第七章

磁與電第2節(jié)

電流的磁場(chǎng)1.了解奧斯特的發(fā)現(xiàn)及其意義，知道通電直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng)分布。2.了解導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng)，知道通電螺線(xiàn)管周?chē)拇艌?chǎng)與條形磁體磁場(chǎng)的相似性。3.掌握安培定則(右手螺旋定則)。4.知道磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。什么樣物體的周?chē)艜?huì)有磁場(chǎng)？通電時(shí)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電流周?chē)嬖诖艌?chǎng)。電路斷開(kāi)，小磁針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明沒(méi)有電流時(shí)磁場(chǎng)消失通電斷電改變電流方向改變電流方向，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也隨之改變，說(shuō)明磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)知識(shí)點(diǎn)1奧斯特的發(fā)現(xiàn)1.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：①實(shí)驗(yàn)前先讓在水平面內(nèi)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針靜止。②導(dǎo)線(xiàn)與小磁針平行，且導(dǎo)線(xiàn)與小磁針間距離較小。③由于實(shí)驗(yàn)時(shí)電源短路，故實(shí)驗(yàn)時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。2.奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：①通電導(dǎo)體周?chē)嬖诖艌?chǎng)（電流具有磁效應(yīng)）。②通電導(dǎo)體周?chē)拇艌?chǎng)方向與電流方向有關(guān)。3.奧斯特的發(fā)現(xiàn)，揭示了電與磁的聯(lián)系。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，直線(xiàn)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，磁感線(xiàn)是以導(dǎo)線(xiàn)為圓心排列的系列同心圓。如圖所示是奧斯特實(shí)驗(yàn)的示意圖，分別做甲和乙實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明_____________________；分別做甲和丙實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明_______________________________________。通電導(dǎo)體周?chē)嬖诖艌?chǎng)通電導(dǎo)體周?chē)拇艌?chǎng)方向與電流方向有關(guān)把導(dǎo)線(xiàn)繞在圓筒上就構(gòu)成了一個(gè)螺線(xiàn)管，日常生活中，通常把螺線(xiàn)管稱(chēng)為線(xiàn)圈。我們知道通電導(dǎo)線(xiàn)附近存在磁場(chǎng)，那么通電螺線(xiàn)管附近的磁場(chǎng)是什么樣的呢？知識(shí)點(diǎn)2通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)1：通電螺線(xiàn)管周?chē)拇艌?chǎng)在螺線(xiàn)管的兩端各放一個(gè)小磁針，在硬紙板上均勻地撒滿(mǎn)鐵屑。通電后觀(guān)察指針指向，輕敲紙板，觀(guān)察鐵屑的排列情況。改變電流方向，觀(guān)察指針和鐵屑是否有變化。結(jié)合兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，對(duì)比右圖可知：通電螺線(xiàn)管的外部磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似。把小磁針?lè)诺铰菥€(xiàn)管周?chē)煌恢?，記錄磁針N極的指向?qū)嶒?yàn)2：通電螺線(xiàn)管的極性與電流方向的關(guān)系取繞向不同的螺線(xiàn)管，依次設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn):向螺線(xiàn)管內(nèi)通入不同方向的電流，用小磁針驗(yàn)證它們的N、S極結(jié)論：通電螺線(xiàn)管兩端極性與線(xiàn)圈中電流方向有關(guān)。甲、乙(或丙、丁)螺線(xiàn)管的繞法不同，螺線(xiàn)管中電流的方向相同，通電螺線(xiàn)管兩端的極性相同。甲、丙(或乙、丁)螺線(xiàn)管的繞法相同，螺線(xiàn)管中電流的方向不同，通電螺線(xiàn)管兩端的極性不同。條形磁體的磁場(chǎng)與通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)對(duì)比比較項(xiàng)目條形磁體通電螺線(xiàn)管磁性有無(wú)不方便控制可通過(guò)電路的通斷控制磁性強(qiáng)弱短時(shí)間內(nèi)基本不變由電流大小和線(xiàn)圈匝數(shù)決定磁極短時(shí)間不易改變由電流方向和繞線(xiàn)方向決定法國(guó)科學(xué)家安培總結(jié)出判斷通電螺線(xiàn)管兩端極性跟電流方向的關(guān)系的方法：用右手握螺線(xiàn)管，讓四指彎向螺線(xiàn)管中電流的方向，則大拇指所指的那一端就是螺線(xiàn)管的N極。安培定則1.依據(jù)繞線(xiàn)確定的螺線(xiàn)管中電流的方向，判斷它的磁極。2.給出通電螺線(xiàn)管的磁極，判斷線(xiàn)圈中的電流方向。3.由螺線(xiàn)管兩端導(dǎo)線(xiàn)的電流方向及磁極，對(duì)螺線(xiàn)管繞線(xiàn)。安培定則的應(yīng)用如圖所示，在通電螺線(xiàn)管(導(dǎo)線(xiàn)中箭頭表示電流方向)附近放置的小磁針(紅端為N極)，靜止時(shí)指向正確的是(

)解析：A中螺線(xiàn)管N極在右端，小磁針左端為S極，右端為N極，正確；B中螺線(xiàn)管N極在上端，小磁針上端為S極，下端為N極，錯(cuò)誤；C中螺線(xiàn)管N極在左端，小磁針左端為S極，右端為N極，錯(cuò)誤；D中螺線(xiàn)管N極在左端，小磁針左端為S極，右端為N極，錯(cuò)誤。

