察铁屑的分布有什么变化。变化。复复习复复习带电体和磁体有一些相似的性质，这些带电体和磁体有一些相似的性质，这些相似是一种巧合呢？还是它们之间存在着某相似是一种巧合呢？还是它们之间存在着某些联系呢？些联系呢？同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。一、奥斯特一、奥斯特实验科学家们基于这种想法，一次又一次地寻找科学家们基于这种想法，一次又一次地寻找电与磁的联系。电与磁的联系。18201820年丹麦物理学家年丹麦物理学家奥斯特奥斯特终于用实验证实终于用实验证实通电导体的周围存在着磁场。这一重大发现轰动通电导体的周围存在着磁场。这一重大发现轰动了科学界，使电磁学进入一个新的发展时期。了科学界，使电磁学进入一个新的发展时期。实验电路图实验电路图演示演示实验 将直导线与小磁针平行并将直导线与小磁针平行并放在小磁针的上方和下方。放在小磁针的上方和下方。观察观察（点击观看实验视频点击观看实验视频） 1 1. .当直导线通电时产生什么现象。当直导线通电时产生什么现象。 2 2. .断电后发生什么现象。断电后发生什么现象。 3 3. .改变通电电流的方向后发生什么现象。改变通电电流的方向后发生什么现象。观察到的察到的现象象v通电时小磁针通电时小磁针 发生偏转发生偏转( (填会或不会填会或不会) )；v断电时小磁针转回到指南北的方向；断电时小磁针转回到指南北的方向；v说明：说明： v通电电流方向相反，小磁针偏转方向通电电流方向相反，小磁针偏转方向 v说明：说明： 。观察到的察到的现象象通电导线周围存在磁场通电导线周围存在磁场也相反也相反磁场方向与电流方向有关磁场方向与电流方向有关会会实验：研究直：研究直线电流的磁流的磁场通通电直直导线周周围的磁的磁场直线电流周围的磁感线是一些以导线上各点为圆直线电流周围的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在与导线垂直的平面内。心的同心圆，这些同心圆都在与导线垂直的平面内。安培定安培定则( (一一) )右手直握直导线。右手直握直导线。电流方向拇指指，电流方向拇指指，四指环指磁感线。四指环指磁感线。总结奥斯特奥斯特实验： 1.1.现象：导线通电，周围小磁针发生偏转；现象：导线通电，周围小磁针发生偏转； 电流方向改变，小磁针偏转方向相反电流方向改变，小磁针偏转方向相反2.2.规律：规律：通电导线周围存在磁场；通电导线周围存在磁场；磁场方向与电流方向有关磁场方向与电流方向有关。二、通二、通电螺螺线管的磁管的磁场观察铁屑的分布和观察铁屑的分布和小磁针的指向小磁针的指向在板上均匀撒满铁屑在螺线管两端各放一个在板上均匀撒满铁屑在螺线管两端各放一个小磁针，通电后观察小磁针的指向轻轻敲板，小磁针，通电后观察小磁针的指向轻轻敲板，观察铁屑的排列改变电流方向再观察一次观察铁屑的排列改变电流方向再观察一次想一想想一想通电后，轻轻敲板，铁屑为什么会产生通电后，轻轻敲板，铁屑为什么会产生规则排列？铁屑的排列与什么现象一样？规则排列？铁屑的排列与什么现象一样？答：铁屑磁化变成答：铁屑磁化变成“小磁针小磁针”，轻敲使，轻敲使铁屑可自由转动使铁屑按磁场进行排列。铁屑可自由转动使铁屑按磁场进行排列。其排列与条形磁体的排列相同，通电螺其排列与条形磁体的排列相同，通电螺线管相当于条形磁体线管相当于条形磁体想一想想一想改变通电方向，小磁针的指向有什么不改变通电方向，小磁针的指向有什么不同，说明什么？同，说明什么？答：小磁针指向相反，说明通电螺线管答：小磁针指向相反，说明通电螺线管两端的极性与通电电流方向有关。两端的极性与通电电流方向有关。通电螺线管的磁感线通电螺线管的磁感线安培定则安培定则(二二)通电螺线管相当于一个条形磁体，其极通电螺线管相当于一个条形磁体，其极性和电流方向的关系符合：性和电流方向的关系符合：安培定则安培定则右手螺旋定则右手螺旋定则用右手握螺线管，让用右手握螺线管，让四指弯向螺线管电流的方四指弯向螺线管电流的方向，则大拇指所指的那端向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。就是螺线管的北极。1.1.在所示图中，标出通电螺线管的在所示图中，标出通电螺线管的N N极和极和S S极。极。NSNS练习2.2.如图所示的通电螺线管，周围放着能自由如图所示的通电螺线管，周围放着能自由转动的转动的a a、b b、c c、d d，当它们静止时极性正，当它们静止时极性正确的是（确的是（N N为黑色）为黑色） 。练习3.3.标出如图所示各图中通电螺线管的正确绕标出如图所示各图中通电螺线管的正确绕线法，并标出线法，并标出N N、S S极极练习4.4.