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2019-2020年滬科版物理高二上10-A《電流的磁場》學(xué)案2 學(xué)習(xí)目標： 1、初步認識電能生磁,了解奧斯特實驗； 2、探究通電螺線管的外部磁場,掌握安培定則并能熟練應(yīng)用。 重點：探究通電直導(dǎo)線周圍的磁場和通電螺線管的外部磁場。 難點：熟練運用安培定則。 課本解讀 一．活動：探究通電直導(dǎo)線周圍的磁場 1、首先發(fā)現(xiàn)電流周圍有磁場的科學(xué)家是＿＿＿（國家名稱）的＿＿＿＿在1820年發(fā)現(xiàn)的，他所做這個實驗叫＿＿＿＿＿實驗。這個實驗說明導(dǎo)體中有電流通過時會產(chǎn)生電流的____效應(yīng)。 2、將一小磁針與導(dǎo)線________(平行、垂直)地放置放在通電導(dǎo)線上方，發(fā)現(xiàn)小磁針不再指向原來的南北方向，這說明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 3．在電流方向不變時，將小磁針分別放在導(dǎo)線的正上方和正下方，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向_______(相同、不相同)，說明導(dǎo)線的正上方和正下方的磁場方向_______(相同、相反)。 4、改變通電導(dǎo)線中的電流方向，發(fā)現(xiàn)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，這說明＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 5、如圖所示，比較甲、乙兩實驗可得出的結(jié)論是 ； 比較甲、丙兩實驗可得出的結(jié)論是 。 二．活動：探究電螺線管的外部磁場 1、通電螺絲管周圍磁場的分布與＿＿＿＿＿的分布一樣。 2、通電螺線管的極性（或磁場方向）可由＿＿＿定則判定，四指的指向與＿＿＿＿一致，大拇指的指向就是＿＿＿極。 3、標出下圖通電螺線管的 N、 S極． 4．判斷電源的的正負極，可以用_______表、________表判定，還可以根據(jù)導(dǎo)線周圍的__________方向用______定則判定。根據(jù)圖中小磁針的指向，標出通電螺線管中的電流方向，并確定電源的正、負極。（小磁針的黑端為N極） 5．在下圖中，根據(jù)小磁針靜止時N極的指向或磁極名稱，畫出各螺線管線圈的繞法． 三．螺線管與電磁鐵 1．螺線管與電磁鐵的區(qū)別是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 2、我們可以通過觀察____________比較兩個電磁鐵磁性的強弱。 3、螺線管磁性的強弱與＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿有關(guān)。（電磁鐵的鐵心應(yīng)該用______材料做） 4、電磁鐵的優(yōu)點：①電磁鐵的磁性有無可以由＿＿＿＿＿＿來控制。②電磁鐵的磁性強弱可以由＿＿＿＿＿＿來控制。③電磁鐵的N、S極以及周圍的磁場方向是由＿＿＿＿＿＿決定的。 5、某同學(xué)在實驗探究“影響電磁鐵磁性強弱”的因素時，找到兩根相同的大鐵釘，上面繞有匝數(shù)不同的相同導(dǎo)線線圈，組成了如圖所示的電路。該同學(xué)還另外選用了一些大頭針，你認為大頭針的作用是 ；若該電路中的開關(guān)閉合后，觀察到圖中A、B現(xiàn)象，可以得出結(jié)論是 ；若將滑動變阻器的滑片向右移動時，則會看到的現(xiàn)象是 ，對比滑片移動前后的情況，可以得出結(jié)論是 。 6、如圖所示，當(dāng)開關(guān)S1閉合時，彈簧將＿＿＿＿（伸長還是縮短），若再把S2也閉合，彈簧將＿＿＿?！旧扉L 伸得更長】 7．在航模大賽上，小松制作的小船能朝某一固定方向行駛。小明想知道里面到底是用什么控制小船。