電和磁──天生一對(duì)孿生崽

　　一、電和磁的性質(zhì)比較：

　　二、電和磁之間的相互轉(zhuǎn)換：

　　電生磁：①電流的磁效應(yīng)：通電導(dǎo)線的周圍存在磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)方向與電流的方向有關(guān)。②通電螺線管：通電螺線管的兩端有和條形磁體相似的磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)方向與電流的方向有關(guān)。

　　磁生電：導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電流，且電流的方向與磁場(chǎng)的方向和導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān)。

　　三、電流、磁場(chǎng)、力（或運(yùn)動(dòng)）的方向判別：

　　電生磁：①電流的磁效應(yīng)中電流、磁場(chǎng)的方向判別：用右手握住導(dǎo)線，使大拇指指向?qū)w中電流的方向，則彎曲的四指所指的方向?yàn)橥妼?dǎo)體周圍的磁場(chǎng)方向。②通電螺線管中電流、磁場(chǎng)的方向判別：用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的N極。（安培定則）

　　通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)：電流、磁場(chǎng)、力（或運(yùn)動(dòng)）的方向判別：伸開(kāi)左手，讓大拇指與其余四指垂直并且在同一平面內(nèi)，使磁感線垂直穿過(guò)手心，四指指向?qū)w中電流的方向，則大拇指所指的方向?yàn)橥妼?dǎo)體受力（或運(yùn)動(dòng)）的方向。

　　磁生電：電磁感應(yīng)中電流、磁場(chǎng)、力運(yùn)動(dòng)的方向判別：伸開(kāi)右手，讓大拇指與其余四指垂直并且在同一平面內(nèi)，使磁感線垂直穿過(guò)手心，大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向，則四指所指的方向?yàn)閷?dǎo)體中感應(yīng)電流的方向。

　　四、電與磁內(nèi)容的應(yīng)用：

　　電與磁的應(yīng)用主要有：電磁繼電器、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等。

　　例1．如圖1所示為一種橢球體磁鐵，該磁鐵磁性最強(qiáng)的部位在哪里呢？小明認(rèn)為在磁鐵的兩端。為了驗(yàn)證自己的猜想，他做了如下的實(shí)驗(yàn)：

　　步驟1：將兩個(gè)磁鐵如甲圖放置，手拿住上面的磁鐵，將下面磁鐵的兩端分別接觸上面磁鐵的下端，下面磁鐵均掉落。

　　步驟2：將兩個(gè)磁鐵如圖乙放置，手拿住上面的磁鐵，下面的磁鐵不會(huì)掉落。

　?。?）根據(jù)小明的實(shí)驗(yàn)，可判斷出小明的猜想是____（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）的。

　?。?）要確定該磁鐵磁性最強(qiáng)的部位，你的實(shí)驗(yàn)方案是___________ ．

　　解析：（1）由于磁體的磁極部分的磁性最強(qiáng)，相互吸引的力最大。甲圖中的下面磁鐵掉落，是因?yàn)槠浯判匀醯脑?，磁性弱的部分不是磁極，小明認(rèn)為的磁極在磁鐵的兩端是錯(cuò)誤的。根據(jù)圖乙可知，橢球的磁極在中間凸起的部位。（2）磁體的磁極判斷方法通常有兩種：①根據(jù)磁體的指向性判斷：把被測(cè)物體用細(xì)線吊起,使其能在水平方向上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。若靜止時(shí)總是指南北方向,指南的為南極，指北的為北極。②根據(jù)磁極的磁性最強(qiáng)判斷：用該磁鐵吸引鐵屑，吸引鐵屑最多的部位就是磁性最強(qiáng)的部位，就是對(duì)應(yīng)的磁極。

