电流的磁效应和电磁铁
电流磁效应
奥斯特实验
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家，还是一位优秀的教师．
当一个磁针静止时，把另一磁铁靠近它，磁针的指向是否会发生改变？
当导线中通以电流时，放在导线下方或上方的磁针指向发生改变，这说明了什么？
结论：
直线电流周围的磁场中的磁感线分布在垂直于电流的所有平面上，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。
右手螺旋定则
用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N 极。
在下图中标出通电螺线管的N极和S极。
电磁铁
1.定义：电磁铁是一个带有铁芯的螺线管.
2.构造：
电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失；
同一个电磁铁通过电磁铁的电流越大, 电磁铁的磁性越强;
当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多,磁性越强.
电磁铁的优点
电磁铁磁性有无，可用通断电来控制
电磁铁磁性强弱，可用改变电流强弱来控制
电磁铁的极性变换，可用改变电流方向来实现。
应用:1.电磁起重机2.电铃3.电话听筒
电磁感应
奥斯特实验,结论:电能产生磁,磁能否生电?
法拉第英国物理学家、化学家（1791—1867）年出生於英國萨利，由于家境貧寒，童年時生活很清苦。法拉第小的時候，在父親的教导下，学习简单的加減乘除計算。十三歲就到一家书店里钉书，成為一名钉书匠。這一段時間，对他的一生有深远的影响。1852年，法拉第发现电磁感应现象。他在电學中的成就首推兩大定律与发电机的发明。他的伟大发现开辟了电器化的新时代。
怎样使磁生电？
产生电流的条件？
闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫做电磁感应
感应电流：由于电磁感应产生的电流就叫做感应电流
感应电流的方向跟导体运动方向和磁感线方向有关
应用：发电机
在电磁感应现象中，导体切割磁感线运动时，产生了感应电流。由此可见，在电磁感应现象中，机械能转化为电能。
电流的磁场电磁铁
电流的磁场电磁铁 一、教学目标 1．通过奥斯特实验得出电流周围存在磁场，通过实验得出通电螺线管的安培定则。 2．通过实验研究电磁铁（通电螺线管的磁性强弱由哪些因素决定） 3．通过实验学习实验的方法，提高分析实验现象总结实验规律的能力。 二、重点、难点分析 重点是掌握安培定则并能熟练应用，（由电流方向判定磁场方向、螺线管磁极；电磁场方向判定螺线管的磁极和电流方向。）知道通电螺线管的磁性的哪些因素确定。 三、教具 1．演示奥斯特实验的通电直导线装置和磁针。 2．演示通电螺线管的装置和一组小磁针。 3．演示通电螺线管磁性强弱的一套装置（可入铁景的通电螺线管、铁心和一个磁针、一个线圈匝数可变的电磁铁、电源、开头、滑动变阻器、电流表和一小堆大小针。） 四、主要教学过程 （一）新课引入 磁体周围存在磁场，通过磁场，磁体间发生作用，产生各种现象，电现象和磁现象之间有无联系？这是19世纪初一些哲学家和科学家进行探讨的问题，最早发现电与磁之间联系和科学家是丹麦物理学家奥斯特。 （二）新课教学 演示奥斯特实验，将直导线与小磁针平行并放在小磁针的上方。 观察：1。当直导线通电时产生什么现象（小磁针发生偏转），2。断电后发生什么现象（小磁针转回到原来指南北的方向），3。改变通电电流的方向后发生什么现象（小磁针发生偏转、其N极所指方向与1。时相反）重复上述过程。 提问：（1）通过实验，你观察到哪些物理现象，（2）通过这些物理现象你能总结出什么规律。 物理现象：通电时小磁针发生偏转；断电时小磁针转回到批南北的方向；通电电流方向相反，小磁针偏转方向也相反。 规律：（1）通电导线周围存在磁场。 （1）磁场方向与电流方向有关。 （2）在学生观察分析的基础上，教师进行板书并让学生整理笔记。 1．奥斯特实验。 现象：导线通电，周围小磁针发生偏转；通电电流方向改变，小磁针偏转方向相反。 规律：通电导线周围存在磁场；磁场方向与电流方向有关。 演示通电螺线管的磁场：观察铁屑的分布和小磁针的指向，如图：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，观察铁屑的排列， 改变电流方向再观察一交， 提问：（1）通电前小磁针如何指向，通电后发
高中物理电磁感应交变电流经典习题30道带答案
一．选择题（共30小题） 1．（2015?嘉定区一模）很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐．让条形磁铁从静止开始下落．条形磁铁在圆筒中的运动速率（）A．均匀增大B．先增大，后减小 C．逐渐增大，趋于不变D．先增大，再减小，最后不变 2．（2014?广东）如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块（） A．在P和Q中都做自由落体运动 B．在两个下落过程中的机械能都守恒 C．在P中的下落时间比在Q中的长 D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大 3．（2013?虹口区一模）如图所示，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行．已知在t=0到t=t1的时间间隔内，长直导线中电流i随时间变化，使线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右．图中箭头表示电流i的正方向，则i 随时间t变化的图线可能是（） A．B．C．D． 4．（2012?福建）如图，一圆形闭合铜环由高处从静止开始加速下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合．