于是他讓小松拆開小船，發(fā)現(xiàn)里面結(jié)構(gòu)如圖所示。該船應(yīng)該朝______（填方向）行駛，這是由于__________________________________?！灸? 螺線管的右端是S極，對著南方】 四．電磁繼電器 1．電磁繼電器的主要部件是＿＿＿＿＿＿＿。 2． 電磁繼電器的工作原理： ①如圖所示，A是 ，B是 ，C是 ，D和E相當(dāng)于 。電磁繼電器工作電路可分為 和 。 ②閉合低壓控制電路中的開關(guān)，電流通過電磁鐵A的線圈產(chǎn)生 ，從而把 吸引下來，使動觸點D與靜觸點E ，工作電路 ，電動機 。當(dāng)斷開低壓開關(guān)時，線圈中的電流消失，電磁鐵的磁性 ，銜鐵B在 的作用下與電磁鐵A ，使動觸點D與靜觸點E ，工作電路 ，電動機 。 3、利用電磁繼電器可以用＿＿＿＿、＿＿＿＿控制＿＿＿＿、＿＿＿＿。 拓展與提高 一．選擇 【D】1、下列沒有用到電磁鐵的是 A、電磁起重機 B、電磁繼電器 C、電鈴 D、電燈 【D】2、電磁鐵里常用軟鐵而不用鋼做鐵芯，這是因為 A、軟鐵能被磁化，而鋼不能被磁化 B、被磁化后，軟鐵的磁性會比鋼的強 C、軟鐵要比鋼便宜 D、磁化后，軟鐵的磁性易消失，而鋼的磁性不易消失 【C】3、如圖輕彈簧下懸掛一條形磁鐵，磁鐵下方有一通電螺線管，為使懸掛磁鐵的輕彈簧伸得最長，下列措施正確的是 A、S2閉合 B、滑片P向b移動 C、螺線管內(nèi)插入鐵芯 D、把電源兩極對調(diào)后，接入原電路 B A 【D】4、小亮在“制作、研究電磁鐵”過程中，使用兩個相同的大鐵釘制成電磁鐵進行實驗，如圖所示，下列說法正確的是 A、若將兩電磁鐵上部靠近，會相互吸引 B、通過B線圈的電流小于通過A線圈的電流 C、要使電磁鐵磁性增強，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向右移動 D、電磁鐵能夠吸引的大頭針越多，表明它的磁性越強 【C】5．如圖所示實驗裝置，彈簧測力計下面掛著條形鐵塊，螺線管中插有鐵芯?，F(xiàn)開關(guān)S撥在觸點②位置且電流表示數(shù)為I 。要使彈簧測力計的示數(shù)變大，下列操作方法能夠?qū)崿F(xiàn)的是 A．開關(guān)S位置不動，將鐵芯從螺線管中取出 B．開關(guān)S位置不動，將滑片P向a端滑動 C．將開關(guān)S撥到①位置，并通過調(diào)節(jié)仍使電流表示數(shù)為I D．將開關(guān)S撥到③位置，并通過調(diào)節(jié)仍使電 流表示數(shù)為I 【BC】6（09威海）(多選題)．法國和德國的科學(xué)家費爾和格林貝格爾由于發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻（GMR）效應(yīng)，榮獲了xx年諾貝爾物理學(xué)獎，圖9是研究巨磁電阻特性的電路示意圖，當(dāng)閉合S1．S2后使滑片P向左滑動過程中，指示燈明顯變亮，則下列說法正確的是： A．滑片P向左滑動過程中電磁鐵的磁性減弱　　　 B．滑片P向左滑動過程中電磁鐵的磁性增強　　　 C．巨磁電阻的阻值隨磁場的增強而明顯減小　　　 D．巨磁電阻的阻值隨磁場的增強而明顯增大 【D】7．（09麗水）. 科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)：某些材料有巨磁電阻效應(yīng)，即微弱的磁場變化可以導(dǎo)致電阻大小的急劇變化。根據(jù)這一原理可以制成 A.能儲存、釋放大量電能的蓄電池 B.通過微弱電流就能產(chǎn)生強大磁場的電磁鐵 C.家庭電路過載或短路時能自動熔斷的保險絲 D.能“讀”出微弱的磁場變化并轉(zhuǎn)換成電流變化的靈敏磁頭 【D】8．如圖所示，一個輕質(zhì)彈簧下端懸掛一個小鐵片，當(dāng)開關(guān)S斷開時，鐵片剛好與水銀槽中水銀接觸。當(dāng)開關(guān)S閉合后，鐵片會 A.不動 B.陷入水銀面以下 C.向上運動停止在空中 D.上下不停的振動 【A】9．