第节《电生磁》课件

1、 第二十章第二十章 电与磁电与磁 第二节第二节 电生磁电生磁 库仑提出电和磁有本质上的区别库仑提出电和磁有本质上的区别 安培安培和毕奥等物理学家认为电和和毕奥等物理学家认为电和 磁不会有任何联系。磁不会有任何联系。 当时，有些人做过实验，寻求电当时，有些人做过实验，寻求电 和磁的联系，结果都失败了。和磁的联系，结果都失败了。 一、电流的磁效应一、电流的磁效应 奥斯特是世界 上第一个发现电 与磁之间有联系 的人！ 奥斯特奥斯特一直相信电、一直相信电、 磁、光、热等现象相磁、光、热等现象相 互存在内在的联系。互存在内在的联系。 一、电流的磁效应一、电流的磁效应 17771777年年8 8月月141

2、4日生于丹麦朗格兰德岛一个日生于丹麦朗格兰德岛一个 药剂师家庭药剂师家庭1212岁开始帮助父亲在药房里岁开始帮助父亲在药房里 干活，同时坚持学习化学由于刻苦攻读干活，同时坚持学习化学由于刻苦攻读 ，1717岁以优异的成绩考取了哥本哈根大学岁以优异的成绩考取了哥本哈根大学 的免费生他一边当家庭教师，一边在学的免费生他一边当家庭教师，一边在学 校学习药物学、天文、数学、物理、化学校学习药物学、天文、数学、物理、化学 等等18061806年任哥本哈根大学物理学教授，年任哥本哈根大学物理学教授， 18201820年年4 4月发现了电流的磁效应月发现了电流的磁效应.1821.1821年被年被 选为英国皇

3、家学会会员，选为英国皇家学会会员，18231823年被选为法年被选为法 国科学院院士，后来任丹麦皇家科学协会国科学院院士，后来任丹麦皇家科学协会 会长会长 如果把电源如果把电源“+ +”极与导线连接，可观极与导线连接，可观 察到的现象是察到的现象是 ，断开电路则可观察，断开电路则可观察 到到 。 n s 一一.电流的磁效应电流的磁效应 如果把电源如果把电源“+ +”极与导线连接，可观极与导线连接，可观 察到的现象是察到的现象是 ，断开电路，断开电路 则可观察到则可观察到 ，改变电，改变电 流方向则可观察到流方向则可观察到 。 甲 通电 乙 断电 丙 改变电流方向 奥斯特实验奥斯特实验 小磁针偏

4、转小磁针偏转 小磁针不偏转小磁针不偏转 小磁针又偏转小磁针又偏转 导线通电，周围小磁针发生偏转；导线通电，周围小磁针发生偏转； 通电电流方向改变，小磁针偏转通电电流方向改变，小磁针偏转 方向相反。方向相反。 现象： 1.电流周围有磁场。电流周围有磁场。 说明： 2.电流的磁场方向跟电流方向有关。电流的磁场方向跟电流方向有关。 实验结论：实验结论： 奥斯特实验证明了：奥斯特实验证明了： 通电导线的周围存在着通电导线的周围存在着 ，它，它 的方向与的方向与 方向有关。这种现象方向有关。这种现象 叫做叫做电流的磁效应电流的磁效应。 磁场磁场 电流电流 电磁炉 既然电能生磁，为什么手电筒既然电能生磁，

5、为什么手电筒 在通电时连一根大头针都吸不动？在通电时连一根大头针都吸不动？ 磁性太弱磁性太弱磁场太弱。磁场太弱。 怎样才能使电流的磁场变强呢？怎样才能使电流的磁场变强呢？ 如果把导线绕在圆筒上，就做成了如果把导线绕在圆筒上，就做成了螺线管螺线管 （线圈），各条导线产生的磁场叠加在一起，（线圈），各条导线产生的磁场叠加在一起， 磁场就会强得多。磁场就会强得多。 想一想想一想 1 1将导线绕在圆筒上，做成将导线绕在圆筒上，做成螺线管螺线管 （也叫线圈）。通电后各圈导线磁场（也叫线圈）。通电后各圈导线磁场 产生叠加，磁场增强。产生叠加，磁场增强。 二、通电螺线管的磁场二、通电螺线管的磁场 二二.通电

6、螺线管的磁场通电螺线管的磁场 设计实验设计实验: :1.1.将小磁针放在螺线管的将小磁针放在螺线管的 不同位置不同位置( (从两端开始从两端开始) )记下小磁针记下小磁针 静止时北极的指向静止时北极的指向, ,也就是该点的也就是该点的 磁场的方向。磁场的方向。 2.2.改变电流的方向重做以上实验，改变电流的方向重做以上实验， 看一下看一下当电流方向改变当电流方向改变时，通电螺线时，通电螺线 管中的管中的磁场方向是否改变磁场方向是否改变。 通过实验，判断螺线管的通过实验，判断螺线管的n n、s s极，极， 并标在图中。并标在图中。 n s ns ns n s 1 1、通电螺线管周围、通电螺线管周