若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x轴，则图中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是（） A．B．C．D． 5．（2011?上海）如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a（） A．顺时针加速旋转B．顺时针减速旋转 C．逆时针加速旋转D．逆时针减速旋转 6．（2010?上海）如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L，边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图（） A．B．C．D． 7．（2015春?青阳县校级月考）纸面内两个半径均为R的圆相切于O点，两圆形区域内分别存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化．一长为2R的导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为ω，t=0时，OA恰好位于两圆的公切线上，如图所示．若选取从O指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是（） A．B．C．D． 8．（2014?四川）如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小．质量为的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形，其有效电阻为Ω．此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B=（﹣）T，图示磁场方向为正方向，框、挡板和杆不计形变．则（） A．t=1s时，金属杆中感应电流方向从C到D B．t=3s时，金属杆中感应电流方向从D到C C．t=1s时，金属杆对挡板P的压力大小为
电磁感应知识点总结
《电磁感应》知识点总结 1、 磁通量Φ、磁通量变化?Φ、磁通量变化率 t ??Φ 对比表 234、 感应电动势 在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势，产生感应电流比存在感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源，电路断开时没有电流，但感应电动势仍然存在。 （1） 电路不论闭合与否，只要有一部分导体切割磁感线，则这部分导体就会产生感应电动势，它相 当于一个电源 （2） 不论电路闭合与否，只要电路中的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势，磁通量发生变 化的那部分相当于电源。
5、 公式 n E ?Φ =与E=BLvsin θ 的区别与联系 6、 楞次定律 （2） 楞次定律中“阻碍”的含义
（3）对楞次定律中“阻碍”的含义还可以推广为感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因1）阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化，即“增反减同”； 2）阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”； 3）使线圈面积有扩大或缩小趋势，可理解为“增缩减扩”； 4）阻碍原电流的变化，即产生自感现象。 7、电磁感应中的图像问题 （3）解决这类问题的基本方法 1）明确图像的种类，是B-t图像还是Φ-t图像、或者E-t图像和I-t图像 2）分析电磁感应的具体过程 3）结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律列出函数方程。 4）根据函数方程，进行数学分析，如斜率及其变化，两轴的截距等。 5）画图像或判断图像。 8、自感涡流
（2 ） 自感电动势和自感系数 1） 自感电动势：t I L E ??=，式中t I ??为电流的变化率，L 为自感系数。 2） 自感系数：自感系数的大小由线圈本身的特性决定，线圈越长，单位长度的匝数越多，横截面 积越大，自感系数越大，若线圈中加有铁芯，自感系数会更大。 （3） 日关灯的电路结构及镇流器、启动器的作用 1） 启动器：利用氖管的辉光放电，起着自动把电路接通和断开的作用。 2） 镇流器：在日光灯点燃时，利用自感现象，产生瞬时高压；在日关灯正常发光时，利用自感现 象起降压限流作用。
第一讲 电流的磁效应
第一讲电流的磁效应 知识点一：磁和磁场 1、磁场的来源：磁铁和电流、变化的电场。磁场的基本性质：对放入其中的磁铁和电流有力的作用----同名磁极相斥、异名磁极相吸； 2、方向（矢量）：磁针北极的受力方向，磁针静止时N极指向 3、磁感线：描述电场用电场线，描述磁场用磁感线。磁感线是指在磁场中引入的一系列曲线，其上每一点的切线方向表示该点的磁场方向，也是小磁针静止时N极的指向．磁感线在磁铁外部由N极到S极，在磁铁内部由S极到N 极，构成一闭合的曲线。磁感线疏密表示磁场强弱。