如圖16-36所示，在電磁鐵的正上方掛著一條形磁鐵，開關(guān)閉合后，當(dāng)滑片P從a端向b端滑動時，會出現(xiàn)的現(xiàn)象是 A.電流表示數(shù)變大，彈簧長度變長 B.電流表示數(shù)變大，彈簧長度變短 C.電流表示數(shù)變小，彈簧長度變長 D.電流表示數(shù)變小，彈簧長度變短 二．解答題 1.（05年佛山課改區(qū)）如圖9所示，從一個不能打開的盒子（內(nèi)有電池組等電路元件）上的兩個小孔中伸出一段細軟的長導(dǎo)線。試在不斷開導(dǎo)線的情況下，設(shè)計兩種不同的方法判斷該導(dǎo)線中是否有電流，并根據(jù)你的設(shè)計填寫下表。 所用器材 主要實驗步驟及判斷導(dǎo)線中是否有電流的方法 方法1 方法2 2、新型發(fā)熱材料——PTC PTC是一種新型的半導(dǎo)體陶瓷材料，它以鈦酸鋇為主，滲入多種物質(zhì)后加工而成，目前家用的陶瓷暖風(fēng)器、陶瓷電熱水壺等就是用這種材料做成的。 PTC有一個根據(jù)需要設(shè)定的溫度，低于這個溫度時，其電阻隨溫度的升高而減小，高于這個溫度時，電阻值則隨溫度的升高而增大，我們把這個設(shè)定的溫度叫“居里點溫度”，用PTC材料制成的電熱器具有發(fā)熱、控溫雙重功能，應(yīng)用十分廣泛。 ⑴ 家用固體電熱滅蚊器就使用PTC陶瓷電熱元件，圖為其電阻隨溫度變化的圖像，由圖可知，該PTC材料的居里點溫度為--------------℃。 ⑵ 家用固體電熱滅蚊器工作時的溫度基本恒定在165℃左右，若它的溫度高于165℃，電阻------------------，功率--------------------，使其溫度--------------------（以上均填變化情況）；反之，也能自動調(diào)節(jié)。因此用PTC材料制成的電熱器具有自動調(diào)節(jié)功能。 ⑶ 某同學(xué)利用PTC電阻設(shè)計了一個“過熱自動報警電路”：將PTC電阻安裝在需要探測溫度的地方，當(dāng)環(huán)境溫度正常時，指示燈亮；當(dāng)環(huán)境溫度超過PTC電阻的居里點溫度時，由于電阻變化，導(dǎo)致電磁鐵磁性減弱，使警鈴響。請幫他將圖19所示的電路連接完整。 ⑷ 你認為該“過熱自動報警電路”的設(shè)計或在使用過程中有何不足？（指出一點即可） 三．作圖 1．標出下左圖中電源的正、負極，并完成另一螺線管的繞線 　　　　 2。根據(jù)上中圖小磁針靜止時的指向，標出電源的正負極，并在圖中完成螺線管的繞線。 3、如圖請根據(jù)小磁針的N、S極和電流表正確接法，畫出通電螺線管的繞線。 A + —— 4、如圖，試把兩個螺線管串聯(lián)在電路中，使電路閉合后兩個通電螺線管互相排斥。 5、小康同學(xué)想用壓力傳感器（當(dāng)壓力達到設(shè)定值時，它就接通電路）、電磁繼電器，為大橋設(shè)計一個車輛超重的報警裝置。當(dāng)車超重時， 信號燈就發(fā)光。在圖中請你為他連接好電路。 6、如圖是一種水位自動報警的裝置，要求水位沒有達到B時綠燈亮（紅燈不亮），達到B時紅燈亮（綠燈不亮），將裝置連接好。 7． 生活中電梯一旦超載，它會自動報警?，F(xiàn)將原理圖。請你簡單地解釋它報警的原理。 8．如圖所示，連接電路。要求：開關(guān)S斷開時，電鈴不響，電燈亮；開關(guān)S閉合時，電鈴響，電燈不亮。 9．（xx年泰州市）小文同學(xué)學(xué)習(xí)了有關(guān)物理知識后，設(shè)想制作一個電動充氣泵，她畫出了如圖15所示的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中E為電流大小和方向都不斷變化的交流電． （1）你認為小文的設(shè)想運用了哪些物理知識？（至少寫出3個）① ；② ；③ ． （2）若電流從電源的a端流入時，小磁鐵向下運動，則此時電磁鐵的上端為 極，小磁鐵的下端為 極． （1）電流的磁效應(yīng)（或電流產(chǎn)生磁場、電磁鐵原理）；磁極間的相互作用（或同名磁極相斥異名磁極相吸）；杠桿原理；壓縮氣體做功；氣體壓強與體積的關(guān)系等