2017人教版高中物理选修(1-1)2.2《电流的磁场》word学案1.doc

1、2.2 电流的磁场 学习目标定位 1.了解奥斯特、安培等科学家的实验研究对人们认识电磁现象所起的重要 作用.2.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.3.会用安培定则判断 直线电流、环形电流和通电螺线管周围的磁场方向 一、电流的磁效应 1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，说明电流能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应 2电流具有磁效应，证明电与磁之间是有联系的 二、电流磁场的方向 1直线电流磁场的磁感线是围绕导线的一些同心圆直线电流的磁场方向可以用安培定则 来判断：右手握住导线，让伸直的拇指的方向与电流的方向

2、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通电螺线管的磁场方向的判断：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通电螺线管对外相当于一个条形磁铁，它也有 N 极、S 极两个磁极. 一、电流的磁效应 问题设计 1举例说明电现象和磁现象之间存在相似性 答案 自然界中的磁体总有两个磁极：南极和北极，自然界中同样存在两种电荷：正电荷 和负电荷；同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸 引 2小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转，也就是说，只有磁体周围存在 着磁场吗？ 答案 不是小磁针放在

3、通电导体周围也发生偏转，电流周围也有磁场 要点提炼 1电现象和磁现象的相似性 电现象和磁现象有不少相似的地方例如：磁体能使附近铁棒产生磁性，带电体能使它附 近的导体感应出电荷来；自然界中的磁体总有两个磁极：南极和北极，自然界中同样存在 两种电荷：正电荷和负电荷；同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，同名磁极相互排斥、 异名磁极相互吸引 2奥斯特发现电流的磁效应 (1)电流能够产生磁场，这个现象叫做电流的磁效应 (2)电流的磁效应是丹麦物理学家奥斯特于 1820 年发现的 二、电流磁场的方向 问题设计 1演示实验：将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高，沿南北方向水平放置将 小磁针平行地放在直

4、导线的上方和下方，请观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况观 察到什么现象？通过这个现象可以得出什么结论呢？ 答案 观察到通电时小磁针发生偏转，断电时小磁针又回到原来的位置通电后导线周围 的小磁针发生偏转，说明通电后导线周围的空间对小磁针产生磁力的作用，由此我们可以 得出：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场 2重做上面的实验，请观察当电流的方向改变时，小磁针 N 极的偏转方向是否发生变 化观察到什么现象？这说明什么？ 答案 观察到电流的方向改变时，小磁针 N 极的偏转方向发生改变，说明电流的磁场方向 也发生变化 要点提炼 1直线电流的磁场 (1)磁场方向的判断方法 安培定则：右手握住导线，让伸直

5、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，如图 1 所示 图 1 (2)磁感线的分布特点 直线电流的磁场可有三种不同的画法，如图 2 所示 图 2 图中的“”号表示磁场方向垂直进入纸面， “”号表示磁场方向垂直离开纸面 直线电流的磁场无磁极，是非匀强磁场，距导线越远处磁场越弱 2环形电流的磁场 (1)磁场方向的判断方法 安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导 线中心轴线上磁感线的方向 (2)磁感线的分布特点 两侧分别是 N 极和 S 极，离圆环中心越远，磁场越弱，画法如图 3 所示 图 3 3通电螺线管的磁场 (1)

6、磁场方向的判断方法：用安培定则来判定 (2)磁感线的分布特点 两端分别是 N 极和 S 极，管内是匀强磁场，管外是非匀强磁场，画法如图 4 所示 图 4 一、电流磁场方向的判断 例 1 如图 5 所示，a、b 是直线电流的磁场，c、d 是环形电流的磁场， e、f 是螺线管电 流的磁场试在各图中补画出电流方向或磁感线方向 图 5 解析 根据安培定则，可以确定 a 中电流方向垂直纸面向里，b 中电流方向从下向上，c 中 电流方向是逆时针方向，d 中磁感线方向向下，e 中磁感线方向向左，f 中磁感线方向向 右 答案 见解析 针对训练 如图 6 所示，水平直导线 ab 通有向右的电流 I，置于导线正下

7、方的小磁针 S 极 将( ) 图 6 A向纸外偏转 B向纸内偏转 C在纸面内顺时针转过 90 D不动 答案 A 解析 据安培定则可以确定，通电直导线在其下方产生垂直纸面向里的磁场，在磁力的作 用下，小磁针 N 极向纸里偏转， S 极向纸外偏转，A 项正确 二、安培定则的综合应用 例 2 放在通电螺线管里面的小磁针保持静止时，对于 N 极的指向，两位同学的回答相 反甲说，小磁针的位置如图 7 甲所示，因为管内的磁感线向右，所以小磁针的 N 极指向 右方；乙说，小磁针的位置如图乙所示，他的理由是通电螺线管的 N 极在右侧，根据异名 磁极相互吸引可知，小磁针的 S 极指向右方，你的看法是怎样的？他们

8、谁的答案错了？错 在哪里？ 图 7 解析 小磁针 N 极指向右 “同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 ”只适用于两个磁体互 为外部时磁极间的相互作用小磁针在磁场中静止时，N 极所指的方向，就是磁感线的方 向，所以乙的答案错了 在磁场中保持静止的小磁针，它的 N 极一定指向磁感线的方向，甲的答案正确 答案 见解析 针对训练 如图 8 所示，当开关 K 闭合时电磁铁和物体 ab 相互吸引，则正确的说法是( ) 图 8 Aab 一定是磁铁，且 a 端一定是 N 极 Bab 一定是磁铁，且 a 端一定是 S 极 Cab 可能是磁铁，且 a 端是 S 极 Dab 可能是一块铁，而不是磁铁 答案 CD 解

9、析 K 闭合时，螺线管就产生了磁场，根据安培定则可知，其右边是 N 极，若 ab 是磁 铁，则左边是 S 极；ab 也可能是一块铁故 C、D 正确 1(物理学史)首先发现电流磁效应的科学家是( ) A安培 B奥斯特 C库仑 D麦克斯韦 答案 B 2(电流磁场方向的判断)一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，如图 9 所示若带电 粒子飞过小磁针上方的瞬间，小磁针 N 极向纸面内偏转，则带电粒子可能是( ) 图 9 A向右飞行的正离子束 B向左飞行的正离子束 C向右飞行的负离子束 D向左飞行的负离子束 答案 AD 解析 离子束下方磁感线垂直纸面向里，由右手螺旋定则可知，位于小磁针上方的电流方 向向右 3(安培定则的综合应用)两根非常靠近且相互垂直的长直导线，当通以如图 10 所示方向 的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的( ) 图 10 A区域 B区域 C区域 D区域 答案 A 解析 由安培定则可知，I1 电流在其上方产生的磁场方向垂直纸面向里，I2 电流在其右方 产生的磁场方向垂直纸面向里，故只有在区域两个电流产生的磁场才都向里 4(安培定则的综合应用)在如图 11 所示的各图中画出导线中通电电流方向或通电导线周 围磁感线的方向或通电螺线管的绕线方向其中(a)、(b)为平面图，(c)、(d)为立体图 图 11 答案