（下图为常见磁场分布） 【例1】下列关于磁场的说法中正确的是 A 磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质 B 磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的 C 磁极与磁极之间是直接发生作用的 D 磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生 【例2】关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有（） A 磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质 B 磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向 C 磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止 D 磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线 【针对训练1】关于电场线和磁感线的说法正确的是（） A 电场线和磁感线都是利用疏密表示场的强弱的 B 电场线是客观存在的，而磁感线是不存在的 C 静电场的电场线是不闭合的，而磁感线是闭合的曲线 D 电场线和磁感线都可能相交 知识点二：电流的磁效应（奥斯特发现） 1、安培定则确定电流产生磁场的方向：安培定则又称为右手螺旋定则，是确定电流磁场的基本法则，不仅适用于通电直导线，同时也适用于通电圆环和通电螺线管．对于通电直导线的磁场，使用时大拇指指向电流方向，弯曲的四指方向表示周围磁场的方向；对于通电圆环或通电螺线管，弯曲的四指方向表示电流环绕方向，大拇指的指向表示螺线管内部的磁场方向。 2、几种常见电流产生的磁感线分布图（?代表往里，?代表往外） ①直线电流的磁场（如图1）
电磁感应与交流电
1.如图所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈B中通以如图乙所示的交变电流，设t=0时电流沿逆时针方向，（图中箭头所示）。对于线圈A，在t1 ~t2时间内，下列说法中正确的是（） A. 有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势 B. 有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势 C. 有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势 D. 有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势 2. 穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每 秒钟均匀地减少了2Wb，则 A．线圈中感应电动势每秒增加2V B．线圈中感应电动势每秒减少2V C．线圈中无感应电动势 D．线圈中感应电动势大小不变 3.在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒AB，以初速度v水平抛出。空气阻力不计，如图5所示，运动过程中棒保持水平，那么下列说法中正确的是（）（A）AB棒两端的电势U A < U B（B）AB棒中的感应电动势越来越大 （C）AB棒中的感应电动势越来越小（D）AB棒中的感应电动势保持不变 4.如图所示，一闭合的小金属环用一根绝缘细杆挂在固定点O处，使金 属圆环在竖直线OO′的两侧来回摆动的过程中穿过水平方向的匀强磁 场区域，磁感线的方向和水平面垂直。若悬点摩擦和空气阻力均不计， 则AD A．金属环进入和离开磁场区域都有感应电流，而且感应电流的方向相反 B．金属环进入磁场区域后越靠近OO′线时速度越大，而且产生的感应 电流越大 C．金属环开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后不再减小 D．金属环在摆动过程中，机械能将完全转化为环中的电能 5.如题图3所示，先后两次将一个矩形线圈由匀强磁场中拉出， 两次拉动的速度相同。第一次线圈长边与磁场边界平行，将线 圈全部拉出磁场区，拉力做功W1，第二次线圈短边与磁场边界 平行，将线圈全部拉出磁场区，拉力做功W2，则： A．W1> W2B．W1= W2C．W1< W2D．条 件不足，无法比较 6.如图所示，上下不等宽的平行金属导轨的EF和GH两部分导轨
电流磁效应与电磁感应
1 第(6)冊第(2)章 主題:電流磁效應與電磁感應 ___年 ___班 座號：___ 姓名：_________ 1. 【100 基測一】 (A)磁力線的疏密分布與磁場強度無關 (B)磁力線越稀疏的地方磁場強度越強 (C)若要觀察磁鐵兩極附近某一點的磁場方向，可觀察鐵粉灑在磁鐵兩極附近所形成的圖形來判斷 (D)若要觀察磁鐵兩極附近某一點的磁場方向，可將指南針擺放在此點，觀察磁針N 極指向來判斷 2. ★（ ）一支鐵釘放在二支條形磁鐵附近，A 、B 與C 、D 分 別為兩磁鐵的磁極，箭頭表示磁力線的方向，如圖所示。若於此情況下，鐵釘的E 端會吸引指南針的S 極，則下列敘述何者正確？【90基測一】 (A)A 端為N 極、C 端為N 極 (B)B 端為N 極、C 端為N 極 (C)A 為S 極、D 端為N 極 (D)B 端為S 極、D 端為N 極 3. （ ）「在一支大試管內裝入約九分滿的鐵粉，並將鐵粉磁化， 它可吸住迴紋針；再將試管大力搖晃後，則無法再吸住迴紋針。」有關此實驗的敘述，下列何者錯誤？【93基測一】 (A)鐵粉屬於軟磁鐵 (B)鐵粉容易磁化，也容易消去磁性 (C)搖晃或敲擊試管容易使鐵粉磁性消失 (D)以鐵粉製成的磁鐵四週無磁力線存在 4. （ ）將一根長條形磁鐵放置在水平桌面上，在磁鐵周圍分布 的磁力線示意圖如附圖所示。今在水平桌面上甲、乙、 丙、丁四點各放置一個磁針，若地球磁場的影響忽略不計，則關於磁針N 極的指向，下列何者錯誤？【102基 測】 (A)甲：向西 (B)乙：向北 (C)丙：向西 (D) 丁：向南 按下開關形成通路時，輕敲厚紙板，則厚紙板面上鐵粉分布的圖樣最可能為下列何者？【100(北)聯測】 (A) (B) (C) (D) 6. ★（ ）如下圖所示，長直導線垂直通過水平放置的紙板，紙 板上的四個點（a 、b 、c 、d ）與導線等距離。若在這四個點上各放置一個羅盤，且導線的電流由零逐漸加大，則在何處的羅盤其指針的N 極最後幾乎會指向東方？ 