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1、电路 磁铁 电和磁 很早以前 人们就认识了磁现象和电现象 大约在两百年前 有人提出问题 电与磁有关系吗 为什么提出这样的问题 因为那时已发现 声 光 电 热之间是有关系的 比如木柴燃烧可以产生热和光 电可以产生光 声和热 那么 电与磁也可能有关系吧 在本单元中 我们要去探索电与磁的秘密 在探究中 我们会逐渐发现一个不断变化的能量世界 发现我们天天都生活在能量世界里 我们做的每一件事都和能量有关 什么是能量 能量有哪些形式 能量是怎么变化的 在本单元的学习中 我们会寻找到这些问题的答案 而且还会学习到更多的知识 今天 让我们一起来探究电和磁 让我们进入电和磁的世界吧 1820年 丹麦科学家科学家
2、奥斯特在一次实验中 偶然让通电的导线靠近指南针 发现了一个奇怪的现象 就是这个发现 为人类大规模利用电能打开了大门 在古代 人们常把电和磁一直当作是两种互不相关的现象 有一位丹麦物理学家 叫奥特斯 他从1806年起任哥本哈根大学物理教授 第二年他就开始研究电与磁之间的关系 因为他和一些人都相信电与磁之间可能存在某种联系 研究持续了十几年 仍没有获得科学证据 那是1820年的春天 有一天讲课 他像往常一样给学生做示范试验 当他把电池放在讲台上 用一根白金丝把电池两级连起来时 他突然无意发现放在旁边的磁针转动了 啊 他的神经想被猛刺了一下 只有长期思考着的 神经才会有这种感觉 他连忙再重复一次 一
3、点也没错 磁针确实是转动了 下课了 学生们散去了 奥斯特仍独自留在教室里激动着 难道长期梦寐以求的电磁关系就这样偶然得到结果了 科学必须考虑一切可能的情况 偶然的发现有可能是偶然的因素起作用 必须要排除一切其他因素的影响 奥斯特冷静下来 他首先想到可能是由于电流是白金丝发热 空气流动使磁针转动了 他用一块纸板放在白金丝和磁针之间 这样就可以隔开产生的气流了 实验结果 磁针仍然转动了 这就否定空气流动的作用 他又把电池掉个头 使白金丝中的电流向相反的方向流动 情况又将会怎样呢 结果 磁针向相反的方向转动了 这使他更加确信了 磁针与电流之间确有相互相互作用 而且磁针的指向与电流的方向有关 这以后
4、他又进行了 他又进行了三个月反复的实验和研究 终于在1820年7月21日写成了论文 论文指出 导体周围产生了一个环形磁场 从而使磁针偏转 反过来 磁体也能使通有电流的导线发生偏转 这就是从两方面证实了电与磁之间有密切联系了 这年末 奥斯特的论文在 当时著名的法国科学杂志 化学和物理学年鉴 上发表了 奥斯特用无可怀疑的实验研究奠定了 电磁学 的基础 科学史上 把1820年确定为电磁学诞生的一年 为了纪念物理学家奥斯特 电磁学中 磁场强度 的单位以 奥斯特 命名 简称 奥 指南针指向什么方向 指南针有指示南北方向的性质南极为S北极为N 有什么物体能使静止的小指南针偏转吗 1 磁铁 温馨提示 磁铁具
5、有磁场 即有磁性 还有什么物体能使静止的小指南针偏转吗 1 磁铁 2 铁 3 奥斯特实验 在一百多年前 1820年4月 的一天 丹麦科学家奥斯特在上课时 无意中让通电的导线靠近指南针 他突然发现 这个现象并没有引起在场其他人的注意 而奥斯特却是个有心人 他非常兴奋 紧紧抓住这个现象 接连三个月深入地研究 反复做了几十次实验 奥斯特实验 下面就让我们一起来重现这历史性的一刻吧 当时的奥斯特有什么惊奇的发现呢 当时奥斯特连接了这样一个简单的电路 你会吗 电路连接好了以后 将指南针放置在其中一根导线的下面 电和磁 温馨提示1 小组合作实验指南针放在桌子中间 让小磁针不动 把连接好的电路中的一根导线拉
6、直 靠近指南针上方 线的方向与小磁针方向一致 手不要碰到指南针 导线可以在指南针上方摆动 一个同学控制开关 让灯泡一会亮 一会不亮 并观察指南针的有无变化 电路连接好了以后 将指南针放置在其中一根导线的下面 在开关闭合和断开的一瞬间 观察指南针有什么变化 实验结论 把导线拉直放在指南针上方与磁针指向一致 接通电流 磁针偏转 电流越大 偏转的角度越大 最大是90度 断开电流 磁针复位 更多发现 如通电导线离磁针远近不同 磁针的偏转程度会不同 导线在磁针下方磁针也会偏转 但方向相反 把导线顺着磁针移动 各处都一样 当年奥斯特也碰到这样的问题 他是怎样解决的呢 好像少了些什么 有办法使实验效果更明显
