人教版高中物理選修1-1學(xué)案：2.2電流的磁場(chǎng)

1、 2.2 電流的磁場(chǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.了解奧斯特、安培等科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)研究對(duì)人們認(rèn)識(shí)電磁現(xiàn)象所起的重要作用.2.會(huì)用磁感線描繪直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管周圍的磁場(chǎng).3.會(huì)用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管周圍的磁場(chǎng)方向知識(shí)點(diǎn)一、電流的磁效應(yīng)1電流的磁效應(yīng)：1820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)：把一根導(dǎo)線平行地放在磁針的上方，給導(dǎo)線通電時(shí)，磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)，這個(gè)現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)2電流具有磁效應(yīng)，證明電與磁之間是有聯(lián)系的二、電流磁場(chǎng)的方向1直線電流磁場(chǎng)的磁感線是圍繞導(dǎo)線的一些同心圓直線電流的磁場(chǎng)方向可以用安培定則來判斷：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指的方向與電流的方向一致，那么，彎曲

2、的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向2通電螺線管的磁場(chǎng)方向的判斷：右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致，拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向3通電螺線管對(duì)外相當(dāng)于一個(gè)條形磁鐵，它也有N極、S極兩個(gè)磁極.知識(shí)探究一、電流的磁效應(yīng)問題設(shè)計(jì)1舉例說明電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間存在相似性答案自然界中的磁體總有兩個(gè)磁極：南極和北極，自然界中同樣存在兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷；同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引，同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引2小磁針只有放在磁體周圍才會(huì)受到磁力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，也就是說，只有磁體周圍存在著磁場(chǎng)嗎？答案不是小磁針放在通電導(dǎo)體周圍也發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電流周圍也有磁場(chǎng)要點(diǎn)

3、提煉1電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似性電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象有不少相似的地方例如：磁體能使附近鐵棒產(chǎn)生磁性，帶電體能使它附近的導(dǎo)體感應(yīng)出電荷來；自然界中的磁體總有兩個(gè)磁極：南極和北極，自然界中同樣存在兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷；同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引，同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引2奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)(1)電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)(2)電流的磁效應(yīng)是丹麥物理學(xué)家奧斯特于1820年發(fā)現(xiàn)的二、電流磁場(chǎng)的方向問題設(shè)計(jì)1演示實(shí)驗(yàn)：將一根與電源、開關(guān)相連接的直導(dǎo)線用架子架高，沿南北方向水平放置將小磁針平行地放在直導(dǎo)線的上方和下方，請(qǐng)觀察直導(dǎo)線通、斷電時(shí)小磁針的偏轉(zhuǎn)情況觀察到什么現(xiàn)象？通

4、過這個(gè)現(xiàn)象可以得出什么結(jié)論呢？答案觀察到通電時(shí)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷電時(shí)小磁針又回到原來的位置通電后導(dǎo)線周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電后導(dǎo)線周圍的空間對(duì)小磁針產(chǎn)生磁力的作用，由此我們可以得出：通電導(dǎo)線和磁體一樣，周圍存在著磁場(chǎng)2重做上面的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)觀察當(dāng)電流的方向改變時(shí)，小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向是否發(fā)生變化觀察到什么現(xiàn)象？這說明什么？答案觀察到電流的方向改變時(shí)，小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變，說明電流的磁場(chǎng)方向也發(fā)生變化要點(diǎn)提煉1直線電流的磁場(chǎng)(1)磁場(chǎng)方向的判斷方法安培定則：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指的方向與電流的方向一致，那么，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向，如圖1所示圖1(2)磁感線的分布

5、特點(diǎn)直線電流的磁場(chǎng)可有三種不同的畫法，如圖2所示圖2圖中的“×”號(hào)表示磁場(chǎng)方向垂直進(jìn)入紙面，“·”號(hào)表示磁場(chǎng)方向垂直離開紙面直線電流的磁場(chǎng)無磁極，是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱2環(huán)形電流的磁場(chǎng)(1)磁場(chǎng)方向的判斷方法安培定則：讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線的方向(2)磁感線的分布特點(diǎn)兩側(cè)分別是N極和S極，離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱，畫法如圖3所示圖33通電螺線管的磁場(chǎng)(1)磁場(chǎng)方向的判斷方法：用安培定則來判定(2)磁感線的分布特點(diǎn)兩端分別是N極和S極，管內(nèi)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，管外是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，畫法如圖4所示圖4例題一、電流磁

6、場(chǎng)方向的判斷例1如圖5所示，a、b是直線電流的磁場(chǎng)，c、d是環(huán)形電流的磁場(chǎng)，e、f是螺線管電流的磁場(chǎng)試在各圖中補(bǔ)畫出電流方向或磁感線方向圖5解析根據(jù)安培定則，可以確定a中電流方向垂直紙面向里，b中電流方向從下向上，c中電流方向是逆時(shí)針方向，d中磁感線方向向下，e中磁感線方向向左，f中磁感線方向向右答案見解析針對(duì)訓(xùn)練如圖6所示，水平直導(dǎo)線ab通有向右的電流I，置于導(dǎo)線正下方的小磁針S極將()圖6A向紙外偏轉(zhuǎn)B向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)C在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)過90°D不動(dòng)答案A解析據(jù)安培定則可以確定，通電直導(dǎo)線在其下方產(chǎn)生垂直紙面向里的磁場(chǎng)，在磁力的作用下，小磁針N極向紙里偏轉(zhuǎn)，S極向紙外偏轉(zhuǎn)，A項(xiàng)正確二、

7、安培定則的綜合應(yīng)用例2放在通電螺線管里面的小磁針保持靜止時(shí)，對(duì)于N極的指向，兩位同學(xué)的回答相反甲說，小磁針的位置如圖7甲所示，因?yàn)楣軆?nèi)的磁感線向右，所以小磁針的N極指向右方；乙說，小磁針的位置如圖乙所示，他的理由是通電螺線管的N極在右側(cè)，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，小磁針的S極指向右方，你的看法是怎樣的？他們誰的答案錯(cuò)了？錯(cuò)在哪里？圖7解析小磁針N極指向右“同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引”只適用于兩個(gè)磁體互為外部時(shí)磁極間的相互作用小磁針在磁場(chǎng)中靜止時(shí)，N極所指的方向，就是磁感線的方向，所以乙的答案錯(cuò)了在磁場(chǎng)中保持靜止的小磁針，它的N極一定指向磁感線的方向，甲的答案正確答案見解析針對(duì)訓(xùn)練如圖8所示，當(dāng)開關(guān)K閉合時(shí)電磁鐵和物體ab相互吸引，則正確的說法是()圖8Aab一定是磁鐵，且a端一定是N極B