【96基測二】 (A)a (B)b (C)c (D)d 7. （ ）下列哪一種情況，可能觀察到使磁針發生偏轉？【90 題本二】 (A)以一段無電流的銅線靠近磁針 (B) 一顆未接導線的電池靠近磁針 (C)通有直流電的導線靠近磁針 (D)通有交流電的導線靠近磁針 8. （ ）沿東西水平方向，上下放置的水平長直導線，分別通以 大小相等，方向相反的電流，且O 點位於兩導線之間，如附圖所示。下列哪一個為O 點的磁場方向？【99基 測二】 (A)向東 (B)向西 (C)向南 (D)向北 9. （ ）小萍將粗銅線分別垂直穿過水平的硬紙板甲、乙，並連 接成如附圖的電路裝置。接著在銅線北邊2cm 處分別放置磁針X 、Y ，開關K 尚未按下時，磁針N 極均指向北方。小萍將開關K 按下後，待磁針均靜止時，記錄磁針N 極的偏轉方向。有關小萍所記錄的X 、Y 磁針N 極偏轉方向，下列敘述何者正確？【100基測二】 (A)兩磁針N 極均向西方偏轉 (B)兩磁針N 極均向東方偏轉 (C)X 磁針N 極向東方偏轉，Y 磁針N 極向西方偏轉 (D)X 磁針N 極向西方偏轉，Y 磁針N 極向東方偏轉 10. （ ）將一支磁針先後水平放置於距離一條鉛直長導線南方10 公分的A 處，與南方20公分的B 處，如下圖所示，導線通以穩定電流後，以地磁南北方向為基準，則有關磁針在A 、B 兩處的偏轉狀態之比較，下列敘述何者正確？ 【97基測二】 (A)在A 處，磁針偏轉較大 (B)在B 處，磁針偏轉較大 (C)在A 、B 兩處，磁針均不偏轉 (D)在A 、B 兩處，磁針偏轉角度相同
电磁感应知识点总结
电磁感应 1、 磁通量Φ、磁通量变化?Φ、磁通量变化率t ??Φ 对比表 2、 电磁感应现象与电流磁效应的比较 3、 产生感应电动势和感应电流的条件比较
4、 感应电动势 在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势，产生感应电流比存在感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源，电路断开时没有电流，但感应电动势仍然存在。 （1） 电路不论闭合与否，只要有一部分导体切割磁感线，则这部分导体就会产生 感应电动势，它相当于一个电源 （2） 不论电路闭合与否，只要电路中的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动 势，磁通量发生变化的那部分相当于电源。 5、 公式 n E ?Φ =与E=BLvsin θ 的区别与联系 6、 楞次定律 （1） 感应电流方向的判定方法
（2）楞次定律中“阻碍”的含义 （3）对楞次定律中“阻碍”的含义还可以推广为感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因 1）阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化； 2）阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”。 3）使线圈面积有扩大或缩小趋势； 4）阻碍原电流的变化。 7、电磁感应中的图像问题 （1）图像问题 （3）解决这类问题的基本方法 1）明确图像的种类，是B-t图像还是Φ-t图像、或者E-t图像和I-t图像 2）分析电磁感应的具体过程 3）结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律列出函数方程。 4）根据函数方程，进行数学分析，如斜率及其变化，两轴的截距等。 5）画图像或判断图像。 8、自感涡流 （1）通电自感和断电自感比较
（2） 自感电动势和自感系数 1） 自感电动势：t I L E ??=，式中t I ??为电流的变化率，L 为自感系数。 2） 自感系数：自感系数的大小由线圈本身的特性决定，线圈越长，单位长度的匝 数越多，横截面积越大，自感系数越大，若线圈中加有铁芯，自感系数会更大。 （3） 涡流 9、电磁感应中的“棒-----轨”模型
电磁铁的原理(新)
电磁铁的原理(新) 电磁铁的原理实际上就是能量转换。只是这些能量转换需要介质。把这些介质按照能量转换的需要而组合起来的东西，就是电磁铁。 能量转换即：电---磁---力 介质即：线圈、铁芯、外壳 简单地讲，电磁铁就是将线圈装进外壳之后通电，线圈产生的磁力将铁芯吸进或者推出。 1.推拉式电磁铁原理 推拉式电磁铁中间的滑动铁芯，线圈通电后产生磁场，磁场将铁芯磁化，铁芯形成叠加磁场，磁力线由一极向另一极运动时产生力，铁芯的一端可以带动一个物体做位移运动，进而实现一个功能动作。 图示：
吸盘式电磁铁通电后如同强磁的功能，能将铁质重物吸住固定或者移位。断电后没有磁性，使用方便经济。吸盘式电磁铁另一头是没有磁性的，通过外壳导磁和屏蔽，电磁铁外围没有磁性，做到了该有磁性的地方磁力极强，不该有磁性的地方磁力极弱。 图示： 3.自保持电磁铁 自保持电磁铁有两个线圈，在电磁铁线圈的中间或者一端加装强磁，通过强磁的磁力将滑动铁芯保持在线圈的一端。当线圈通电时强磁的磁力被抵消或者减弱，从而将滑动铁芯拉动到另外一个位置。线圈只是瞬间通电，因此不会发热。 图例：
拍打式电磁铁是吸盘电磁铁和推拉式电磁铁结合应用的体现，综合了两者的特点。通过线圈和固定铁芯的磁场，将杠杆拍板的一端吸合下来，拍打板的另一端翘起来了。就像压跷跷板一样，进而实现一个拨分的作用。 图例： 5.旋转式电磁铁原理 旋转式电磁铁原理类同于马达。只是旋转电磁铁不能朝一个方向一直旋转，只能是90度、120度、或者180度旋转之后通过回行弹簧在复位到原来的的状态。旋转电磁铁在转
动的同时，转动铁芯可以伸出，进而达到同时实现2个功能，这是马达做不到的，因此旋转电磁铁在自动化设备中应用广泛 图示： 6.摆动电磁铁原理 摆动电磁铁是在一个线圈旁边加装一个强磁铁，线圈通电时抵消或者减弱强磁的磁力，将摆动铁芯吸合至另外一端。摆动铁芯是一个杠杆作用，摆动杆的另一端进行摆动动作。
