2018版 第1章 第5節(jié) 奧斯特實驗的啟示

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1、2021版第1章第5節(jié)奧斯特 實驗的啟示 第五節(jié) 知識脈絡 學習目標 1?了解奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁 效應的歷程. 2?會判斷安培力的方 向.（重點、難點） 3 ?知道影響安培力大小 的因素.（難點） 財特 實驗 奧斯特的發(fā)現(xiàn) 知識點I 電流能產(chǎn) 隹磁場 卜方向 大小 左手它則 奧斯特的發(fā)現(xiàn) ［先填空］ 1820年丹麥科學家奧斯特通過實驗發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，說明電流能夠產(chǎn) 生磁場?它使人們第一次認識到電和磁之間確實存在某種聯(lián)系. ［再判斷］ 1 ?

2、奧斯特的發(fā)現(xiàn)“翻開了黑暗領域的大門〃.W） 2?電流的磁效應揭示了電和磁的聯(lián)系.（J） ［后思考］ 能不能說電流的磁效應是奧斯特創(chuàng)造的？ 【提示】 不能.因為電流的磁效應是一種自然現(xiàn)象 只能說是奧斯特發(fā)現(xiàn) 了電流的磁效應. 1?直線電流的磁場 安培定那么：用右手握住通電直導線，使伸直拇指的方向與電流的方向一 致，那么四指彎曲的方向就是電流周圍磁感線的環(huán)繞方向，如圖1-5-1所示. 圖 1-5-1 2.環(huán)形電流的磁場 安培定那么：讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指 的方向就是環(huán)形載流導線中心軸線上磁感線的方向，如圖1-5-2所示. 第2頁 圖 1-5-

3、2 3?通電螺線管的磁場 安培定那么：用右手握住螺線管，讓彎曲的四指的方向跟電流的方向一致, 那么拇指所指的方向就是螺線管內部的磁感線的方向?也就是說，拇指指向通 電螺線管的北極?如圖1-5-3所示. 圖 1-5-3 年,奧斯特發(fā)現(xiàn)，把一根導線平行地放在磁針的上方（如圖1 5 4 所示），給 導線通電時，磁針發(fā)生了偏轉，就好似磁針受到磁鐵的作用一樣?這說明不僅 磁鐵能產(chǎn)生磁場，電流也能產(chǎn)生磁場，這個現(xiàn)象稱為電流的磁效應?以下哪種 情況比擬正確地反映了奧斯特實驗？實際做一下進行驗證.（） 【導學號：75392031】 電流能使磁針偏轉 圖 1-5-4 A?電流流向由南向北時，其下

4、方的小磁針N極偏向東邊 B?電流流向由東向西時，其下方的小磁針N極偏向北邊 C?電流流向由南向北時，其下方的小磁針N極偏向西邊 D.電流流向由西向東時，其下方的小磁針N極偏向北邊 【解析】為使小磁針能產(chǎn)生明顯的偏轉，實驗時應使電流流向沿南3北方向, B、D選項錯誤?當電流流向由南向北時，由安培定那么判斷其下方的磁場方向 由東向西，故小磁針N極指向西邊，A選項錯誤，C選項正確. 【答案】C 2 ?關于磁場和磁感線，以下說法正確的選項是（） A?磁鐵是磁場的唯一來源 B?磁感線是從磁體的北極出發(fā)到南極終止 C?自由轉動的小磁針放在通電螺線管內部，其N極指向通電螺線管磁場的

5、北極 D?兩磁感線空隙處不存在磁場 【解析】 由電流的磁效應可知電流也能產(chǎn)生磁場，A錯；由磁感線的特性 可知 B、D錯；由通電螺線管磁場的分布可知C正確. 【答案】C 安培力的大小 ［先填空］ 1安培力的定義：磁場對通電導體的作用力稱為安培力. 2?實驗說明，如圖1-5-5所示，通電導體所受的安培力的大小與磁感應強 度、電流大小以及磁場中垂直磁場方向的導體長度有關?磁場越強，導體中電 流強度越大，通電導體在磁場中垂直磁場方向的長度越長，通電導體所受的安 培力就越大. 圖 1-5-5 ［再判斷］ 1 ?安培力的大小只跟磁感應強度、電流大小和導體長度有關.（X） 2?當

6、電流與磁場平行時，電流不受安培力.（V） ［后思考］ 在廢舊鋼鐵收購場，我們經(jīng)?？匆姶判云鸬鯔C能吊起成噸的鋼鐵，磁性起 吊機是用永久性磁鐵做成的嗎？假設不是，那是什么做成的呢？ 【提示】磁性起吊機用電磁鐵來吊起■物，在通電導體的周圍存在著磁場, 當我們接通電源，它便提起鋼鐵碎片；當起■機把碎片搬到適當?shù)奈恢?，再切?電源，碎片就從電磁鐵上掉下來.假設用永久性磁鐵那么鋼鐵始終被吸住，無 法到達搬運的目的. 1 ?安培力的決定因素有兩個：一個是放入磁場中的一段導體的IL的乘積, 另一個是磁場本身，即磁場的磁感應強度B. 2?通過實驗歸納得出，電流方向跟磁場垂直時，電流受到的安培力最大為

