初中九年级物理电生磁知识讲解

电生磁【学习目标】1.认识电流的磁效应，初步了解电与磁之间的某种联系；2.会判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向；3.了解什么是电磁铁，知道电磁铁的特性和工作原理；4.了解影响电磁铁磁性强弱的因素；5.了解电磁继电器的结构和工作原理。【要点梳理】要点一、电生磁1、电流的磁效应：（1）通电导体和磁体一样，周围存在着磁场，即电流具有磁效应。（2）电流周围的磁场方向与通过导体的电流方向有关。2.通电螺线管的磁场：（1）螺线管：用导线绕成的螺旋形线圈叫做螺线管。（2）安培定则：假设用右手握住通电导线，大拇指指向电流方向，那么弯曲的四指就表示导线周围的磁场方向，如图甲所示。假设用右手握住通电螺线管，弯曲的四指指向电流方向，那么大拇指的指向就是通电螺线管内部的磁场方向，如图乙所示。要点诠释：1.奥斯特实验的重大意义是首次揭示了电和磁之间的联系，对磁现象的“电”本质的研究提供了有力的证据。（2）安培定则：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极，如图所示。要点二、电磁铁电磁继电器1.电磁铁：内部有铁心的螺线管叫做电磁铁。电磁铁在电磁起重机、电铃、发电机、电动机、自动控制上有着广泛的应用。2.电磁铁的磁性：（1）电磁铁磁性的有无，完全可以由通断电来控制。（2）电磁铁磁性的强弱可以由电流的大小、线圈匝数控制。3.电磁继电器：（1）结构：具有磁性的电磁继电器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路包括低压电源、开关和电磁铁，其特点是低电压、弱电流的电路；工作电路包括高压电源、用电器和电磁继电器的触点，其特点是高电压、强电流的电路。（2）原理：电磁继电器的核心是电磁铁。当电磁铁通电时，把衔铁吸过来，使动触点和静触点接触（或分离），工作电路闭合（或断开）。当电磁铁断电时失去磁性，衔铁在弹簧的作用下脱离电磁铁，切断（或接通）工作电路。从而由低压控制电路的通断，间接地控制高压工作电路的通断，实现远距离操作和自动化控制。电磁继电器的作用相当于一个电磁开关。要点诠释：电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置。电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。【典型例题】类型一、电生磁1、（多选）如左图，甲、乙、丙是放在通电螺线管周围的软铁片，当开关闭合时，则（）A.甲的左端为N极B.乙的左端为N极C.丙的左端为N极D.丙的右端为N极【思路点拨】熟练掌握安培定则和磁极之间的相互作用规律是解题的关键。【答案】AC【解析】看右图，通电螺线管的磁场极性跟电流方向的关系，可以用安培定则来决定：用右手握螺线管，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。根据电源的正负极可判定螺线管中电流方向，用安培定则判断出螺线管左端为北极，右端为南极，实验结果表明，通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁铁的两端。磁感线从北极出来，回到南极，软铁片磁化后的北极方向和磁感线方向一致。甲的左端，乙的右端，丙的左端均为N极。故答案为A、C。【总结升华】正确运用安培定则，符号标在图上有利于处理问题。2．如图所示的A、B两螺线管，通电后能够互相吸引，画出螺线管B的绕线，标明电流方向。【答案】如图所示【解析】因为两螺线管相吸为异名磁极，利用安培定则绕线。通电后两螺线管能相互吸引，说明A、B两端是异名磁极，根据安培定则判断，A端为N极，则B端为S极，知右边螺线管中电流方向是如图所示。【总结升华】解答本题需掌握安培定则，注意一定要用右手。举一反三【变式】（2015•娄底中考）请在如图中标出小磁针a静止时的N、S极。【答案】如图所示【解析】如图，电源的右端是正极，说明电流从螺线管的左端流出、右端流入，根据安培定则知，螺线管的左端是N极，右端是S极；根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以上面小磁针的左端是S极，右端是N极。类型二、电磁铁电磁继电器3、（多选）关于电磁铁的特点，以下说法正确的是（）A.电磁铁通电有磁性，断电仍能保持一部分磁性B.通入电磁铁的电流越大，它的磁性越强C.在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多磁性越强D.当通入电磁铁的电流方向改变后，电磁铁就会失去磁性【思路点拨】解答本题需了解（1）电磁铁磁性的有无，完全可以由通断电来控制。（2）电磁铁磁性的强弱可以由电流的大小、线圈匝数控制。【答案】BC【解析】内部带铁心的通电螺线管叫做电磁铁，它的优点是：电磁铁有无磁性可以由通断电来控制；它的磁性强弱可以由电流的强弱来控制；它的N、S极可以由变换电流方向来控制。电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，磁性越强。故答案为B、C。【总结升华】结合实际掌握电磁铁的特点，磁性的大小、磁极的变化与什么因素有关是解题的关键。4．（2014•怀化模拟）探究“影响电磁铁磁性强弱”的因素时，按如图所示电路进行实验，每次实验总观察到电磁铁A吸引大头针的数目均比B多，此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是（）A．电流的方向B．电流的大小C．线圈的匝数D．电磁铁的极性【答案】C【解析】由图知，A、B线圈串联，所以通过A、B的电流相等，A的线圈匝数明显比B的线圈匝数多。每次实验总观察到电磁铁A吸引大头针的数目均比B多。所以此实验说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关。【总结升华】此题是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验。主要考查了电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，注意转化法的使用。5.如图11，这是某同学设计的温度自动报警器的电路图，要求温度达到80℃时，电铃能自动发出报警信号。他的电路符合要求吗？为什么？图11【答案】他设计的电路不符合要求。因为当温度达到80℃时，左面电路接通，电磁铁有了磁性，吸引衔铁，而右面的电路断开，电铃不能发声【解析】当温度升高到80℃时，电磁铁才能通电有磁性，吸引衔铁，不是靠近静触头，而是远离静触头，断开报警电路。【总结升华】看清电路，分析电路的通断情况，达到最终目的。举一反三：【变式1】如图12所示，某同学设计一个报警电路，小羊群被细漆包线包围着，羊在圈中时电铃不响；当羊逃离时，碰断漆包线，电铃就报警。试解释此报警电路的工作原理。【答案】当羊在圈中时，电磁铁电路是通路，电磁铁吸下衔铁，使动触头与静触头分开，断开电铃电路，电铃不响；当羊逃离时，碰断细漆包线，断开电磁铁电路，电磁铁无磁性，弹簧拉下动触头，闭合电铃电路，电铃响而报警。