第三讲 电磁感应与交流电
A 1S 1234 2 S 1 R R 3 S 第三讲 电磁感应与交流电 1．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是（ ） A ．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B ．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 C ．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化 D ．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化 2．如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看) 是( ) A ．有顺时针方向的感应电流 B ．有逆时针方向的感应电流 C ．先逆时针后顺时针方向的感应电流 D ．无感应电流 3．如图所示有界匀强磁场区域的半径为r ，磁场方向与导线环所在平面垂直，导线环半径也为r, 沿两圆的圆心连线方向从左侧开始匀速穿过磁场区域。此过程中关于导线环中的感应电流i 随时间t 的变化关系图象（规定逆时针方向的电流为正）最符合实际的是（ ） 4．图中A 、B 为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置．A 线圈中通有如图(a)所示的交变电流i ，则 （ ） A ．在t 1到t 2时间内A 、 B 两线圈相吸； B ．在t 2到t 3时间内A 、B 两线圈相斥； C ．t 1时刻两线圈间作用力为零； D ．t 2时刻两线圈间吸力最大 5．如图所示，在磁感应强度B=1.0 T 的匀强磁场中，金属杆PQ 在外力F 作用下在粗糙U 型导轨上以速度向右匀速滑动，两导轨间距离L=1.0 m ，电阻R=3.0 ，金 属杆的电阻r=1.0 ，导轨电阻忽略不计，则下列说法正确的是（ ） A 、通过R 的感应电流的方向为由d 到a B ．金属杆PQ 切割磁感线产生的感应电动势的大小为2.0 V C. 金属杆PQ 受到的安培力大小为0.5 N D ．外力F 做功大小等予电路产生的焦耳热 6. 如图所示，平行金属导轨和水平面成θ角，导轨与固定电阻R 1、R 2相连，匀强磁场垂直 穿过导轨平面。有一导体棒ab ，质量为m ，导体棒的电阻与固定电阻R 1和R 2的阻值 均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab 沿导轨向上匀速滑动，当上滑的速度为v 时，受到的安培力为F ，则此时（ ） A.电阻R 1的电功率为Fv/3 B. 电阻R 1的电功率为Fv/6 C.整个装置因摩擦而产生的热功率为μmgv cos θ D.整个装置消耗的机械功率为(F+μmg cos θ)v 7.如图所示，相距为d 的两条水平虚线L 1、L 2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，正方形线圈abcd 边长为L （L 第十讲电流的磁效应和电磁感应 一、电流的磁效应 1.奥斯特实验 该实验证明了通电导体周围存在磁场。 2.磁场的判断：右手螺旋定则（又称安培定则） （1）通电直导线：用右手握住直导线，让大拇指指向电流方向，那么四指的弯曲方向即为磁感线的环绕方向。 磁场空间分布：以直导线上每一点为圆心的同心圆，且所在平面与直导线垂直。 磁场强弱与电流强弱有关，磁场方向与电流方向有关。 （2）通电螺线管的磁场：用右手握住螺线管，四指弯向通电螺线管的电流方向，那么大拇指的所指的方向即为通电螺线管的N极。 通电螺线管相当于空心的条形磁铁。 条形磁铁通电通电螺（外部：N极指向S极；内部：S极指向N极） 磁场强弱与电流强弱和单位长度的线圈匝数有关，磁场方向与电流方向和项圈绕法有关。 注意：通电螺线管插入铁芯后，就变成了电磁铁。点磁铁的磁性比原通电螺线管磁性大大增强。 二、磁场对电流的作用 1.通电导体在磁场中会受到力的作用。 受力方向的判断：左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手掌心，并使四指指向电流方向，那么拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受力的方向。 受力大小与磁场强弱和电流强弱有关；受力方向与磁场方向和电流方向有关（若一个因素改变，则感应电流方向改变，若两个因素同时改变，则感应电流方向不变）。 2.应用：直流电动机 （1）构造： （2）工作原理：通电导体在磁场中会受到力的作用 （3）能量转换：电能转换为机械能（和少部分的热能） （4）工作过程： （5）平衡位置：线圈面与磁感线垂直（线圈处于平衡位置时，受到平衡力的作用） （6）换向器的作用：当线圈转过平衡位置时，通过换向器改变电流方向，从而改变线圈的受力方向，以此保证线圈持续转动 （7）注意：直流电动机的线圈转到平衡位置时，线圈中无电流，线圈上下边受到的力为平衡力）线圈（转子） 电流的磁效应和电磁感应中的能量问题 原平市第一中学朱东平 1820年丹麦物理学家奥斯特发现：把一段直导线平行地放在小磁针的上方，当导线中有电流通过时小磁针就会发生偏转，这说明不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这就是电流的磁效应。电流的磁效应发现以后，人们很自然地想到：利用磁场是不是也能产生电流呢？英国物理学家法拉第经过十年坚持不懈的努力，终于取得重大突破，在1983年发现了由磁场产生电流的条件和规律。由磁场产生电流的现象称为电磁感应现象。在这里我就这两类问题中的能量转化情况谈谈我的看法： 一、在电流产生磁场的现象中： 无论是通电直导线产生磁场的现象，还是通电线圈产生磁场的现象，都是原来空间没有磁场，现在有了磁场，这个过程中必然有了磁场能量的增加。