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2 2電流的磁場 忻城縣中學(xué)羅增輝 一 電流的磁效應(yīng)1 前言 電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間存在著許多相似性 例如 自然界中只有正負兩種電荷 同種電荷相互排斥 異種電荷相互吸引 類似地 自然界中只有南北兩種磁極 同種磁極相互排斥 異種磁極相互吸引 電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間是否具有某種聯(lián)系 2 電流產(chǎn)生磁場 1 奧斯特實驗 如圖 2 現(xiàn)象 當(dāng)導(dǎo)線有電流時 小磁針會發(fā)生轉(zhuǎn)動 3 電流的磁效應(yīng) 電流也能產(chǎn)生磁場 這個現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng) 二 電流磁場的方向 安培定則演示實驗一觀察直線電流磁感線的形狀使直導(dǎo)線穿過一塊硬紙板 在硬紙板上均勻地撤一層細鐵屑 輕敲硬紙板 同時給導(dǎo)線通電 細鐵屑在磁場里被磁化 并在磁場作用下有規(guī)則地排列起來 這時細鐵屑排列的形狀顯示出直線電流磁場磁感線的形狀 圖 實驗現(xiàn)象和結(jié)果 從圖乙可以看出 直線電流磁場的磁感線 是圍繞導(dǎo)線的一些同心圓 如果用小磁針來判定磁場的方向 可以得到下述的安培定則 觀察直線電流磁感線的形狀 1 安培定則 也叫右手螺旋定則 一 用右手握住導(dǎo)線 讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致 彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向 圖乙 圖甲表示直線電流磁場的磁感線分布情況 直線電流的磁場的幾種圖 二 電流磁場的方向 安培定則演示實驗二觀察環(huán)形電流磁感線的形狀把環(huán)形導(dǎo)線穿過一塊硬紙板 紙板水平放置 在紙板上均勻地撤一些鐵屑 輕敲紙板 同時給導(dǎo)線通電 可以看到鐵屑所顯示的模擬磁感線 如果把小磁針放在環(huán)形導(dǎo)線的中央 由N極所指的方向可以知道環(huán)形電流中心附近磁場的方向 觀察環(huán)形電流磁感線的形狀 2安培定則 也叫右手螺旋定則 二 讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致 伸直大拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線的方向 環(huán)形電流的磁場幾種圖 一個環(huán)形電流的磁場與小磁針相似 故可看成小磁針來處理 通電螺線管的磁感線 通電螺線管的磁感線方向 也可用安培定則來判定 通電螺線管外部的磁感線和條形磁鐵外部的磁感線相似 N 通電螺線管所產(chǎn)生的磁場的多種視圖 正 側(cè) 俯 一個通電螺線管產(chǎn)生的磁場與條形磁鐵相似 小結(jié)一 電流的磁效應(yīng) 電流也能產(chǎn)生磁場 這個現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng) 二 電流磁場的方向 由安培定則 也叫右手螺旋定則 確定三 安培定則 內(nèi)容分三種不同情況 1 直線電流 用右手握住導(dǎo)線 讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致 彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向2 環(huán)形電流 大拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線的方向 3 通電螺線管 類似環(huán)形電流 條形磁鐵 分別類似小磁針 條形磁鐵 舉例練習(xí) 在奧斯特實驗中 小磁針N極怎樣偏轉(zhuǎn) 為什么 小磁針N極垂直紙面向里偏轉(zhuǎn) 練習(xí) 如圖所示 a b c三枚小磁針分別放在通電螺線管的正上方 管內(nèi)和右側(cè) 當(dāng)這些小磁針靜止時 小磁針N極的指向是 A a b c均向左B a b c均向右C a向左 b向右 c向右D a向右 b向左 c向右 3 下列關(guān)于磁場的說法中 正確的是 A 只有磁鐵周圍才存在磁場B 磁場是假想的 不是客觀存在的C 磁場是在磁極與磁極 磁極和電流發(fā)生作用時才產(chǎn)生D 磁極與磁極 磁極與電流 電流與電流之間都是通過磁場發(fā)生相互作用 D 課堂練習(xí)和課外作業(yè) 課堂練習(xí) P31問題與練習(xí)1 4課外作業(yè) P31問題與練習(xí)2 3 4 1 答 小磁針將順時針方向轉(zhuǎn)動 小磁針停止轉(zhuǎn)動時 其N極指向沿磁場方向 即N極指向右 2 答 當(dāng)接通電路后 小磁針的N極指向垂直紙面向外 課堂練習(xí)和課外作業(yè) 課外作業(yè) P31問題與練習(xí)1 4 3 答 電源右接線柱為正極 當(dāng)電路接通電源后 小磁針的N極偏向螺線管 說明螺線管的右端為S 極 根據(jù)安培定則判斷出電路中電流從電源的右接線柱流出 流入電源的左接線柱 則電源的右接線柱為正極 課堂練習(xí)和課外作業(yè) 課外作業(yè) P31問題與練習(xí)1 4 4 答 由圖中磁感線的疏密程度及彎曲程度可知 M點磁場強 P點磁場弱 M點和點磁場方向為各自磁感線的切線方向 它們的磁場方向不同 4 關(guān)于磁感線 下列說法中正確的是 A 磁感線上每一點的切線方向都跟該點的磁場方向一致B 兩條磁感線的空隙處不存在磁場C 不同磁場形成的磁感線可以相交D 磁感線是磁場中客觀存在的 肉眼看不見的曲線 A 5 一條豎直放置的長直導(dǎo)線 通有由下向上的電流 在他正東方某處的磁場方向為 A 向東B 向西C 向南D 向北 D 6 一束粒子沿水平方向飛過小磁針的下方 如圖所示 此時小磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn) 這一束粒子可能是 A 向右飛行的正離子束B 向左飛行的負離子束C 向右飛行的電子束D 向左飛行的電子束 ABD 7 通電螺線管附近放置四個小磁針 如圖所示 當(dāng)小磁針靜止時 圖中小磁針的指向可能的是 涂黑的一端為N極 A aB bC cD d B 8 如圖所示 環(huán)形導(dǎo)線周圍有三只小磁針a b c 閉合開關(guān)S后 三只小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向是 A 全向里B 全向外C a向里 b c向外D a c 向外 b向里 D 9 有一束電子流沿x軸正方向高速運動 如圖所示 電子流在z軸上的P點處所產(chǎn)生的磁場方向是沿 A y軸正方向B y軸負方向C z軸正方向D z軸負方向 A