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高中物理第5章磁場(chǎng)與回旋加速器探究電流周?chē)拇艌?chǎng)學(xué)案滬科版選修3-1(參考版)

2024-11-23 23:11本頁(yè)面
  

【正文】 學(xué)案 2 探究電流周?chē)拇艌?chǎng) [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(huì)運(yùn)用安培定則判定電流的磁場(chǎng)方向 .,了解安培分子電流假說(shuō). 1820 年,丹麥物理學(xué)家?jiàn)W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(chǎng) 電流的磁場(chǎng)可以用安培定則 (右手螺旋定則 )來(lái)判定 1.直線電流的磁場(chǎng):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(chǎng): 環(huán)形電流磁場(chǎng)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(chǎng):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(lái),進(jìn)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(zhǎng)直通電螺線管內(nèi)中間部分的磁場(chǎng)近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng) . 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(shuō),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(gè)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(gè)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(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣,都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的. 一、電流的磁場(chǎng) [問(wèn)題設(shè)計(jì) ] 1820 年,丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)了電流周?chē)嬖诖艌?chǎng),電流周?chē)拇艌?chǎng)具有什么特征?仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn),說(shuō)明電流的磁場(chǎng)的特點(diǎn). (1)讓一直導(dǎo)線垂直穿過(guò)一塊水平硬紙板,將小磁針?lè)胖迷谒接布埌甯魈?,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(diǎn). (2)用相同的方法研究環(huán)形電流磁場(chǎng)的 磁感線的分布,也可用細(xì)鐵屑模擬磁感線的分布,分析其磁感線的特點(diǎn). (3)用細(xì)鐵屑模擬通電螺線管的磁感線分布,分析其磁感線的特點(diǎn). 答案 見(jiàn)要點(diǎn)提煉. [要點(diǎn)提煉 ] 電流周?chē)拇鸥芯€方向可根據(jù)安培定則判斷. 1.直線電流的磁場(chǎng):以導(dǎo)線上任意點(diǎn)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(chǎng):內(nèi)部比外部強(qiáng),磁感線越向外越疏. (如圖 2 所示 ) 圖 2 3.通電螺線管的磁場(chǎng):內(nèi)部為勻強(qiáng)磁場(chǎng) ,且內(nèi)部比外部強(qiáng).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(wèn)題設(shè)計(jì) ] 磁鐵和電流都能產(chǎn)生磁場(chǎng),而且通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)十分相似,它們的磁場(chǎng)有什么聯(lián)系? 答案 它們的磁場(chǎng)都是由電荷的運(yùn)
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