第十三章
1.了解磁现象。了解电和磁的联系,了解电流磁效应的发现过程。体会奥斯特发现的重要意义,体会探索自然奥秘的艰难与克服困难带来的成就感。
2.知道磁场的基本特性。知道磁感线,知道几种常见磁场磁感线的空间分布情况。体会如何使用形象化的手段描述物理现象。
3.会应用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。
4.了解安培分子电流假说。
一、
1.磁极:自然界中的磁体总是存在两个磁极。
2.磁极间的作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
(1)奥斯特实验:通电导线放在小磁针上方,使小磁针发生了偏转。
(2)实验结论:电流可以产生磁场——发现了电流的磁效应。
二、
1.定义:磁体间的相互作用、磁体与通电导体间的作用以及通电导体间的相互作用,均通过磁场实现。
2.基本性质:对放入其中的磁体或电流有力的作用。
三、
1.磁场的方向规定:小磁针静止时N极所指的方向。
2.磁感线:用来形象地描述磁场的曲线,曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致。
4.磁感线特点:
(4)磁感线闭合而不相交,不相切,也不中断。
(5)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
四、
1.直线电流的磁场:使用右手握住导线,确保伸直的拇指指向电流方向,弯曲的四指则指示磁感线环绕的方向。
2.环形电流的磁场:将右手弯曲的四指指向环形电流的方向,伸直的拇指所指示的方向即为环形导线轴线上磁场的方向。
3.通电螺线管的磁场:使用右手握住螺线管,确保四指弯曲方向与电流一致,拇指指向即为螺线管轴线磁场方向或N极。
安培定则
立体图
横截面图
纵截面图
直线电流
以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆,离导线越近越密,磁场越强
环形电流
环内磁感线条数与环外相等,磁感线越向外越稀疏,故环内磁场比环外强
通电螺线管
内部为匀强磁场且比外部强,方向由S极指向N极;
外部类似条形磁铁,由N极指向S极
五、
1.分子电流假说:安培认为,在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流,即分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。
2.分子电流假说意义:能够阐述磁化与退磁过程,揭示磁现象的电本质,即磁场由运动电荷产生,类似于电流产生的磁场。
(1)天然磁体和人造磁体都能吸引铁质物体。
(2)磁场看不见、摸不着,因此磁场是人们假想的,实际并不存在。
(3)在磁场中,小磁针S极的受力方向就是该点磁场方向。
(4)用磁感线描述磁场时,没有磁感线的地方就没有磁场。
(5)磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的。
任务一:
[例1](多选)关于磁铁、
思路点拨:(1)磁体和电流的周围都存在磁场。
(2)磁场对放入其中的磁体或电流有力的作用。
甲图显示,电流对小磁针的作用力源于电流产生的磁场;乙图中,磁体对通电导线的作用力同样通过磁体的磁场实现;丙图则表明,电流对另一电流的作用力是通过该电流产生的磁场传递的。综上所述,选项B、C正确。
[变式训练1-1]
B.磁场看不见、
AC[磁场的定义:在磁体或电流周围存在一种特殊物质,能够对其产生力的作用,这种物质被称为磁场。因此,选项A正确。C正确。
任务二:
[例2](多选)磁场中某区域的磁感线如图所示,a、b、c、d、e是磁场中的5个点,其中c、
C.c、d两点关于直线对称,所以c、
D.b、e两点在同一直线上,所以b、
[解析]e点磁感线分布最密集,磁感应强度最大,A正确;a处磁感线相对其他位置较稀疏,磁感应强度较小但不为零,B错误;在c、d两点的切线方向表示c、d点的磁感应强度方向,所以c、d两点磁感应强度方向并不相同,C错误;b、
B[因为小磁针N极受磁场力的方向就是磁场的方向,故选项B正确。
任务三:
[例3](多选)如图所示,螺线管中通有电流,如果在图中的a、b、
思路点拨:(1)通电螺线管的磁场分布与条形磁铁相似。
(2)小磁针的N极受力的方向即为磁场的方向。
根据安培定则,通电螺线管的磁场如图所示,右端为N极,左端为S极。在a点磁场方向向右,小磁铁在a点时,N极应指向右,因此A项错误,D项正确;在b点磁场方向同样向右,磁针在b点时,N极也应指向右,故B项正确;在c点,磁场方向向右,磁针在c点时,N极应指向右,S极应指向左,所以C项错误。
[变式训练3-1](多选)如图所示是云层之间闪电的模拟图,图中A、B是位于南、北方向带有电荷的两块阴雨云在放电过程中,两云尖端之间形成放电通道。观察到位于通道正上方的小磁针N极指向纸内,S极指向纸外,则关于A、
BD[由于小磁针N极转向纸里,可知该点磁场方向向里,又根据安培定则,A、B间存在由A向B的电流,由此可知A带正电,B带负电,选项B、D正确。
[变式训练3-2]为解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电