環(huán)形電流的磁場(chǎng)與小磁針的磁場(chǎng)相似。受到啟發(fā)，科學(xué)家找到了物體磁性的來(lái)源。物質(zhì)是由原子組成的，原子由帶正電的原子核和繞核旋轉(zhuǎn)的電子組成。電子繞核旋轉(zhuǎn)就形成環(huán)形電流，這些環(huán)形電流周?chē)托纬闪舜艌?chǎng)。知識(shí)點(diǎn)3物體磁性從哪里來(lái)組成物質(zhì)的每個(gè)原子都可看做是一個(gè)微型小磁針，內(nèi)部微型小磁針指向紊亂的物體不顯磁性，內(nèi)部微型小磁針指向較為一致的物體具有磁性；物體磁化的過(guò)程，實(shí)際上是物體內(nèi)微型小磁針按順序“整隊(duì)”的過(guò)程。1.奧斯特實(shí)驗(yàn)：證明了電流的磁效應(yīng)。2.通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)與條形磁體磁場(chǎng)相似。磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)，用右手握螺線(xiàn)管，讓彎曲四指彎向螺線(xiàn)管中的電流方向，則大拇指所指的那一端就是螺線(xiàn)管的N極。3.每個(gè)原子都可以看做是一個(gè)微型小磁針。微型小磁針指向較為一致，物體就具有磁性。一、電流的磁效應(yīng)通電導(dǎo)體的周?chē)?/p>

,磁場(chǎng)的方向跟

有關(guān)。

二、通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)與

的磁場(chǎng)很相似,通電螺線(xiàn)管的兩端相當(dāng)于

的兩個(gè)磁極,其極性跟螺線(xiàn)管中的

有關(guān)。

三、安培定則用

握住螺線(xiàn)管,讓

指向螺線(xiàn)管中電流的方向,則拇指所指的那端就是螺線(xiàn)管的

。磁場(chǎng)

電流方向

條形磁體

條形磁體

電流方向

右手

四指

N極

通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)及判斷通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)很相似:在通電螺線(xiàn)管的外部,磁感線(xiàn)是從N極出發(fā),回到S極;在通電螺線(xiàn)管內(nèi)部,磁感線(xiàn)從S極到N極。判斷螺線(xiàn)管的南北極時(shí),要注意一是要用右手,二是四指指向,三是拇指動(dòng)作和指示。安培定則不僅可以判斷通電螺線(xiàn)管的N、S極,也可以反過(guò)來(lái)判斷通電螺線(xiàn)管中的電流方向,具體做法是用右手握住螺線(xiàn)管,大拇指指向螺線(xiàn)管的N極,則四指彎曲的方向就是電流的方向。利用安培定則判斷通電螺線(xiàn)管的N、S極時(shí),容易出錯(cuò)的地方一般有:左右手混淆;四指指向與大拇指指向混淆;已知電流方向和螺線(xiàn)管的繞向,不會(huì)判斷N、S極;已知N、S極和螺線(xiàn)管的繞向,不會(huì)判斷電流方向?！纠}】

下列四幅圖中,通電螺線(xiàn)管的極性標(biāo)注正確的是(

)解析:選項(xiàng)A中電流由螺線(xiàn)管的左端流入,由安培定則可知,螺線(xiàn)管的左端為N極,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。選項(xiàng)B中電流由螺線(xiàn)管的右端流入,由安培定則可知,螺線(xiàn)管的右端為N極,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。選項(xiàng)C中電流由螺線(xiàn)管的右端流入,由安培定則可知,螺線(xiàn)管的左端為N極,故選項(xiàng)C正確。選項(xiàng)D中電流由螺線(xiàn)管的右端流入,由安培定則可知,螺線(xiàn)管的左端為N極,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

答案:C一、電流的磁效應(yīng)1.第一位證實(shí)電流周?chē)嬖谥艌?chǎng)的科學(xué)家是(

)A.牛頓B.焦耳C.安培D.奧斯特D奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)明電流周?chē)嬖谥艌?chǎng),他最早揭示了電和磁之間的聯(lián)系,因此,第一位證實(shí)電流周?chē)嬖谥艌?chǎng)的科學(xué)家是奧斯特。2.下圖是奧斯特實(shí)驗(yàn)的示意圖,有關(guān)分析正確的是

(

)A.通電導(dǎo)線(xiàn)周?chē)艌?chǎng)方向由小磁針的指向決定B.發(fā)生偏轉(zhuǎn)的小磁針對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)有力的作用C.移去小磁針后的通電導(dǎo)線(xiàn)周?chē)淮嬖诖艌?chǎng)D.通電導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng)方向與電流方向無(wú)關(guān)B通電導(dǎo)線(xiàn)周?chē)艌?chǎng)的方向由電流的方向決定,故A、D錯(cuò)誤;當(dāng)將通電導(dǎo)體放在小磁針上方時(shí),小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),說(shuō)明小磁針受到了力的作用,故B正確;該磁場(chǎng)與小磁針的有無(wú)無(wú)關(guān),移走小磁針后,磁場(chǎng)不變,故C錯(cuò)誤。二、通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)3.通電螺線(xiàn)管外部的磁場(chǎng)和

形磁體外部的磁場(chǎng)一樣,它的兩端分別是

極、

極。當(dāng)改變螺線(xiàn)管中的電流方向時(shí),螺線(xiàn)管的兩磁極

。條

NS改變

三、安培定則4.如圖所示,四位同學(xué)判斷通電螺線(xiàn)管極性時(shí)的做法,正確的是(

)A既要使用右手,又要使四指彎曲并指向電流的方向。5.通電螺線(xiàn)管中的電流方向如圖所示,由此可以判斷出通電螺線(xiàn)管的左端是

(選填“N”或“S”)極。N解析