《扬子江》
文天祥宋
几日随风北海游，回从扬子大江头。
臣心一片磁针石，不指南方不肯休。
《扬子江》是南宋诗人文天祥创作的一首七言绝句。这首诗首二句纪行，叙述他自镇江逃脱，回到长江口的艰险经历。末二句抒情，以“磁针石”比喻忠于宋朝的一片丹心。这首诗语言浅近，运用比兴手法，触景生情字，里行间表现出坚定不移的爱国主义精神。
”臣心一片磁针石，不指南方不肯休”通过上一节课的学习，我们知道在静止状态下，指南针可以稳定地指向南北方向，那么我们将通电的导线靠近一只静止的指南针又会发生什么现象呢？这就是我们这一课将要学习的内容《电流的磁场》：
通电导线能够影响指南针的指向，这一现象早在年，奥斯特就曾在做实验的过程中发现过。
1通电指导线周围的磁场
奥斯特实验
如图所示，在静止的小磁针的上方拉一根与磁针平行的导线，给导线通电时，磁针会偏转，改变电流方向，重做实验，磁针会改变偏转的方向。
上面的实验现象说明，通电导线周围存在磁场，其方向与电流的方向有关，这种电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应。这是丹麦物理学家奥斯特在年首先发现的，后来人们把这个实验称为奥斯特实验。
典型例题：如图甲所示，一个不能打开的盒子外面露出一段细长的导线，在不损坏导线的情况下，用图乙中（a）、（b）两个实验所对应的结论来判断导线中是否有电流，下列说法中正确的是（
）
A．只有（a）能B．只有（b）能
C．（a）（b）都能D．（a）（b）都不能
判断电路中是否有电流通过，通常的做法有：用电流表测电流或串联一个灯泡观察亮度，由于不能断开导线，因此可用电流的磁效应来设计实验：①通电直导线周围存在磁场；将导线平行于小磁针的正上方，通过观察小磁针是否发生偏转来进行判断。②利用铁钉等工具制作电磁铁，通过电磁铁对磁性物体的吸引作用来设计实验。
解：由图可知，（a）由a图可知，直导线在磁场中运动说明导线中有电流，若在磁场中不动说明导线没有电流；（b）中的小磁针在通电导线的周围，闭合开关后，小磁针会发生偏转，就能说明导线中有电流，这是电流的磁效应。故选：C。
本题利用了电流的磁效应来判断导线中是否有电流通过，能将所学知识应用于解决实际问题，是我们应该重视的。
2通电螺线管周围的磁场
单根导线所产生的实验现象并不明显，于是科学家就将导线绕在圆筒上做成螺线管，也叫线圈。那么通电螺线管周围磁场的分布有什么特点呢？
实验表明：通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场相似。其两端的极性跟电流方向有关，电流方向与磁极间的关系可由安培定则（右手螺旋定则）来判断。
典型例题：图甲是“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验装置。
（1）为了使通电螺线管的磁场 ，可以在螺线管中插入一根铁棒。
（2）闭合开关，小磁针A静止后的指向如图甲所示，小磁针的左端为 极。在通电螺线管四周不同位置摆放多枚小磁针后，我们会发现通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。
（3）如果把一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，就制成了一个电磁铁。图乙所示的实例中没有应用到电磁铁的是 （填实例名称）。
（1）影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小、线圈的匝数、是否有铁芯插入。电流越大，匝数越多，有铁芯插入，磁性越强；（2）根据螺线管中的电流方向，利用安培右手定则确定通电螺线管的两极，再利用磁极间的作用规律可以确定小磁针的N、S极；通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似；（3）带有铁芯的通电螺线管就是电磁铁。
解：（1）通电螺线管磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数及是否有铁芯插入有关，所以为了使通电螺线管的磁场增强，可以在螺线管中插入一根铁棒；（2）根据图示的线圈绕向可知，螺线管外侧电流的方向是从下到上，利用安培定则可知通电螺线管左侧为N极、右侧为S极；由于异名磁极相互吸引，所以当小磁针自由静止时，所以小磁针的左端为S极，右端为N极；通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，都是具有两个磁性较强的磁极；（3）通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把小锤下方的弹性片吸过来，使小锤打击电铃发出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击打声，应用了电磁铁；水位自动报警器是通过控制电磁铁中电流有无来控制工作电路用电器的开关，应用了电磁铁；动圈式话筒的原理是电磁感应现象，没有应用到电磁铁。故答案为：（1）增强；（2）S；条形；（3）动圈式话筒。
本题考查了影响电磁铁磁性强弱的因素、磁极间的相互作用及安培定则的应用以及电磁铁的应用，属于综合性题目。
3安培定则（右手螺旋定则）
安培定则
通电螺线管的极性可以这样来判断：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与螺线管中的电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如下图，这种判断方法称为安培定则。
强调①一定使用右手；
②四指握成拳头状，大拇指伸出；
③四指表示电流方向，大拇指表示螺线管北极（N极）的方向。
典型例题：（?南通）如图，小磁针静止在通电螺线管的正上方，请在图中标出电源的正、负极和磁感线方向。