7、一些吗 多用几节电池试试 电池太多 小灯泡会烧坏的 如果使电路短路 电流就很强 效果会怎样 在电路中 不通过任何用电器 直接将电源的正负极相连接 注意 生活中是严禁人为连接短路的 短路会造成电线和电器起火 烧毁 正常电路 短路电路 短路 电和磁 温馨提示2 1 短路的时候电流很强 几秒钟时间导线和电池就会发热 2 所以我们用短路来做实验 一定要先打开开关 等其他准备工作都好了再通电 3 实验员1 负责开关 观察到接通电流后小磁针的变化了马上断开电源 做到一触即放 2秒 原来如此 只有铁或磁铁才能使小磁针发生偏转 而导线是铜的 磁针偏转不可能是导线的原因 接通电流 磁针偏转 断开电流 磁针复位
8、应该是电流产生了磁性 奥斯特的思考 既然短路可以使实验现象更加明显 有没有别的更有效的办法呢 如果把一根导线换成一个线圈 通电后是不是现象更明显呢 那赶快动手试试吧 做一个线圈 用导线在手指上绕10圈左右取下 用胶带固定线圈和引出的线 给线圈通上电流 线圈会产生磁性吗 试一试 线圈怎么放置 指针偏转的角度最大 通电线圈和指南针 温馨提示3 必须先把指南针放平并待小磁针完全静止 把线圈靠近指南针小磁针 先放好 再通电 看清现象后应马上断开 实验结论 发现把线圈立着放 指南针尽量靠近线圈的中心 指南针偏转的角度最大 为什么通电导线可以使小磁针发生偏转呢 磁铁 有磁性 铁 能干扰磁性 小磁针 有磁性
9、 发生偏转 发生偏转 小磁针 有磁性 通电导线 产生磁性 经过大量的实验研究 到1820年7月21日 终于确定并公布了科学史上的这个重大发现 电流可以产生磁性 就是这个发现 为人类大规模利用电能打开了大门 奥斯特 拓展延伸 电池用完后我们一般认为它里面没有电了 是不是一点电都没有了呢 你有办法进行检测吗 用完了的废电池 一点电都没有了吗 能用我们的线圈和指南针检测一下吗 交流与质疑 对于 电与磁 你们还知道些什么 还想知道什么 课堂总结 1 电流可以产生磁性 2 通电直导线使指南针磁针偏转 3 通电线圈能使指南针偏转 4 线圈立着放 用线圈的平面靠近指南针 或者把线圈套在指南针上 指针偏转角度
10、最大 当堂检测题 一 判断题 对的打 错的打 1 通电导线能产生磁性 2 做实验时 导线不能长时间接在电路中 3 加大导线中的电流不会影响小磁针的偏转 4 在电流相同时 通电线圈的磁性比通电直导线的磁性大 5当导线中有电流通过时 导线的周围会产生磁场 二 选择题1 电与磁 A 有关系B 没关系C 可有可无2 如果使电路短路 电流就 A 很弱B 很强C 消失3 指南针静止后 指针指示方向是 A 指向西北B 指向南北C 指向东西4 下列方法中不能增加电流大小的是 A 增加电池节数B 铜C 短路5 是第一个发现电能转化成磁的人 A 牛顿B 奥斯卡C 奥斯特 A B B B C 简答题 1 怎样才能使
11、小灯泡发光 3 你知道哪些关于 磁铁 的科学知识 答 A 具有磁性 B 同极相斥 异极相吸 C 指示南北方向 2 什么叫短路 实验1 按下图组装一个电路 是什么使小灯泡亮起来的 电 实验2 在不碰到指南针的情况下 谁有办法使指南针的指针发生偏转 1 用磁铁 2 用铁 实验3 电和磁 电能否产生磁的实验 操作方法 在桌上放一个指南针 指针停止摆动后 把电路中的导线拉直靠在指南针的上方 与指针指的方向一致 接通电流观察指南针的变化 断开电流后指南针有什么变化 反复做几次 我们发现 指南针指针偏转了 实验说明 电能产生磁 实验4 电和磁 电产生磁的现象更明显 操作方法 A 用短路的方法做通电直导线和
