2018-2019学年高中物理沪科版选修3-1（课件+教师用书）第5章 5.3　探究电流周围的磁场 (2份打包)

5.3　探究电流周围的磁场 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.学会通过实验探究通电直导线和通电线圈的磁场．(重点) 2．掌握用安培定则判断直线电流、通电线圈周围的磁场．(重点) 3．了解磁现象的电本质，知道安培分子电流假说．(难点) [自 主 预 习·探 新 知] [知识梳理] 一、电流的磁场 1．丹麦的物理学家奥斯特发现通电导线能使小磁针偏转． 2．直线电流的磁场 (1)磁场分布：直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上． (2)安培定则：用右手握住导线，让大拇指指向电流的方向，则弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向． 3．通电线圈的磁场 (1)环形电流的磁场：环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线，也满足安培定则． (2)通电螺线管的磁场：就像一根条形磁铁，一端相当于北极，另一端相当于南极．长直通电螺线管内中间部分的磁场近似匀强磁场． (3)磁感线方向判定：电流方向、磁场磁感线方向仍然满足安培定则．右手握住螺旋管，让四指指向电流的环绕方向，则大拇指指向N极． 二、探究磁现象的本质 1．安培的分子电流假说：在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流，叫分子电流，分子电流使每一个物质微粒都成为微小的磁体，分子电流的两侧相当于两个磁极． 2．磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的． [基础自测] 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”．) (1)直线电流磁场的磁感线一定和电流方向平行．(×) (2)直线电流和通电螺线管的电流方向跟它产生的磁场的磁感线方向之间的关系都符合安培定则．(√) (3)通电螺线管的磁感线都是从N极指向S极．(×) (4)磁铁的磁场和电流的磁场本质是相同的．(√) (5)磁体受到高温或猛烈敲击有时会失去磁性．(√) (6)发现电流磁效应的科学家是安培．(×) 【提示】　 (1)×　直线电流磁感线所在的平面与电流方向垂直． (3)×　螺线管内部磁感线方向从S极指向N极． (6)×　发现电流磁效应的科学家是奥斯特． 2．下列各图中，用带箭头的细实线表示通电直导线周围磁感线的分布情况，其中正确的是(　　) 【导学号：69682254】 D　[通电直导线周围磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆，由安培定则可知选项D正确．] 3．如图是通电直导线周围磁感线的分布情况示意图，各图的中央表示垂直于纸面的通电直导线及其中电流的方向，其他的均为磁感线，其方向由箭头指向表示，这四个图中，正确的是(　　) C　[根据安培定则可以判断，A、B、C电流的磁场沿顺时针方向，D电流的磁场沿逆时针方向，D错．离电流越远，磁场越弱，磁感线越稀疏，故A、B错，C对．] 4．磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性，根据安培的分子电流假说，其原因是(　　) A．分子电流消失 B．分子电流取向变得大致相同 C．分子电流取向变得杂乱 D．分子电流减弱 C　[根据安培的分子电流假说，当分子电流取向变得大致相同时，对外显示磁性；当温度升高或者受到敲击时分子发生运动，分子电流变得紊乱无序，对外不能显示磁性．] [合 作 探 究·攻 重 难] 安培定则的应用 安培定则可以用来判定直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场． 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 直线电流 以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱 环形电流 内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏 通电螺线管 内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极；外部类似条形磁铁，由N极出发回到S极 　弹簧测力计下挂一条形磁铁，其N极一端位于一通电螺线管的正上方，如图5­3­1所示，下列说法正确的是(　　) 图5­3­1 A．若a接电源正极，b接负极，弹簧测力计示数不变 B．若a接电源正极，b接负极，弹簧测力计示数增大 C．若b接电源正极，a接负极，弹簧测力计示数减小 D．若b接电源正极，a接负极，弹簧测力计示数增大 思路点拨：①磁铁和螺线管吸引时弹簧测力计示数增大，排斥时示数减小． ②先确定正、负极，再判断电流方向，最后判断螺线管的N、S极． D　[若a接电源正极，b接负极，螺线管中电流俯视沿逆时针方向，由安培定则判断螺线管的上端相当于条形磁铁的N极，故磁铁受到螺线管对它向上的斥力作用，弹簧测力计示数减小，A、B错误；若b接电源正极，a接负极，由安培定则判断螺线管的上端相当于条形磁铁的S极，磁铁受到螺线管对它向下的引力作用，弹簧测力计示数变大，故C错误，D正确．] 应用安培定则时注意的两点 (1)分清“因”和“果”：在判定直线电流的磁场的方向时，大拇指指“原因”——电流方向，四指指“结果”——磁场绕向