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第七章 磁与电
7.2 电流的磁场
观察与思考
我们知道,当把小磁针放在条形磁铁的周围时,小磁针会发生偏转。这说明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。
我们做两个演示实验:
一、拿一根导线,把小磁针放在导线附近,当给导线通电后,发现小磁针发生了偏转;
二、做一个如图所示的螺线管,在玻璃板上均匀撒上铁屑,给螺线管通电后,我们发现铁屑在玻璃板上的分布发生了变化,拿小磁针在螺线管周围移动时,小磁针同样会发生偏转。
观察与思考
以上现象告诉我们,铁屑在玻璃板上分布发生变化、小磁针发生偏转都是由于“磁场”的作用,这说明通电导线和通电螺线管周围存在磁场。
通电导线和通电螺线管周围的磁场是如何产生的?
毫无疑问,磁场的产生是由于导线中(螺线管中)有电流通过。
或者说电流周围有磁场存在。这一现象叫“电流的磁效应”。
1. 知道电流周围存在着磁场;
2. 认识电流的磁效应,初步了解电和磁之间的联系;
3.知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似;
4. 会用右手螺旋定则判定磁极和通电螺线管的电流方向。
一、奥斯特的发现
奥斯特实验
首先发现电流周围存在磁场的是丹麦物理学家奥斯特。
这就是著名的奥斯特实验
如图所示,将小磁针放在直导线下方,闭合开关,并观察小磁针运动情况。
改变导线电流方向,观察小磁针运动情况。
一、奥斯特的发现
奥斯特实验
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。
一、奥斯特的发现
1.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___________________________________________________。
随讲随练
通电导体周围存在磁场
通电导体产生的磁场方向与电流方向有关
一、奥斯特的发现
2.如图是奥斯特实验的示意图,有关分析正确的是( )。
A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定;
B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用;
C.移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场;
D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
随讲随练
B
一、奥斯特的发现
3.如图所示,当开关闭合时,导线下方的小磁针会发生偏转,说明通电导体周围存在着________,这是丹麦著名物理学家________发现的,属于电流的________(填“热”“磁”或“化学”)效应。
随讲随练
磁场
奥斯特
磁
二、通电螺线管的磁场
螺线管(线圈)就是把导线缠在一个圆筒上,如图。
实验探究
通电螺线管的磁场特点
在螺线管两端各放上一个小磁针,并在纸板上均匀撒满铁屑,通电后观察小磁针的指向,并轻敲硬纸板,观察铁屑的排列情况;
改变电流方向,重复上述步骤。
二、通电螺线管的磁场
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。
二、通电螺线管的磁场
右手螺旋定则
提出问题: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?
二、通电螺线管的磁场
通电螺线管磁极的判断方法——右手螺旋定则:
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。
【注意】
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。
右手螺旋定则
二、通电螺线管的磁场
1.关于通电螺线管,下列说法正确的是( )。
A.铜不能被磁化,故通电螺线管不能利用铜导线制作;
B.通电螺线管的磁场与蹄形磁体相似;
C.通电螺线管的磁性强弱与电流大小无关;
D.通电螺线管中插入铁芯,其磁性会增强
随讲随练
A
二、通电螺线管的磁场
2.如图所示,观察铁屑的排列和小磁针的指向情况,实验结果表明,通电螺线管的磁场和 的磁场一样。通电螺线管的两端相当于磁体的两个________。
随讲随练
条形磁体
磁极
二、通电螺线管的磁场
3.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。
随讲随练
S
<
<
二、通电螺线管的磁场
4.如图所示,根据磁感线的方向,可以判断( )。
A.a为电源的正极,b为小磁针的S极;
B.a为电源的负极,b为小磁针的N极;
C.a为电源的负极,b为小磁针的S极;
D.a为电源的正极,b为小磁针的N极
随讲随练
B
二、通电螺线管的磁场
5.如图所示,小磁针静止在螺线管附近,闭合开关S后,下列判断正确的是( )。
A.通电螺线管的左端为S极;
B.通电螺线管外A点的磁场方向向右;
C.小磁针一直保持静止;
D.小磁针N极向左转动
随讲随练
A
三、物体的磁性从哪里来?
+
-
原子结构
电流产生磁场
未被磁化的磁性材料
磁性材料的磁化过程
物体的磁性来源于原子内电子的运动
磁现象的本质是电
磁体受高温振动消磁
N
S
N
S
考点一:电流的磁场
典型例题 1
图中的两个线圈套在光滑的玻璃管上,导线柔软,可以自由滑动,开关S闭合后,( )。
A.两线圈左右分开;
B.两线圈向中间靠拢;
C.两线圈静止不动;
D.两线圈先左右分开,然后向中间靠拢
A
迁移训练 1
请你根据下图通电螺线管中的电流方向判定螺线管的极性。
S
S
N
N
考点一:电流的磁场