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高二物理选修3 电流的磁效应
教学目标:
1. 了解奥斯特、安培等科学家的实验研究对人们认识电磁场现象所引起的重要作用 2. 会用磁感线描绘直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场
3. 学会用安培定那么判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向。 教具:
条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针假设干 教学过程
引入:电现象和磁现象之间存在着许多相似性。例如,自然界中只有正负两种电荷,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。类似地,自然界中只存在南北两种磁极,同名磁极互相排斥, 异名磁极互相吸引。电现象和磁现象之间是否具有某种联系?
新课教学: 一、电流的磁效应
18世纪,一些有趣的现象已经引起了科学家的注意。一名英国商人发现,雷击过后,他的一箱新刀叉竟有了磁性。富兰克林也在实验中发现,在莱顿瓶放电后,附近的缝衣针被磁化了。电真能产生磁吗?许多人进行过实验研究,但是在稳定的电源发明之前,这类实验是不可能获得成功的。当时的一些科学家曾经断言:电和磁在本质上没有联系。
19世纪,随着对摩擦生热等现象的认识的深入,自然界各种运动之间存在着广泛的联系的思想逐渐在科学界形成。除了表面上的一些相似之外,电和磁之间是否存在着更深刻的联系?一些科学家相信,答案是肯定的,在实验中寻找这种联系,就成为他们的探索目标。后来,丹麦物理学家奥斯特首先获得成功。
我们知道,静止的电荷只能产生电场,不能产生磁场。那么,运动的电荷,也就是电流,能不能产生磁场?
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,就好像磁针受到此贴的作用一样。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。
电流磁效应的发现,用实验展示了电与磁的联系,说明电与磁之间存在着相互作用,这对电与磁研究的深入发展偶划时代的意义,也预示了电力应用的可能性。
二、电流磁场的方向
通电导线周围的磁场分布——安培定那么〔右手螺旋定那么〕
演示:通电直导线、环形电流、通电螺线管的磁场,特别是中心位置上的小磁针.
引导同学判断内部磁场的方向。
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特点:1〕直线电流:以导线上各点为圆心的、与导线垂直的同心圆;
〔越靠近导线,磁感线越密。〕
说明:大拇指指向电流方向,弯曲的四指指向磁感线的环绕方向;
2〕通电螺线管〔环形电流〕:等效于条形磁铁。
说明:弯曲的四指指向电流方向,大拇指指向螺线管内部磁感线的方向。〔N极〕 思考:地磁场的N极在哪里?〔地理的南极〕
思考:南北指向的通电导线,其正下方的磁针N极指向何方?〔指向西〕 练习:如下图,假设一束电子沿y轴正向移动,那么在z轴上某点A的磁
方向应是〔 B 〕
A.沿x的正向 B.沿x的负向 C.沿z的正向 D.沿z的负向 作业:
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场
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