1、第第2 2节节 电流的磁场电流的磁场第第7 7章章 磁与电磁与电知识点知识点奥斯特的发现奥斯特的发现知知1 1讲讲11.发现者发现者 丹麦物理学家奥斯特。丹麦物理学家奥斯特。2.内容内容 奥斯特实验说明：奥斯特实验说明：通电导体周围存在磁场。通电导体周围存在磁场。通电通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。导体周围的磁场方向与电流方向有关。3.意义意义 奥斯特的发现，揭示了电与磁的联系，打开了奥斯特的发现，揭示了电与磁的联系，打开了电磁电磁学领域学领域的一扇大门。的一扇大门。知知1 1讲讲4.电流的磁效应电流的磁效应 任何导体中有电流通过时，其周围空间任何导体中有电流通过时，其周围空间均均会会产
2、生磁场，这种现象叫做电流的磁效应。产生磁场，这种现象叫做电流的磁效应。5.奥斯特实验的基本要求奥斯特实验的基本要求 为了让实验现象明显，能完成为了让实验现象明显，能完成实实验探究验探究，实际操作中，要注意两点：实验前先让在，实际操作中，要注意两点：实验前先让在水水平面平面内能内能自由转动的小磁针静止自由转动的小磁针静止；导线与小磁针平导线与小磁针平行，且行，且导线导线与小与小磁针间距离较小磁针间距离较小。知知1 1讲讲6.通电直导线周围磁感线分布通电直导线周围磁感线分布 磁感线是以导线为圆心排列磁感线是以导线为圆心排列的的系列的系列的同心圆。同心圆。知知1 1讲讲实验操作解读实验操作解读1.地
3、球地球周围存在地磁场周围存在地磁场，由于，由于受到地磁场的受到地磁场的作用作用，小磁针，小磁针最终有最终有固定的固定的指向，指向，若小磁针若小磁针没有没有静止前就进行实验静止前就进行实验，将将影响实验现象影响实验现象的观察的观察。2.通电导线周围的磁场通电导线周围的磁场强弱强弱与距离有关，与距离有关，若若导线导线与小磁针与小磁针距离太远距离太远，现象，现象就会不明显就会不明显。知知1 1练练例 1如图如图1 所示是奥斯特实验的示意图，分别做甲和乙所示是奥斯特实验的示意图，分别做甲和乙实验，实验，说明说明_；分别做甲和丙分别做甲和丙实验，实验，说明说明_。通电导体周围存在磁场通电导体周围存在磁场
4、通电通电导体周围的磁场导体周围的磁场方向与电流方向与电流方向有关方向有关知知1 1练练解题秘方解题秘方：分别对比甲与乙和甲与丙实验现象的不分别对比甲与乙和甲与丙实验现象的不同来同来归纳归纳结论。结论。知知1 1练练解析解析：甲：甲实验中，导线中有电流，小磁针偏转；乙实验中，导线中有电流，小磁针偏转；乙实验中实验中，导线，导线中无电流，小磁针不偏转；可见，是中无电流，小磁针不偏转；可见，是通电导体周围的通电导体周围的磁场使磁场使小磁针受力而偏转的，这里小磁针受力而偏转的，这里用到的物理方法是转换法。用到的物理方法是转换法。甲、丙两实验中，导线中电流方向不同，小甲、丙两实验中，导线中电流方向不同，
5、小磁针偏磁针偏转方向不同转方向不同，说明通电导体中电流方向不同，导体，说明通电导体中电流方向不同，导体周围的磁场方向周围的磁场方向就不同就不同。知知1 1练练特别提醒特别提醒做奥斯特实验做奥斯特实验应注意应注意：1.实验时要让导线和小磁针均处于南北方向实验时要让导线和小磁针均处于南北方向，因为通电前小，因为通电前小磁针在地磁场作用下处于南北方向，这样便于比较通电磁针在地磁场作用下处于南北方向，这样便于比较通电前后小磁针的偏转情况。前后小磁针的偏转情况。2.给导线通电时间要短给导线通电时间要短，因为，因为为了使实验为了使实验现象更现象更明显，实验明显，实验中采用中采用了短路了短路的形式获得的形式
6、获得瞬间的瞬间的强电流。强电流。3.对比甲和丙归纳对比甲和丙归纳结论时结论时，注意找出这两，注意找出这两步实验步实验操作中的不操作中的不同同之处之处，即只改变了什么，即只改变了什么因素因素从而导致现象从而导致现象发生改变发生改变。知知2 2讲讲知识点知识点通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场21.螺线管的构成螺线管的构成 把导线绕在圆筒上，日常生活中，通常把把导线绕在圆筒上，日常生活中，通常把螺线管螺线管称为线圈。称为线圈。知知2 2讲讲2.通电螺线管的磁场的特点通电螺线管的磁场的特点(1)与与条形磁体的磁场分布相类似；条形磁体的磁场分布相类似；特别提醒特别提醒条形磁体的条形磁体的磁磁场与场与通电
