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专题20.2电生磁
课前预习
1.最早揭示电和磁之间有联系的是奥斯特实验,这个实验说明:通电导线和磁体一样,周围存在着磁场,磁场的方向跟电流方向有关,这种现象叫做电流的磁效应。
2.通电螺线管外部磁场和条形磁铁磁场一样,其极性可用安培定那么来判断:用_右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,那么大拇指所指的那端就是螺线管的N极.
知识点解读与例题突破
知识点解读与例题突破
知识点一:电流的磁效应
奥斯特实验证明:通电导线的周围存在着磁场,磁场的方向跟电流的方向有关,这种现象叫做电流的磁效应。这一现象是由丹麦物理学家奥斯特在1820年发现的。
【例题1】〔2022福建〕最早发现通电导体周围存在磁场的物理学家是〔〕
A.焦耳B.欧姆C.安培D.奥斯特
【答案】D
【解析】由物理学史可知,焦耳发现了焦耳定律,欧姆发现了欧姆定律,安培发现了安培定那么等,奥斯特在1820年一次实验中发现了通电导体周围存在磁场,故D符合题意。
【例题2】〔2022安徽省〕直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如下图。将一枚转动灵活的小磁针放在水平放置的直导线正下方,直导线通电的瞬间〔??〕
A.?假设电流方向从南向北,那么小磁针顺时针偏转
B.?假设电流方向从北向南,那么小磁针逆时针偏转
C.?假设电流方向从东向西,那么小磁针不发生偏转
D.?假设电流方向从西向东,那么小磁针不发生偏转
【答案】D
【解析】由图知,判断通电直导线周围磁场方向用到了右手螺旋定那么,即:用右手握住直导线,使大拇指指向电流的方向,那么四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向;
A.假设电流方向从南向北,如以下图〔即图中电流从左到右〕,根据上面的方法可知,通电直导线下面的磁场指向纸的里面,而纸的里面是西,那么小磁针的N极指向也指向西面〔如图中红色磁针〕,小磁针的N极原来指向北面〔如图中蓝色磁针〕,所以,小磁针从北往西转动,俯视时,会发现小磁针逆时针转动,A不符合题意。
B.假设电流方向从北向南,即以下图中电流从左到右,根据上面的方法可知,通电直导线下面的磁场指向纸的里面,纸的里面是东,小磁针N极指向也指向东面〔如图中红色磁针〕,小磁针的N极原来指向北面〔如图中蓝色磁针〕,所以,小磁针从北往东转动,俯视时,会发现小磁针顺时针转动。B不符合题意。
C.假设电流方向从东向西,即以下图中电流从左到右,通电直导线下面的磁场指向纸的里面,纸的里面是南,小磁针N极指向也指向南面如图中红色磁针,小磁针原来指向北面如图中蓝色磁针,所以小磁针会转动到相反的方向,C不符合题意。
D.假设电流方向从西向东,即以下图中电流从左到右,通电直导线下面的磁场指向纸的里面,纸的里面是北,小磁针N极指向也指向北面如图蓝色磁针,小磁针原来指向北面〔如图蓝色磁针〕,所以小磁针不转动。D符合题意。
知识点二:通电螺线管的磁场
1.把导线绕在圆筒上,做成螺线管,也叫线圈,在通电情况下会产生磁场。通电螺线管的磁场相当于条形磁体的磁场,通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极,通电螺线管外部的磁感线从N极出发,回到S极,内部的磁感线从S极出发,回到N极。
2.通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。磁场的强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关。
【例题3】〔2022湖南怀化〕如下图,小磁针静止时左端为N极,请在括号内标出电源的“+〞、“-〞极。
【答案】如下图:
【解析】由小磁针S极靠近螺线管的左端,所以螺线管的右端为S极,左端为N极,根据安培螺旋定那么,螺线管中的电流应由左端流入,所以电源左端为正极,右端为负极。
知识点三:安培定那么
判断通电螺线管的磁场方向可以使用安培〔右手〕定那么:将右手的四指顺着电流方向抓住螺线管,大拇指的方向就是该螺线管的N极。
【例题4】〔2022武汉〕如下图,在探究通电螺线管外部的磁场分布的实验中,开关闭合后,以下说法正确的选项是〔〕
A.小磁针甲静止时N极指向右端,小磁针乙静止时N极指向左端
B.小磁针甲静止时N极指向左端,小磁针乙静止时N极指向右端
C.小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向右端
D.小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向左端
【答案】B
【解析】由右手螺旋定那么可得出螺线管的磁极,那么由磁极间的相互作用可得出小磁针的NS极指示方向。由电源的正负极可知,电流从螺线管的左前方流入,右前方流出,由右手螺旋定那么可知,螺线管右端应为N极,左端为S极;因同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引,所以小磁针甲静止时N极指向左端,S极指向右,小磁针乙静止时N极指向右端,S极指向左,故B正确,ACD错误。
习题精练
习题精练
一、选择题
1.〔2022山东泰安〕如下图,小磁针静止在螺线管
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