第一講

電生磁2023年寒假八年級下冊科學(xué)指南針01奧斯特實驗02電磁鐵的應(yīng)用03第一講

電生磁世界上早期指南工具---司南·各式指南針現(xiàn)代的指南針

磁針（磁體）靜止時，位置總是指向南北方向。

指北的磁極叫北極（N極）North，

指南的磁極叫南極（S極）South。

選用身邊的器材：磁鐵、鐵塊、塑料、鋁塊、銅塊、回形針等，完成下面二個活動活動一：磁鐵能吸引哪些物質(zhì)？活動二：磁鐵各部分吸引能力一樣嗎？（兩端和中間的吸引力強(qiáng)弱如何？）猜想：鐵塊、塑料、鋁塊、銅塊、回形針

要求：讓一輛靜止在水平桌面的小車運(yùn)動起來，不能用手直接對小車推、拉或吹氣等，但可以選擇其它現(xiàn)有的儀器來幫助完成實驗。隔空移車實驗次數(shù)被靠近的磁極靠近的磁極現(xiàn)象1NN2SN3NS4SS互相排斥互相吸引互相吸引互相排斥同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引磁極之間的相互作用

思考：

如果一條形磁鐵被分割成兩段后，每段磁體上的磁極是否仍有N極和S極？你的猜想：SN實驗驗證：NSSN想辦法讓鐵塊吸起回形針活動

使原來沒有磁性的物體得到磁性的過程稱為磁化思考：被磁化后鐵棒的磁極？NS幾種人造永磁體條形磁鐵小磁針馬蹄形磁鐵

如圖所示，磁體吸引住兩根大頭針的一端，那么兩根大頭針的另一端將會（）

A互相吸引，如圖甲所示

B互相排斥，如圖乙所示

C既不吸引，也不排斥，如圖丙所示

D有可能互相吸引，有可能互相排斥B學(xué)以致用：磁場一根條形磁鐵靠近小磁針，發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明小磁針＿＿＿力的作用。則這個力的施力物體是誰？受到它和它的空間是通過什么發(fā)生作用。科學(xué)研究證明：磁體的周圍存在一種特殊的物質(zhì)——？。思考1磁場的基本性質(zhì)：

磁場對放入其中的磁體會產(chǎn)生磁力的作用。磁力

磁場對放入其中的磁體有力的作用，力是有方向的，那么，磁場有沒有方向呢？觀察：把若干個小磁針放在磁體周圍不同位置，你觀察到了什么現(xiàn)象？小磁針的北極指向不同思考2小磁針涂黑的一端往往表示北極規(guī)定：在磁場中的任意一點，小磁針北極所指的方向就是該點的磁場方向。小磁針涂黑的一端往往表示北極磁場方向在磁體周圍的不同位置，磁場的方向是不同的。磁體周圍的磁場看不見，摸不著，如何認(rèn)識、研究它呢？是否可以模擬它，把它形象化以便我們描述和理解呢？思考3實驗：在一塊玻璃板上均勻地撒上鐵屑，中間分別放上一塊條形磁鐵和馬蹄形磁鐵，輕敲玻璃板，觀察磁體周圍鐵屑的分布。

為了形象地描述磁體周圍的磁場，英國物理學(xué)家法拉第引入了磁感線這一模型：仿照鐵屑排列情況，畫出一些帶箭頭的曲線。

條形磁鐵磁場的磁感線。

馬蹄形磁鐵磁場的磁感線。磁感線：用假想的帶箭頭的閉合曲線來形象地描述磁

場的分布（不是真實存在的）。1.磁感線箭頭表示的方向，就是磁場中各點的磁場方向。2.磁體周圍的磁感線總是從磁體的北極出來，回到磁體的南極（“北”出“南”進(jìn)）；磁體內(nèi)部是從南極到北極。3.磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱：密的地方磁場強(qiáng)，疏的地方磁場弱。4.磁體周圍的磁感線不相交．5.磁感線不是真實存在是假想的曲線．1.先將一個磁鐵的Ｎ極和另一個磁鐵的Ｓ極在鐵屑中沾一下，再將兩極靠近。2.把兩個磁鐵拉開一點距離，鐵屑竟懸浮在空氣中了。3.再將磁鐵的兩個Ｎ極在鐵屑中沾一下。這次，兩極上的鐵屑彎曲著，相互遠(yuǎn)離。體驗兩根磁鐵相互作用磁感線分布情況：NSNSSSNNSNNS磁感線方向磁體磁極同名磁極間異名磁極間原則：北出南進(jìn)學(xué)以致用：指南針01奧斯特實驗02電磁鐵的應(yīng)用03第一講