7、螺线管的通电螺线管的磁场对比磁场对比：比较项目比较项目 条形磁体条形磁体通电螺线管通电螺线管磁性有无磁性有无不方便不方便控制控制可通过电路的可通过电路的通断控制通断控制磁性强弱磁性强弱短时间内短时间内基本不变基本不变由电流大小和由电流大小和线圈匝数决定线圈匝数决定磁极磁极短时间不短时间不易改变易改变由电流方向和由电流方向和绕线方向决定绕线方向决定知知2 2讲讲(2)磁性磁性有无可以控制：由电流的有有无可以控制：由电流的有无无(或或说电路的说电路的通断通断)来来控制；控制；(3)磁性磁性强弱可以改变：由电流的大小和线圈的匝数来决定；强弱可以改变：由电流的大小和线圈的匝数来决定；(4)磁极磁极可变
8、：磁极与电流的方向和绕线的方向有关。可变：磁极与电流的方向和绕线的方向有关。知知2 2讲讲3.探究通电螺线管的磁场探究通电螺线管的磁场(1)在在通电螺线管周围放一些小磁针，通过这些小磁针的通电螺线管周围放一些小磁针，通过这些小磁针的指指向向来展现通电螺线管周围的磁场分布情况。通过实验来展现通电螺线管周围的磁场分布情况。通过实验发发现现，它周围的磁场分布与条形磁体相类似。，它周围的磁场分布与条形磁体相类似。(2)若若将小磁针放在通电螺线管的内部，也可以很方便地将小磁针放在通电螺线管的内部，也可以很方便地观观察察其内部的磁场分布情况。通电螺线管内部的磁场其内部的磁场分布情况。通电螺线管内部的磁场方
9、向方向为由为由南极指向北极。南极指向北极。知知2 2讲讲4.通电螺线管的磁场比通电直通电螺线管的磁场比通电直导线导线(电流相等电流相等)的的磁场强磁场强的的原因各原因各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多。5.安培定则安培定则(1)内容内容：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那一端就是螺线管的向，则大拇指所指的那一端就是螺线管的N 极极。知知2 2讲讲(2)作用：判定通电螺线管的极性与线圈绕向和电流方向之作用：判定通电螺线管的极性与线圈绕向和电流方向之间的关系间的关系。(3)安
10、培安培定则三个方面的应用定则三个方面的应用依据绕线确定的螺线管中电流的方向，判断它的磁极；依据绕线确定的螺线管中电流的方向，判断它的磁极；给出通电螺线管的磁极，判断线圈中的电流方向；给出通电螺线管的磁极，判断线圈中的电流方向；由螺线管两端导线的电流方向及磁极，对螺线管绕线。由螺线管两端导线的电流方向及磁极，对螺线管绕线。知知2 2讲讲活学巧用活学巧用对于画在纸面上对于画在纸面上的螺线管的螺线管，手握不方便，手握不方便，可可作作如下改进：如下改进：1.伸开右手掌，掌心伸开右手掌，掌心对着螺线管对着螺线管；2.让四指弯向线圈中让四指弯向线圈中电流电流的方向；的方向；3.则大拇指所指向则大拇指所指向
11、的一端的一端为通电螺线管为通电螺线管的的N 极。极。知知2 2练练中考中考连云港连云港 如图如图2 所示，请标出通电螺线管的所示，请标出通电螺线管的N、S 极极，并用，并用箭头画出图中磁感线的方向。箭头画出图中磁感线的方向。例 2知知2 2练练解题秘方解题秘方：解决这种类型问题的关键是正确解决这种类型问题的关键是正确标出电流方向。标出电流方向。解析解析：标出电路中的电流方向，用右手握住螺线管，标出电路中的电流方向，用右手握住螺线管，让四让四指弯指弯向螺线管中的电流方向，发现大拇指指向向螺线管中的电流方向，发现大拇指指向螺线管右端，故螺线管右端，故通电通电螺线管的右端为螺线管的右端为N 极，左端
12、为极，左端为S 极；在磁体周围，磁体极；在磁体周围，磁体的磁感线的磁感线总是从总是从N 极出发，极出发，最后回到最后回到S 极，则右极，则右端端(N)极附近磁感线极附近磁感线的方向向外，的方向向外，左端左端(S 极极)附近附近磁感线的方向向内。磁感线的方向向内。知知2 2练练解：如图解：如图3 所示。所示。知知2 2练练方法点拨方法点拨运用安培定则运用安培定则判断通电判断通电螺线管的极性的螺线管的极性的“三步法三步法”：先标先标标出标出螺线管中螺线管中电流方向；电流方向；后指后指用右手用右手握住握住螺线管，让四指弯向螺线管，让四指弯向螺线管螺线管中电中电流的方向；流的方向；再确定再确定根据根据
