内容正文:
中物理
第八章 电能与磁
沪教版 物理(初中)
第二节 电流的磁场(2)
学易同步精品课堂
第二学期
电现象和磁现象的相似之处
电现象和磁现象有很多相似之处,它们之间有没有一定的联系?
电现象 磁现象
带电体能吸引轻小物体 磁体能吸引磁性物体
电荷有两种电荷 磁体有两个磁极
同种电荷相排斥,
异种电荷相吸引 同名磁极相排斥,
异名磁极相吸引
电荷不接触就能互相作用 磁体不接触就能互相作用
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复习
科学家们基于这种想法,一次又一次地寻找电与磁的联系。
思考
课堂导入
1820年丹麦物理学家奥斯特终于用实验证实通电导体的周围存在着磁场。第一次揭示了电和磁之间的联系,这一重大发现轰动了科学界,使电磁学进入一个新的发展时期。
2
第二节 电流的磁场
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课堂活动
如图所示,奥斯特将一小磁针放在直导线下方,把导线接在电源两极上,闭合开关,通过观察小磁针的转动,来研究周围磁场的情况。
1. 奥斯特实验
三、电流的磁场
如图所示,将一枚转动灵活的小磁针放置在直导线下方。然后使导线和电池触接,连通电路,观察小磁针的变化。
实验①
小磁针发生转动
①通电以前,要让导线和小磁针均处于南北方向。
②给导线通电时间要短。因为实验时采用短路的形式获得瞬间的较大电流,主要是使实验现象更明显。
如图乙所示,把电源切断后,观察小磁针的变化。
实验②
小磁针又回到原位置
甲图电路连通瞬间,小磁针发生了转动
乙图断电后小磁针转回到指南北的方向
比较甲、乙,说明通电导线的周围存在磁场。
如图丙所示,改变导体中电流的方向,观察小磁针的转动有什么变化?说明了什么?
说明: 电流的磁场方向跟电流方向有关。
实验③
小磁针N极逆时针转动
小磁针N极顺时针转动
结论
①电流周围存在着磁场。②磁场方向跟电流方向有关。
视频欣赏《奥斯特实验-电流的磁场》
电流周围存在着磁场,这一现象叫做电流的磁效应。
揭示了电和磁之间存在着联系。
2. 电流的磁效应
通电直导线周围的磁场
细铁屑显示通电直导线周围磁感线的分布
3. 通电直导线电流周围的磁场
小磁针显示通电直导线周围的磁场情况
电流方向
电流方向
在奥斯特的实验中使用的是一根直导线,我们先研究通电直导线周围的磁场情况。
直线电流周围的磁感线,是以导线上各点为圆心的同心圆
电流方向I
电流方向
电流方向
改变电流的方向时,直线电流周围磁感线的方向也随着变化。
①直线电流周围的磁感线,是以导线上各点为圆心的同心圆;磁感线的方向与电流方向有关。
结论
用右手握住导线,让伸直的拇指指向电流的方向,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
②通电直导线磁场方向的判断方法
安培定则(一)
视频欣赏《通电直导线的磁场》
在研究电流的磁场时,一根导线产生的磁性太弱,若将导线绕成螺线管(也叫线圈)可以使磁性增强。
4.通电螺线管的磁场
①几种螺线管(也叫线圈)
螺线管示意图
将导线绕在圆筒上
学习了奥斯特实验,我们知道通电导体周围存在磁场。那么通电螺线管的磁场有何特点?
②实验探究:通电螺线管的磁场特点
思考
演示:在螺线管的周围放上小磁针。通电后观察小磁针的转动,观察小磁针北极的指向情况。
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②实验探究:通电螺线管的磁场特点
通电螺线管周围存在磁场
通电后,小磁针北极的指向发生改变
通电前,小磁针北极指向一定
演示:在螺线管周围透明的硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后轻敲纸板,观察细铁屑的排列情况。
细铁屑的排列情况与条形磁体的情况相似。
探究通电螺线管外部的磁场分布情况
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通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似。
通电螺线管周围的磁场方向与电流方向有关。
演示实验:
通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系。
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电流方向
电流方向
通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。
通电螺线管两端的极性与其中的电流方向有关。
实验结论
通电螺线管的磁场特点:
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视频欣赏《通电螺线管的磁场》
通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似,那么怎么判定通电螺线管的磁场呢?
思考
①用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那一端就是螺线管的N极(也叫右手螺旋定则)。
5. 安培定则(二)
②通电螺线管的绕法及电流方向
改变电流方向的方法有四种,但最终螺线管上的电流方向只有两种。
视频欣赏《安培定则》
条形磁体 通