電生磁電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象的相似之處電現(xiàn)象磁現(xiàn)象123帶電體能夠吸引

。輕小物體磁體能吸引

等物體鐵、鈷、鎳自然界中電荷有

兩種正、負(fù)電荷磁體有

兩極南、北同種電荷相互

。排斥異種電荷相互

。吸引同名磁極相互

。排斥異名磁極相互

。吸引帶電體和磁體有一些相似的性質(zhì)，這是一種巧合？還是它們之間確實存在著某些聯(lián)系呢？科學(xué)家們基于這種想法，一次又一次地尋找電與磁之間的聯(lián)系。1820年丹麥物理學(xué)家奧斯特終于用實驗證實了通電導(dǎo)體的周圍存在著磁場。這一重大發(fā)現(xiàn)轟動了科學(xué)界，使電磁學(xué)進(jìn)入新的發(fā)展時期。奧斯特（1777-1851年）一、直線電流的磁場⑴在小磁針的上方拉一根與小磁針平行的直導(dǎo)線，如右圖所示。當(dāng)直導(dǎo)線通電時，你能觀察到的現(xiàn)象是：_____________。小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)⑶改變電流的方向，觀察到小磁針的偏轉(zhuǎn)方向：___________________________。電流方向改變，小磁針反相方向偏轉(zhuǎn)⑵斷開開關(guān)后又發(fā)生什么現(xiàn)象？____________________________。導(dǎo)線斷電后，小磁針恢復(fù)到原來狀況1、奧斯特實驗通電直導(dǎo)線周圍存在著

；現(xiàn)象1：直導(dǎo)線通電，周圍小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；結(jié)論1：通電電流方向改變，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也改變。磁場方向與

有關(guān)。小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明了什么？小磁針受到了力的作用。那么什么物體能使小磁針受到力的作用呢？現(xiàn)象2：結(jié)論2：磁場電流方向通電直導(dǎo)線周圍的磁場有何特點？

在有機(jī)玻璃板上穿一個孔，將一束直導(dǎo)線垂直穿過小孔，在玻璃板上均勻地撒上鐵屑。給直導(dǎo)線通電后，輕敲玻璃板，觀察鐵屑的分布情況。2、通電直導(dǎo)線周圍磁場的特點②磁感線是以導(dǎo)線上各點為圓心的同心圓。①越靠近直導(dǎo)線，磁性越強(qiáng)。③都在與導(dǎo)線垂直的平面上。3、通電直導(dǎo)線周圍磁場方向的判定那么彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞方向。方法：用右手握住導(dǎo)線，拇指伸直，四指彎曲。讓大拇指所指的方向跟電流方向一致，1.已知通電直導(dǎo)線周圍的磁力線方向，標(biāo)出導(dǎo)線中的電流方向III+-2.已知通電直導(dǎo)線的電流方向，標(biāo)出直導(dǎo)線周圍的磁感線方向，判斷出小磁針轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向。二、通電螺線管的磁場我們已經(jīng)知道了通電直導(dǎo)線周圍存在磁場。那么，彎曲的通電導(dǎo)線周圍也是否存在磁場呢？如果有，磁場會是怎么樣呢？1.用導(dǎo)線繞成螺線管后通電，觀察是否能吸引大頭針。2.在螺線管中插入一根鐵棒或一枚鐵釘，再觀察吸引大頭針的現(xiàn)象。3.比較兩次實驗的結(jié)果，想一想，這說明了什么？結(jié)論1：通電螺線管周圍也存在著磁場；結(jié)論2：帶鐵芯的通電螺線管的磁性比不帶鐵芯的通電螺線管的磁性要強(qiáng)得多。你能解釋以上結(jié)論2的原因嗎？原因是鐵芯在磁場中被磁化后相當(dāng)于一根磁體。通電螺線管產(chǎn)生的磁場與被磁化的鐵芯磁場的疊加，就產(chǎn)生了更強(qiáng)的磁場。帶有鐵芯的通電螺線管叫做電磁鐵。通電螺線管周圍的磁場有何特點？1.在穿過螺線管的有機(jī)玻璃板上均勻地撒上鐵屑。通電后輕敲玻璃板，觀察鐵屑的分布規(guī)律。結(jié)論1：通電螺線管周圍的磁場與條形磁體的磁場很相似。通電螺線管相當(dāng)于條形磁體。鐵屑被磁化變成“小磁針”，使鐵屑按磁場分布進(jìn)行排列。2.在螺線管兩端各放一枚小磁針，探測螺線管的磁極。改變電流方向，觀察小磁針的指向是否變化，依此判斷螺線管磁極有無變化。結(jié)論2：改變電流方向，螺線管的磁極會發(fā)生改變。三、右手螺旋定則（也叫安培定則）方法：1.用右手握螺線管，2.讓四指彎向螺線管中電流的方向，3.則伸直大拇指所指的那端就是螺線管的北極。注意：（1）查清螺線管的繞線方向。（2）標(biāo)出電流在螺線管中的方向。（3）用右手螺旋定則確定磁極方向。畫出通電螺線管周圍的磁感線分布，并說明它的分布特征。①通電螺線管周圍的磁感線是從N極出發(fā),

