19-20鲁科版高中物理选修1-1（课件+教师用书）：第2章 第3节 电生磁的探索及价值 第4节 磁的应用及其意义 (2份打包)

第3节　电生磁的探索及价值 第4节　磁的应用及其意义 学 习 目 标 知 识 脉 络 1．了解奥斯特发现电流磁效应的历程．知道安培定则，能用安培定则判定电流周围磁场的磁感线方向．(重点) 2．了解分子电流假说，能解释生活中磁化和去磁的有关现象．(难点) 3．了解指南针的发展历程和对航海事业的推动作用． 4．了解磁记录技术的应用及其意义． 5．知道磁悬浮列车的基本原理，了解它作为理想交通工具所具有的优势. 一、奥斯特的伟大发现——电流的磁效应 1．哲学思想的魅力：丹麦物理学家奥斯特深受康德哲学思想的影响，坚信自然力统一，电与磁一定存在着某种联系，电一定能够转化为磁． 2．电生磁的探究：1820年首次实验成功，通过实验的方式得出了通电导线的周围存在着磁场，从而揭示了电与磁的内在联系． 3．电流的周围存在着磁场，电流磁场的方向可用安培定则来判定． (1)直线电流的磁场 安培定则：用右手握住通电直导线，使伸直拇指的方向与电流的方向一致，则四指弯曲的方向就是电流周围的环绕方向，如图所示． (2)环形电流的磁场 安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形载流导线中心轴线上磁感线的方向，如图所示． (3)通电螺线管的磁场 安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，则拇指所指的方向就是螺线管内部的磁感线的方向．也就是说，拇指指向通电螺线管的北极．如图所示． 二、磁效应产生的秘密、磁的应用 1．安培分子电流假说：安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极．如图所示． 2．磁现象的解释：没有磁性的物体，分子电流的取向杂乱无章，分子电流形成的磁性彼此抵消，总体对外不显磁性．本来没有磁性的铁钉在外磁场的作用下，内部分子电流取向变得大致相同，而两端显示出较强的磁性，形成磁极，使没有磁性的物体具有磁性的过程叫作磁化．使磁体失去磁性的过程叫作消磁或去磁． 3．指南针：司南是世界上最早的指南工具．在司南的基础上人们进行创新，又先后制成了一些新的指南工具，如指南鱼、指南针等． 4．利用磁可以记忆声音、图像和数据等信息，随着技术的发展，人们所熟知的磁记录从磁带到磁鼓、磁盘、记忆棒、磁卡等． 5．磁悬浮列车主要有两种形式：常规磁铁吸引式悬浮和超导排斥式悬浮． 1．思考判断 (1)法国物理学家安培深受启发，经研究提出了安培定则，奠定了电动力学的基础．(√) (2)奥斯特的发现“打开了黑暗领域的大门”．(√) (3)通电螺线管内部的磁感线的方向从N极指向S极．(×) (4)磁感线总是由N极出发指向S极．(×) (5)安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质．(√) (6)振动、高温都能使得分子电流取向变得杂乱无章，使有磁性的物体消磁．(√) (7)指南针自南宋开始用于航海．(×) (8)被广泛应用的磁卡是一种磁记录介质片．(√) 2．合作探究 (1)通电直导线与通电螺线管应用右手螺旋定则来判定磁感线的方向，那么在这两种情况下，大拇指与四指所代表的指向意义相同吗？ 【提示】　不相同．在判定通电直导线磁感线的方向时，大拇指指向电流的方向，四指的指向代表磁感线的方向．在判定通电螺线管磁感线时，四指指向电流的环绕方向，大拇指指向代表螺线管内部磁感线的方向． (2)假设地磁场是由地球表面带电产生的，则地球表面带电的情况是怎样的？ 【提示】　假定地磁场是由环形电流形成的，由于地磁场的N极在地理南极附近，则由安培定则可知，环形电流的方向为由东向西．但由于地球的自转方向为自西向东，所以要想形成由东向西的环形电流，则地球表面必须带负电. 奥斯特的伟大发现——电流的磁效应 1．三种电流磁场的判断比较 直线电流磁场 环形电流磁场 通电螺线管的磁场 特点 无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱 环形电流两侧分别是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越弱 与条形磁铁的磁场相似，两端分别是N极和S极，管内是匀强磁场，磁场最强，管外为非匀强磁场 安培定则图示 立体图 横截面图 纵截面图 2．三点说明 (1)图中的“×”号表示磁场方向垂直纸面向里，“·”号表示磁场方向垂直纸面向外． (2)图中只是表示出了磁感线的方向，对磁感线的疏密没有具体表示． (3)应用安培定则判定电流周围磁场的方向时，直线电流是判定导线之外磁场的方向，环形电流和通电螺线管判定的是线圈轴线上磁场的方向． 【例】　在做“奥斯特实验”时，下列操作现象最明显的是(　　) A．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上 B．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方 C．电流沿南北方向放置在磁针的正上方