磁场的能量显然是来源于给导线或线圈提供电流的电源。 二、在电磁感应现象中： 原来电路中没有电流，现在发生电磁感应产生了电流，电流通过有电阻的导体转化成了焦耳热；或者电流通过化学电源给其充电；总之，消耗了电能，那么这个电能从哪里来呢？是来源于磁场能量吗？在电磁感应中一部分情况感应电流的电能是来源于磁场能量；而还有一部分感应电流的电能不是消耗了磁场能量，而是以磁场为桥梁实现的其他形式的能量和电能的相互转化或者转移。我们分情况来讨论： 1、闭合电路中的部分导线（或线圈）与磁场相对运动而产生的电磁感应现象中（切割类）的情况下，显然电能是来源于磁铁、导线、导线框的机械能或者控制它们运动的人的内能或者其他物体的能量。 例1、在含有电阻的水平光滑导轨上有一导 体棒AB，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中； 导体棒开始具有初速度v,试分析AB运动中的 能量转化情况？ 分析：导体棒向右运动时由于切割磁感线 而产生了感应电流，而导体棒就会受到向左的 安培力；导体棒就做向右的减速运动；导体棒克服安培力做功动能减少转化成了回路中的电能。如果要保持导体棒匀速运动人或者其他物体必须对导体棒做正功，而导体棒对人或者物体做负功，从而消耗人或者其他物体的能量转化成回路中的电能。在这里磁场只是个载体，磁场能量没有变化。 例2、右下图（甲）和（乙）中，线圈和磁铁之 间有相对运动时；试分析能量转化情况？ 分析：（甲）图中线圈不动，磁铁向下运动时， 在线圈中产生了感应电流，线圈就对磁铁产生了向 上的磁场力，阻碍磁铁向下运动，磁铁克服磁场力 做功其机械能减少转化成了线圈中的电能，线圈不 是超导体时电能就转化成了焦尔热能。而在（乙） 图中磁铁不动，线圈向下运动，线圈中产生感应电 流，从而受到磁铁对它向上的磁场力；线圈克服磁场力做功，机械能减少 磁铁及电流的磁效应 张晨 一、背景和教学任务简介 《磁铁及电流的磁效应》一课的主要教学任务是：通过演示实验(磁极之间的相互作用、磁铁对铁钉的吸引)和生活生产中涉及的磁体(喇叭、磁盘、磁带、磁卡、门吸、电动机、电流表)来形象生动地认识磁现象,通过观察电流的磁效应演示实验，了解通电导线也有“磁性”；在这节课中，让学生们一起讨论电铃的工作过程能使他们强烈感受到思维撞击所带来的乐趣,增强学生对团队精神重要性的认同感.通过设计探究实验(影响电磁铁磁性强弱的因素),使学生形成电磁铁的磁性强弱和电磁铁线圈的匝数、通过电磁铁线圈的电流有关的初步认识。学习本节内容前,学生已经初步了解了磁现象和电现象,在这些基础知识铺垫下，为了帮助学生深刻认识电流的磁效应, 本节课采用引导探究的教学方法，力求借助于活动卡、多媒体演示配以适当讲授等多种教学辅助手段，逐步引导学生对肾结构与功能进行有序观察与思考，理解结构与功能的相统一，有效突破教学难点，完成教学任务。 二、教学目标 1、认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间有某种联系。 2、观察磁体间的相互作用，感知磁场的存在。 3、经历观察磁现象、总结类比的过程，学习从科学现象和实验中归纳规律，初步认识科学 研究方法的重要性。 4、在经历分析、观察的过程中体会到学习探究的乐趣。 三、教学重点和难点 【重点】知道电流的磁效应 了解电流磁效应的应用 【难点】如何通过实验现象认识磁场的存在 四、教学设计思路 (1)根据上海市二期课改精神,培养学生在已知的知识基础上联系所熟悉的事例.通过观察,实验,经过分析,归纳总结出物理概念和规律;培养学生观察实验能力和思维能力;通过从感性材料上升到概念和规律的过程,培养学生逐步掌握分析和概括的方法。 (2)信息技术的高速发展,为课堂教学开辟了新的教学模式,利用网络资源,利用多媒体技术可以把一些在实验室不便进行或效果不明显的实验展示出来,可以收到意想不到的效果。(3)因为电流的磁场是很抽象的,看不见,摸不着,极性又不像磁体那样显见,所以电流磁场这节课是非常难讲的一节课,但是这节课又是非常重要的,因为这节课揭示了电磁学之间的内在联系,拉开了现代电磁学的序幕,而且所揭示的物理规律在历史上起到了很大的作用。 (4)这节课我设计了设问、演示实验。 设问:a、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些联系呢？ b、这个实验你看到了什么现象,这个现象说明了什么？ 演示实验:奥斯特实验 通过课内的各种活动，力图促进学生以主体参与、相互协作的方式进行的探索学习，学会科学推理的方法，培养学生分析数据，处理信息的能力，获得知识、能力与情感等多个维 A B a a b b c c d d B B 450 450 甲 乙 o o o / o / 第一课时 电磁感应现象 磁通量 Ⅰ电磁感应现象 只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，如果电路不闭合只会产生感应电动势。这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，是1831年法拉第发现的。 Ⅱ感应电流的产生条件 1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化，因此研究磁通量的变化是关键，由磁 通量的广义公式中 φθ=B S ·sin （θ是B 与S 的夹角）看，磁通量的变化?φ可由面积的变化?S 引起；可由磁感应 强度B 的变化?B 引起；可由B 与S 的夹角θ的变化?θ引起；也可由B 、S 、θ中的两个量的变化，或三个量的同时变化引起。 2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，可以产生感应电动势，感应电流，这是初中学过的，其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。 