如图所示螺线管内放一枚小磁针，当开关如图所示螺线管内放一枚小磁针，当开关S S闭合后，小磁针的北极指向将（闭合后，小磁针的北极指向将（ ）A A不动不动B B向外转向外转9090C C向里转向里转9090D D旋转旋转180180练习影响电磁铁磁性强弱的因素什么是电磁铁？什么是电磁铁？1.定义：定义：2.构造：构造：电磁铁是一个电磁铁是一个带有铁芯的螺线管带有铁芯的螺线管.线圈线圈铁芯铁芯结构和特点构和特点 电磁磁铁在通在通电时有磁性，断有磁性，断电后就后就随之消失随之消失, ,通常制成条形或蹄形通常制成条形或蹄形. . 如何进行科学探究提出问题建立假设设计实验收集资料作出解释交流评价提出提出问题电磁磁铁磁性磁性强弱跟哪些因素有关？弱跟哪些因素有关？猜想与猜想与假假设可能与可能与电流大小、流大小、线圈匝数、圈匝数、电磁磁铁长度、粗度、粗细、有无、有无铁芯芯有关有关怎怎样判断判断电磁磁铁磁性磁性强弱？弱？设计实验进行行实验得出得出结论采用方法：控制采用方法：控制变量法、量法、间接接测量法。量法。（吸引大（吸引大头针个数或比个数或比较弹簧的伸簧的伸长长度）度）实验实验现象现象结论结论研究电磁铁研究电磁铁通电时电磁铁通电时电磁铁_电磁铁通电时电磁铁通电时_磁性，断电时磁性磁性，断电时磁性_.闭合和断开开关闭合和断开开关吸引大头针吸引大头针不吸引大头针不吸引大头针断电时电磁铁断电时电磁铁_有有消失消失建立假建立假设：电磁磁铁的磁性的磁性强弱可能弱可能跟哪些因素有关？跟哪些因素有关？电磁铁的磁性强弱电磁铁的磁性强弱电流的大小流的大小线圈匝数的多少圈匝数的多少研究电磁铁磁性强弱的影响因素研究电磁铁磁性强弱的影响因素是否是否带铁芯芯电流的方向流的方向实验实验研究电磁铁的磁性强弱跟电流的关系研究电磁铁的磁性强弱跟电流的关系通过电磁铁的电流越通过电磁铁的电流越_,电磁铁的磁性电磁铁的磁性_.结论结论增大电流电磁铁吸引增大电流电磁铁吸引的大头针数目的大头针数目_.现象现象越强越强大大增多增多思路思路：。 实验实验现象现象匝数越匝数越_,吸引越吸引越_.多多多多结论结论当电流一定时，电磁铁线圈的匝数当电流一定时，电磁铁线圈的匝数_,磁性磁性_.越多越多越强越强研究电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系研究电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系思路思路：。 研究电磁铁的磁性跟铁芯的关系研究电磁铁的磁性跟铁芯的关系实验实验现象现象插入铁芯后吸插入铁芯后吸引越引越_,结论结论当电流电磁铁线圈的匝数一定时当电流电磁铁线圈的匝数一定时_磁性磁性_.思路思路：。 多多插入铁芯插入铁芯大大增强大大增强实验结论 电磁磁铁通通电时_磁性，断磁性，断电时磁性磁性_；通；通过电磁磁铁的的电流越流越_，电磁磁铁的磁性的磁性_；当；当电流一定流一定时，电磁磁铁线圈的匝数圈的匝数_，磁性，磁性_.有有越越强越多越多越越强大大消失消失电磁磁铁的的优点点电磁磁铁磁性有无，可用磁性有无，可用_来控制来控制电磁磁铁磁性磁性强弱，可用弱，可用_来控制来控制电磁磁铁的极性的极性变换，可用，可用_来来实现。通断通断电改改变电流大小流大小改改变电流方向流方向 练 习1.通电螺线管的磁性强弱与 、 和 ， 有关.电流的大小线圈的匝数有无插入铁芯2.减弱如图所示,当滑动变阻器的滑片向右移动时,电磁铁中的磁性将 .3.将电磁铁、滑动变阻器、电源与开关接成成闭合回路，若将变阻器的滑片向右移动，那么螺线管上端悬挂铁块的弹簧将：A.不变 B.缩短C.伸长 D.不能判断思考：若悬挂的铁块改为磁铁，情况又将怎样呢？N如图所示，要使电磁铁磁性最强，正确的如图所示，要使电磁铁磁性最强，正确的接法是接法是（）A. S1接接1，S2接接3D. S1接接2，S2接接3C. S1接接2，S2接接4B. S1接接1，S2接接4R43S2S121RD4、闭合合开开关关，A、B两两电磁磁铁吸吸引引大大头针的数目有何不同，的数目有何不同，为什么？什么？BA做一做做一做1.如如图当开关当开关S闭合后，合后，要使要使电磁磁铁磁性增磁性增强，可采用的方法是（可采用的方法是（ ） A滑片滑片P向左移向左移动 B 滑片滑片P向右移向右移动C减少减少线圈的匝数圈的匝数 D增加通增加通电的的时间2 .使通使通电螺螺线管磁性增管磁性增强的操作是（的操作是（ ）A 把把线圈的匝数增加一倍圈的匝数增加一倍B 改改变电流方向流方向C 把把电流流强度大小减少一半度大小减少一半 D 把螺把螺线管中的管中的铁芯抽出来芯抽出来4、闭合合开开关关，A、B两两电磁磁铁吸吸引引大大头针的数目有何不同，的数目有何不同，为什么？什么？BA奥奥斯斯特特实验返回