先根据磁极间的作用规律确定通电螺线管的NS极；通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似，其周围的磁感线从N极出发、回到S极；知道通电螺线管的NS极，利用右手螺旋定则确定电流方向，而在电源外部电流从电源正极流出、经用电器回到负极，据此确定电源的正负极。
解：（1）由异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的左端为N极、右端为S极；（2）通电螺线管的左端为N极、右端为S极，其周围的磁感线从N极出发、回到S极，则图中磁感线方向指向右；（3）通电螺线管的左端为N极、右端为S极，由右手螺旋定则可知电流从螺线管的右侧流入、从左侧流出，所以电源右端为正极、左端为负极。如图所示：
本题考查了磁极间的作用规律、磁感线的方向规定、右手螺旋定则的应用，属于基础题目。
4电流的磁效应的应用
通电导体可以产生磁场，在实际生活中有着广泛的应用，其中电磁铁和电磁继电器就是两种重要的应用，下面我们来分别介绍一下：
1电磁铁①定义：
在有电流通过时有磁性，没有电流通过时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁。
电磁铁的发明历程
年，法国物理学家阿拉戈和吕萨克在奥斯特实验的启发下发现，当电流通过其中有铁棒的绕线时，能使绕线中的铁棒磁化，吸引铁钉一类的东西，这是电磁铁原理的最初发现。
年，美国电学家亨利用绝缘导线代替裸铜导线，一圈圈紧密地绕在铁棒上制成电磁铁，由于线圈密集，产生的磁场很强，体积不大的电磁铁能吸起1吨重的铁块。
②影响电磁铁磁性强弱的因素：
体积不大的电磁铁竟然可以吸起1吨重的铁块，那么，电磁铁的磁性强弱会与什么有关呢？
线圈匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越多，电磁铁的磁性越强。
③电磁铁的优点：
磁性有无可控、磁场强弱可控、磁极可变。
④电磁铁的应用：
电磁铁在生活中已经广泛应用，最直接的应用之一就是电磁起重机。磁悬浮列车、电动机、发电机、电铃、空气开关、电控门锁、感应式阀门、洗衣机自动上水排水阀门、电磁继电器等，里面都有电磁铁。
2电磁继电器电磁继电器的工作电路
①概念：
电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置。其主要包括电磁铁（A），衔铁（B）、弹簧（C）、动触点（D）、静触点（E）等。
②原理：
如图，闭合低压控制电路的开关S，电流通过电磁铁A的线圈产生磁场，从而把衔铁B吸引下来，使动、静触点D与E接触，工作电路闭合，电动机工作。当断开低压开关S时，线圈中的电流消失，电磁铁的磁性消失，衔铁B在弹簧C的作用下与电磁铁A分离，使动、静触点D与E脱开，工作电路断开，电动机停止工作。
③作用：
电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
5考题再现
习题1：如图所示，上端为S极的条形磁体悬挂在一轻弹簧上。闭合开关条形磁体处于静止状态后，下端位于螺线管的上方。下列措施可以使条形磁体向上运动的是（
）
A．滑片P向右缓慢移动
B．在螺线管中插入铁芯
C．增大电源电压
D．将a、b间电源的正负极对换位置
习题2：小磁针静止时的指向如图所示，由此可知（
）
A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极
B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极
C．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极
D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极
习题3：如图所示，回形针处于静止状态，通电螺线管（电流方向见图）的下端为 极。回形针因处在通电螺线管所产生的 中而被磁化，它的上端为 极。
习题4：如图所示，条形磁铁放在水平木桌上，电磁铁右端固定并与条形磁铁在同一水平面上。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P逐渐向右移动时，条形磁铁仍保持静止，此时电磁铁的左端为 极，条形磁铁受到的摩擦力 （选填“变大”、“变小”或“不变”），方向水平 。（选填“向左”或“向右”）
习题5：如图所示，闭合开关，小磁针静止在通电螺线管正上方、根据通电螺线管的N、S极，在图中标出电源正极和小磁针N极。
习题6：在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。
（1）通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与 的磁场相似。
（2）小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动°，南北极发生了对调，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中 方向有关。
（3）小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引大头针的数目；再将开关S从a换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了 ，来探究 的关系。
完
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初中物理：16.1磁体与磁场
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