電磁鐵與自動控制16.2奧斯特的發現-第十六章16.2奧斯特的發現新知梳理

應用示例課堂小結課堂反饋課時作業第十六章電磁鐵與自動控制一電流的磁場新知梳理1．1820年4月，________首先發現了電流的磁效應。2．奧斯特實驗說明：通電導線周圍存在著________，磁場的方向與____________有關。奧斯特磁場電流的方向二通電螺線管的磁場新知梳理1．導線在圓柱形空心筒上繞成的________線圈，叫做螺線管。2．通電螺線管外部的磁場與條形磁鐵周圍的磁場________，其磁場的極性與螺線管中__________的方向有關。[點撥]通電螺線管外部的磁感線是從N極出來，回到S極；通電螺線管內部也有磁場，其磁感線的方向是從S極指向N極。螺紋狀相似電流環繞三右手螺旋定則新知梳理通電螺線管的極性跟管中電流方向間的關系，可以用右手螺旋定則來判定。判定方法：用右手握住螺線管，讓四指彎曲且跟螺線管中____________一致，則大拇指所指的那端就是螺線管的______極。電流的方向N類型一電流的磁效應應用示例例1如圖16－2－1所示，將一根直導線放在靜止小磁針的正上方，并與小磁針平行。接通電路后，觀察到小磁針偏轉。圖16－2－1應用示例(1)實驗探究的是通電直導線周圍是否存在________。(2)改變直導線中的電流方向，小磁針的偏轉方向改變，說明_____________________________________。(3)實驗中小磁針的作用是_______________________________。磁場電流的磁場方向與電流的方向有關檢測磁場的存在并顯示磁場的方向應用示例(4)實驗中用到的一種重要的科學研究方法是________(填字母)。A．類比法 B．轉換法C．控制變量法 D．等效替代法B應用示例[解析]

(1)直導線通電時,小磁針發生偏轉,從而可知通電導線的周圍存在磁場。(2)改變電流的方向,小磁針偏轉的方向改變,從而說明磁場的方向與電流的方向有關。(3)雖然磁場看不見,但對放入磁場中的小磁針有力的作用,所以用小磁針來檢測磁場的存在并顯示磁場的方向。(4)實驗中磁場看不見,可轉換為小磁針的轉動來判斷。應用示例(1)導線南北放置,即導線與靜止在南北方向的小磁針平行,從而避免地磁場的干擾;(2)導線用銅線或鋁線,不用鐵線,從而避免鐵對磁體的影響;(3)把小磁針放在磁場中,通過小磁針的偏轉來反映磁場的存在及磁場的方向變化,這是轉換法的應用。實驗點撥類型二通電螺線管的磁場應用示例例2[2020·青海]如圖16-2-2所示,閉合開關后,位于通電螺線管左右兩側的小磁針靜止時其指向正確的是 (

)圖16-2-2A應用示例[解析]圖A,根據右手螺旋定則可知螺線管的右端為N極,左端為S極,異名磁極相互吸引,則左邊小磁針的右端為N極,右邊小磁針的左端為S極,故A正確;圖B,根據右手螺旋定則可知螺線管的右端為N極,左端為S極,異名磁極相互吸引,則左邊小磁針的右端為N極,右邊小磁針的左端為S極,故B錯誤;圖C,根據右手螺旋定則可知螺線管的右端為S極,左端為N極,異名磁極相互吸引,則左邊小磁針的右端為S極,右邊小磁針的左端為N極,故C錯誤;圖D,根據右手螺旋定則可知螺線管的右端為S極,左端為N極,異名磁極相互吸引,則左邊小磁針的右端為S極,右邊小磁針的左端為N極,故D錯誤。應用示例方法指導四步法判斷通電螺線管的磁極標出螺線管上電流環繞的方向右手握住螺線管四指指向與螺線管中電流的方向一致大拇指所指的那端就是螺線管的N極應用示例例3[2020·黔東南州]如圖16-2-3所示,已畫出永磁體與通電螺線管之間的磁感線分布情況中的一條,請標出:①磁感線的方向;②在括號中標出電源右側的極性(用“+”或“-”表示)圖16-2-3[答案]如圖所示應用示例[解析]由圖可知,永磁體的右端為S極,在磁體外部,磁感線從磁體的N極出來,回到磁體的S極,所以螺線管的左端為N極,右端為S極,根據右手螺旋定則可知,螺線管中電流的方向是向上的,所以電源的右端為正極。應用示例方法指導逆向思考判斷電源的正、負極根據電流環繞的方向標出電源的正、負極右手握住螺線管四指彎曲的方向就是電流環繞的方向讓大拇指指向螺線管的N極課堂小結奧斯特實驗通電導線周圍存在磁場通電螺線管的磁場通電螺線管的極性右手螺旋定則四指彎曲且跟螺線管中電流的方向一致，大拇指指向為螺線管的N極課堂反饋1.如圖16-2-4所示，比較甲、乙兩實驗說明了__________________________；比較甲、丙兩實驗說明了電流的磁場方向與____________

