高中物理人教版1第二章磁場電流的磁場 教師用書2023版第2章第2節(jié)電流的磁場

二、電流的磁場學(xué)習(xí)目標(biāo)知識脈絡(luò)1．知道奧斯特、安培等科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)研究對人們認(rèn)識電磁現(xiàn)象的重要意義．2．理解磁感線方向與電流方向關(guān)系的安培定則．(重點(diǎn))3．學(xué)會用磁感線描繪直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管周圍的磁場．(重點(diǎn)、難點(diǎn))4．掌握用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管周圍的磁場．(難點(diǎn)、重點(diǎn))電流的磁效應(yīng)eq\o([先填空])1．磁作用：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引．2．電流磁效應(yīng)：1820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)：把一根導(dǎo)線平行地放在磁針的上方，給導(dǎo)線通電時，磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明電流也能產(chǎn)生磁場，這個現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)．3．意義：用實(shí)驗(yàn)展示了電與磁的聯(lián)系．eq\o([再判斷])1．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)．(√)2．電流的磁效應(yīng)揭示了電與磁的聯(lián)系．(√)3．奧斯特做電流的磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時，通電直導(dǎo)線應(yīng)東西放置效果最好．(×)eq\o([后思考])1．能不能說電流的磁效應(yīng)是奧斯特發(fā)明的？【提示】不能，因?yàn)殡娏鞯拇判?yīng)是一種自然現(xiàn)象，只能說是奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)．2．是不是只有磁體周圍存在著磁場？【提示】不是，磁體和電流周圍都有磁場．1．電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)線通電后，其下方與導(dǎo)線平行的小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如圖2-2-1為奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置．圖2-2-12．電流的磁效應(yīng)的物理意義展示了電和磁的聯(lián)系，說明了電與磁之間存在相互作用．對電與磁研究的深入發(fā)展具有劃時代的意義．可以說，奧斯特的發(fā)現(xiàn)“打開了黑暗領(lǐng)域的大門”．1．下列研究物理問題的方法相同的是()【導(dǎo)學(xué)號：46852026】a．根據(jù)電流所產(chǎn)生的效應(yīng)認(rèn)識電流b．研究電流時把它比作水流c．根據(jù)磁鐵產(chǎn)生的作用來認(rèn)識磁場d．利用磁感線來描述磁場A．a(chǎn)與b B．b與dC．c與d D．a(chǎn)與c【答案】D2．關(guān)于磁場和磁感線，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：46852027】A．磁鐵是磁場的唯一來源B．磁感線是從磁體的北極出發(fā)而到南極終止C．靜止的電荷只能產(chǎn)生電場，運(yùn)動的電荷才能產(chǎn)生磁場D．兩磁感線空隙處不存在磁場【解析】由電流的磁效應(yīng)可知電流也能產(chǎn)生磁場，選項A錯；由磁感線的特性可知選項B、D錯；由磁場的產(chǎn)生原因可知選項C正確．【答案】C3．某同學(xué)在做奧斯特實(shí)驗(yàn)時，把小磁針放在水平的通電直導(dǎo)線的下方，當(dāng)通電后發(fā)現(xiàn)小磁針不動，稍微用手撥動一下小磁針，小磁針轉(zhuǎn)動180°后靜止不動，由此可知，通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場方向是()【導(dǎo)學(xué)號：46852028】A．自東向西 B．自南向北C．自西向東 D．自北向南【解析】小磁針開始不動，說明通電導(dǎo)線產(chǎn)生磁場方向與小磁針指向在一條直線上，手指撥動，轉(zhuǎn)180°，則說明方向相反，故選D.【答案】D奧斯特實(shí)驗(yàn)要想做的效果明顯，應(yīng)把通電直導(dǎo)線沿南北方向放在小磁針的上方.當(dāng)通電時小磁針會發(fā)生約90°的偏轉(zhuǎn).易觀察.電流磁場的方向eq\o([先填空])1．直線電流磁場的磁感線(1)分布：以導(dǎo)線為圓心的一些同心圓．(2)安培定則：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指的方向與電流的方向一致，那么，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向．2．環(huán)形導(dǎo)線、螺線管磁感線(1)分布：外部從N極到S極，內(nèi)部從S極到N極，每一條磁感線都是閉合的曲線．(2)安培定則：右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致，拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向．3．通電螺線管的磁場如圖2-2-2所示，通電螺線管外部的磁場與條形磁鐵十分相似，左端相當(dāng)于條形磁鐵的N極．通電螺線管的磁場圖2-2-2eq\o([再判斷])1．直線電流磁場的磁感線是以導(dǎo)線為圓心的一些同心圓．(√)2．通電螺線管內(nèi)部的磁場方向是從S極到N極．(√)3．磁感線是閉合的曲線，沒有起點(diǎn)和終點(diǎn)．(√)eq\o([后思考])1．磁感線能相交嗎？【提示】磁感線若相交，則同一點(diǎn)會有兩個切線方向因而有兩個磁場的方向，不符合實(shí)際．因而不能相交．2．通電螺線管的磁感線是怎樣的？【提示】在通電螺線管外部是由N極到S極，在內(nèi)部是從S極指向N極．1．直線電流的磁場如圖2-2-3所示：圖2-2-3(1)縱截面圖中的“×”號表示磁場方向垂直進(jìn)入紙面，“·”號表示磁場方向垂直射出紙面．(2)直線電流的磁場無磁極，距導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場越弱．2．通電螺線管的磁場如圖2-2-4所示：圖2-2-43．環(huán)形電流的磁場兩側(cè)是N極和S極，離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場越弱，如圖2-2-5所示．圖2-2-54．如圖2-2-6所示，一個正電子沿著逆時針方向做勻速圓周運(yùn)動，則此正電子的運(yùn)動()【導(dǎo)學(xué)號：46852029】圖2-2-6A．不產(chǎn)生磁場B．產(chǎn)生磁場，圓心處的磁場方向垂直紙面向里C．產(chǎn)生磁場，圓心處的磁場方向垂直紙面向外D．只在圓周內(nèi)側(cè)產(chǎn)生磁場【解析】正電荷沿逆時針方向做勻速圓周運(yùn)動時，相當(dāng)于沿逆時針的環(huán)形電流，由安培定則可知在圓心處產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，C選項正確．【答案】C5．在空間坐標(biāo)系中，如圖2-2-7所示，若在x軸正方向通有電流，則y軸P點(diǎn)的磁場方向?yàn)?)圖2-2-7A．y軸正方向B．y軸負(fù)方向C．z軸正方向D．z軸負(fù)方向【解析】由安培定則可知，沿－x方向看，在zOy平面內(nèi)磁感線應(yīng)是以O(shè)為圓心逆時針方向的同心圓，所以P點(diǎn)的磁場方向應(yīng)該沿z軸正方向，故選項C正確．【答案】C6．如圖2-2-8所示，(a)(b)是直線電流的磁場，(c)(d)是環(huán)形電流的磁場，(e)(f)是螺線管電流的磁場，試在各圖中補(bǔ)畫出電流方向或磁感線方向．圖2-2-8【解析】根據(jù)安培定則，可以確定(a)中電流方向垂直紙面向里，(b)中電流的方向從下向上，(c)中電流方向是逆時針，(d)中磁感線的方向向下，(e)中磁感線方向向左，