电流周围的磁场

1、阿尔法磁谱仪阿尔法磁谱仪 阿尔法磁谱仪阿尔法磁谱仪 中国中国“心心” 3 33 3几种常见的磁场几种常见的磁场 停止停止 新课标人教版选修3-1 第三章 磁场 复习：复习： 1 1、 为描述磁场的强弱和方向，我们为描述磁场的强弱和方向，我们 引入了什么物理量？引入了什么物理量？ 磁感应强度磁感应强度 B B 2 2、电场线可以形象的描述电场强度、电场线可以形象的描述电场强度 E E的大小和方向，那么我们怎样形象的大小和方向，那么我们怎样形象 地描述磁感应强度的大小和方向呢？地描述磁感应强度的大小和方向呢？ 一、磁感线一、磁感线 1 1、磁感线：在磁场中画出一系列有方向、磁感线：在磁场中画出一系

2、列有方向 的的 闭合曲线（从闭合曲线（从N N极出来到极出来到S S极进去），且使曲极进去），且使曲 线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。 也就是在该点放上小磁针，静止时也就是在该点放上小磁针，静止时N N极的指极的指 向或向或N N极的受力方向。极的受力方向。 A B C 磁感线是假想的。磁感线是假想的。 磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向。磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向。 磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线的疏密表示磁场的强弱。 磁感线不相交磁感线不相交 磁感线都是闭合曲线磁感线都是闭合曲线. . 磁感线特点 探究实验探究实验： 把铁

3、屑撒在磁体把铁屑撒在磁体 周围，观察铁屑周围，观察铁屑 形成的图案。形成的图案。 在磁体外，磁感线都是由在磁体外，磁感线都是由N极出发，进入极出发，进入S极，极， 在磁体内部磁感线由在磁体内部磁感线由S极指向极指向N极极. 几种常见磁场磁感线分布几种常见磁场磁感线分布 同名磁极同名磁极 异名磁极异名磁极 电流的磁效应- 电流周围产生磁场 奥斯特发现 探究实验：通电直导线周围的磁感 线分布 实验器材实验器材：铁屑、小磁针、学生电源、直导线铁屑、小磁针、学生电源、直导线 探究目的探究目的：探究某一垂直于直线电流平面内探究某一垂直于直线电流平面内 磁感线的分布磁感线的分布 探究方案中需要解决的问题探

4、究方案中需要解决的问题： 1、如何模拟磁场分布、如何模拟磁场分布 2、如何显示磁场的方向、如何显示磁场的方向 3、如何改变磁场的方向、如何改变磁场的方向 直线电流的磁场 二、电流的磁场 若改变电流的方向，电流周围的磁感线的方向又若改变电流的方向，电流周围的磁感线的方向又 如何呢？如何呢？ 直线电流的磁感线直线电流的磁感线 安培定则（也叫右手螺旋定则）安培定则（也叫右手螺旋定则）：用右手握住导线，让用右手握住导线，让 伸直的大拇指伸直的大拇指所指的方向跟所指的方向跟电流电流的方向一致，的方向一致， 弯曲的四指弯曲的四指所指的方向就是所指的方向就是磁感线磁感线的环绕方向的环绕方向 电流磁场电流磁场

5、 直线电流的磁场的几种表示图直线电流的磁场的几种表示图 横截面横截面(俯视俯视)图图 I 纵截面纵截面(平视平视)图图 磁感线分布磁感线分布 (立体立体)图图 从箭尾看 从箭头看 I 特点：距离通电导线相同距离位置，磁感应强度 大小相等 距离通电导线越近磁场越强，越远磁场越弱 环形电流的磁场 安培定则（右手螺旋定则）：安培定则（右手螺旋定则）： 让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致， 伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上上 磁感线的方向。磁感线的方向。 环环形电流周围形电流周围磁感线磁感线 环形电流的环形电流的 磁