13、大拇指大拇指的指向确定通电的指向确定通电螺线管螺线管的的N、S 极。极。知知2 2练练中考中考内江内江 闭合开关后，小磁针静止在如图闭合开关后，小磁针静止在如图4 所示所示的的位置位置。请用箭头标出通电螺线管中。请用箭头标出通电螺线管中a 处的电流方向处的电流方向和和b 处的处的磁感线方向磁感线方向。例 3知知2 2练练解题秘方解题秘方：本题的实质是判断螺线管中电流本题的实质是判断螺线管中电流方向，方向，突破口是突破口是由磁极间相互作用规律正确由磁极间相互作用规律正确判断通电螺线管的磁极。判断通电螺线管的磁极。解析解析：由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线
14、管的右的右端是端是S 极，根据安培定则可以判断螺线管中极，根据安培定则可以判断螺线管中a 处处的电流方向的电流方向。在。在磁体周围，磁感线从磁体周围，磁感线从N 极出发回到极出发回到S 极，从而画出极，从而画出b 处处的磁感线的磁感线方向。方向。知知2 2练练解：如解：如图图5 所示。所示。知知2 2练练中考中考广安广安 当闭合开关当闭合开关S 后，小磁针静止时的指向后，小磁针静止时的指向如如图图6 所示，请画出螺线管上导线的绕法。所示，请画出螺线管上导线的绕法。例 4知知2 2练练解题秘方解题秘方：绕好后可由安培定则判断其磁极是否符绕好后可由安培定则判断其磁极是否符合要求。合要求。解析解析：
15、由磁极间的相互作用规律可知通电螺线管右由磁极间的相互作用规律可知通电螺线管右端为端为S极极，用右手握住螺线管，让拇指指向螺旋管左，用右手握住螺线管，让拇指指向螺旋管左端，再根据四端，再根据四指弯曲指弯曲方向和电源正负极画出螺线管方向和电源正负极画出螺线管上导线的绕法。上导线的绕法。知知2 2练练解：如解：如图图7所所示。示。知知2 2练练方法点拨方法点拨运用安培定则运用安培定则判断电源判断电源正负极的正负极的“三步法三步法”：先指先指用右手用右手握住握住螺线管，让大拇指螺线管，让大拇指指向指向螺线管的螺线管的N 极；极；后标后标根据四根据四指弯曲指弯曲方向标出螺线管方向标出螺线管中电流中电流的
16、方向；的方向；再确定再确定 根据电流根据电流的方向确定电源的方向确定电源正负极正负极。知知3 3讲讲知识点知识点物体磁性从哪里来物体磁性从哪里来3组成物质的每个原子都可看做是一个微型小磁针，内组成物质的每个原子都可看做是一个微型小磁针，内部部微型微型小磁针指向紊乱的物体不显磁性，内部微型小磁针小磁针指向紊乱的物体不显磁性，内部微型小磁针指向指向较为较为一致的物体具有磁性；物体磁化的过程，实际上一致的物体具有磁性；物体磁化的过程，实际上是物体是物体内微型内微型小磁针按顺序小磁针按顺序“整队整队”的过程。的过程。知知3 3讲讲知识链接知识链接原子环形电流原子环形电流假说假说：物质由原子组成，物质由
17、原子组成，原子原子由原子核由原子核和绕核和绕核旋转的旋转的电子构成。电子绕电子构成。电子绕核旋转核旋转就形成了环形电流就形成了环形电流。因此因此每个原子都可每个原子都可看作是看作是一个微型小磁针。一个微型小磁针。知知3 3练练在原子内部，核外电子绕原子核运动会在原子内部，核外电子绕原子核运动会形成形成一种环一种环形电流，该环形电流产生的磁场使物质形电流，该环形电流产生的磁场使物质微粒微粒(原子原子)的的两侧相当于两个磁极。若图两侧相当于两个磁极。若图8 中箭头中箭头表示表示的的是电子绕原子核运动的方向，则环形是电子绕原子核运动的方向，则环形电电流流的的左侧为左侧为_(填填“N”或或“S”)极极。例 5S知知3 3练练解析解析：电子带负电，当电子以如图方式运动时，电电子带负电，当电子以如图方式运动时，电流方向流方向与电子与电子定向运动方向相反，根据安培定则可定向运动方向相反，根据安培定则可知，环形电流的知，环形电流的右侧为右侧为N 极，故左侧为极，故左侧为S 极。极。知知3 3练练规律点拨规律点拨首先判断电流方向首先判断电流方向，电子，电子定向移动的方向定向移动的方向与电流方向与电流方向相反；再相反；再利用安培利用安培定则判断磁极定则判断磁极。分子热运动分子热运动电流的磁场电流的磁场磁性来源磁性来源通电螺线管的通电螺线管的磁场磁场奥斯特的发现奥斯特的发现安培定则安培定则
