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第二节电流的磁场第二章磁场第二章磁场1.了解奥斯特、安培等科学家对人们认识电磁现象起到的作用．2.会用磁感线描述直线电流、环形电流、通电螺线管的磁场分布．(重点)3.会用安培定则判断直线电流、环形电流、通电螺线管的磁场方向．(重点＋难点)一、电流的磁效应1．1820年，________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________．2．电流具有磁效应，证明了____和____之间的联系，也预示了电力应用的可能性．奥斯特磁效应电磁1.在做“奥斯特实验”时，通电导线应如何放置才能使实验现象最明显？提示：小磁针本身在地磁场作用下就是指南北方向的，所以把导线沿南北方向放置在处于静止状态的磁针的正上方时，会在导线下方产生东西方向的磁场，这时磁针的偏转最明显．二、电流磁场的方向电流的磁场方向可以用安培定则来判断1．直线电流的磁场方向的判断：______握住导线，让伸直的拇指的方向与______的方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是________的环绕方向．2．环形电流的磁场方向的判断：右手握住环形导线，让弯曲的四指与__________的方向一致，拇指的指向就是环形导线中心附近的______方向．3．通电螺线管的磁场方向的判断：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟______的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部________的方向．右手电流磁感线环形电流磁场电流磁感线2．为什么我们能够用细铁屑排列的形状来显示直线电流磁场磁感线的形状？提示：直导线通电后，直线电流在周围产生磁场，细铁屑在磁场中被磁化成一个个非常小的“小磁针”．在直线电流的磁场中，这些“小磁针”静止时按照磁场方向有规则的排列起来，这时细铁屑排列的形状就显示出直线电流磁场磁感线的形状．奥斯特发现电流的磁效应奥斯特实验成功的关键：(1)导线南北放置；(2)通电导线在小磁针的上方或下方和小磁针平行放置．如果将水平导线由小磁针的正上方移到正下方，或改变电流的方向小磁针都发生了偏转，但偏转的方向相反，小磁针稳定后的N极所指方向相反．(1)奥斯特的实验说明导线周围的磁场分布与电流的方向有关，与位置有关．(2)奥斯特做实验时，小磁针受到地球磁场和电流磁场双重力的作用．1820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，引起到会科学家的兴趣．如图所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电．请你想一想会发生的现象是()A．通电螺线管仍保持原位置静止B．通电螺线管转动，直至A指向南，B指向北C．通电螺线管转动，直至A指向北，B指向南D．通电螺线管能在任意位置静止[解析]通电螺线管相当于一个条形磁体，磁体有指向性，由安培定则知，B端是螺线管的N极，故通电螺线管转动后，B端指向北．[答案]B1．(多选)自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献．下列说法正确的是()A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C．库仑发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系D．焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系解析：选AD.电流的磁效应是奥斯特发现的，库仑得出了电荷之间电场力的定量关系，选项A正确，C错误；欧姆发现了欧姆定律，得出了电流和电压的定量关系，焦耳发现了电流的热效应并通过实验得出了电能和热能的转换关系，故选项B错，D对．几种常见通电导体周围的磁场三种电流周围磁感线分布情况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的多组同心圆，越向外磁感线越稀疏，磁场越弱安培定则立体图横截面图纵截面图环形电流内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏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，内部和外部磁感线形成一些环绕电流的闭合曲线(1)根据安培定则可知，只要知道了电流方向或电流产生的磁场方向中的一个方向，就可以判断出另一个方向．(2)对比通电螺线管外部的磁感线和环形电流的磁感线，两者具有非常强的相似性，环形电流可以认为是通电螺线管压缩成单匝之后的产物，而通电螺线管可以认为是多个环形电流串联后的产物．下列各图中，已标出电流I和该电流产生的磁感线的方向，其中符合安培定则的是()[思路点拨]电流方向――――――→安培定则磁感线方向[解析]关于电流和磁感线的方向关系，只有C图符合安培定则，故C正确．[答案]C2．如图所示，E、F分别表示蓄电池两极，P、Q分别表示螺线管两端．当闭合开关时，发现小磁针N极偏向螺线管Q端．下列判断正确的是()A．E为蓄电池正极B．螺线管P端为S极C．流过电阻R的电流方向向上D．管内磁场方向由P指向Q解析：选C.闭合开关时，小磁针N极偏向Q端，说明通电螺线管的磁感线进入Q端，即P端为N极，管内磁场方向由Q指向P.根据安培定则，流过R的电流方向向上，F为蓄电池的正极，故选项C正确．等效电流的磁场问题如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是()A．N极竖直向上B．N极竖直向下C．N极沿轴线向左D．N极沿轴线向右[审题指导]解答本题的关键是先判断电流的方向然后用安培定则判断小磁针处磁场方向进而判定小磁针的平衡位置．[解析]由于金属环带负电，旋转时形成的电流方向与转动方向相反，根据安培定则可知在中心轴线上所产生的磁场方向沿轴线向右，故可知小磁针最后平衡(即静止)时N极沿轴线向右．[答案]D(1)误认为负离子运动方向就是电流方向，实际上电流方向与负离子运动方向相反；(2)环形电流内部和外部的磁场方向相反，误将内部和外部颠倒导致判断错误．