第2章 2 电流的磁场-2021-2022学年高中物理选修1-1【名师导航】同步Word教参(人教版)

二、电流的磁场 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道奥斯特、安培等科学家的实验研究对人们认识电磁现象的重要意义． 2．理解磁感线方向与电流方向关系的安培定则．(重点) 3．学会用磁感线描绘直线电流、环形电流和通电螺线管周围的磁场．(重点、难点) 4．掌握用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管周围的磁场．(难点、重点) 一、电流的磁效应 1．磁极间作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引． 2．电流的磁效应：1820年，奥斯特发现：把一根导线平行地放在磁针的上方，给导线通电时，磁针发生了偏转，说明电流也能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应． 3．意义：用实验展示了电与磁的联系． 二、电流磁场的方向 1．直线电流磁场的磁感线 (1)分布：以导线为圆心的一些同心圆． (2)安培定则：右手握住导线，让伸直的拇指的方向与电流的方向一致，那么，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向． 2．环形导线、螺线管的磁感线 (1)分布：外部从N极到S极，内部从S极到N极，每一条磁感线都是闭合的曲线． (2)安培定则：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，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向． 3．通电螺线管的磁场 如图所示，通电螺线管外部的磁场与条形磁铁十分相似，左端相当于条形磁铁的N极． 通电螺线管的磁场 1．思考判断 (1)奥斯特发现了电流的磁效应． (√) (2)电流的磁效应揭示了电与磁的联系． (√) (3)奥斯特做电流的磁效应实验时，通电直导线应东西放置效果最好． (×) (4)直线电流磁场的磁感线是以导线为圆心的一些同心圆． (√) (5)通电螺线管内部的磁场方向是从N极到S极． (×) (6)磁感线是闭合的曲线，没有起点和终点． (√) 2．下列说法正确的是(　　) A．磁铁是磁场的唯一来源 B．磁感线是从磁体的北极出发而到南极终止 C．静止的电荷只能产生电场，运动的电荷才能产生磁场 D．两条磁感线空隙处不存在磁场 C　[由电流的磁效应可知电流也能产生磁场，选项A错；由磁感线的特性可知选项B、D错；由磁场的产生原因可知选项C正确．] 3．如图所示，一个正电子沿着逆时针方向做匀速圆周运动，则此正电子的运动(　　) A．不产生磁场 B．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向里 C．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向外 D．只在圆周内侧产生磁场 C　[正电子沿逆时针方向做匀速圆周运动时，相当于沿逆时针的环形电流，由安培定则可知在圆心处产生的磁场方向垂直纸面向外，C选项正确．] 4．如图所示，小磁针放置在螺线管轴线的左侧．当螺线管通以恒定电流时，不计其他磁场的影响，小磁针静止时N极的指向是(　　) A．向左　 B．向右　　　C．向上　　　D．向下 A　[由安培定则可知，闭合开关后，螺线管的左端相当于条形磁铁的N极，根据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时N极的指向是向左，选项A正确．] 电流的磁效应 1.电流磁效应的发现 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，导线通电后，其下方与导线平行的小磁针会发生偏转，如图为奥斯特发现电流磁效应的实验装置． 2．电流的磁效应的物理意义 展示了电和磁的联系，说明了电与磁之间存在相互作用．对电与磁研究的深入发展具有划时代的意义．可以说，奥斯特的发现“打开了黑暗领域的大门”． 【例1】　在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是(　　) 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 D．电流沿东西方向放置在磁针的正上方 C　[在做“奥斯特实验”时，为减弱地球磁场的影响，导线应南北放置在小磁针的正上方或正下方，这样电流产生的磁场为东西方向，会使小磁针有明显的偏转．若导线东西放置，电流所产生的磁场为南北方向，小磁针有可能不发生偏转，故A、B、D错，C正确．] [注意事项]　 奥斯特实验要想做的效果明显，应把通电直导线沿南北方向放在小磁针的上方，当通电时小磁针会发生约90°的偏转，易观察． ［跟进训练］ 1．某同学在做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方，当通电后发现小磁针不动，稍微用手拨动一下小磁针，小磁针转动180°后静止不动，由此可知，通电直导线产生的磁场方向是(　　) A．自东向西　　　　 B．自南向北 C．自西向东 D．自北向南 D　[小磁针开始不动，说明通电导线产生磁场方向与小磁针指向在一条直线上，稍微拨动，转180°，则说明方向相反，故选D.] 常见的几种电流磁场方向 1.直线电流的磁场 如图所示： (1)纵截面图中的“×”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)直线电流的磁场无磁极，距导线越远，磁场越弱． 2．