高中物理-电流的磁场

1、教师日期学生课程编号课型新课课题电流的磁场教学目标1、知道电流周围存在磁场2、会用右手定则判断通电导线周围的磁场教学重点1、掌握右手螺旋定则的使用教学安排版块时长（分钟）1知识点回顾52知识点讲解453课堂练习604课堂总结105回家作业40电流的磁场知识点讲解古代人们就发现了天然磁石的现象。我国古代春秋时期的一些著作已有关于磁石的记载和描述，而 东汉学者王允在论衡一书中描述的司南，是人们公认的最早的磁性定向工具。指南针是我国古 代的四大发明之一、12世纪初，我国已将指南针用于航海。人们最早发现的天然磁石的主要成分是 Fe3O4，现在使用的磁体，多是用铁、钴、镍等金属或其氧化物制成的。天然磁石

2、和人造磁体都是永 磁体，它们都能吸引铁质物质，我们把这种性质叫做磁性。磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强 的部分叫做磁极。【思考】1、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? 现象：观察到小磁针发生偏转。原因：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。2、小磁针只有放在磁铁周围才会受到磁力作用而发生偏转吗？【概念解析】一、磁场1、基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流有磁场力的作用.2、万向：小磁针的 N极所受磁场力的万向，或自由小磁针静止时北极的指向.3、磁体之间的相互作用是通过磁场，电场和磁场一样都是一种物质、磁场和电场的比较电现象磁现象带电体能吸引轻小物

3、体 带电体有正、负两种电荷 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引磁体能吸引铁、钻、镍等物体 磁体有N、S两种磁极 同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引三、奥斯特实验如图：把一条导线（南北方向）平行地放在小磁针的上方，给导线中通入电流。 问将发生什么现象?现象：当导线中通入电流，导线下方的小磁针发生转动。除磁体周围有磁场外，丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁 场。导线下方的小磁针发生转动，说明电流的周围也有磁场。思考：改变电流的方向会有什么现象？结论：电流周围存在磁场，磁场的方向与电流的方向有关I Ians Christi tin Oersted (1770-1851)磁针的跳动令他激动奥

4、斯特，丹麦物理学家、化学家。1819年上半年到1820年下半年，奥斯特一面担任电、磁学讲座的主讲，一面继续 研究电、磁关系。1820年4月，在一次讲演快结束的时候， 奥斯特抱着试试看的心情又作了一次实验。他把一条非常 细的铂导线放在一根用玻璃罩罩着的小磁针上方，接通电 源的瞬间，发现磁针跳动了一下。这一跳，使有心的奥斯 特喜出望外，竟激动得在讲台上摔了一跤。但是因为偏转 角度很小，而且不很规则，这一跳并没有引起听众注意。 以后，奥斯特花了三个月，作了许多次实验，发现磁针在 有电流的闭合电路周围都会偏转。在导线的上方和导线的 下方，磁针偏转方向相反。在导体和磁针之间放置非磁性 物质，比如木头、玻

5、璃、水、松香等，不会影响磁针的偏 转。1820年7月21日，奥斯特写成论磁针的电流撞击实四、地球的磁场发现磁针能够指向南北，这实际上就是发现了地球的磁场，指南针的广泛使用，又促进了人们对地 球磁场的认识。地球的地理两极与地磁两极并不重合，因此，磁针并非准确地指向南北，期间有一个夹角这就是地 磁偏角，简称磁偏角。磁偏角的数值在地球上的不同位置是不同的。不仅如此，由于地球磁极的缓 慢移动，磁偏角也在缓慢的变化，磁偏角的发现对于科学的发展和指南针在航海中的应用都很重要 不但地球具有磁场，宇宙中的许多天体都有磁场。太阳表面的黑子、耀斑和太阳风等活动都与太阳 磁场有关。阿波罗登月计划的重要科研活动之一，

