高中物理 2.2《电流的磁场》学案 新人教版选修1-1

用心 爱心 专心 2 2 电流的磁场 电流的磁场 学习目标学习目标 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 自主学习自主学习 问题 1 复习 当把小磁针放在条形磁体的周围时 观察到什么现象 其原因是什么 问题发散 小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗 也就是说 只有 磁体周围存在着磁场吗 问题 2 1 演示奥斯特实验 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 提问 观察到什么现象 进一步提问 通过这个现象可以得出什么结论呢 师生讨论 教师指出 以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的 此实验又叫做奥斯特实验 这 个实验表明 除了磁体周围存在着磁场外 电流的周围也存在着磁场 即电流的磁场 本节 课我们就主要研究电流的磁场 实验表明 提问 我们知道 磁场是有方向的 那么电流周围的磁场方向是怎样的呢 它与电流的方向 有没有关系呢 问题 3 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 思考 奥斯特实验在我们现在看来是非常简单的 但在当时这一重大发现却轰动了科学 界 这是为什么呢 合作探究合作探究 2 研究通电螺线管周围的磁场 奥斯特实验用的是一根直导线 后来科学家们又把导线弯成各种形状 通电后研究电 流的磁场 其中有一种在后来的生产实际中用途最大 那就是将导线弯成螺线管再通电 那 么 通电螺线管的磁场是什么样的呢 请做下面的实验 演示实验 在纸板上均匀地撒些铁屑 给螺线管通电 轻敲纸板 请观察铁屑的分布 情况 并与条形磁体周围的铁屑分布情况对比 用心 爱心 专心 问题 4 同学们观察到什么现象 问题 5 采用什么办法可以很简便地判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系呢 同学们 看书 讨论 弄清安培定则的作用和判定方法 1 作用 可以判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系 2 判定方法 用右手握住螺线管 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 教师演示具体的判定方法 练习 用安培定则判定 1 在下面如图图 2 2 1 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 2 2 1 2 一束电子流沿x轴正方向高速运动 如图 2 2 2 所示 则电子流产生的磁场在z轴 上的点P处的方向是 A 沿y轴正方向 B 沿y轴负方向 C 沿z轴正方向 D 沿z轴负方向 3 如图图 2 2 3 所示 在通有恒定电流的螺线管内有一点P 过P点的磁感线方向一定是 A 从螺线管的N极指向S极 B 放在P点的小磁针S极受力的方向 C 静止在P点的小磁针N极指的方向 D 在P点放一通电小线圈 磁感线一定垂直于小线圈平面 课堂检测课堂检测 A A 组组 图 2 2 3 图 2 2 2 用心 爱心 专心 1 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 2 关于磁场和磁感线的描述 下列说法中正确的是 A 磁感线可以形象地描述各点磁场的方向 B 磁极之间的相互作用是通过磁场发生的 C 磁感线是磁场中客观存在的线 D 磁感线总是从磁铁的北极出发 到南极终止 3 如图图 2 2 4 所示 环形导线的A B处另用导线与直导线ab相连 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 放在ab下方的小磁针的 极转向纸外 4 如图图 2 2 5 所示所在通电螺丝管内部中间的小磁针 静止时N极指向右端 则 电源的c端为 极 螺线管的a端为 极 5 如图图 2 2 6 所示 可以自由转动的小磁针静止不动时 靠近螺线管的是小磁针 极 若将小磁针放到该通电螺线管内部 小磁针指向与图示位置时的指向相 填 同 或 反 B 组 6 正在通电的条形电磁铁的铁心突然断成两截 则两截铁心将 A 互相吸引 B 互相排斥 C 不发生相互作用 D 无法判断 7 如图 2 2 7 一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时 磁针的S极向纸 内偏转 这一束带电粒子可能是 A 向右飞行的正离子 B 向左飞行的正离子 C 向右飞行的负离子 D 向左飞行的负离子 8 如图图 2 2 8 所示 在一个平面内有六根绝缘的通电导线 电流强度大小相同 1 2 3 4 为面积相等的正方形区域 其中指向纸面内的磁场最强的区 A 1 区 B 2 区 C 3 区 D 4 区 图 2 2 8 图 2 2 6 图 2 2 7 2 2 5 图 2 2 4 用心 爱心 专心 9 有两根外形基本相同的铁条 已知其中一根是永磁体 另一根是普通软铁 单凭视觉是 无法将它们区分开的 若不用其他任何器材 如何才能把它们区分开来 10 小良为了探究电与磁是否有关系进行了一次实验 他选择了干电池 导线 小灯泡 电 流表 开关等器材连好电路 并利用支架把电路中的一根导线竖直放置 并在竖直导线周围 放置多个小磁针 指南针 然后 她合上开关给导线通电 见到小灯泡亮 小磁针发生偏 转 请回答下列问题 1 在电路中连接小灯泡主要是为了 选填知道电路是否接通过或 填避免电路发生短路 2 通电竖直导线周围的小磁针环绕导线形成一个 3 改变导线的电流方向 则小磁针的偏转方向 小磁针环绕导线形成图 形仍是一个 4 通电竖直导线的小磁针的发生偏转 表明电流能够产生 5 如果竖直导线中的电流方向由下自上时 它周围的小磁针北极的环绕方向是逆时针方 向 那么 竖直导线中的电流方向由上自下时 导线周围的小磁针北极的环绕方向 是 6 发现电流磁效应的科学家是丹麦的 学有所得学有所得 用心 爱心 专心 自主学习 问题 1 观察到小磁针发生偏转 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 问题 2 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 师生讨论 通电后导体周围的小磁针发生偏转 说明通电后导体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 周围也存在着磁场 实验表明 通电导线和磁体一样 周围存在着磁场 问题 3 观察到当电流的方向变化时 小磁针 N 极偏转方向也发生变化 说明电流的磁 场方向也发生变化 思考 因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的 而是紧密联系的 从而说明表 面上互不相关的自然现象之间是相互联系的 这一发现 有力推动了电磁学的研究和发展 合作探究 问题 4 1 通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样 2 通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关 当电流的方 向变化时 通电螺线管的磁性也发生改变 问题 5 练习 1 2 A 3 CD 课堂检测 1 B 2 AB 3 C 端 N 极 4 正极 S 极 5 N