17.2电流的磁场(第一课时)

看科技：科幻：将磁铁丢入金属泥后...第十七章从指南针到磁悬浮列车第二节电流的磁场（第一课时）学习目标1.探究通电直导线周围的磁场，了解奥斯特实验的意义。2.探究通电螺线管周围磁场的特点。3.会用安培定则判断通电螺线管的极性。情境导入带电体吸引物体，磁体也要吸引物体；同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引；同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引；带电体和磁体为什么怎么相似呢？认真阅读书中P143-P145页回答下列问题：1.1820年，丹麦科学家把连接电池组的导线，放在和磁针平行的位置上，当导线通电时，磁针立即偏转一角度，这个实验表明通电导体周围存在着。它是由产生的。2.通电导体周围的磁场方向与有关，磁场强弱与有关。3.在奥斯特实验中，根据小磁针是否偏转来判断导体周围是否有磁场，这是物理实验中的法。自主学习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？——观察到小磁针发生偏转。因为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。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？也就是说，只有磁铁周围存在着磁场吗？其他物质能不能产生磁场呢？原因：合作共建电流有磁场吗？请看下面的实验：在历史上，人们最初认为电和磁是互不相关的两件事。两位著名的物理学家安培和库仑也这么认为，你是怎么想的？但是带电体和磁体非常相似的规律表现又促使人们认为他们之间肯定有关系。一、奥斯特实验将直导线与小磁针平行并放在小磁针的上方和下方请学同学们观察：1．当直导线通电时产生什么现象。2．断电后发生什么现象。3．改变通电电流的方向后发生什么现象通电时小磁针发生______；断电时小磁针__________；说明：通电导线周围存在_____．通电电流方向相反，小磁针偏转方向____说明：电流的磁场方向与___________有关观察到的物理现象偏转恢复到原位置磁场改变电流方向有关实验中注意：；。导线与磁针平行摆放通电时间不易太长由实验现象你能得到什么结论？实验证明：通电导线周围存在磁场，这个磁场属于电流磁场，因为没有电，这个磁场就不存在。奥斯特的故事奥斯特是丹麦物理学家。他从小聪明好学，1794年他以优异的成绩考入哥本哈根大学学习，后来成为这所大学的物理教授。奥斯特对电和磁的关系很感兴趣，在他之前，美国科学家富兰克林做过莱顿瓶放电实验，结果放电电流把焊条磁化了。这一实验使奥斯特认定电磁转化是很有可能的，所以他一直想找到能证明这种转化的方法。1820年4月的一天，奥斯特在一次讲演快结速的时候，抱着试试看的心情又做了一次实验，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，发现小磁针跳动了一下。这一跳使有心的奥斯特喜出望外，竟激动的在讲台上摔了一跤。以后的两个月里，奥斯特闭门不出，设计了几十个不同的实验，都证明了通电导线周围存在着磁场。同年7月他发表了论文《关于磁体周围电冲突的实验》，向学术界宣布了电流的磁效应。这一重大发现轰动了科学界，使电磁学的发展进入了新的时期。二、螺线管磁场单独一根导线的磁场太弱，为了增大磁场我们把导体绕成螺线管猜一猜：通电螺线管的磁场可能与什么磁体的磁场相似呢？设计实验：1.如何来证明呢？2.怎样判断通电螺线管周围各点磁场的方向？演示：实验一实验二观察铁屑的分布和小磁针的指向:在板上均匀撒满铁屑,在螺线管两端各放一个小磁针，通电后观察小磁针的指向。轻轻敲板，观察铁屑的排列。改变电流方向再观察一次。在板上均匀撒满铁屑，通电后轻轻敲板,观察铁屑的排列。探究通电螺线管的外部磁场1通电螺线管的磁场（磁极和电流）2螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似。实验回顾通电螺线管的磁场:通电螺线管内部:磁感线均匀分布,各处磁场强弱相等通电螺线管外部:磁场分布与条形磁铁的磁场一样因此:通电螺线管对外相当于一个条形磁铁。实验结论:(1)通电螺线管周围的磁场跟______磁体相似.(2)通电螺线管____端磁性最强.(3)通电螺线管的磁极性质跟______方向有关.三、安培定则通电螺线管两端的磁极性质跟电流方向的关系可以用安培定则进行判断。用右手握住螺线管，让四指弯曲且与螺线管中电流的方向一致，则大拇指所指的方向就是通电螺线管的N极。或者说就是通电螺线管内部磁场的方向。通电螺线管磁极的判断→安培定则⑴伸开右手，拇指和四指在同一平面，拇指和四指垂直，握住螺线管，⑵四指弯曲方向跟螺线管中电流方向一致大拇指所指那端为通电螺线管N极.IINS也可以简化版：1、平伸右手；2、掌心面对螺线管；3、四指指向正面电流方向；4、大拇指指向N极。安培定则只是一种判断方法。+-判断跟之间的关系。通电螺线管的极性电流方向安培定则的由来1820年7月21日,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,轰动了整个欧洲.9月11日安培得知这一消息后,第二天就重新做了奥斯特的实验.实验中他惊奇的发现,磁针转动的方向和电流的方向有一定的规律.9月18日,在法国科学院学术报告会上,安培高兴地报告了他的重要发现,使科学家们赞叹不已.后来,这个定则就被命名为安培定则.安培定则可以解决以下问题:1.给出电流方向,判断N、S极。2.给出小磁针的N、S极,判断通电螺线管的N、S极和磁感线方向及电流方向。3.给出电流方向和螺线管N、S极,画出螺线管的绕法。例1.请你用安培定则判断出以下各图中通电螺线管的N极NSNSNSNS例2.如图标出螺线管的电流方向及电源正、负极。NS+-NS+-例3.请画出下面两图中螺线管的导线绕向，并做出具体手势．NS例4.如图所示，请画出螺线管的绕法。NS１.用右手螺旋定则判定下列螺线管的Ｎ、Ｓ极交流展示NSNSSNNSNSSN3。练习画螺线管的绕线（按范例绕线）2.如图标出螺线管的电流方向及电源正、负极。NS+-NS+-交流展示2.判断下面图中通电螺线管的N、S极，做出具体手势，并画出图1中小磁针的转动方向和图2中电源的正、负极。交流展示3.标出螺线管的N、S极.NS4.标出螺线管中电流的方向.SN5.根据图中所给的条件，画出螺线管的绕法.NS交流展示6、如图所示，在光滑支架上套有L1、L2两个线圈，闭合电键S后，两个螺线管的情况是：A、静止不动B、互相排斥C、互相吸引D、不能确定7、如图所示，若闭合电键S1，则电磁铁的磁性将：A、增强B、减弱C、不变D、无法判断交流展示8.某同学利用下图所示的装置研究电和磁之间的联系,请仔细观察图中的装置、操作和现象,然后归纳出初步结论。比较甲、乙两图可知：_________________比较乙、丙两图可知：_________________交流展示9.如图所示，当电键S闭合后，小磁针的N，S极按箭头方向转动到与螺线管轴线方向一致时静止不动，试判断电源的正、负极。交流展示小结1．电流周围存在磁场，磁场的方向与电流的方向有关。2．通电螺线管对外相当于一个磁体。根据右手螺旋定则确定通电螺线管的磁极和通电螺线管中的电流方向。