6、就是观测月岩磁性，并由此推断，月球内部全部为固态，这 是用其他天文学方法做不到的。【练一练】奥斯特实验的重要意义是它说明了()A .通电导体的周围存在着磁场B .导体的周围存在着磁场C.磁体的周围存在着磁场D .以上说法都不对【答案】A、磁感线1、磁感线是用来形象地描述磁场强弱与方向特性的一簇曲线。2、特点：(1 )磁感线上每一点 切线方向跟该点磁场方向相同。(2)磁铁外部，磁感线从 N极发出，指向S极；(内部从S极指向N极);(3 )磁感线的疏密表示磁场强弱； 磁感线是闭合曲线，且任意两条磁感线 (选填能或不能”相交;磁感线是物理模型，并不真实存在。【答案】切线；N极；S极；S极；N极；强弱

7、；闭合；不能 3、磁感线的表示方法 TOC o 1-5 h z XXXXXXXX*XXXXXXXX从左到右依次是：垂直直线向外、垂直纸面向里、水平向右、竖直向上二、几种常见的磁感线1、条形磁铁、马蹄形磁铁的磁场的磁感线分布情况2、右手螺旋定则(安培定则)：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场的方向。立体图横截面图纵截面图(2)通电环形导线的磁场的磁感线分布判定：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 向就是环形导线中 心轴线上磁感线的(3)通电螺线管的磁场的磁感线分布【练一练】如图所示为通电螺线管产生的磁场，关于a、

8、b两点磁感应强度的描述，下列说法正确的A .大小相等，方向相同B 大小相等，方向不同C .大小不等，方向相同D 大小不等，方向不同【答案】D磁单极子磁单极子是理论物理学弦理论中指一些仅带有N极或S极单一磁极的磁性物质，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。科学界之所以如此感兴趣于磁单极子，是因为磁单极子在粒子物理学当中的重要性，大统一理 论和超弦理论都预测了它的存在。这种物质的存在性在科学界时有纷争，截至2013年末，尚未发现以基本粒子形式存在的磁单极子。可以说是21世纪物理学界重要的研究主题之一。虽然磁单极粒子假说到目前为止，还没有能在实验上得到最后的证实，但它仍将是当代物理学 上十分引

9、人注目的基本理论研究和实验的重要课题之一，因为今天的磁单极粒子已成为解决一 系列涉及微观世界和宏观世界重大问题的突破口，如果磁单极粒子确实存在，不仅现有的电磁 理论要作重大修改，而且物理学以及天文学的基础理论又将有重大的发展，人们对宇宙起源和 发展的认识也会再深入一步。【例1】奥斯特发现电流的磁效应的这个实验中，小磁针应该放在A 南北放置的通电直导线的上方B 东西放置的通电直导线的上方C 南北放置的通电直导线同一水平面内的左侧D 东西放置的通电直导线同一水平面内的右侧【难度】 【答案】A课堂练习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【难度】【答案】B2、

10、指南针是我国古代四大发明之一 关于指南针，下列说法正确的是（）（多选）A 指南针可以仅具有一个磁极B .指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C .指南针的指向会受到附近铁块的干扰D .在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转【难度】【答案】BC3、某同学做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方，当通电后发现小磁针不动，稍 微用手拨动一下小磁针，小磁针转动180。后静止不动，由此可知，通电直导线产生的磁场方向是（ ）A 自东向西【难度】【答案】CB 自南向北C 自西向东D自北向南4、某同学利用如下图所示装置研究磁与电的关系，请仔细观察图中的装置、操作和现象，然后

11、归纳得出初步结论。（1）分析（a）、（b）（或（a）、（c）两图可知：（2）分析（b）、（c）两图可知：。【难度】【答案】（1）通电导线周围存在磁场；（2）通电导线周围的磁场的方向与电流的方向有关考点二：右手螺旋定则【例1】研究电流的磁效应时，将一根长直导线南北放置在小磁针的正上方，导线不通电时，小磁针在地磁场作用下静止且 N极指向北方，如图所示现在直导线中通有从北向南的恒定电流I，小磁针转动后再次静止时 N极指向 （）A .北方JtB .西方C .北偏西方向D .北偏东方向【难度】【答案】D【解析】地磁场由南至向北，故只在地磁场作用下，小磁针的N极指向北，当通电导线通由北向南的电流时，在导线

