电流的磁场讲解课件.ppt

1、2.电 流磁 场的复习：复习：当把条形磁铁放在小磁针的周围时，当把条形磁铁放在小磁针的周围时，观察到什么现象？观察到什么现象？其原因是什么？其原因是什么？实验实验:观察到小磁针发生偏转。观察到小磁针发生偏转。因为磁体周围存在着磁场，小磁针因为磁体周围存在着磁场，小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。受到磁场的磁力作用而发生偏转。原因：原因：问：问：小磁针只有放在磁铁周围才会受到磁力小磁针只有放在磁铁周围才会受到磁力作用而发生偏转吗？作用而发生偏转吗？也就是说，只有磁铁周围存在着磁场吗？也就是说，只有磁铁周围存在着磁场吗？其他物质能不能产生磁场呢？其他物质能不能产生磁场呢？汉斯汉斯奥斯特（奥斯特（

2、HansØrsted，1777年年8月月14日日1851年年3月月9日），日），丹麦物理学家、化学家。丹麦物理学家、化学家。1777年年8月月14日生于丹麦的兰格朗岛鲁德乔宾一日生于丹麦的兰格朗岛鲁德乔宾一个药剂师家庭。个药剂师家庭。12岁开始帮助父亲在岁开始帮助父亲在药房里干活，同时坚持学习化学。由药房里干活，同时坚持学习化学。由于刻苦攻读，于刻苦攻读，17岁以优异的成绩考取岁以优异的成绩考取了哥本哈根大学的免费生，学习医学了哥本哈根大学的免费生，学习医学和自然科学。他一边当家庭教师，一和自然科学。他一边当家庭教师，一边在学校学习药物学、天文、数学、边在学校学习药物学、天文、数

3、学、物理、化学等。在物理学领域，他首物理、化学等。在物理学领域，他首先发现载流导线的电流会产生作用力先发现载流导线的电流会产生作用力于磁针，使磁针改变方向。于磁针，使磁针改变方向。奥斯特早在读大学时就深受康德哲学思想的影响，认为各奥斯特早在读大学时就深受康德哲学思想的影响，认为各种自然力都来自同一根源，可以相互转化。他一直坚信电种自然力都来自同一根源，可以相互转化。他一直坚信电和磁之间一定有某种关系，电一定可以转化为磁。当务之和磁之间一定有某种关系，电一定可以转化为磁。当务之急是怎样找到实现这种转化的条件。奥斯特仔细地审查了急是怎样找到实现这种转化的条件。奥斯特仔细地审查了库仑的论断，发现库仑

4、研究的对象全是静电和静磁，确实库仑的论断，发现库仑研究的对象全是静电和静磁，确实不可能转化。他猜测，非静电、非静磁可能是转化的条件，不可能转化。他猜测，非静电、非静磁可能是转化的条件，应该把注意力集中到电流和磁体有没有相互作用来进行探应该把注意力集中到电流和磁体有没有相互作用来进行探索。索。实验实验 1819 1819 年上半年到年上半年到18201820年下半年，奥斯特一面担任电、磁年下半年，奥斯特一面担任电、磁学讲座的主讲，一面继续研究电、磁关系。学讲座的主讲，一面继续研究电、磁关系。18201820年年4 4月，月，在一次讲演快结束的时候，奥斯特抱着试试看的在一次讲演快结束的时候，奥斯特

5、抱着试试看的 心情又心情又作了一次实验。他把一条非常细的铂导线放在一根用玻璃作了一次实验。他把一条非常细的铂导线放在一根用玻璃罩罩着的小磁针上方，接通电源的瞬间，发现磁针跳动了罩罩着的小磁针上方，接通电源的瞬间，发现磁针跳动了一下。这一跳，使有心的奥斯特喜出望外，一下。这一跳，使有心的奥斯特喜出望外，竟激动得在竟激动得在讲台上摔了一跤。但是因为偏转角度很小，而且不很规则，讲台上摔了一跤。但是因为偏转角度很小，而且不很规则，这一跳并没有引起听众注意。以后，奥斯特花了三个月，这一跳并没有引起听众注意。以后，奥斯特花了三个月，作了许多次实验，发现磁针在电流周作了许多次实验，发现磁针在电流周 围都会偏

6、转。在导围都会偏转。在导线的上方和导线的下方，磁针偏转方向相反。线的上方和导线的下方，磁针偏转方向相反。一、奥斯特实验一、奥斯特实验1.演示实验演示实验ABCA A、B B对比，导线中有电流时小磁针发生对比，导线中有电流时小磁针发生偏转，没有电流时不偏转偏转，没有电流时不偏转A A、C C对比，电流方向发生了改变，对比，电流方向发生了改变，小磁针转向改变小磁针转向改变二、电流磁场的方向二、电流磁场的方向安培定则安培定则演示实验一演示实验一 观察观察直线电流直线电流磁感线的形状磁感线的形状 使直导线穿过一块硬纸板，在硬纸使直导线穿过一块硬纸板，在硬纸板上均匀地撤一层细铁屑。轻敲硬纸板，板上均匀地

