初三物理《电和磁》学法指导(2)

五、确定安培定则的方法
　　安培定则给出了螺线管的极性(或者说是螺线管内部的磁感线方向)与螺线管中的电流方向两者之间的关系。
　　通过实验研究，如何判断通电螺线管的极性：在不同绕向的螺线管中，接入不同方向的电流，利用小磁针可以判断出它们的极性分别如图2
　　进行求同和求异的比较：求同法：比较通电螺线管外部磁场的极性是相同的两种情况(如图①③或图②④)，如果两种情况中，其他的条件(线圈的绕向或电流的方向)有相同的，那么这个相同的条件就是决定通电螺线管外部磁场极性的条件。
　　据此，我们比较图①③或图②④可得：电流的方向相同是极性相同的原因。
　　求异法：比较通电螺线管外部磁场的极性不相同的两种情况(如图①②或图③④)，如果两种情况中，其他的条件(线圈的绕向或电流的方向)有一个是不相同的，那么这个不相同的条件就是决定通电螺线管外部磁场极性的条件。
　　据此，我们比较图①②或图③④可得：电流的方向不相同是极性不相同的原因。
　　我们比较图①④或图②③，有两个不相同的条件，所以，难以确定螺线管的极性是由哪个因素引起的。
　　综上所述，通过以上6种涵盖了通电螺线管外部磁场的所有情况的比较可知：通电螺线管外部的磁场，只与电流的方向有关，也就是说知道了电流的方向就可以判断通电螺线管外部磁场的极性。
　　我们能否找一种形象化的方向，用来说明通电螺线管的极性与电流的关系呢？科学家想到用右手握住螺线管，弯曲的四指指向电流方向，那么大拇指就指向N极。这就是有名的安培定则。
　　六、简单的自动控制方法
　　教材中介绍的利用电磁铁制成的电磁继电器，是在自动控制中经常用到的一种电器。可用于以直流电路控制交流电路，或者以低压电路控制高压电路。关键是以低压电路中电磁继电器的合金触点(动触点)控制高压工作电路中的开关(静触点)。在电磁继电器控制的电路中接入对温度或光照等敏感的元件，用这些元件操纵控制电路的通断，还可以实现温度自动控制或光自动控制。
　　如图3所示为某校科技活动小组制作的恒温箱的电路示意图，电热丝是恒温箱的加热元件，图中的水银温度计为导电温度计，上面的金属丝A的高度可以调整，下面的金属丝B与温度计中的水银接触，该温度计的水银液泡被放置到恒温箱内，我们根据此电路图说明恒温箱工作的 原理 。
　　分析：通电后当恒温箱内的温度未达到导电温度计金属丝所指示的温度时，电热丝被连接在电路中，使恒温箱温度升高，当导电温度计中的水银柱上升到金属丝指示的温度时，继电器线圈被接通，衔铁被吸下，电热丝断电停止加热，温度降低后线圈电路断开，衔铁被释放，电热丝再次被接入电路，从而保持恒温箱内温度恒定。
　　说明：电磁铁的应用之一，是以它为主要部件制作电磁继电器，作为自动开关，控制工作电路。
　　从物理学本质上讲，电磁继电器是借助于电磁铁通电有磁性、断电没有磁性完成上述自动控制工作的。 
 

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