7、F=BIL，平行放置時安培力為0. 3?—般情況下，電流受到的安培力介于零和最大值之間?所以F=BIL只 適用于電流與磁場方向垂直的情況. 3?如圖1-5-6所示，質量為m的導體棒ab靜止在水平導軌上，導軌寬度為 乙?電源的電動勢為E,內阻為門導體棒的電阻為&其余電阻不計?磁場方向 垂直導體棒斜向上，與水平面間的夾角為8磁感應強度為〃?求軌道對導體棒的 支持力和摩擦力. 圖 1-5-6 【解析】 棒的受力分析圖如下圖. 由閉合電路歐姆定律有：I =丄~ R+r 由安培力公式有：F = BIL 由共點力平衡條件有： Fsin 0=/ Fn + Fcos 0 = mg R立以

8、上各式可解得:f=EBLsin0 R + r FN = mg- EBLcos 0 R+r 【答案】 EBLcos 0 EBLsin 9 mg R+r R+r 4 ?以下關于磁感應強度大小的說法中正確的選項是（）【導學號： 75392032】 A?通電導線受安培力大的地方磁感應強度一定大 B.磁感線的指向就是磁感應強度減小的方向 C?放在勻強磁場中各處的通電導線，受力大小和方向處處相同 D.磁感應強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導線受力的大小和方向無 關 【解析】 磁場中某點的磁感應強度方向和大小由磁場本身決定磁感應強 度的大小可由磁感線的疏密來反映，安

9、培力的大小不僅與B、I、l有關，還與導 體的放法有關. 【答案】D 安培力的方向 ［先填空］ 安培力的方向：用左手定那么來判斷，伸開左手，使拇指與四指在同一 平面內并跟四指垂直，讓磁感線垂直穿入手心，使四指指向電流的方向，這時 拇指所指的就是通電導體所受安培力的方向. ［再判斷］ 1當通電直導線垂直于磁感應強度方向時，安培力的方向和磁感應強度方 向相同.（X） 2 ?磁場方向和電流方向，判定安培力的方向用左手；假設磁場方向和安培 力的方向，判定電流的方向用右手.（X） 3?只要電流的方向不與磁場平行，電流就會受到安培力.（V） ［后思考］ 安培力的方向與通電直

10、導線方向、磁感應強度的方向有什么關系？ 【提示】 與導線方向、磁感應強度方向都垂 安培力的方向既跟磁感應強度的方向垂直，又跟電流方向垂直?三個方向 之間的關系可以用左手定那么來判定. 1由左手定那么可判定F丄I，F(xiàn)丄B,但B與I不一定垂直，即安培力的 方向總是垂直于磁場方向和電流方向所決定的平面?在判斷時，首先確定磁場 與電流所決定的平面，從而判斷出安培力的方向. 2?假設B、I方向，安培力的方向唯一確定；但假設B（或 I）與安培力的方 向, I（或B）的方向不唯一. 3 ?注意區(qū)別安培力的方向和電場力的方向與場的方向的關系?安培力的方 向總是與磁場的方向垂直，而電場力的方向與

11、電場的方向平行. 5?如圖1-5-7所示，其中A、B圖電流和其所受磁場力的方向，試判斷圖 中的磁場方向.C、D圖磁場和它對電流作用力的方向，試判斷圖中的電流方 向.俄們用“X〃表示方向垂直紙面向里，用“?〃表示方向垂直紙面向外） 圖 1-5-7 【解析】 根據(jù)左手定那么，導線在磁場中受力的方向既要與磁感線垂 9 還要與導線中的電流方向垂直，即垂直于磁感線與電流所決定的平面. 【答案】A圖磁場方向垂直紙面向外；B圖磁場方向在紙面內垂直F向 下；C、D圖電流方向均垂直于紙面向里. 6?如圖1-5-8 所示，一通電直導線與勻強磁場方向垂直，導線所受安培力的 方向是（） 【導學號：75392033】 圖 1-5-8 A?向上 B?向下 C?垂直紙面向里 D.垂直紙面向外 【解析】 由左手定那么知，選項C正確. 【答案】C 左手定那么反映的是電流方向.磁場方向和安培力方向三者之間的關系，而 安培定那么反映的是電流方向與它產(chǎn)生的磁場方向之間的關系，注意區(qū)分.