電流的磁場課件

電流的磁場課件第一頁，共30頁。復(fù)習(xí)：當(dāng)把條形磁鐵放在小磁針的周圍時，觀察到什么現(xiàn)象？其原因是什么？實驗:觀察到小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

因為磁體周圍存在著磁場，小磁針受到磁場的磁力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。原因：第一頁第二頁，共30頁。問：

小磁針只有放在磁鐵周圍才會受到磁力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)嗎？也就是說，只有磁鐵周圍存在著磁場嗎？其他物質(zhì)能不能產(chǎn)生磁場呢？

第二頁第三頁，共30頁。

漢斯?奧斯特（HansØrsted，1777年8月14日－1851年3月9日），丹麥物理學(xué)家、化學(xué)家。1777年8月14日生于丹麥的蘭格朗島魯?shù)聠藤e一個藥劑師家庭。12歲開始幫助父親在藥房里干活，同時堅持學(xué)習(xí)化學(xué)。由于刻苦攻讀，17歲以優(yōu)異的成績考取了哥本哈根大學(xué)的免費生，學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)和自然科學(xué)。他一邊當(dāng)家庭教師，一邊在學(xué)校學(xué)習(xí)藥物學(xué)、天文、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等。在物理學(xué)領(lǐng)域，他首先發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)線的電流會產(chǎn)生作用力于磁針，使磁針改變方向。第三頁第四頁，共30頁。奧斯特早在讀大學(xué)時就深受康德哲學(xué)思想的影響，認為各種自然力都來自同一根源，可以相互轉(zhuǎn)化。他一直堅信電和磁之間一定有某種關(guān)系，電一定可以轉(zhuǎn)化為磁。當(dāng)務(wù)之急是怎樣找到實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的條件。奧斯特仔細地審查了庫侖的論斷，發(fā)現(xiàn)庫侖研究的對象全是靜電和靜磁，確實不可能轉(zhuǎn)化。他猜測，非靜電、非靜磁可能是轉(zhuǎn)化的條件，應(yīng)該把注意力集中到電流和磁體有沒有相互作用來進行探索。實驗1819年上半年到1820年下半年，奧斯特一面擔(dān)任電、磁學(xué)講座的主講，一面繼續(xù)研究電、磁關(guān)系。1820年4月，在一次講演快結(jié)束的時候，奧斯特抱著試試看的心情又作了一次實驗。他把一條非常細的鉑導(dǎo)線放在一根用玻璃罩罩著的小磁針上方，接通電源的瞬間，發(fā)現(xiàn)磁針跳動了一下。這一跳，使有心的奧斯特喜出望外，竟激動得在講臺上摔了一跤。但是因為偏轉(zhuǎn)角度很小，而且不很規(guī)則，這一跳并沒有引起聽眾注意。以后，奧斯特花了三個月，作了許多次實驗，發(fā)現(xiàn)磁針在電流周圍都會偏轉(zhuǎn)。在導(dǎo)線的上方和導(dǎo)線的下方，磁針偏轉(zhuǎn)方向相反。第四頁第五頁，共30頁。一、奧斯特實驗1.演示實驗探究通電直導(dǎo)線周圍的磁場ABC第五頁第六頁，共30頁。A、B對比，導(dǎo)線中有電流時小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，沒有電流時不偏轉(zhuǎn)說明：通電導(dǎo)線周圍存在磁場！A、C對比，電流方向發(fā)生了改變，小磁針轉(zhuǎn)向改變說明：通電導(dǎo)線周圍的磁場方向與電流方向有關(guān)！第六頁第七頁，共30頁。二、電流磁場的方向

——安培定則演示實驗一

觀察直線電流磁感線的形狀使直導(dǎo)線穿過一塊硬紙板，在硬紙板上均勻地撤一層細鐵屑。輕敲硬紙板，同時給導(dǎo)線通電，細鐵屑在磁場里被磁化，并在磁場作用下有規(guī)則地排列起來。這時細鐵屑排列的形狀顯示出直線電流磁場磁感線的形狀（圖）第七頁第八頁，共30頁。實驗現(xiàn)象和結(jié)果：從圖乙可以看出，直線電流磁場的磁感線，是圍繞導(dǎo)線的一些同心圓。如果用小磁針來判定磁場的方向，可以得到下述的安培定則。觀察直線電流磁感線的形狀第八頁第九頁，共30頁。

1、安培定則（也叫右手螺旋定則）（一）：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向(圖乙)．圖甲表示直線電流磁場的磁感線分布情況．第九頁第十頁，共30頁。直線電流的磁場的幾種圖第十頁第十一頁，共30頁。二、電流磁場的方向

——安培定則演示實驗

二

觀察環(huán)形電流磁感線的形狀

把環(huán)形導(dǎo)線穿過一塊硬紙板，紙板水平放置，在紙板上均勻地撤一些鐵屑。輕敲紙板，同時給導(dǎo)線通電，可以看到鐵屑所顯示的模擬磁感線。

如果把小磁針放在環(huán)形導(dǎo)線的中央，由N極所指的方向可以知道環(huán)形電流中心附近磁場的方向。第十一頁第十二頁，共30頁。觀察環(huán)形電流磁感線的形狀第十二頁第十三頁，共30頁。

2安培定則（也叫右手螺旋定則）（二）：

讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致，伸直大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。第十三頁第十四頁，共30頁。環(huán)形電流的磁場幾種圖

一個環(huán)形電流的磁場與小磁針相似，故可看成小磁針來處理第十四頁第十五頁，共30頁。ＩNSNS實驗2NSNSNSNSNSNS演示實驗第十五頁第十六頁，共30頁。結(jié)論：通電螺線管周圍的磁場與條形磁鐵周圍的磁場相似。因此通電螺線管周圍的磁場相當(dāng)于一個條形磁鐵。第十六頁第十七頁，共30頁。第十七頁第十八頁，共30頁。4、分析與論證如果改變通電螺線管的電流方向，其周圍的磁場分布和磁場方向是否會改變？ＩNSNS實驗1第十八頁第十九頁，共30頁。ＩNSNS實驗2磁場分布不會改變，磁場方向會發(fā)生改變第十九頁第二十頁，共30頁。結(jié)論：1、通電螺線管周圍存在著磁場；2、通電螺線管的磁場分布與條形磁體的磁場相似；3、通電螺線管的極性取決于電流方向第二十頁第二十一頁，共30頁。安培定則：

用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極第二十一頁第二十二頁，共30頁。第二十二頁第二十三頁，共30頁。使用安培定則的方法和順序：（1）查清螺線管的繞線方向；（2）標(biāo)出電流在螺線管中的方向；（3）用安培定則確定螺線管的磁極方向第二十三頁第二十四頁，共30頁。練習(xí)1.標(biāo)出螺線管的N、S極NS第二十四頁第二十五頁，共30頁。2.標(biāo)出螺線管中電流的方向。SNSN電源3.標(biāo)出電源的正負極(圖中小磁針靜止)NS第二十五頁第二十六頁，共30頁。小結(jié)

1．電流周圍存在磁場，磁場的方向與電流的方向有關(guān)。

2．通電螺線管對外相當(dāng)于一個磁體。根據(jù)右手螺旋定則確定通電螺線管的磁極和通電螺線管中的電流方向。第二十六頁第二十七頁，共30頁。１、用右手螺旋定則判定下列螺線管的Ｎ、Ｓ極課堂練習(xí)NSNS