初中科学华师大版八年级下册2 电流的磁效应学案

5.2 电流的磁效应

一、学习目标

1.了解奥斯特实验。

2.了解通电直导线周围的磁场。

3.了解通电螺旋管周围的磁场，并熟练运用右手定则。

4.了解安培定则，针对通电直导线和通电螺旋管。

5.了解电磁铁的磁性强弱和什么因素有关的实验。

6.知道生活中的电流的磁效应的应用。

二、知识点默写

1、1820年，丹麦物理学家、化学家      发现了通电导体周围存在磁场，我们称之为电流的磁效应。

2、奥斯特实验：

（1）现象：闭合开关小磁针偏转，断开开关小磁针回到   ，改变电流方向磁针   向偏转。

（2）结论：该实验说明通电导体的周围有   ，磁场的方向与电流的   有关。

（3）实验注意：要将导线平行的放在静止小磁针的   方

3、直线电流周围的磁场中，磁感线分布在   于通电导线的所有平面上，是以电流为中心的一系列   圆，磁场的方向与电流   有关。

4、通电螺线管的磁场

（1）磁场特点：外部磁场方向与与   形磁铁的磁场相似，磁感线从   极出来，进入   极；在螺线管的内部，磁感线由   极指向   极。

（2）安培定则

螺线管的极性用安培定则判定

内容：用   手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的   ，则大拇指所指的那端就螺线管的   极。

判断方法：先标出螺线管中的电流方向;用   手握住螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那端就是螺线管的   极。

4、插有   芯的通电螺线管就是电磁铁。：软铁芯在通电螺线管中被   ，也产生   ，电磁铁周围的磁场既有   产生的磁场，又有   产生的磁场。

5、电磁铁的优点：

（1）磁性强弱与通入的      和线圈的      有关，      越大，磁性越强；在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数      ，它的磁性越强。

（2）磁性有无可由电路的通断来控制。   电时有磁性，断电时磁性立即   。（注意：电磁铁中的铁芯必须采用软铁，而不能用钢，因为钢能   磁性。）

（3）磁极的性质可以通过电流的      来改变。

6、电磁继电器：利用电磁铁来控制工作电路的一种   开关。利用电磁      器，可以实现用低压电和弱电流电路的      ，来控制   压电和   电流电路的通断。

三、例题解析 

[例题1]连接如图电路，提供足够数量的大头针，只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置，无法探究 （   ） 

A. 电流的有无对电磁铁磁性有无的影响B. 电流方向对电磁铁磁场方向的影响
C. 电流大小对电磁铁磁场强弱的影响  D. 线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响

[解析]A、闭合开关，电路中有电流通过，大头针被吸引；电路中无电流，大头针没有被吸引，所以本装置可探究电流有无对电磁铁的影响；
B、无论电流方向是否改变，电磁铁周围总存在关磁场，大头针都能被吸引，无法探究电流方向对电磁铁磁场方向的影响；
C、闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电路电流改变，大头针被吸起的数目发生改变，说明电磁铁磁场强弱与电流大小有关；
D、两个线圈串联，通过的电流相等，线圈的匝数不同，吸起大头针的数目不同，说明电磁铁磁场与线圈匝数有关。

[答案] B

[例题2]如图所示，在竖直放置的矩形通电线框中，悬挂一个能自由转动的小磁针。当通以图中所示方向的电流时，小磁针的N极将（   ） 

A. 转动90度，垂直指向纸里                                   B. 转动90度，垂直指向纸外
C. 转动180度，指向左边                                        D. 静止不动，指向不变

[解析]根据据安培定可知，通电后圆形线圈的外面是S极 , 其里面是N极 , 即磁场方向是由纸外垂直指向纸里，所以小磁针的静止后的N极应该是转动90度 , 垂直指向纸里。

[答案] A

四、巩固练习

1.如图，当闭合开关时，小车被向右推出。保持每次实验中条形磁铁和线圈的距离不变，则下列操作能使小车推出更远的是(    ) 

1.  增加电磁铁线圈的匝数                   B. 调换电源的正极和负极 
   C. 将滑片P向左端移动                            D. 抽去螺线管内的铁芯 

2.在昼夜明灯的地下停车场，驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停。如图是小吴设计的自动控制电路图，将光控开关(遮光时开关闭合)装在每个车位地面中央，红绿灯装在车位入口上方。当车位未停车时绿灯亮，当车位已停车时红灯亮，则图中L1、L2（    ）

