【志鸿优化设计】2014-2015高中物理 2-2 电流的磁场课件 新人教版选修1-1

二、电流的磁场课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU目标导航预习导引学习目标1.了解奥斯特、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.会用磁感线描绘直线电流、环形电流和通电螺旋管周围的磁场.3.能够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方向.重点难点重点:确定磁感线方向与电流方向间关系的安培定则.难点:安培定则的应用.课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU目标导航预习导引一、电流的磁效应1.1820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.2.电流磁效应的发现,揭示了电与磁的联系,说明电与磁之间存在着相互作用,预示了电应用的可能性.课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU目标导航预习导引预习交流11812年,奥斯特在《关于化学力和电力的统一的研究》一书中,根据电流通过直径较小的导线会产生热的现象,推测导线直径进一步缩小,导线会发光,如再缩小到一定程度,就会产生磁效应,他还认为电流的磁效应可能也像电流通过导线时发热发光那样,是向着导线四周发射的.沿着这个思路,奥斯特把磁针垂直于导线上下左右放置,但他做了多次实验,都没有成功.课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU目标导航预习导引1820年4月,在一次关于电和磁的讲课快要结束时,奥斯特突然想到:把导线与磁针平行放置,结果会怎样呢?于是他把原来沿东西方向安置的细铂线转动90°,使它与磁针一样沿着南北方向即磁子午线的方向放置.当接通电源时,他发现小磁针偏转了一下.在场的学生对这个现象似乎并不在意,但奥斯特却激动万分.多少年来梦寐以求的企盼,终于有了回应.这里所说的“梦寐以求的企盼”指的是什么?答案:奥斯特从这个偶然现象得到了电流有磁效应的启示,经过进一步研究得到电流周围也有磁场的结论,奥斯特实验架起了一座连接电和磁之间的桥梁,使人们对电和磁有了进一步的认识.课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU目标导航预习导引二、电流磁场的方向1.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.通电螺线管的电流方向与磁场方向的关系可由安培定则来判定: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.课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU目标导航预习导引预习交流2如图所示,通电导线的电流方向和它周围产生的磁场的磁感线方向关系正确的是()课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU答案:通电导线的电流方向和它周围的磁场磁感线方向符合安培定则,只是对直线电流大拇指指电流方向,四指指磁感线环绕方向,据此知B图不正确;而环形电流和通电螺线管是四指指电流方向,大拇指指内部磁场方向,所以A、C、D项中只有C项是正确的.目标导航预习导引课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测一、直线电流的磁场活动与探究某同学利用如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,然后归纳得出初步结论.比较甲、乙两图可知:.比较甲、丙两图可知:.奥斯特实验课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU答案:通电导体周围有磁场通电导体周围的磁场方向与电流方向有关解析:甲、乙两图的不同之处是甲图中有电流,且磁针偏转,由奥斯特实验可知,结论应为:通电导体周围有磁场.甲、丙两图不同之处在于电流方向不一样,且磁针偏转方向也不同,所以结论应为:通电导体周围的磁场方向与电流方向有关.问题导学当堂检测课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU迁移与应用例1(2013·广东学业水平考试)当直导线通以垂直纸面向外的恒定电流时,小磁针静止时指向正确的是()问题导学当堂检测课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU解析:直线电流周围的磁场方向可由安培定则判定,直导线通以垂直于纸面向外的恒定电流时,通电导线周围磁感线为逆时针方向的同心圆,小磁针静止时N极指向应为圆的切线方向,所以只有选项A正确.答案:A问题导学当堂检测课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU迁移训练11820年,奥斯特发现,把一根导线平行地放在磁针的上方(如图所示),给导线通电时,磁针发生了偏转,就好像磁针受到磁铁的作用一样.这说明不仅磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场,这个现象称为电流的磁效应.以下哪种情况比较正确地反映了奥斯特实验()A.电流流向由南向北时,其下方的小磁针N极偏向东边B.电流流向由东向西时,其下方的小磁针N极偏向北边C.电流流向由南向北时,其下方的小磁针N极偏向西边D.电流流向由西向东时,其下方的小磁针N极偏向北边点击查看题图关闭问题导学当堂检测课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU答案:C解析:为使小磁针能产生明显的偏转,实验时应使电流流向沿南北方向,B、D选项错误.当电流流向由南向北时,由安培定则判断其下方的磁场方向由东向西,故小磁针N极指向西边,A选项错误,C选项正确.