高中物理第5章磁場與回旋加速器探究電流周圍的磁場學(xué)案滬科版選修3-1-wenkub.com
2024-11-15 23:11 本頁面
【正文】 學(xué)案 2 探究電流周圍的磁場 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 ] 、環(huán)形電流、通電線圈的磁感線分布，并會運用安培定則判定電流的磁場方向 .，了解安培分子電流假說． 1820 年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線也能使小磁針偏轉(zhuǎn)，揭示了電與磁的聯(lián)系． 一、電流的磁場 電流的磁場可以用安培定則 (右手螺旋定則 )來判定 1．直線電流的磁場：用右手握住導(dǎo)線，讓大拇指指向電流的方向，則彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向． 2．環(huán)形電流的磁場： 環(huán)形電流磁場的磁感線是一些圍繞環(huán)形導(dǎo)線的閉合曲線．在環(huán)形導(dǎo)線的中心軸線上，磁感線和環(huán)形導(dǎo)線的平面垂直． 3．通電螺線管的磁場：通電螺線管外部磁感線和條形磁鐵外部的磁感線相似，也是從北極出來，進入南極．螺線管 內(nèi)中間部分的磁感線跟螺線管的軸線平行，方向由南極指向北極，并和外部磁感線連接，形成閉合曲線．長直通電螺線管內(nèi)中間部分的磁場近似為勻強磁場 . 二、探究磁現(xiàn)象的本質(zhì) 1821 年，安培提出了安培分子電流假說，他認(rèn)為，在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流 —— 分子電流，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小 的磁體，分子電流的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極． 安培的分子電流假設(shè)揭示了磁性的起源，即磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由電荷的運動產(chǎn)生的． 一、電流的磁場 [問題設(shè)計 ] 1820 年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場，電流周圍的磁場具有什么特征？仔細觀察實驗，說明電流的磁場的特點． (1)讓一直導(dǎo)線垂直穿過一塊水平硬紙板，將小磁針放置在水平硬紙板各處，接通電源．觀察小磁針在各處的指向，分析直線電流的磁感線的特點． (2)用相同的方法研究環(huán)形電流磁場的 磁感線的分布，也可用細鐵屑模擬磁感線的分布，分析其磁感線的特點． (3)用細鐵屑模擬通電螺線管的磁感線分布，分析其磁感線的特點． 答案 見要點提煉． [要點提煉 ] 電流周圍的磁感線方向可根據(jù)安培定則判斷． 1．直線電流的磁場：以導(dǎo)線上任意點為圓心的同心圓，越向外越疏． (如圖 1 所示 ) 圖 1 2．環(huán)形電流的磁場：內(nèi)部比外部強，磁感線越向外越疏． (如圖 2 所示 ) 圖 2 3．通電螺線管的磁場：內(nèi)部為勻強磁場 ，且內(nèi)部比外部強．內(nèi)部磁感線方向由 S 極指向 N極，外部由 N 極指向 S 極． (如圖 3 所示 ) 圖 3 二、探究磁現(xiàn)象的本質(zhì) [問題設(shè)計 ] 磁鐵和電流都能產(chǎn)生磁場，而且通電螺線管外部的磁場與條形磁鐵的磁場十分相似，它們的磁場有什么聯(lián)系？ 答案 它們的磁場都是由電荷的運
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