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(luò) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1?了解奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁 效應(yīng)的歷程. 2?會判斷安培力的方 向.（重點(diǎn)、難點(diǎn)） 3 ?知道影響安培力大小 的因素.（難點(diǎn)） 財特 實驗 奧斯特的發(fā)現(xiàn) 知識點(diǎn)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(xué)家奧斯特通過實驗發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，說明電流能夠產(chǎn) 生磁場?它使人們第一次認(rèn)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(lǐng)域的大門〃.W） 2?電流的磁效應(yīng)揭示了電和磁的聯(lián)系.（J） ［后思考］ 能不能說電流的磁效應(yīng)是奧斯特創(chuàng)造的？ 【提示】 不能.因為電流的磁效應(yīng)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(yīng). 1?直線電流的磁場 安培定那么：用右手握住通電直導(dǎo)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(dǎo)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(nèi)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(dǎo)線平行地放在磁針的上方（如圖1 5 4 所示），給 導(dǎo)線通電時，磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，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(yīng)?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(jìn)行驗證.（） 【導(dǎo)學(xué)號：75392031】 電流能使磁針偏轉(zhuǎn) 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(zhuǎn)，實驗時應(yīng)使電流流向沿南3北方向, B、D選項錯誤?當(dāng)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(guān)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(zhuǎn)動的小磁針放在通電螺線管內(nèi)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(yīng)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(dǎo)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(dǎo)體所受的安培力的大小與磁感應(yīng)強(qiáng) 度、電流大小以及磁場中垂直磁場方向的導(dǎo)體長度有關(guān)?磁場越強(qiáng)，導(dǎo)體中電 流強(qiáng)度越大，通電導(dǎo)體在磁場中垂直磁場方向的長度越長，通電導(dǎo)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(yīng)強(qiáng)度、電流大小和導(dǎo)體長度有關(guān).（X） 2?當(dāng)

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(jī)能吊起成噸的鋼鐵，磁性起 吊機(jī)是用永久性磁鐵做成的嗎？假設(shè)不是，那是什么做成的呢？ 【提示】磁性起吊機(jī)用電磁鐵來吊起■物，在通電導(dǎo)體的周圍存在著磁場, 當(dāng)我們接通電源，它便提起鋼鐵碎片；當(dāng)起■機(jī)把碎片搬到適當(dāng)?shù)奈恢?，再切?電源，碎片就從電磁鐵上掉下來.假設(shè)用永久性磁鐵那么鋼鐵始終被吸住，無 法到達(dá)搬運(yùn)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(dǎo)體的IL的乘積, 另一個是磁場本身，即磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab靜止在水平導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為 乙?電源的電動勢為E,內(nèi)阻為門導(dǎo)體棒的電阻為&其余電阻不計?磁場方向 垂直導(dǎo)體棒斜向上，與水平面間的夾角為8磁感應(yīng)強(qiáng)度為〃?求軌道對導(dǎo)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(diǎn)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(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的說法中正確的選項是（）【導(dǎo)學(xué)號： 75392032】 A?通電導(dǎo)線受安培力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大 B.磁感線的指向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度減小的方向 C?放在勻強(qiáng)磁場中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同 D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無 關(guān) 【解析】 磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小由磁場本身決定磁感應(yīng)強(qiáng) 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(guān)，還與導(dǎo) 體的放法有關(guān). 【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(nèi)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(dǎo)體所受安培力的方向. ［再判斷］ 1當(dāng)通電直導(dǎo)線垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向時，安培力的方向和磁感應(yīng)強(qiáng)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(shè)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(dǎo)線方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向有什么關(guān)系？ 【提示】 與導(dǎo)線方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向都垂 安培力的方向既跟磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，又跟電流方向垂直?三個方向 之間的關(guān)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(shè)B、I方向，安培力的方向唯一確定；但假設(shè)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(guān)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(dǎo)線在磁場中受力的方向既要與磁感線垂 9 還要與導(dǎo)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(nèi)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(dǎo)線與勻強(qiáng)磁場方向垂直，導(dǎo)線所受安培力的 方向是（） 【導(dǎo)學(xué)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(guān)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(guān)系，注意區(qū)分.