3 、产生感应电动势、感应电流的条件：导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体内就产生感应电动势；穿过线圈的磁量发生变化时，线圈里就产生感应电动势。如果导体是闭合电路的一部分，或者线圈是闭合的，就产生感应电流。从本质上讲，上述两种说法是一致的，所以产生感应电流的条件可归结为：穿过闭合电路的磁通量发生变化。 【例1】如图所示，下列情况能产生感应电流的是( ) 【例2】如图甲所示，一个电阻为R ，面积为S 的矩形导线框abcd ，水平旋转在匀强磁场中，磁场的磁感 应强度为B ，方向与ad 边垂直并与线框平面成450 角，o 、o’分别是ab 和cd 边的中点。现将线框右半 边obco’ 绕oo’逆时针900 角到图乙所示位置。在这一过程中，导线中通过的电荷量是( ) A ．2BS B ．2BS C ．BS R D ．0 【例3】如图甲，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合．若取磁铁中心O 为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x 轴，则图乙中最能正确反映环中感应电流i 随环心位置坐标x 变化的关系图象是( ) C D A B C D （乙图） （甲图） 【例4】如图所示，A 、B 两闭合线圈为同种导线制成，匝数比nA ：nB ＝1：3，半径RA ＝2RB 。在图示区 《电磁铁磁性大小》实验教学设计 【教学目标]】 一、知识目标探究影响电磁铁的磁力大小的因素。 二、能力目标 1．通过探究电磁铁磁性大小的活动，培养学生观察、分析、制作的能力。 2．通过探究电磁铁磁性大小的活动，培养学生设计实验、实验操作的能力。三、情感目标 1．在活动中培养学生的交流与合作精神。 2．培养学生探究科学的兴趣，体验探究学习的快乐。 【教学的重点与难点】 1．影响电磁铁的磁力大小的因素。 2．设计对比实验进行验证。 【教学方法】启发式引导、交互式交流、自主实验探究法等。 【教学准备] 】每个小组：导线（1根）；铁钉（1枚）；电池（2个）；电池夹（2个）；回形针（一盒）；实验探究卡（1张）。 【课时安排】 1课时 【教学过程】 一、实验导入，揭示课题 1．讲述：同学们，上节课我们认识了电磁铁，这一节课，我们继续研究电磁铁。（板书：电磁铁）。 2．提问：请大家看一看，老师给大家准备了哪些实验材料？ 3．学生汇报：铁钉、导线、电池、电池夹、回形针。 4．讲述：请大家利用这些材料，做一个简单的电磁铁，并去吸回形针，数一数，看能吸起多少枚回形针？ 5．学生汇报：老师根据学生汇报进行板书（副板书）。 二、深入探究，学习新课 1．提问：为什么大家做的电磁铁吸起的回形针的数量不同？电磁铁吸起回形针的数量不同，其实是电磁铁的什么不同？（磁力大小）电磁铁的磁力大小可能与什么因素有关？ 2．学生汇报了：教师根据学生汇报时进行书。 3．提问：如果你认为电磁铁的磁力大小与电池节数有关，你怎样设计实验来证明？4．学生汇报： 5．讲述：同学们刚才设计的实验方法是对比实验。谁能说一说设计对比实验要注意什么问题？ 6．学生汇报：（其它条件都相同，只有一个条件不同）。 ．选择题（共30 小题） 1．（2015?嘉定区一模）很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐．让条形磁铁从静止开始下落．条形磁铁在圆筒中的运动速率（） A．在P和Q 中都做自由落体运动B．在两个下落过程中的机械能都守恒 C．在P中的下落时间比在Q 中的长D．落至底部时在P中的速度比在Q 中的大 3．（2013?虹口区一模）如图所示，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行．已知在t=0 到t=t1 的时间间隔内，长直导线中电流i 随时间变化，使线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右．图中箭头表示电流i 的正方向，则i 随时间t 变化的图线可能是（） 4．（2012?福建）如图，一圆形闭合铜环由高处从静止开始加速下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合．若取磁铁中心O 为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x 轴，则图中最能正确反映环中感应电流i 随环心位置坐标x 变化的关系图象是（） A．均匀增大 C．逐渐增大，趋于不变 2．（2014?广东）如图所示，上下开口、内壁光滑的 铜管度处由静止释放，并落至底部，则小磁块（） B．先增大，后减小 D ．先增大，再减小，最后不变 P 和塑料管Q 竖直放置，小磁块先后在两管中从相同 高 C． B．D． 第1页（共10 页） 5．（2011?上海）如图，均匀带正电的绝缘圆环 a 与金属圆环 b 同心共面放置，当 a 绕 O 点在其所在平面内旋转 时， b 中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环 a （ ） A ．顺时针加速旋转 B ． 顺时针减速旋转 C ． 逆时针加速旋转 D ．逆时针减速旋转 6．（ 2010?上海）如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为 B ，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向 上的匀强磁场，磁场宽度均为 L ，边长为 L 的正方形线框 abcd 的 bc 边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止 开始沿 x 轴正方向匀加速通过磁场区域， 若以逆时针方向为电流的正方向， 能反映线框中感应电流变化规律的是 图（ ） 强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化．