第十讲 电流的磁效应和电磁感应

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）

线圈（转子）

（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）

1.某同学利用如图所示装置研究磁与电的关系，请仔细观察图中的装置、操作和现象，然后归纳得出初步结论：

（a）未通电（b）通电（c）改变电流方向

比较（a）、（b）两图可知：；

比较（b）、（c）两图可知：。

2.如图所示，条形磁铁放置在水平地面上，在其右端上方固定一根水平长直导线，导线与磁体垂直，当导线中通以垂直纸面向内的电流时，则（）

A．磁铁对地的压力减小，磁铁受到向左的摩擦力B．磁铁对地的压力减小，磁铁受到向右的摩擦力

C．磁铁对地的压力增大，磁铁受到向左的摩擦力D．磁铁对地的压力增大，磁铁受到向右的摩擦力

3.在图中画出螺线管B上的绕线，要求通电后使图中的A、B两个螺线管相互排斥，并分别标出A，B两螺线管的S极．

4.如右图所示，在电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左适当移动的过程中，条形磁铁仍保持静止，在此过程中下列说法正确的是（）

A．电磁铁磁性逐渐增强B．电磁铁左端为S极

C．电磁铁周围不产生磁场D．条形磁铁与电磁铁相互吸引

5.如图所示，是演示巨磁电阻(GMR)特性的原理示意图．开关S1、S2闭合时，向左稍微移动滑动变阻器的滑片P，指示灯的亮度明显变亮．

(1)滑动变阻器的滑片向左移动，流过电磁铁线圈的电流(选填“增大”或“减小”)，电磁铁周围的磁场

(选填“增强”、“减弱”或“不变”)

(2)指示灯的亮度明显变亮，表明电路中GMR的阻值显著(选填“增大”或“减小”)。

6.在制作简易电动机的过程中，若要改变电动机的转动方向，可以（）

A．改变通电电流的大小B．将电源的正负极对调

C．换用磁性更强的磁铁D．增加电动机的线圈匝数

7.图是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时，电磁铁得到磁性，此时电磁铁上端为

极，触点B与C(填“接通”或“断开”)，汽车启动。

8.电磁继电器广泛用于各种自动控制电路中，如图所示是温度自动报警器的原理图，下列说法中错误的是（）

A．温度计可以用酒精温度计B．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的

C．电磁继电器应用了电流的磁效应D．电磁继电器是一种电路开关，它可以用一个电路控制另一个电路。

9.小明同学设计了一个电动按摩棒，其结构示意图如图所示，ABO可以看做是一个杠杆．O为支点，B处有一个条形磁体，A为按摩槌头．当电磁铁输入方向改变的交流电时，条形磁体会受到引力或斥力，带动按摩槌头A振动．某一时刻，电磁铁与条形磁体间的磁感线如图所示，请画出此时：

（1）磁感线方向并标出电磁铁上端的磁极．（2）螺线管中的电流方向．（3）条形磁体所受磁力的示意图．10.如图所示的实验装置中，当直导线通电后，观察到直导线运动起来，利用这一现象所揭示的原理，可制成的设备是（）

A．电磁铁B．发电机C．电动机D．电磁继电器

11.如图所示的四个实验装置中，能说明电动机工作原理的是（）

A. B. C. D.

12.如图甲一种电磁限流器的示意图．当电路中电流过大时，电磁铁吸引衔铁B，接点C、D被弹簧拉起（C、D为动触点），电路切断．图乙是某同学设计的电磁限流器．两图相比说明为什么图甲中的电磁限流器优于图乙中的．

三、电磁感应

1.电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中产生电流（感应电流）

的现象。

2.感应电流

（1）感应电流是指在电磁感应现象中产生的电流。

（2）产生感应电流的条件：有磁场、闭合电路、一部分导体、做切割磁感线运动。

（3）补充：感应电流方向的判断：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；

让磁感线穿过手掌心，并使拇指指向导线运动方向，那么四指所指的方向就是感应电流的方向。

（4）感应电流的大小与磁场强弱和（垂直）切割速度有关；感应电流的方向与磁场方向和切割方向有关（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）。

3.感应电压是指在电磁感应现象中产生的电压（产生感应电流的原因是先产生了感应电压）

注意：导体切割磁感线就会产生感应电压，但不一定会产生感应电流（比如电路断开）；导体中产生感应电流，一定产生了感应电压。

4.应用：交流发电机