6、场可等效磁场可等效 为小磁针或为小磁针或 条形磁铁条形磁铁 环形电流的磁场几种图环形电流的磁场几种图 I A B 通电螺线管的磁场 通通电螺旋管周围电螺旋管周围磁感线磁感线 等效等效 N 判断方法（用环形电流的安培定则）判断方法（用环形电流的安培定则） 用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向 跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋 管内部磁感线的方向。管内部磁感线的方向。 （大拇指指向螺旋管北极）（大拇指指向螺旋管北极） 通电螺线管磁场的几种图通电螺线管磁场的几种图 例例2 2：如图所示：如图所示,a,a、b

7、b、c c三枚小磁针分别在通三枚小磁针分别在通 电螺线管的正上方、管内和右侧电螺线管的正上方、管内和右侧, ,当这些小磁针当这些小磁针 静止时静止时, ,小磁针小磁针N N极的指向是极的指向是 （ ） A A a a、b b、c c均向左均向左 B B a a、b b、c c均向右均向右 C C a a向左向左,b,b向右向右,c,c向右向右 D D a a向右向右,b,b向左向左, c, c向右向右 小结小结 安培定则：内容分三种不同情况。安培定则：内容分三种不同情况。 1 1、直线电流：伸直大拇指与、直线电流：伸直大拇指与_方向一致方向一致 弯曲四指指的方向就是弯曲四指指的方向就是 _ 的

8、方向的方向 2 2、环形电流、环形电流: :右手弯曲的四指与环形电流的右手弯曲的四指与环形电流的 方向一致伸直的方向一致伸直的大拇指大拇指所指的方向就是所指的方向就是 _磁感线的方向磁感线的方向 的方向。的方向。 3 3、通电螺线管：、通电螺线管：类似环形电流、条形磁铁。类似环形电流、条形磁铁。 电流电流 磁感线环绕磁感线环绕 环形导线轴线上环形导线轴线上 随堂练习：1、在图中，已知磁场的方向， 试画出产生相应磁场的电流方向 N S X 三.常见的匀强磁场: .相隔很近的两个异名磁极之间的磁场 磁场强弱、方向处处相同 匀强磁场的磁感线是间距相等的平行直线匀强磁场的磁感线是间距相等的平行直线 .

9、通电螺线管内部的磁场 .相隔一定距离的两个平行放置的线 圈通电时，其中间区域的磁场。 猜一猜猜一猜：它们怎么长的这么像，可能它们怎么长的这么像，可能 有什么内在联系吧？有什么内在联系吧？ 1、通电螺线管磁感线与条形磁铁磁感线极为、通电螺线管磁感线与条形磁铁磁感线极为 相似；相似； 2、环形电流与通电螺线管的关系；、环形电流与通电螺线管的关系； 3、电流的形成是电荷的定向移动。、电流的形成是电荷的定向移动。 N S 四、安培分子电流假说 未被磁化的铁棒未被磁化的铁棒 磁化后的铁棒磁化后的铁棒 安培分子电流假说安培分子电流假说 2、应用：解释磁现象、应用：解释磁现象 NS 安培安培 你知道怎样退磁

10、吗？你知道怎样退磁吗？ 3、意义、意义: 1)成功解释磁化和消磁现象成功解释磁化和消磁现象 3)揭示了电和磁的本质联系揭示了电和磁的本质联系 2)揭示了磁性的起源揭示了磁性的起源 安培分子电流假说安培分子电流假说 2、一根软铁棒在磁场中被磁化.是因为 ( ) A软铁棒中产生了分子电流 B软铁棒中分子电流取向变得杂乱无章 C软铁棒中分子电流消失了 D软铁棒中分子电流取向变得大致相同 3 3、根据安培假说的物理思想：磁场来源于运、根据安培假说的物理思想：磁场来源于运 动电荷动电荷. .如果用这种思想解释地球磁场的形成，如果用这种思想解释地球磁场的形成， 根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷根据地

