(共28张PPT)
第3节 电流的磁场
带电体和磁体有一些相似的性质,这些相似是一种巧合呢?还是它们之间存在着某些联系呢?
电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,
异种电荷相互吸引。
磁极间的相互作用:同名磁极相互排斥,
异名磁极相互吸引。
辩证讨论
新课引入
1820年,奥斯特在课堂上演示物理实验。他把一条很细的铂导线放在用玻璃罩罩着的小磁针上方,接通电源的瞬间,发现小磁针跳动了一下。这一跳使有心的奥斯特喜出望外,竟然激动得在讲台上摔了一跤。此后的两个月里,奥斯特闭门不出,设计了几十个不同的实验,都证实了通电导线周围存在着磁场。这一重大发现轰动了科学界,使电磁学进入一个新的发展时期。
1.通过实验,了解电流周围存在磁场(电流的磁效应),电流的磁场方向跟电流方向有关
2.通过实验,体验通电螺线管的磁场与条形磁体磁场的相似性,知道通电螺线管两端的磁极性质跟其中的电流方向有关
3.会运用右手螺旋定则(安培定则)判断通电螺线管两端的磁极性质跟电流方向的关系,会根据要求画出螺线管的绕法
难点
学习目标
一、电流的磁场
通过上面的故事,大家一定对奥斯特实验充满好奇,下面我们就来再现下当年的奥斯特实验。
实 验 1
奥斯特实验
观看实验,你发现了什么实验现象?
新知学习
分析实验现象
(1)接通电路,磁针会转动吗?
如甲图所示,将一枚磁针放置在直导线下,使导线和电池触接,连通电路,观察小磁针的偏转。
断开导线,如乙图所示,观察小磁针的偏转。
磁针发生转动。
这个磁场与地磁场方向不同,所以磁针转动。
(2)接通电路,磁针转动说明了什么?
通电后,说明通电导体周围有磁场。
(3)断开电路,磁针恢复原来状态,说明什么?
断电后,导体周围不产生磁场。
磁针转动方向相反。
(2)说明什么?
(1)磁针会转动吗?
如丙图所示,改变电流的方向,观察磁针的变化。
电流的磁场方向跟电流方向有关。
1.电流的周围存在磁场,电流的磁场方向跟电流方向有关。
2.通电导线周围存在与电流方向有关的磁场,这种现象叫作电流的磁效应。
记一记
可能磁场太弱
提出问题:
那么怎样才能使电流的磁场变强呢?
电流周围有磁场,手电筒在通电时旁边的小磁为什么没有发生偏转?
将导线绕在圆筒上,做成螺线管(也叫线圈)。通电后各圈导线磁场更加密集,磁场增强
通电螺线管的磁场是怎样的呢?
螺线管
在玻璃板上均匀地撒上一些铁屑,给螺线管通电后,轻轻敲击玻璃板,注意观察铁屑的排列情况
螺线管外部的磁场形状与哪种磁体的磁场形状相似?
——条形磁铁
探究通电螺线管的磁场分布
实 验 2
将小磁针放置于通电螺线管不同位置,看看电路连通后小磁针的方向有什么变化?
改变电流的方向,重复上述实验,小磁针又会有什么变化?
通电螺线管的磁场方向如何判断呢?
(1)通电螺线管也是有极性的
(2)通电螺线管两端磁极性质与电流方向有关
实验结论
小磁针的方向
电源正负极对调
通电螺线管周围磁场跟条形磁体相似
通电螺线管两端磁性最强
通电螺线管两端磁极性质与电流方向有关
记一记
如图所示,下列说法中错误的是( )
A.这是模拟奥斯特实验的一个场景
B.图示实验说明了通电导线周围存在着磁场
C.将电池的正负极对调后,重新闭合电路,小磁针的偏转方向改变
D.将图中导线断开,小磁针的N极指向地磁的北极
D
针对训练
通过上述实验,我们知道通电螺线管两端磁极性质与电流方向有关。那么,我们该如何根据电流方向判断通电螺线管两端的极性呢?
?
对于通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系,我们可以用右手螺旋定则来表述
二、右手螺旋定则
右手握住螺线管
四指随着电流转
大拇指指向N极。
电源
在通电螺线管外部,磁场方向从N极指向S极
在通电螺线管内部,磁场方向从S极回到N极
S
N
N
S
+
—
改变电流方向
改变绕线方向
右手螺旋定则三个方面的应用
(1)依据绕线确定的螺线管中电流的方向,判断通电螺线管的磁极
(2)给出通电螺线管的磁极,判断线圈中的电流方向或电源正负极
(3)由螺线管两端导线的电流方向及磁极,对螺线管绕线
1.判断下面螺线管中的N极和S极:
N
S
N
S
2.判断螺线管中的电流方向:
N
S
针对训练
N
N
3. 根据图中小磁针所指方向,画出通电螺线管的绕线情况。
电流周围存在磁场
磁场的方向与电流方向有关
与条形磁场相似
极性与电流方向和绕法有关
电生磁
电流的磁效应—奥斯特实验
通电螺线
管的磁场
右手螺旋定则
课堂小结
1.在下图中,分别标出通电螺线管的N极以及磁感线的方向
N
N
随堂练习
2.根据小磁针静止时指针的指向,判断出电源的正负极。
电源
S
N
N
S
+
—
3.在探究通电螺线管的磁场时,如图所示,当闭合开关,小磁针静止后,下面的说法正确的是 ( )
A.小磁针a、b的左端是N极、小磁针c的右端是N极
B.小磁针a、c的左端是N极、小磁针b的右端是N极
C.小磁针b、c的左端是N极、小磁针a的右端是N极
D.小磁针a、c的右端是N极、小磁针b的左端是N极
D
4.小明在探究“通电直导线周围的磁场”实验中,实验装置如图甲所示
(1)其中小磁针的作用是______________。
(2)接通电路后,观察到小磁针偏转,说明电流周围存在________,此现象最早是由物理学家__________ 发现的。
探测周围磁场
磁场
奥斯特
(3)改变直导线中电流方向,小磁针的偏转方向发生了改变,说明电流周围的磁场方向与 _________有关。
电流方向
(4)研究表明,通电直导线周围的磁场分布如图乙所示,则图甲实验中,若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方,小磁针偏转的方向 _______ (填“会”或“不会”)改变。
会