内容正文:
第七章 磁与电
第2节 电流的磁场
1.奥斯特的发现。
2.通电螺线管的磁场。
3.安培定则。
4.磁性从哪里来。
学习目标
知识回顾:当把小磁针放在条形磁铁的周围时,观察到什么现象?其原因是什么? 答案:小磁针会发生偏转。条形磁铁周围存在磁场,磁场对小磁针产生力的作用使小磁针发生转动。
思考:小磁针只有放在磁铁周围才会受到磁力作用而发生偏转吗?也就是说,只有磁铁周围存在着磁场吗?其他物质能不能产生磁场呢?今天我们就来学习电流周围的磁场。
新课导入
思考:首先发现电流周围存在磁场的是丹麦物理学家奥斯特,那么奥斯特实验是怎样的呢?
探究实验:奥斯特实验
如图所示,将小磁针放在直导线下方,闭合开关,会发生什么现象?这说明了什么?
一、奥斯卡的发现
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结论:
1.通电导体周围存在磁场。通电导体周围磁场的方向与电流的方向有关。
2.进一步研究发现:直线电流产生的磁场中,磁感线是以导线为圆心排列的系列的同心圆。
3.电生磁即电流能产生磁场,这种现象叫电流的磁效应。
新课讲解
如图所示是奥斯特实验的示意图,分别做图甲和乙所示实验,说明_______________________;分别做图甲和丙所示实验,说明__________________________________________。
通电导体产生的磁场方向与电流方向有关
通电导体周围存在磁场
例
典例分析
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思考: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?
实验探究:通电螺线管的磁场特点
二、通电螺线管的磁场
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新课讲解
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实验结论:
(1)通电螺线管周围存在磁场,通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似。
(2)通电螺线管的磁场方向(磁极)与电流的方向有关。
(3)通电螺线管外部的磁感线是从N极出来,回到S极。
新课讲解
在如图所示的电路中,根据小磁针静止时的指向可知( )
A.a 端是通电螺线管的N 极,c 端是电源正极
B.b 端是通电螺线管的N 极,d 端是电源正极
C.a 端是通电螺线管的N 极,c 端是电源负极
D.b 端是通电螺线管的N 极,d 端是电源负极
A
例
典例分析
新课讲解
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?
三、安培定则
思考
新课讲解
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通电螺线管磁极的判断方法——安培定则:用右手握螺线管,让四指弯向螺线管电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
【易错提示】
通电螺旋管内部磁场的方向与外部磁场方向不同,内部磁场方向是从S 极指向N极。如图所示,是通电 螺旋管内部小磁针静止时的情况。
新课讲解
请在图中小磁针左侧的括号中标出N极或S极,并标出磁感线的方向。
解:
例
典例分析
新课讲解
电流周围产生磁场,电子绕核运动产生电流,每个原子相当于一个微型小磁针。
+
-
原子结构
电流产生磁场
四、磁性从哪里来
新课讲解
物体的磁性来源于原子内电子的运动。
未被磁化的磁性材料
新课讲解
磁化后的磁性材料
N
S
新课讲解
在大部分物体中,由于大量微型小磁针的指向紊乱,物体不显磁性;而在有的物体中当大量微型小磁针指向较为一致,物体就具有了磁性。物体磁化的过程,实际上就是物体内微型小磁针按顺序“整队”的过程。
新课讲解
电流的磁场
奥斯特实验
磁性来源
通电螺线管的磁场
安培定则
课堂小结
1.奥斯特实验:(1)发现者:丹麦物理学家奥斯特。
(2)结论:通电导体周围存在磁场,磁场方向与电流方向有关。
(3)方法:转换法。
(4)意义:揭示了电和磁之间的联系。
2.安培定则: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。
课堂小结
1.如图所示,在通电螺线管周围a、b、c、d四个位置画出的小磁针指向正确的是( )
A
A.a、b
B.b、c
C.c、d
D.a、d
当堂小练
2.小磁针静止在螺线管的附近,闭合开关S时,通电螺线管磁感线方向如图所示,则下列判断正确的是( )
B
A.通电螺线管的右端为N极
B.电源的右端为正极
C.小磁针一直保持静止
D.小磁针N极逆时针转动
当堂小练
(2)改变电流方向,如图丙所示,小磁针偏转方向与图甲______(选填“相同”或“相反”)。
(1)由图甲与乙可知通电导体周围存在_____;
3.丽丽利用电池、小磁针和导线等器材做了如图所示的实验。
磁场
相反
当堂小练
4.某同学研究电流产生的磁场,闭合开关前,小磁针的指向如图甲所示;闭合开关,小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示;只改变电流方向,再次进行实验,小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示,下列是说法正确的是( )
A.由甲、乙两