二、电流的磁场

2 2电流的磁场 复习回顾 1 关于磁感线 下列说法中正确的是 A 磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致B 两条磁感线的空隙处不存在磁场C 不同磁场形成的磁感线可以相交D 磁感线是磁场中客观存在的 肉眼看不见的曲线 2 如图 把小磁针放在磁场中 说明小磁针将怎样转动并停在哪个方向 电现象和磁现象之间存在着许多相似性 例如 自然界中只有正负两种电荷 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 类似地 自然界中只有南北两种磁极 同种磁极相互排斥 异种磁极相互吸引 电现象和磁现象之间是否具有某种联系 科学家们基于这种想法 一次又一次地寻找电与磁的联系 1820年丹麦物理学家奥斯特终于用实验证实通电导体的周围存在着磁场 这一重大发现轰动了科学界 使电磁学进入一个新的发展时期 观察到的物理现象 通电时小磁针发生偏转 断电时小磁针转回到指南北的方向 说明 通电导线周围存在磁场 通电电流方向相反 小磁针偏转方向也相反 说明 磁场方向与电流方向有关 丹麦物理学家 奥斯特 19世纪丹麦物理学家 第一个成功的发现电与磁之间的联系 一 电流的磁效应 电流的磁效应 电流也能产生磁场 这个现象称为电流的磁效应 电流能够产生磁场 那么电流的磁场是怎样的呢 1820年7月21日 丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应 轰动了整个欧洲 9月11日安培得知这一消息后 第二天就重新做了奥斯特的实验 实验中他惊奇的发现 磁针转动的方向和电流的方向有一定的规律 9月18日 在法国科学院学术报告会上 安培高兴地报告了他的重要发现 使科学家们赞叹不已 后来 这个定则就被命名为安培定则 又称为右手螺旋定则 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 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 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 1 通电直导线的磁场 安培定则 一 用右手握住导线 让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致 弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向 图乙 图甲表示直线电流磁场的磁感线分布情况 直线电流的磁场的几种图 2 环形电流的磁场 把环形导线穿过一块硬纸板 纸板水平放置 在纸板上均匀地撤一些铁屑 轻敲纸板 同时给导线通电 可以看到铁屑所显示的模拟磁感线 安培定则 二 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中心轴线上磁感线的方向 环形电流的磁场几种图 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 通电螺线管的磁场 观察铁屑的分布和小磁针的指向 在板上均匀撒满铁屑在螺线管两端各放一个小磁针 通电后观察小磁针的指向 轻轻敲板 观察铁屑的排列 改变电流方向再观察一次 螺线管 一捆长线圈 由多匝线圈组成 通电螺线管的磁感线方向 也可用安培定则来判定 N 通电螺线管内部 磁感线均匀分布 各处磁场强弱相等 通电螺线管外部 磁场分布与条形磁铁的磁场一样 通电螺线管所产生的磁场的多种视图 例题1 下列关于磁场的说法中 正确的是 A 只有磁铁周围才存在磁场B 磁场是假想的 不是客观存在的C 磁场是在磁极与磁极 磁极和电流发生作用时才产生D 磁极与磁极 磁极与电流 电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用 例题2 在奥斯特实验中 小磁针N极怎样偏转 为什么 小磁针N极垂直纸面向里偏转 例题3 如图所示 环形导线周围有三只小磁针a b c 闭合开关S后 三只小磁针N极的偏转方向是 A 全向里B 全向外C a向里 b c向外D a c 向外 b向里 请你用安培定则判断出以下各图中通电螺线管的N极 例题4 N N N N 如图所示 当开关闭合时 1 判断通电螺线管的磁极 2 指出每个小磁针的N S极 N N N N S N N 例题5 例题6 通电螺线管附近放置四个小磁针 如图所示 当小磁针静止时 图中小磁针的指向可能的是 涂黑的一端为N极 A aB bC cD d 如图所示 根据小磁针所指方向及电流方向 画出通电螺线管的绕线情况 例题7 例题8 有一个电池 不知道它的正负极 把它通过电阻跟螺线管连接起来 发现小磁针的N极立即向螺线管偏转 判断哪一端是电池的正极 电源右接线柱为正极 A y轴正方向B y轴负方向C z轴正方向D z轴负方向 例题9 有一束电子流沿x轴正方向高速运动 如图所示 电子流在z轴上的P点处所产生的磁场方向是