1、二、电流的磁场学 习 目 标知 识 脉 络1.知道奥斯特、安培等科学家的实验研究对人们认识电磁现象的重要意义2理解磁感线方向与电流方向关系的安培定则(重点)3学会用磁感线描绘直线电流、环形电流和通电螺线管周围的磁场(重点、难点)4掌握用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管周围的磁场(难点、重点)一、电流的磁效应1磁极间作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引2电流的磁效应：1820年，奥斯特发现：把一根导线平行地放在磁针的上方，给导线通电时，磁针发生了偏转，说明电流也能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应3意义：用实验展示了电与磁的联系二、电流磁场的方向1直线电流磁场的磁感线(1)分布
2、：以导线为圆心的一些同心圆(2)安培定则：右手握住导线，让伸直的拇指的方向与电流的方向一致，那么，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向2环形导线、螺线管的磁感线(1)分布：外部从N极到S极，内部从S极到N极，每一条磁感线都是闭合的曲线(2)安培定则：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向3通电螺线管的磁场如图所示，通电螺线管外部的磁场与条形磁铁十分相似，左端相当于条形磁铁的N极通电螺线管的磁场1思考判断(1)奥斯特发现了电流的磁效应()(2)电流的磁效应揭示了电与磁的联系()(3)奥斯特做电流的磁效应实验时，通电直导线应东西放置效果
3、最好()(4)直线电流磁场的磁感线是以导线为圆心的一些同心圆()(5)通电螺线管内部的磁场方向是从N极到S极()(6)磁感线是闭合的曲线，没有起点和终点()2下列说法正确的是()A磁铁是磁场的唯一来源B磁感线是从磁体的北极出发而到南极终止C静止的电荷只能产生电场，运动的电荷才能产生磁场D两条磁感线空隙处不存在磁场C由电流的磁效应可知电流也能产生磁场，选项A错；由磁感线的特性可知选项B、D错；由磁场的产生原因可知选项C正确3如图所示，一个正电子沿着逆时针方向做匀速圆周运动，则此正电子的运动()A不产生磁场B产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向里C产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向外D只在圆周内
4、侧产生磁场C正电子沿逆时针方向做匀速圆周运动时，相当于沿逆时针的环形电流，由安培定则可知在圆心处产生的磁场方向垂直纸面向外，C选项正确4如图所示，小磁针放置在螺线管轴线的左侧当螺线管通以恒定电流时，不计其他磁场的影响，小磁针静止时N极的指向是()A向左 B向右C向上D向下A由安培定则可知，闭合开关后，螺线管的左端相当于条形磁铁的N极，根据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时N极的指向是向左，选项A正确电流的磁效应1.电流磁效应的发现1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，导线通电后，其下方与导线平行的小磁针会发生偏转，如图为奥斯特发现电流磁效应的实验装置2电流的磁效应的物理意义展示了电和磁的联系，说
5、明了电与磁之间存在相互作用对电与磁研究的深入发展具有划时代的意义可以说，奥斯特的发现“打开了黑暗领域的大门”【例1】在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是()A沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上B沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方C电流沿南北方向放置在磁针的正上方D电流沿东西方向放置在磁针的正上方C在做“奥斯特实验”时，为减弱地球磁场的影响，导线应南北放置在小磁针的正上方或正下方，这样电流产生的磁场为东西方向，会使小磁针有明显的偏转若导线东西放置，电流所产生的磁场为南北方向，小磁针有可能不发生偏转，故A、B、D错，C正确注意事项奥斯特实验要想做的效果明显，应把通电直导线沿
6、南北方向放在小磁针的上方，当通电时小磁针会发生约90的偏转，易观察跟进训练1某同学在做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方，当通电后发现小磁针不动，稍微用手拨动一下小磁针，小磁针转动180后静止不动，由此可知，通电直导线产生的磁场方向是()A自东向西B自南向北C自西向东D自北向南D小磁针开始不动，说明通电导线产生磁场方向与小磁针指向在一条直线上，稍微拨动，转180，则说明方向相反，故选D.常见的几种电流磁场方向1.直线电流的磁场如图所示：(1)纵截面图中的“”号表示磁场方向垂直纸面向里，“”号表示磁场方向垂直纸面向外(2)直线电流的磁场无磁极，距导线越远，磁场越弱2通电螺线管的磁场
7、如图所示：3环形电流的磁场两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱，如图所示【例2】如图所示，电路没接通时三个小磁针方向如图，接通电路后确定三个小磁针的转向及最后N极的指向(其中小磁针3在螺线管内部)思路点拨：根据安培定则判断通电螺线管周围磁场的分布，依据N极受力方向是该点磁场方向判断小磁针的转向及N极的指向解析通电后，由安培定则确定三个小磁针所在位置处的磁场方向，然后根据小磁针静止时N极指向与磁感线方向一致，即可判定小磁针的转动方向由安培定则可知螺线管内部磁场方向由左向右，故小磁针3顺时针转动，最后N极向右；小磁针1所在位置处磁场方向向左，故小磁针1逆时针转动，最后N极指左；小磁针2所在位
8、置处磁场方向向右，小磁针2顺时针转动，最后N极指右答案小磁针1逆时针转动，最后N极指左；小磁针2顺时针转动，最后N极指右；小磁针3顺时针转动，最后N极指右(1)根据安培定则可知，只要知道了电流方向或电流产生的磁场方向中的一个方向，就可以判断出另一个方向(2)通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线分布相似，也是从N极出来，进入S极通电螺线管内部的磁感线跟螺线管的轴线平行，方向由S极指向N极，并和外部的磁感线连接，形成一些环绕电流的闭合曲线跟进训练2如图所示，环形导线的A、B处另用导线与直导线ab相连，(1)图中标出了环形电流磁场的方向，则C和D接电源正极的是_；(2)放在ab下方的小磁针的
9、_极转向纸外解析环形导线已知部分磁场方向，由安培定则可知环形导线中的电流方向为顺时针，因此C端接电源正极由环形电流方向可知直导线ab中电流方向为ba，由安培定则可知，ab下方小磁针处磁场方向垂直纸面向外，N极受力向外，因此N极转向纸外答案(1)C(2)N1.如图所示，关于奥斯特实验的意义，下列说法中正确的是()A发现电流的热效应，从而揭示电流做功的本质B指出磁场对电流的作用力，为后人进而发明电动机奠定基础C发现电磁感应现象，为后人进而发明发电机奠定基础D发现通电导体周围存在磁场，从而把磁现象和电现象联系起来D奥斯特实验发现通电导体周围存在磁场，从而把磁现象和电现象联系起来2通电螺线管内有一在磁
10、场力作用下处于静止的小磁针，磁针指向如图所示，则()A螺线管的P端为N极，a接电源的正极B螺线管的P端为N极，a接电源的负极C螺线管的P端为S极，a接电源的正极D螺线管的P端为S极，a接电源的负极B由小磁针静止时N极指向可判定螺线管内部磁场方向由Q指向P，由安培定则可判定P端为N极，电流由b流入螺线管，即b接电源正极，a接负极，故B项正确3.如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的亥姆霍兹线圈，在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当亥姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时，则()A小磁针N极向里转B小磁针N极向外转C小磁针在纸面内向左摆动D小磁针在纸面内向右摆动A由安培定则可知，线圈内部的磁感线向里，小磁针N极的受力方向即为该处的磁场方向4在图中，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针N极的指向或磁感线方向请画出对应的磁感线(标上方向)或电流方向解析用安培定则来判断，如图所示答案见解析