问题导学当堂检测课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU1.直线电流磁场的磁感线方向与电流方向的关系,可据安培定则判定: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.如图乙所示.直线电流的磁场问题导学当堂检测课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU说明:图甲是直线电流磁场磁感线分布的立体图,图丙是甲图从上向下俯视的横截面图,中间的“·”表示电流垂直纸面向外,不带方向箭头的小圆圈表示导线截面;丁图为纵截面图,“·”表示磁感线垂直纸面向外,“×”表示磁感线垂直纸面向里.2.直线电流磁场特点:直线电流磁场的磁感线是围绕导线的一些同心圆,且离导线越远,同心圆越稀疏,表示离导线距离相等的各点磁场强弱相同,离导线越近,磁场越强,离导线越远,磁场越弱.问题导学当堂检测课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU二、环形电流与通电螺线管的磁场活动与探究(1)如图所示,用1节电池自制一个小电磁铁,让它吸引大头针或回形针.换成两节电池试试,测测这个小电磁铁在什么情况下磁性强,什么情况下磁性弱.答案:电流大时磁性强.问题导学当堂检测课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU(2)利用电磁铁来搬运钢铁材料的装置叫作电磁起重机.电磁起重机能产生强大的磁场力,几十吨重的铁片、铁丝、铁钉、废铁和其他各种铁料,不装箱、不打包也不用捆扎,就能很方便地收集和搬运,不但操作省力,而且工作过程也被简化了.装在木箱中的钢铁材料和机器可以同样搬运.如图中的电磁铁直径约1.5米,可提起16吨的物体.你知道电磁起重机的原理吗?答案:电磁起重机是利用电磁原理搬运钢铁物品的机器.电磁起重机的主要部分是电磁铁.接通电源,电磁铁便把钢铁物品牢牢吸住,吊运到指定的地方.切断电流,磁性消失,钢铁物品就放下来了.电磁起重机使用十分方便,但必须有电流流过电磁铁的线圈才能产生磁性.问题导学当堂检测课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU迁移与应用例2放在通电螺线管里的小磁针保持静止时,位置是怎样的?两位同学的回答相反.甲说,小磁针的位置如图(1),因为管里面的磁感线向右方,所以小磁针的N极指向右方.乙说,小磁针的位置如图(2),他的理由是通电螺线管的N极在右侧,根据异性磁极互相吸引可知,小磁针的S极指向右方,你的看法是怎样的?他们谁的答案错了,错在哪里?问题导学当堂检测课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU[思路点拨]首先应用安培定则判断出通电螺线管周围及内部的磁感线,然后根据小磁针N极应该指向该点磁场的方向解答.解析:乙错了.因为通电螺线管的磁场相当于条形磁铁,依据安培定则可知,线圈内部的磁场方向是自左向右的,而小磁针N极所指的方向就是所在处磁场的方向,所以小磁针的N极指向右方.答案:见解析问题导学当堂检测课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU迁移训练2根据如图所示小磁针静止时的指向,标出通电螺线管的N极、S极和电源的正、负极.问题导学当堂检测课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU答案:如图:解析:据小磁针静止时N极指该点磁场方向知,通电螺线管左端为S极、右端为N极,由安培定则可判知电流方向如图(a)所示,故右端为电源正极,同理可判定(b)图中电源下端为正极.问题导学当堂检测课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU1.环形通电导线与通电螺线管的电流方向跟它的磁感线方向之间的关系也可用安培定则来判定: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.(如图所示)问题导学当堂检测课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU2.环形导线可以看作只有一匝的螺线管,其磁场磁感线的分布如图所示.问题导学当堂检测课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU3.通电螺线管的磁感线分布与条形磁铁相似:在外部,磁感线由N极到S极,在内部,磁感线由S极到N极,并和外部的磁感线形成一些闭合曲线.因此在处理问题时可根据需要将通电螺线管和条形磁铁或小磁针相互等效转换.注意:不管是磁体的磁场还是电流的磁场,其分布都在立体空间中,因此应熟练掌握其立体图、纵切面图、横截面图的画法与转换.问题导学当堂检测课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测123451.下列现象中与电流磁效应有关的是()A.磁体吸引铁棒B.雷电过后,某商人的一箱刀叉显示出磁性C.将螺丝刀在永久磁铁上磨几下,螺丝刀能吸引螺钉D.富兰克林发现,在莱顿瓶放电后,缝纫针被磁化了答案:BD解析:磁体吸引铁是磁体的特性,与电流的磁效应无关;螺丝刀与磁铁磨后带磁是一种磁化现象;B、D项都是因为有电流而引起的磁化现象.课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测123452.(2014·山东潍坊学业水平考试模拟)关于通电直导线周围磁场的磁感线分布,下列示意图中正确的是()答案:A解析:通电直导线周围磁感线的分布可由安培定则判断知A正确.课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU12345问题导学当堂检测3.如图所示,当电流通过线圈时,磁针将发生偏转,以下判断正确的是()A.当线圈通以沿顺时针方向的电流时,磁针N极将指向读者B.当线圈通以沿逆时针方向的电流时,磁针S极将指向读者C.若磁针N极指向读者,线圈中电流沿逆时针方向D.不管磁针如何偏转,线圈中的电流总是沿顺时针方向答案:C解析:小磁针在磁场中静止时N极指向该点磁场方向,所以若线圈通顺时针方