12、指南针的实验 提示 电路短路 电流很强 电池会很快发热 所以只能接通一下 马上断开 时间不能长 我们发现 指南针指针偏转角度比原来大 实验说明 电流越大 指南针指针偏转角度越大 实验5 电和磁 电产生磁的现象更明显 操作方法 B 做通电线圈和指南针的实验 增加电线圈数 我们发现 指南针指针偏转角度比原来大 实验说明 电流强度相同时 电线圈数越多 指南针指针偏转角度越大 判断 1 丹麦奥斯特实验中发现电与磁之间有密切的联系 奠定了 电磁学 的基础 2 当导线中有电流通过时 导线的周围会产生磁场 3 电路短路电流很强电池很快发热 所以只能接通一下就断开时间不能长 4 只有磁铁 铁一类的物质才能使磁
13、针发生偏转 5 我们可以利用通电线圈和指南针来检测电池是否用完 6 通过一根导线和用这根导线做成线圈 它们产生的磁性大小是一样的 电和磁 1 奥斯特实验说明了 A 通电导体的周围存在磁场B 导体周围存在磁场C 磁体的周围存在磁场2 指南针静止后 指针指示方向是 A 指向西北B 指向南北C 指向东西3 能产生磁性 A 玻璃B 铜C 电流4 下列方法中不能增加电流大小的是 A 增加电池节数B 铜C 短路5 是第一个发现电能转化成磁的人 A 牛顿B 奥斯卡C 奥斯特 A C B B C 电和磁 画图题 1 把小磁针放在通电导线旁 观察小磁针偏转的方向 画在下图中 电和磁 画图题 2 小磁针靠近下列哪
14、个电路的导线时 偏转的角度最大 请打 电和磁 安培定则 回顾 安培定则 回顾 安培定则 回顾 当导线通过电流时 它旁边的磁针发生了偏转 安培定则 回顾 结论 通电导线的周围有磁场 当导线通过电流时 它旁边的磁针发生了偏转 安培定则 回顾 当导体中电流方向发生改变时 它旁边小磁针的偏转方向也发生改变 结论 通电导线的周围有磁场 当导线通过电流时 它旁边的磁针发生了偏转 安培定则 回顾 当导体中电流方向发生改变时 它旁边小磁针的偏转方向也发生改变 结论 通电导线的周围有磁场 磁场的方向和电流的方向有关 当导线通过电流时 它旁边的磁针发生了偏转 安培定则 回顾 当导体中电流方向发生改变时 它旁边小磁
15、针的偏转方向也发生改变 结论 通电导线的周围有磁场 磁场的方向和电流的方向有关 这种现象叫做电流的磁效应 当导线通过电流时 它旁边的磁针发生了偏转 安培定则 回顾 当导体中电流方向发生改变时 它旁边小磁针的偏转方向也发生改变 结论 通电导线的周围有磁场 磁场的方向和电流的方向有关 这种现象叫做电流的磁效应 当导线通过电流时 它旁边的磁针发生了偏转 奥斯特实验 安培定则 回顾 当导体中电流方向发生改变时 它旁边小磁针的偏转方向也发生改变 结论 通电导线的周围有磁场 磁场的方向和电流的方向有关 这种现象叫做电流的磁效应 电源短路 当导线通过电流时 它旁边的磁针发生了偏转 奥斯特实验 安培定则 回顾
16、 电能生磁 为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动 安培定则 回顾 电能生磁 为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动 这是因为它的磁场太弱了 安培定则 回顾 电能生磁 为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动 这是因为它的磁场太弱了 如果把导线饶在圆筒上 做成螺线管 也叫线圈 各导线产生的磁场叠加在一起 磁场就会强得多 安培定则 回顾 电能生磁 为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动 这是因为它的磁场太弱了 如果把导线饶在圆筒上 做成螺线管 也叫线圈 各导线产生的磁场叠加在一起 磁场就会强得多 安培定则 回顾 电能生磁 为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动 这是因为它的磁场太弱了 如果把导线饶在圆筒上 做成螺线管 也叫线圈 各导线产生的磁场叠加在一起 磁场就会强得多 通电螺线管外部的极性与条形磁体的磁场相似 安培定则 问题 通电螺线管的极性与电流方向之间有什么关系 安培定则 1820年9月11日安培在法国科学院听到关于奥斯特实验的报告后 引起极大兴趣 第二天就重做了奥斯特的实验 并于9月18日向法国科学院报告了第一篇论文 提出磁针转动方向和电流方向的关系服从右手定则 以后这个