　　【答案】（1）錯(cuò)誤；（2）用該磁鐵吸引鐵屑，吸引鐵屑最多的部位就是磁性最強(qiáng)的部位磁極。

　　例2．根據(jù)通電螺線管的N、S極，在圖2中分別標(biāo)出電源的正負(fù)極和兩小磁針靜止時(shí)的N、S極。

　　解析：通電螺線管的極性與電流方向之間的關(guān)系，可用安培定則判斷。則電源右標(biāo)“+”，左標(biāo)“-”。通電螺線管周圍磁場(chǎng)與磁體周圍磁場(chǎng)一樣，對(duì)放入其中的磁體會(huì)產(chǎn)生磁力作用，小磁針N極所指方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致（S極所指方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相反）；而在磁體周圍，磁感線從N極出發(fā)回到S極。當(dāng)然，這里也可以利用同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引進(jìn)行判斷。

　　【答案】如圖3所示。

　　點(diǎn)評(píng)與拓展：安培定則的應(yīng)用是學(xué)生要熟練掌握的，常見(jiàn)的幾種題目編制方法有：①是根據(jù)電流方向確定極性，②是根據(jù)極性確定電流方向，③是知道電源的極性和電磁鐵的極性，作出繞線情況。

　　例3．圖中“⊙”表示通電直導(dǎo)線橫截面上的電流是從紙里流向紙外的，“”表示通電直導(dǎo)線橫截面上的電流是從紙外流向紙里的。根據(jù)圖4給出的電流方向、磁感線方向和導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力方向，畫出圖5中的導(dǎo)線受力的方向。

　　解析：根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的情況，伸開(kāi)左手，讓大拇指與其余四指垂直并且在同一平面內(nèi)，使磁感線垂直穿過(guò)手心，四指指向?qū)w中電流的方向，則大拇指所指的方向?yàn)橥妼?dǎo)體受力（或運(yùn)動(dòng)）的方向。也可先作圖6，不難比較出圖5的受力方向?yàn)橄蛏稀?/p>

　　【答案】如圖7所示。

　　　例4．線圈在磁場(chǎng)中的初始位置如圖8所示。若讓線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)外電路的電流方向是     。若使外電路的電流方向改變，可采取的方法有：         、       。

　　解析：首先確定磁感線的方向水平向右。

　　再確定導(dǎo)體切割磁感線的方向，ab邊向下切割磁感線，cd邊向上切割磁感線。

　　最后運(yùn)用右手定則確定：線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向是由d經(jīng)C．B．到a，再流向電刷A，所以外電路的電流方向是從A經(jīng)L到B。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)與磁感線垂直的位置后，電刷A將接觸cd邊的半環(huán)，電刷B將接觸ab邊的半環(huán)，ab邊向上切割磁感線，cd邊向下切割磁感線，線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向是由a經(jīng)B．C．到d，由d流向電刷A，所以外電路的電流方向還是從A經(jīng)L到B。（這就是直流發(fā)電機(jī)的工作過(guò)程）

　　使外電路中的電流方向改變，只改變線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向或磁感線的方向即可。

　　學(xué)生練習(xí)：

　　1．如圖1所示，連有電流表的導(dǎo)軌處在磁場(chǎng)中，裸導(dǎo)線沿導(dǎo)軌向右做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)電流表都有示數(shù)嗎？請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出電流的方向．

　　2．如圖2所示的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，關(guān)于線圈的運(yùn)動(dòng)情況敘述正確的是（    ）

　　A．靜止不動(dòng)

　　B．將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

　　C．將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

　　D．可能順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，也可能逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

　　3．根據(jù)圖3中通電螺線管的N極，標(biāo)出磁感應(yīng)線方向、小磁針的N極，并在括號(hào)內(nèi)標(biāo)出電源的正、負(fù)極。

　　參考答案：

　　1．閉合電路的干路導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，這個(gè)導(dǎo)體中就會(huì)有感應(yīng)電流，則支路中的電流表一定有電流通過(guò)。電流的方向如圖4所示。

　　2．D

　　3．如圖5所示。