A. 都是红灯      B. 都是绿灯   C. 分别是红灯和绿灯     D. 分别是绿灯和红灯

3.要想使一台直流电动机的转速增大一些，下列方法中不可能达到目的的是（   ）           

A. 增大线圈的电流强度 
B. 将磁体的磁极对调一下 
C. 更换电源，用输出电压较高的直流电源 
D. 再增加一个磁体，使该磁体产生的磁场与原来磁场方向一致 

4.巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，且磁场越强电阻越小。如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，滑片P向左移动时，电表的变化情况是(   ) 

A. A表和V表示数均变小                                 B. A表和V表示数均变大
C. A表示数变小，V表示数变大                        D. A表示数变大，V表示数变小

5.下列改变通电螺线管磁性强弱的方法中不正确的是(   )           

A. 改变通过螺线管电流的强弱             B. 改变螺线管的线圈匝数
C. 调换螺线管两端的极性                    D. 调节铁芯在通电螺线管中的深浅

6.下面哪一位科学家的发现，首次揭示了电与磁之间的联系(   )           

A. 法拉第           B. 焦耳                     C. 奥斯特                  D. 安培

7.在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，小科设计了如图所示的电路。下列相关说法错误的是（    ） 

1.  通过电磁铁A和B的电流相等        
2. 电磁铁A，B上方的磁极极性不同
   C. 电磁铁B的磁性强于电磁铁A的磁性                    

 D. 向右移动滑片P，电磁铁A，B的磁性都减弱

8.小欢把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，发现灯丝在晃动。下列对该现象的分析中，正确的是(    )           

A. 灯丝晃动是磁场对电流的作用     

B. 灯丝晃动的原理与奥斯特实验的原理相似
C. 电源换成直流 220V，灯丝晃动会更明显         

D. 灯丝晃动是一种电磁感应现象

9.小科在科学拓展课上制作了一个简易喇叭（原理如图）。接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁铁，带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度 下列方法不可行的是（   ） 

1.  改变磁铁的磁极                             B. 改变电流的大小            

C. 改变磁铁磁性强弱                             D. 改变线圈的匝数

10.如图所示，在“研究影响通电导体在磁场中受力因素”的实验中，要使导体运动方向改变，以下操作中可行的是（    ） 

A. 减少磁铁的数量                            B. 增大导体的直径         

C. 增大导体中的电流                          D. 改变导体中的电流方向

11.电话的基本原理是通过话筒与听筒完成声音信号与________信号的相互转换，如图所示为电话机原理图。当人对着话筒说话时，滑动变阻器的滑片向左移动，则听筒电磁铁的磁性将________(选填“变强”“变弱”或“不变”)，其左端为________极。 

答案

知识点默写

1、1820年，丹麦物理学家、化学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，我们称之为电流的磁效应。

2、奥斯特实验：

（1）现象：闭合开关小磁针偏转，断开开关小磁针回到原位，改变电流方向磁针反向偏转。

（2）结论：该实验说明通电导体的周围有磁场，磁场的方向与电流的方向有关。

（3）实验注意：要将导线平行的放在静止小磁针的上方

3、直线电流周围的磁场中，磁感线分布在垂直于通电导线的所有平面上，是以电流为中心的一系列同心圆，磁场的方向与电流方向有关。

4、通电螺线管的磁场

（1）磁场特点：外部磁场方向与与条形磁铁的磁场相似，磁感线从N极出来，进入S极；在螺线管的内部，磁感线由S极指向N极。

（2）安培定则

螺线管的极性用安培定则判定

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螺线管的北极。

判断方法：先标出螺线管中的电流方向;用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那端就是螺线管的北极。

5、插有铁芯的通电螺线管就是电磁铁。：软铁芯在通电螺线管中被磁化，也产生磁场，电磁铁周围的磁场既有电流产生的磁场，又有磁铁产生的磁场。

5、电磁铁的优点：

（1）磁性强弱与通入的电流大小和线圈的匝数有关，电流越大，磁性越强；在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。

（2）磁性有无可由电路的通断来控制。通电时有磁性，断电时磁性立即消失。（注意：电磁铁中的铁芯必须采用软铁，而不能用钢，因为钢能保持磁性。）

（3）磁极的性质可以通过电流的方向来改变。

6、电磁继电器：利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。利用电磁继电器，可以实现用低压电和弱电流电路的通断，来控制高压电和强电流电路的通断。