一长为 2R 的导体杆 OA 绕过 O 点且垂直于纸面的 轴顺时针匀速旋转，角速度为 ω，t=0 时，OA 恰好位于两圆的公切线上，如图所示．若选取从 O 指向 A 的电动 势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是（ ） 8．（2014?四川）如图所示，不计电阻的光滑 U 形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板 H 、P 固定在框上， H 、 P 的间距很小． 质量为 0.2kg 的细金属杆 CD 恰好无挤压地放在两挡板之间， 与金属框接触良好并围成边长为 1m 的正方形，其有效电阻为 0.1Ω．此时在整个空间加方向与水平面成 30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强 度随时间变化规律是 B= （0.4﹣0.2t ）T ，图示磁场方向为正方向，框、挡板和杆不计形变．则（ ） 纸面内两个半径均为 D ． R 的圆相切于 O 点，两圆形区域内分别存在垂直纸面的匀 奥斯特和电流磁效应发现的前前后后 奥斯特（Hans Christion Oersted，1777．8．14—1851．3．9）是丹麦物理学家，对物理学的主要贡献是发现了电流的磁效应，把电和磁统一起来． 在19世纪前，人们普遍认为电和磁之间是没有什么关联的．但是，当时德国的自然哲学家们，则从另一个角度对电和磁发生了兴趣，即对极化现象感到兴趣，因为这一例子好像表明他们所假定的两个对立极之间的辩证张力或者使杂乱变为有序的力的存在．自然哲学家谢林（F．Schelling，1775─1854）就有这种主张，进而认为宇宙间具有普遍的自然力的统一．谢林的思想对他的挚友奥斯特具有深刻的影响，导致奥斯特去研究电和磁之间的联系． 1803年，奥斯特主张，物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及大家所知道的任何其他现象的零散的汇总，它将把整个宇宙纳在一个体系之中．1807年，奥斯特宣称正在研究电和磁的关系．因为富兰克林曾在1751年证明，用莱顿瓶中的电可以使磁针 磁化或退磁，莱顿瓶只能供给瞬间电流，所以没能继续研究下去．伏打电堆的发明，为连续电流提供了电源，奥斯特才能对此问题继续研究下去． 1812年，奥斯特用德文写成题为“关于化学力和电力的等价性的研究”的论文，次年译成法文在巴黎出版．在论文中，他提出应该检验电是否以其最隐蔽的方式对磁体有所影响． 1818─1819年，据与奥斯特共事过的人回忆，奥斯特一直在寻找这两大自然力（指电力和磁力）之间的联系，为发现这种联系，奥斯特经常苦苦思索并进行各种试验． 1820年4月的一天，奥斯特在去哥本哈根大学讲课的路上，产生了一个念头：如果静电对磁石毫无影响，那么若用一根导线把伏打电池的两极联系起来，让电荷在其中运动，这样会发生什么现象呢？事情是否会有所不同？他带着这些问题走进了教室．教室里坐满了青年学生．奥斯特把自己带去的伏打电堆放在讲台上，然后用一根白金丝把电堆的两极连起来，并将一枚小磁针放在它附近．这时，奇怪的现象出现了：磁针本该指南北的，现在却转动了，并在垂直于导线的方向停下来．听众无动于衷，而演示者却激动万分．课后他继续留在教室里，核对了他刚刚发现的这个不寻常 郴州技师学院 理论课程教师教案本（2015—2016 学年第一学期） 专业名称电气工程 课程名称电工基础 授课教师邹滔 学校郴州技师学院 课程名称电工基础授课形式新授 授课章节 名称 磁场与电磁感应授课课时2课时 使用教具ppt、黑板等 教学目的1、认识磁体与磁感线 2、了解直线电流、环形电流和通电螺线管电流的磁场，以及磁场方向与电流的关系。 3、掌握右手定则 4、了解磁场的主要物理量以及计算 教学重点右手定则磁场的主要物理量的计算教学难点右手定则磁场的主要物理量的计算 主要内容板书设计 电流的磁效应 一、磁体的性质 二、磁场 三、磁感线 四、电流的磁场 1．直线电流的磁场 甲甲 2、环形电流的磁场 课堂教学安排 教 学 过 程 主要教学内容及步骤 图2-1-7 a）条形磁铁的磁感线图2-1-7 b）条形磁铁的磁感线 2．特点 (1) 磁感线的切线方向表示磁场方向，其疏密程度表示磁场的强弱。 (2) 磁感线是闭合曲线，在磁体外部，磁感线由N极出来，绕到S极；在磁体内部，磁感线向由S极指向N极。 (3) 任意两条磁感线不相交。 说明：磁感线是为研究问题方便人为引入的假想曲线，实际上并不存在。 电磁炉，电动机是我们生活中经常见到的用电设备，电磁起动机我们在电视上经常看我们发现这些用电设备离不开电，有了电他们才能正常工作，但我们又从他们的名称上，他们的工作原理上得知，这些用电设备离不开磁。 提问：电和磁有关系吗，难道有了电就会有磁产生吗？今天我们就是要验证：电流是产生磁场？ 三、电流的磁场 1．直线电流产生的磁场 奥斯特实验：把一条导线平行的放在磁针的上面，给导线通电，观察磁针偏转的情况；给导加相反的电压，观察磁针偏转的情况。 现象： （1）导线通电后，小磁针发生偏转，调换电流的方向后，小磁针的偏转方向与先前方向相反（2）通过的电流越大，距导线越近，磁针偏转的角度愈大。 结论： （1）通电直导线周围存在着磁场,且磁场具有方向。规定，在磁场的任一点，小磁针N极的受向，即下磁针N极的指向，就是该点的磁场方向。 （2）通电直导线的磁场可以用安培定则来确定。即用右手握住导线，让拇指指向电流方向，所指的方向就是磁感线的环绕方向。 2．环形电流产生的磁场 通电螺线管的极性跟电流方向的关系，可以用右手螺旋定则来判定。 电流方向第十讲电流的磁效应和电磁感应
高三物理电流的磁效应和电磁感应中的能量问题
磁铁及电流的磁效应
电磁感应现与磁通量
电磁铁磁性大小
高中物理电磁感应交变电流经典习题30道带答案
奥斯特和电流磁效应发现的前前后后
电流的磁效应(教案)