11、球上空并无相对地球定向移动的电荷 的事实的事实. .那么由此推断，地球上总体应该是：那么由此推断，地球上总体应该是： （ ） A.A.带负电带负电 B.B.带正电带正电 C.C.不带电不带电 D.D.不能确定不能确定 A 提高训练提高训练 1、如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿、如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿 y轴正向运动，则由此产生的在轴正向运动，则由此产生的在z轴上轴上A点和点和x轴上轴上 B点的磁场方向是（点的磁场方向是（ ） A.A点磁场沿点磁场沿x轴正方向，轴正方向，B点磁场沿点磁场沿z轴负方向轴负方向 B.A点磁场沿点磁场沿x轴负方向，轴负方向，B点磁场沿点磁场

12、沿z轴正方向轴正方向 C.A点磁场沿点磁场沿z轴正方向，轴正方向，B点磁场沿点磁场沿x轴负方向轴负方向 D.A点磁场沿点磁场沿x轴正方向，轴正方向，B点磁场沿点磁场沿z轴正方轴正方向向 A 2 2、如图所示，一束带电粒子沿水平方向、如图所示，一束带电粒子沿水平方向 飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能 使小磁针的使小磁针的N N极转向读者，那么这束带电粒子极转向读者，那么这束带电粒子 可能是（可能是（ ） A.A.向右飞行的正离子束向右飞行的正离子束 B.B.向左飞行的正离子束向左飞行的正离子束 C.C.向右飞行的负离子束向右飞行的负离子束 D.D.向左

13、飞行的负离子束向左飞行的负离子束 3 3、如图为通电螺线管的纵剖面图，、如图为通电螺线管的纵剖面图，“ ”“ ”和和“”分别表示分别表示 导线中电流垂直纸面流进和流出，图中四个小磁针（涂黑导线中电流垂直纸面流进和流出，图中四个小磁针（涂黑 的一端为的一端为N N极）静止时的指向肯定画错的是（极）静止时的指向肯定画错的是（ ） Aa Bb Cc Dd B B 4、在图a、图b中，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向 图c中，已知电流的方向，画出磁场的方向 图d中，画出电流的绕向 5、如图所示.在同一平面内有四根彼此绝缘 的通电直导线,四根导线中电流I1=I3I2I4. 要使0点处磁场增强

14、,则应切断哪一根导线中的 电流 （ ） A切断I1 B切断I2 C切断I3 D切断I4 I4 I1 I3 I2 O 6、如图所示，两根非常靠近且互相垂直的 长直导线，当通以如图所示方向的电流时， 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 （ ） A.区域I B.区域 C.区域 D.区域 四、磁通量：四、磁通量： 1、定义：在磁感应强度为、定义：在磁感应强度为B的匀的匀 强磁场中，有一个与磁场方向垂强磁场中，有一个与磁场方向垂 直的平面，面积为直的平面，面积为S，我们把，我们把B 与与S的乘积叫做穿过这个面积的的乘积叫做穿过这个面积的 磁通量，简称磁通。用字母磁通量，简称

15、磁通。用字母表表 示磁通量。示磁通量。 2、在匀强磁场中，公式为、在匀强磁场中，公式为 =BS （S 表示某一面积在垂直于磁 表示某一面积在垂直于磁 场方向上的投影面积）场方向上的投影面积） 当BS时,磁通量最小=0 当磁场B与面积S不垂直, BS 3、单位：在、单位：在SI制中是韦伯，简称韦，符号制中是韦伯，简称韦，符号Wb 1Wb=1Tm2 4、磁通量是有、磁通量是有正负正负的，若在某个面积有方向相的，若在某个面积有方向相 反的磁场通过，求磁通量，应考虑相反方向抵反的磁场通过，求磁通量，应考虑相反方向抵 消以后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通消以后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通 量的量的代数和代数和 5、磁通密度：、磁通密度： B=/S 表示表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量。 1T=1Wb/m2=1N/Am a b d c 思考思考1 1：哪些情况可以引起：哪些情况可以引起 磁通量的变化？磁通量的变化？ 思考思考2 2：如上图，若磁感应强度为：如上图，若磁感应强度为B B，面积为，面积为S S，则以，则以cdcd为轴转为轴转 过过90900 0，磁通量变化量为多少？转过，磁通量变化量为多少？转过1801800 0磁通量变化量是多少