巩固练习

1. A   2. D   3. B   4. D   5. C  

6. C   7. B   8. A   9. A   10. D  

11. 电；变强；S(或南)  

巩固练习解析

1. A  

【解析】要使小车推出的距离更远，就要增大电磁铁的磁场。
A.增加电磁铁线圈的匝数，可以增强电磁铁的磁场，故A正确； 
B.调换电源的正极和负极，只能改变电磁铁的磁场方向，不能改变磁场的强弱，故B错误； 
C.将滑片P向左端移动，变阻器的阻值增大，通过它的电流变小，电磁铁的磁场变弱，故C错误； 
D.抽去螺线管内的铁芯，电磁铁的磁场变弱，故D错误。 

2. D  

【解析】根据图片可知，当车位上无车时，光控开关断开，此时没有电流经过电磁铁，它没有磁性，衔铁在上面接通L1  ， 也就是绿灯亮。当车位上有车时，光控开关闭合，此时有电流经过电磁铁，它产生磁性，将衔铁吸引下来接通L2  ， 也就是红灯亮。

3. B  

【解析】A.增大线圈的电流强度 ，可以线圈受到的电磁力，从而可以增大转速，故A正确不合题意；
B.将磁体的磁极对调一下，只能改变磁场的方向，不能改变磁场是强弱，那么电动机的转速不变，故B错误符合题意； 
C.更换电源，用输出电压较高的直流电源，可以增大线圈电流，从而增大转速，故C正确不合题意； 
D.再增加一个磁体，使该磁体产生的磁场与原来磁场方向一致，可以增大磁场的强度，从而增大转速，故D正确不合题意。

4. D  

【解析】左图中变阻器的滑片P向左移动时，变阻器的阻值变小，通过电磁铁的电流变大，那么它的磁场变强，右图中巨磁电阻GMR的阻值变小，则总电流变大，即电流表的示数变大；根据串联电路的分压规律可知，电压表的示数变小，

5. C  

【解析】根据影响螺线管的磁性强弱的因素可知，改变通过螺线管电流的强弱 、改变螺线管的线圈匝数 、调节铁芯在通电螺线管中的深浅，都会影响螺线管的磁性强弱，故A、B、D不合题意；调换螺线管两端的极性时，对磁性的强弱没有影响，故C符合题意。

6. C  

【解析】1820年奥斯特发现电流周围存在磁场后，首次揭开了电与磁的联系，证明了“电生磁”，故C正确，而A、B、D错误。

7. B  

【解析】A、两电磁铁串联接入电路中，所以电流相等，A正确，不合题意；
B、由右手螺旋定则可知，两电磁铁的上方都为S极，B错误，符合题意；
C、电磁铁和的电流相同，由图可知A的线圈匝数多于B的线圈匝数，故A的磁性强于B的磁性，C正确，不合题意；
D、向右移动滑片，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中电流减小，两电磁铁的磁性都减弱，D正确，不合题意。

8. A  

【解析】灯丝中有电流经过，因此在U形磁体中时会受力而运动，故A正确，D错误；
奥斯特实验证明的电流周围存在磁场，而灯丝晃动是因为通电导体在磁场中受力，故B错误；
灯丝晃动，说明受力的方向在不断改变。因为磁场方向不变，那么改变的肯定是通过灯丝的电流方向，那么必须是交流电才行，故C错误。

9. A  

【解析】通电导体在磁场中受力的大小，与磁场强度、通过电流的大小和线圈匝数有关，故B、C、D不合题意；改变磁铁的磁极，只能改变磁场的方向，不能改变受力的大小，故A符合题意。

10. D  

【解析】A.减少磁铁的数量，会减小磁场的强度，进而影响导体受力的大小，但不能改变受力的方向，故A错误；
B.增大导体的直径，会增大受力的范围，进而增大导体受力的大小，但不能改变受力的方向，故B错误；
C.增大导体中的电流，会增大导体受力的大小，但不能改变受力的方向，故C错误；
D.改变导体中的电流方向，可以改变导体的受力方向，故D正确。

11. 电；变强；S(或南)  

【解析】（1）电话的基本原理是通过话筒与听筒完成声音信号与电信号的相互转换。
（2）当人对着话筒说话时，滑动变阻器的滑片向左移动，变阻器的阻值变小，通过电磁铁的电流增大，则听筒电磁铁的磁性将变强。螺线管上电流方向向下，右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向下，此时大拇指指向右端，那么螺线管的右端为N极，左端为S极