高中物理人教版1第二章磁场电流的磁场 教师用书2023版第2章第2节电流的磁场

二、电流的磁场学习目标知识脉络1．知道奥斯特、安培等科学家的实验研究对人们认识电磁现象的重要意义．2．理解磁感线方向与电流方向关系的安培定则．(重点)3．学会用磁感线描绘直线电流、环形电流和通电螺线管周围的磁场．(重点、难点)4．掌握用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管周围的磁场．(难点、重点)电流的磁效应eq\o([先填空])1．磁作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．2．电流磁效应：1820年，奥斯特发现：把一根导线平行地放在磁针的上方，给导线通电时，磁针发生了偏转，说明电流也能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应．3．意义：用实验展示了电与磁的联系．eq\o([再判断])1．奥斯特发现了电流的磁效应．(√)2．电流的磁效应揭示了电与磁的联系．(√)3．奥斯特做电流的磁效应实验时，通电直导线应东西放置效果最好．(×)eq\o([后思考])1．能不能说电流的磁效应是奥斯特发明的？【提示】不能，因为电流的磁效应是一种自然现象，只能说是奥斯特发现了电流的磁效应．2．是不是只有磁体周围存在着磁场？【提示】不是，磁体和电流周围都有磁场．1．电流磁效应的发现1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，导线通电后，其下方与导线平行的小磁针会发生偏转，如图2­2­1为奥斯特发现电流磁效应的实验装置．图2­2­12．电流的磁效应的物理意义展示了电和磁的联系，说明了电与磁之间存在相互作用．对电与磁研究的深入发展具有划时代的意义．可以说，奥斯特的发现“打开了黑暗领域的大门”．1．下列研究物理问题的方法相同的是()【导学号：46852026】a．根据电流所产生的效应认识电流b．研究电流时把它比作水流c．根据磁铁产生的作用来认识磁场d．利用磁感线来描述磁场A．a与b B．b与dC．c与d D．a与c【答案】D2．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是()【导学号：46852027】A．磁铁是磁场的唯一来源B．磁感线是从磁体的北极出发而到南极终止C．静止的电荷只能产生电场，运动的电荷才能产生磁场D．两磁感线空隙处不存在磁场【解析】由电流的磁效应可知电流也能产生磁场，选项A错；由磁感线的特性可知选项B、D错；由磁场的产生原因可知选项C正确．【答案】C3．某同学在做奥斯特实验时，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()【导学号：46852028】A．自东向西 B．自南向北C．自西向东 D．自北向南【解析】小磁针开始不动，说明通电导线产生磁场方向与小磁针指向在一条直线上，手指拨动，转180°，则说明方向相反，故选D.【答案】D奥斯特实验要想做的效果明显，应把通电直导线沿南北方向放在小磁针的上方.当通电时小磁针会发生约90°的偏转.易观察.电流磁场的方向eq\o([先填空])1．直线电流磁场的磁感线(1)分布：以导线为圆心的一些同心圆．(2)安培定则：右手握住导线，让伸直的拇指的方向与电流的方向一致，那么，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向．2．环形导线、螺线管磁感线(1)分布：外部从N极到S极，内部从S极到N极，每一条磁感线都是闭合的曲线．(2)安培定则：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向．3．通电螺线管的磁场如图2­2­2所示，通电螺线管外部的磁场与条形磁铁十分相似，左端相当于条形磁铁的N极．通电螺线管的磁场图2­2­2eq\o([再判断])1．直线电流磁场的磁感线是以导线为圆心的一些同心圆．(√)2．通电螺线管内部的磁场方向是从S极到N极．(√)3．磁感线是闭合的曲线，没有起点和终点．(√)eq\o([后思考])1．磁感线能相交吗？【提示】磁感线若相交，则同一点会有两个切线方向因而有两个磁场的方向，不符合实际．因而不能相交．2．通电螺线管的磁感线是怎样的？【提示】在通电螺线管外部是由N极到S极，在内部是从S极指向N极．1．直线电流的磁场如图2­2­3所示：图2­2­3(1)纵截面图中的“×”号表示磁场方向垂直进入纸面，“·”号表示磁场方向垂直射出纸面．(2)直线电流的磁场无磁极，距导线越远，磁场越弱．2．通电螺线管的磁场如图2­2­4所示：图2­2­43．环形电流的磁场两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱，如图2­2­5所示．图2­2­54．如图2­2­6所示，一个正电子沿着逆时针方向做匀速圆周运动，则此正电子的运动()【导学号：46852029】图2­2­6A．不产生磁场B．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向里C．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向外D．只在圆周内侧产生磁场【解析】正电荷沿逆时针方向做匀速圆周运动时，相当于沿逆时针的环形电流，由安培定则可知在圆心处产生的磁场方向垂直纸面向外，C选项正确．【答案】C5．在空间坐标系中，如图2­2­7所示，若在x轴正方向通有电流，则y轴P点的磁场方向为()图2­2­7A．y轴正方向B．y轴负方向C．z轴正方向D．z轴负方向【解析】由安培定则可知，沿－x方向看，在zOy平面内磁感线应是以O为圆心逆时针方向的同心圆，所以P点的磁场方向应该沿z轴正方向，故选项C正确．【答案】C6．如图2­2­8所示，(a)(b)是直线电流的磁场，(c)(d)是环形电流的磁场，(e)(f)是螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向．图2­2­8【解析】根据安培定则，可以确定(a)中电流方向垂直纸面向里，(b)中电流的方向从下向上，(c)中电流方向是逆时针，(d)中磁感线的方向向下，(e)中磁感线方向向左，