有關。圖16-2-4通電導體周圍存在磁場電流方向課堂反饋2.如圖16-2-5所示,在“探究通電螺線管外部磁場的方向”實驗中,閉合開關,小磁針發生偏轉,說明通電螺線管周圍有

,小磁針靜止時

極的指向為該點磁場的方向,調換電源正、負極,小磁針的偏轉方向改變,說明通電螺線管的磁場方向與_____________

有關。圖16-2-5磁場N電流方向[解析]由圖可知,閉合開關前,小磁針靜止且指向南北方向,這是由于地磁場的作用;閉合開關后,螺線管周圍的小磁針發生偏轉,說明通電螺線管周圍存在磁場;小磁針靜止時N極的指向為該點磁場的方向;調換電源正、負極,即改變螺線管中的電流方向,發現小磁針靜止時N極所指的方向與原來相反,說明磁場方向與螺線管中的電流方向有關。課堂反饋課堂反饋3.根據如圖16-2-6所示的電流方向,判斷通電螺線管的右端是

極。圖16-2-6N課堂反饋4.如圖16-2-7所示,標出小磁針的N極和A點處的磁感線方向。圖16-2-7[答案]如圖所示課堂反饋5.如圖16-2-8所示,小磁針甲、乙處于靜止狀態。根據標出的磁感線方向,標出通電螺線管和小磁針甲、乙的N、S極及電源的正、負極。圖16-2-8[答案]如圖所示課時作業一、選擇題1.如圖16-2-9所示是探究“通電直導線周圍是否存在磁場”的實驗裝置的一部分,置于水平桌面上的小磁針上方有一根與之平行的直導線。關于這個實驗,下列說法中正確的是 鏈接例1實驗點撥(

)圖16-2-9達標鞏固課時作業A.首次通過本實驗揭開電與磁關系的科學家是法拉第B.當直導線通電時,小磁針會離開支架懸浮起來C.小磁針用于檢驗通電直導線周圍是否存在磁場D.改變直導線中電流的方向,小磁針N極的指向不變[答案]C[解析]首次通過本實驗揭開電與磁關系的科學家是奧斯特,故A錯誤;當直導線通電時,直導線的周圍存在磁場,小磁針會發生偏轉,不會懸浮起來,故B錯誤;小磁針偏轉,能說明通電直導線周圍存在磁場,所以小磁針可用于檢驗通電直導線周圍是否存在磁場,故C正確;磁場方向與電流方向有關,改變直導線中電流的方向,小磁針N極的指向改變,故D錯誤。課時作業課時作業2.[2020·益陽]如圖16-2-10所示,在通電螺線管周圍a、b、c、d四個位置畫出的小磁針指向正確的是(

)A.a、b B.b、c C.c、d D.a、dA圖16-2-10[解析]由圖可知,螺線管中電流的方向是向上的,由右手螺旋定則可知,通電螺線管的左端為N極,右端為S極,由同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引可知,只有小磁針a、b的指向正確。課時作業課時作業3.[2020·常州]如圖16-2-11所示,閉合開關S1、S2,兩個通電螺線管的相互作用情況以及A、B端的極性分別是

鏈接例2方法指導(

)A.相斥,A端為N極,B端為N極B.相斥,A端為S極,B端為S極C.相吸,A端為S極,B端為N極D.相吸,A端為N極,B端為S極C圖16-2-11[解析]兩個通電螺線管中的電流都是向下,根據右手螺旋定則可知,A端為S極,B端為N極,因此它們相互靠近的兩端是異名磁極,相互吸引,故C正確。課時作業課時作業4.有一小磁針靜止在通電螺線管上方,如圖16-2-12所示,則關于通電螺線管和電源正、負極的說法正確的是鏈接例3方法指導(

)A.左側為N極,a端為正極B.左側為S極,a端為正極C.左側為N極,b端為正極D.左側為S極,b端為正極C圖16-2-12[解析]本題考查磁場和右手螺旋定則的應用。由于小磁針靜止時,其左端為S極,右端為N極,根據磁極間的作用規律可知,螺線管的右端為S極,左端為N極。根據螺線管的N、S極和螺線管的線圈繞向,利用右手螺旋定則可以確定電流是從螺線管的右端流入左端流出。由于電流是從電源的正極流出,經過外電路回到電源負極,所以可以確定電源的b端為正極,a端為負極。課時作業課時作業5.[2020·綿陽改編]某初中學校的小明同學,在學校實驗室模擬安培1820年在科學院的例會上做的小實驗:如圖16-2-13所示,把螺線管水平懸掛起來,閉合開關,發現螺線管緩慢轉動后停了下來,改變螺線管B端的初始指向,重復操作,停止時B端的指向都相同。則閉合開關,螺線管停下來后B端指向(