7、围存在着磁场存在着磁场 2、当电流方向改变时，小磁针指向当电流方向改变时，小磁针指向 相反相反，说明通电螺线管两端的，说明通电螺线管两端的极性极性 （n、s极）与电流方向极）与电流方向有关。有关。 探究通电螺线管外部的磁场分布探究通电螺线管外部的磁场分布 演示：在螺线管的两端各放一个小磁演示：在螺线管的两端各放一个小磁 针，在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后针，在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后 观察指针指向，轻敲纸板，观察铁屑的排观察指针指向，轻敲纸板，观察铁屑的排 列情况。列情况。 实验实验 改变电流方向，两侧小磁针的指向反转。改变电流方向，两侧小磁针的指向反转。 实验：把小磁针放到螺线管周围

8、不实验：把小磁针放到螺线管周围不 同位置，在图上记录磁针同位置，在图上记录磁针n n极的方向。极的方向。 结合以上两个实验，对比右图可知：通电结合以上两个实验，对比右图可知：通电 螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似。 蚂蚁沿着电流方向绕螺线管爬行，蚂蚁沿着电流方向绕螺线管爬行， 说：说：n n 极就在我的左边。极就在我的左边。 猴子用右手把一个大螺线管夹在猴子用右手把一个大螺线管夹在 腋下，说：如果电流沿着我右臂腋下，说：如果电流沿着我右臂 所指的方向流动，所指的方向流动，n n 极就在我的极就在我的 前方。前方。 1 1、通电螺线管周围、通电螺线管周围存

9、在着磁场；存在着磁场； 2 2、通电螺线管的外部磁场分布与、通电螺线管的外部磁场分布与 条形磁体条形磁体的磁场相似；的磁场相似； 3 3、通电螺线管两端的极性、通电螺线管两端的极性 取决于线圈中的取决于线圈中的电流方向电流方向 4 4、通电螺线管的磁性强弱、通电螺线管的磁性强弱 取决于线圈中的取决于线圈中的电流大小电流大小; ; 比较通电螺线管与条形磁铁的异同：比较通电螺线管与条形磁铁的异同： 相同点相同点： 1 1、都能吸引铁、钴、镍等磁性材料、都能吸引铁、钴、镍等磁性材料. . 2 2、悬挂起来都指南北、悬挂起来都指南北. . 3 3、磁极位于两端，外部磁感线形状相、磁极位于两端，外部磁感

10、线形状相 同，磁极间相互作用规律也相同同，磁极间相互作用规律也相同. . 不同点不同点： 1 1、条形磁铁是永磁体，通电螺线管在、条形磁铁是永磁体，通电螺线管在 通电通电时才有磁性时才有磁性. . 2 2、条形磁铁、条形磁铁n n、s s极不变，通电螺线管极不变，通电螺线管 的的n n、s s极与极与电流方向电流方向有关有关. . 3 3、条形磁铁的磁性强弱是固定的，通、条形磁铁的磁性强弱是固定的，通 电螺线管的磁性强弱由电螺线管的磁性强弱由电流大小电流大小决定决定. . 归纳归纳与与提升提升 用右手握住螺线管，让用右手握住螺线管，让四指四指指向指向 螺线管中螺线管中电流的方向电流的方向，则，

11、则拇指拇指所指的所指的 那端就是螺线管的那端就是螺线管的n n极极。 三、安培定则三、安培定则 n s 通过实验，判断螺线管的通过实验，判断螺线管的n n、s s极，极， 并标在图中。并标在图中。 n s ns ns n s 用安培定则判断螺线管n、s极 ns 螺线管的磁感线是闭合曲线，在螺螺线管的磁感线是闭合曲线，在螺 线管外部磁感线从线管外部磁感线从n n极出发回到极出发回到s s极，极， 在螺线管内部又从在螺线管内部又从s s极到极到n n极。极。 1. 判断下面螺线管中的判断下面螺线管中的n极和极和s极：极： ns 练一练练一练 2. 判断下面螺线管中的n极和s极： n s 练一练练一

12、练 3. 3. 判断螺线管中的电流方向判断螺线管中的电流方向： s 练一练练一练 4. 4. 判断螺线管中的电流方向判断螺线管中的电流方向： n 练一练练一练 5根据小磁针静止时指针的指向，根据小磁针静止时指针的指向， 判断出电源的正负极。判断出电源的正负极。 sn n s + 练一练练一练 3 3. .小磁针逆时针转动小磁针逆时针转动9090。即小磁针将。即小磁针将 转动到转动到n n极水平向右，最后稳定静止。极水平向右，最后稳定静止。 4.4.把通电螺线管水平挂起来后，就像指把通电螺线管水平挂起来后，就像指 南针一样，一定指向南北。南针一样，一定指向南北。 5.5.这是一个开放性的问题，自然界中很这是一个开放性的问题，自然界中很 多现象与物理知识是相通的。可以自多现象与物理知识是相通的。可以自 己去调查，初步领略自然现象中的美己去调查，初步领略自然现象中的美 妙与和谐，不一定要得出结论。妙与和谐，不一定要得出结论。 1.（略）2.（略） 1.1.奥斯特的实验表明奥斯特的实验表明： _通电导体周围存在着磁场通电导体周围存在着磁场, ,磁场的方向与电流的方向有关。磁场的方向与电流的方向有关。 2.2.通电螺线管周围存在通电螺线管周围存在_， 通电螺线管周围的磁感线的分布与通电螺线管周围的磁感线的分布与 _的相似的相