7、撤一层细铁屑。轻敲硬纸板，同时给导线通电，细铁屑在磁场里被磁同时给导线通电，细铁屑在磁场里被磁化，并在磁场作用下有规则地排列起来。化，并在磁场作用下有规则地排列起来。这时细铁屑排列的形状显示出直线电流这时细铁屑排列的形状显示出直线电流磁场磁感线的形状（图）磁场磁感线的形状（图）实验现象和结果：实验现象和结果：从图乙可以看出，直线电流磁场的磁感线，是围绕导从图乙可以看出，直线电流磁场的磁感线，是围绕导线的一些同心圆。如果用小磁针来判定磁场的方向，线的一些同心圆。如果用小磁针来判定磁场的方向，可以得到下述的安培定则。可以得到下述的安培定则。观察观察直线电流直线电流磁感线的形状磁感线的形状 1、安培

8、定则安培定则（也叫右手螺旋定则）（也叫右手螺旋定则）（一）：一）：用右手握住导线，让伸直的用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向是磁感线的环绕方向(图乙图乙)图甲表示直线电流磁场图甲表示直线电流磁场的磁感线分布情况的磁感线分布情况 直线电流的磁场的几种图直线电流的磁场的几种图二、电流磁场的方向二、电流磁场的方向安培定则安培定则演示实验演示实验 二二 观察观察环形电流环形电流磁感线的形状磁感线的形状 把把环形环形导线穿过一块硬纸板，导线穿过一块硬纸板，纸板纸板水平放置，水平放置，在

9、纸板上均匀地撤一些铁屑。在纸板上均匀地撤一些铁屑。轻敲纸板，同时给导线通电，可以看到轻敲纸板，同时给导线通电，可以看到铁屑所显示的模拟磁感线。铁屑所显示的模拟磁感线。如果把小磁针放在环形导线的中央，如果把小磁针放在环形导线的中央，由由NN极所指的方向可以知道环形电流中极所指的方向可以知道环形电流中心附近磁场的方向。心附近磁场的方向。观察观察环形电流环形电流磁感线的形状磁感线的形状2安培定则安培定则（也叫右手螺旋定则）（二）：（也叫右手螺旋定则）（二）：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直大拇指所指的方向就是环形导线大拇指所指的方向就是环形导线中心

10、轴线中心轴线上磁感线的上磁感线的方向。方向。环形电流的磁场几种图环形电流的磁场几种图 一个环形电流的磁场与小磁针相一个环形电流的磁场与小磁针相似，故可看成小磁针来处理似，故可看成小磁针来处理实验实验 2 演示实验演示实验结论：结论：通电螺线管周围的磁场与条形磁通电螺线管周围的磁场与条形磁铁周围的磁场相似。铁周围的磁场相似。因此因此通电螺线管周围的磁场相当于一个条形磁通电螺线管周围的磁场相当于一个条形磁铁铁。4 4、分析与论证、分析与论证如果如果改变改变通电螺线管的通电螺线管的电流方向电流方向，其周围的其周围的磁场分布磁场分布和和磁场方向磁场方向是否是否会改变？会改变？实验实验1实验实验 2磁场

11、分布磁场分布不不会改会改变，变，磁场方向磁场方向会发生会发生改变改变结论：结论：1、通电螺线管周围存在着磁场；、通电螺线管周围存在着磁场；2、通电螺线管的磁场分布与条形磁体、通电螺线管的磁场分布与条形磁体的磁场相似；的磁场相似；3、通电螺线管的极性取决于电流方向、通电螺线管的极性取决于电流方向安培定则：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极练习练习1.标出螺线管的标出螺线管的N、S极极2.标出螺线管中电流的方向。标出螺线管中电流的方向。3.3.标出电源的正负极标出电源的正负极(图中小磁针静止图中小磁针静止)NS小结小结1电流周围存在磁场，磁场的方向电流

12、周围存在磁场，磁场的方向与电流的方向有关。与电流的方向有关。2通电螺线管对外相当于一个磁通电螺线管对外相当于一个磁体。根据右手螺旋定则确定通电螺线体。根据右手螺旋定则确定通电螺线管的磁极和通电螺线管中的电流方向。管的磁极和通电螺线管中的电流方向。、用右手螺旋定则判定下列螺线管的、极、用右手螺旋定则判定下列螺线管的、极课堂练习课堂练习NSNS SNNSNSNS3。练习画螺线管的绕线（按范例绕线）。练习画螺线管的绕线（按范例绕线）2.如图标出螺线管的电流方向及电源正、负极。如图标出螺线管的电流方向及电源正、负极。NS+-NS+-练习：如图所示，练习：如图所示，a a、b b、c c三枚小磁三枚小磁针分别放在通电螺线管的正上方、管内针分别放在通电螺线管的正上方、管内 和右侧当这些小磁针静止时，小磁针和右侧当这些小磁针静止时，小磁针N N 极的指向是极的指向是()()A Aa a、b b、c c均向左均向左B Ba a、b b、c c均向右均向右C Ca a向左，向左，b b向右，向右，c c向右向右D Da a向右，向右，b b向左，向左，c c向右向右