)A.東方 B.南方 C.西方 D.北方D圖16-2-13[解析]電流從通電螺線管的左端進入,從右端流出,根據右手螺旋定則可以判斷,通電螺線管的B端是N極,A端是S極,通電螺線管在地磁場作用下,N極指向地磁南極,即地理北極附近。課時作業課時作業6.[2021·眉山]如圖16-2-14所示,將發光二極管的兩極接入電路的a、b兩點,閉合開關后,通電螺線管旁邊小磁針的S極向右偏轉。下列判斷正確的是 (

)A.通電螺線管右端為N極B.電源左端為正極,右端為負極C.發光二極管c端接b點,d端接a點D.圖中P處磁感線的方向從螺線管右端到左端C圖16-2-14[解析]磁體根據異名磁極相互吸引可知,小磁針的S極靠近螺線管的左端,則通電螺線管的左端為N極,故A錯誤;由右手螺旋定則可知,右手握住螺線管,四指指向電流的方向,大拇指指向左端,電流從右端流入,左端流出,則電源右端為正極,故B錯誤;發光二極管c端接b點,d端接a點,電路中有電流,故C正確;在磁體的外部,磁感線從N極指向S極,所以通電螺線管外P點的磁場方向從螺線管左端到右端,故D錯誤。課時作業課時作業7.[2020·自貢]彈簧測力計懸掛一條形磁鐵置于螺線管的正上方,如圖16-2-15所示。閉合開關S,彈簧測力計的示數將(

)A.變小 B.不變C.變大 D.無法確定圖16-2-15A[解析]閉合開關,電流從螺線管的上端流入,根據右手螺旋定則可知,螺線管的上端是N極,條形磁鐵的下端是N極,因為同名磁極相互排斥,所以當閉合開關,彈簧測力計的示數將變小。課時作業課時作業二、填空題8.如圖16-2-16所示是奧斯特實驗電路,實驗結論:通電導線周圍存在

。如果移走小磁針,該結論

(選填“仍成立”或“不成立”),此實驗中小磁針的作用是

。

圖16-2-16磁場仍成立檢測磁場的存在并顯示磁場的方向[解析]當將通電導線放在小磁針上方時,小磁針會發生偏轉,說明了通電導線周圍存在磁場,該磁場與小磁針的有無無關,故移走小磁針后,該結論仍成立;此實驗中小磁針的作用是檢測磁場的存在并顯示磁場的方向。課時作業課時作業9.如圖16-2-17所示,小磁針靜止在螺線管附近,閉合開關后,通電螺線管的左端為

極,通電螺線管外A點磁場的方向向

,小磁針靜止時N極指向

。S圖16-2-17左右[解析]閉合開關,根據右手螺旋定則可知,通電螺線管右端為磁場的N極;在通電螺線管外,磁感線從N極出發,回到S極,故A點磁場的方向向左;同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引,故小磁針N極指向右。課時作業課時作業三、作圖題10.[2020·鞍山]請根據圖16-2-18中磁感線的方向標出永磁體的N極,并在括號內標出電源右側的極性(用“+”或“-”表示)。

圖16-2-18課時作業[答案]如圖所示[解析]圖中磁感線從左向右,可以判斷永磁體的右端為N極,螺線管的左端為S極,右端是N極。根據右手螺旋定則,用右手握住螺線管,大拇指指向螺線管的N極,則四指所指的方向為電流的方向,則電流從螺線管的右端流入,從左端流出,所以電源的右端為正極。課時作業課時作業11.[2021·鐵嶺]如圖16-2-19所示,開關斷開時,小磁針靜止,a端指向北方,開關閉合時,小磁針順時針旋轉90°后靜止。要求:(1)標出圖中磁感線的方向;(2)在括號內標出電源的“+”“-”極;(3)標出電磁鐵右端的極性。

圖16-2-19課時作業[答案]如圖所示課時作業四、實驗探究題12.(1)如圖16-2-20甲所示是奧斯特實驗裝置,接通電路后,觀察到小磁針偏轉,此現象說明了

;斷開開關,小磁針在

的作用下又恢復到原來的位置,改變直導線中的電流方向,小磁針的偏轉方向發生了改變,說明

。通電導線周圍存在磁場圖16-2-20地磁場電流的磁場方向與電流的方向有關(2)探究通電螺線管外部磁場分布的實驗中,在嵌入螺線管的玻璃板上均勻撒些細鐵屑,通電后

(填寫操作方法)玻璃板,細鐵屑的排列如圖乙所示,由此可以判斷,通電螺線管外部的磁場分布與

周圍的磁場分布是相似的,將小磁針放在通電螺線管外部,小磁針靜止時