12、下方会产生由西向东的磁场，故小磁针的N极将由北向东偏转，故 D正确，ABC错误。【变式训练】1、如图所示，小磁针放置在螺线管轴线的左侧.当螺线管通以恒定电流时，不计其它磁场的影响， 小磁针静止时N极的指向是（）A .向左B .向右C .向上D .向下【难度】【答案】AI引起的。在2、为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流 下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是【答案】B3、在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知（ ）A .一定是小磁针正东方向上有一条磁铁的N极靠近小磁针B .一定是小磁针正东方向上有一条磁铁的

13、S极靠近小磁针C 可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过D 可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过【难度】【答案】C考点三：利用磁感线分析磁场【例1】下列四幅图表示的磁感线，其中磁场强弱处处不变的是（）【答案】A【解析】磁场强弱处处相等是指大小相等，方向相同，所以磁场一定是匀强磁场，匀强磁场的磁感 线是平行同向的均匀分布的直线所以只有A正确.【变式训练】1、下列实验中，有一个实验的物理思想方法与其它三个不同，这个实验是（）Sa图 bSc dA 图a用油膜法估测分子直径B 图b用铁屑模拟条形磁铁周围的磁感线分布C 图c用头发屑悬浮在蓖麻油里模拟两个等量异种点电荷电场线分布D 图d将大量钢

14、珠连续落在台秤上，用台秤显示的持续压力来说明气体压强的成因【难度】【答案】A【解析】应用油膜法测分子直径，其实验的原理是将油酸分子看成是球形的，测出油的体积，采用 了理想模型法；铁屑模拟条形磁铁周围的磁感线分布采用的是模拟法；用头发屑悬浮在蓖麻油里模 拟两个等量异种点电荷电场线分布采用的是模拟法；用台秤显示的持续压力来自于持续的撞击，采用的是模拟法F列各图中，已标出电流及电流的磁场方向，其中正确的是（）XA【难度】【答案】D4 中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角:以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图，则下列说法中不正确

15、的是 （）A .地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C .地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D .形成地磁场的原因可能是带负电的地球自转引起的【难度】【答案】CA正确；地球内【解析】地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角；故部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B正确；磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C错误；地球自转方向自西向东，地球的南极是地磁场的北极，由安培定则判断可知地球是带负电 的，故D正确；z轴上P点处所产生的磁场方向

16、沿（ ）A. x轴正方向B.x轴负方向D. z轴负方向C. z轴正方向 【难度】【答案】B( )2、长直导线中分别通以如图所示的电流，则下面说法中正确的是A 图所示电流周围的磁场是匀强磁场B 图所示电流周围的磁场是匀强磁场C 图所示电流周围各点的磁场在 0ti时间内与tit2时间内方向相反D 图所示电流周围的磁场先变强再变弱，磁场中各点的磁场方向不变【难度】【答案】Da、b、c三枚小磁针都要发生转3、如图，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时,A a、b、c的N极都向纸里转B b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转C b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转D b的N极向纸里转

17、，而 a、c的N极向纸外转【难度】 【答案】B动，下列说法正确的是（）课堂总结1、什么可以产生磁场?2、右手螺旋定则是用来判断什么的?回家作业1、下列说法正确的是 （）A 地球磁场的北极与地理南极不完全重合N极，另一段是S极B 将条形磁铁从中间断开，一段是C .两条磁感线的空隙处不存在磁场D .磁场是客观存在的一种物质【难度】【答案】D2、下列关于磁感线说法正确的是（A .磁感线是真实存在的C .磁感线的疏密反映了磁场的强弱【难度】【答案】C）B .实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线D .磁感线自N极起，终止与 S极3、当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时N极指向读者的是 （）ABC0【难度】【答案】C4、如图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。电源一【难度】【答案】正；S5、在图中，已知磁场的方向