回到S極的;內(nèi)部是從S極指向N極的。NS通電螺線管周圍磁感線的分布特征:③通電螺線管中部周圍比兩端周圍的磁場弱。②兩端附近的磁感線分布密集，表示磁場強(qiáng)。指南針01奧斯特實驗02電磁鐵03第一講

電生磁帶有鐵芯的通電螺線管。電磁鐵電路圖有什么缺點？應(yīng)該再增加什么器材？斷電時螺線管：____________現(xiàn)象通電時螺線管：___________吸引大頭針不吸引大頭針螺線管通電時___磁性，斷電時磁性_____。結(jié)論有消失1、概念：影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素1、提出問題：影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素有哪些？2、建立猜想：（1）電磁鐵磁性強(qiáng)弱可能跟電流大小有關(guān)？（2）電磁鐵磁性強(qiáng)弱可能跟匝數(shù)的多少有關(guān)？（3）電磁鐵磁性強(qiáng)弱可能跟有無鐵芯有關(guān)？（4）電磁鐵磁性強(qiáng)弱可能跟線圈繞法有關(guān)？..........實驗方法：控制變量方法（5）電磁鐵磁性強(qiáng)弱可能跟線圈材料有關(guān)？你用什么方法來判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱？吸引大頭針的數(shù)目。3、設(shè)計實驗：（1）探究“電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟電流大小有關(guān)”猜想應(yīng)讓

保持不變，利用

來改變電路中的電流，觀察磁性強(qiáng)弱是否改變。實驗電路圖線圈匝數(shù)變阻器（2）探究“電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟線圈匝數(shù)的多少

有關(guān)”猜想應(yīng)讓

保持不變，改變

來觀察磁性強(qiáng)弱。電流大小線圈匝數(shù)實驗電路圖4、進(jìn)行實驗：線圈的匝數(shù)（匝）電流大?。ò玻┪箢^針數(shù)目（枚）實驗（1）實驗（2）電流大?。ò玻┚€圈的匝數(shù)（匝）吸引大頭針數(shù)目（枚）ABAB5、實驗結(jié)論：通過線圈的電流越

，電磁鐵的磁性也越

。強(qiáng)大當(dāng)電流一定時，電磁鐵的線圈匝數(shù)越

，電磁鐵的磁性越

。多強(qiáng)電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與

、

和

有關(guān)。2、電磁鐵的磁性：電流的大小線圈的匝數(shù)有無插入鐵芯（3）探究“電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟有無鐵芯有關(guān)”猜想插入鐵芯電磁鐵磁性大大增強(qiáng)。電磁鐵與磁鐵有什么相同點與不同點？電磁鐵磁鐵相同點不同點（1）都有磁性。通電螺線管周圍的磁場與條形磁體的磁場很相似。（2）都有南北極，且南北極成對出現(xiàn)（1）電磁鐵是電流通過了之后，形成的磁場，是電流的磁效應(yīng)。磁鐵是一個永磁體。（2）電磁鐵的磁性有無、強(qiáng)弱、極性可以人為控制改變。

磁鐵不會改變。如圖所示，條形磁鐵置于水平桌面上，電磁鐵與條形磁鐵處于同一水平線放置，且左端固定，當(dāng)開關(guān)S閉合，電路中滑動變阻器的滑片P逐漸向下移動時，條形磁鐵始終保持靜止，則在此過程中，條形磁鐵受到的摩擦力------------------（）A、方向向右，逐漸減小B、方向向右，逐漸增大C、方向向左，逐漸減小D、方向向左，逐漸增大NA電磁繼電器：銜鐵動觸點彈簧電磁鐵高壓工作電路低壓控制電路概念－由利用電磁鐵控制工作電路的自動開關(guān)。（1）結(jié)構(gòu)：電磁鐵、彈簧、銜鐵、觸點電磁鐵的應(yīng)用