人教版九年級物理全冊《電生磁》電與磁PPT免費教學(xué)課件,共33頁(yè)。
電流的磁效應
在歷史上相當長(cháng)的一段時(shí)間里,人們認為電現象和磁現象是互不相關(guān)的。到了19世紀初,一些哲學(xué)家和科學(xué)家意識到,各種自然現象之間應該存在著(zhù)相互聯(lián)系。
基于這種思想,丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特(Hans Christian Oersted,1777-1851)長(cháng)時(shí)間用實(shí)驗尋找這種聯(lián)系。在多次失敗之后,1820年,奧斯特在課堂上做實(shí)驗時(shí)終于發(fā)現:當導線(xiàn)中通過(guò)電流時(shí),它下方的磁針發(fā)生了偏轉。這個(gè)發(fā)現令奧斯特極為興奮,他懷著(zhù)極大的興趣又繼續做了許多實(shí)驗,終于證實(shí)電流的周?chē)嬖谥?zhù)磁場(chǎng),在世界上第一個(gè)發(fā)現了電與磁之間的聯(lián)系(見(jiàn)右圖)。
從下圖的實(shí)驗可以發(fā)現,如果導線(xiàn)在小磁針上方并且兩者平行,當導線(xiàn)通電時(shí),磁針發(fā)生偏轉;切斷電流時(shí),磁針又回到原位。這說(shuō)明通電導線(xiàn)和磁體一樣,周?chē)嬖诖艌?chǎng),即電流的磁場(chǎng)。實(shí)驗還表明,當電路中的電流反向時(shí),磁針的偏轉方向也相反。這說(shuō)明電流的磁場(chǎng)方向跟電流的方向有關(guān)。
通電導線(xiàn)周?chē)嬖谂c電流方向有關(guān)的磁場(chǎng),這種現象叫作電流的磁效應。
通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)
既然電能生磁,為什么手電簡(jiǎn)在通電時(shí)連一根大頭針都吸不動(dòng)?這是因為它的磁場(chǎng)太弱了。如果把導線(xiàn)繞在圓簡(jiǎn)上,做成螺線(xiàn)管(也叫線(xiàn)圈,見(jiàn)右圖),各圈導線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加在一起,磁場(chǎng)就會(huì )強得多。
我們已經(jīng)通過(guò)磁感線(xiàn)的分布了解了條形磁體、蹄形磁體周?chē)拇艌?chǎng),那么,通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)是怎樣分布的,也可以用同樣的方法來(lái)研究。
實(shí)驗探究
實(shí)驗探究1:探究通電螺線(xiàn)管外部的磁場(chǎng)分布
一、在我們熟悉的各種磁體的磁場(chǎng)中,通電螺線(xiàn)管外部的磁場(chǎng)可能與哪種磁體的相似?
按照右圖布置器材。為使磁場(chǎng)加強,可以在螺線(xiàn)管中插入一根鐵棒。把小磁針?lè )诺铰菥(xiàn)管四周不同的位置,在圖上記錄磁針N極的方向,這個(gè)方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。
二、通電螺線(xiàn)管的極性與環(huán)繞螺線(xiàn)管的電流方向之間有什么關(guān)系?
仔細觀(guān)察螺線(xiàn)管的結構,找出螺線(xiàn)管導線(xiàn)跟電源連接的位置,弄清螺線(xiàn)管導線(xiàn)中電流的方向(見(jiàn)右圖)。
把通電螺線(xiàn)管看做一個(gè)磁體,根據你的實(shí)驗結果,在這四幅圖上分別標出通電螺線(xiàn)管的N極和S極。
在你的圖中,通電螺線(xiàn)管的極性與電流方向之間是否有什么關(guān)系?如果有的話(huà),你能否想出一些辦法把這個(gè)關(guān)系表述出來(lái)?
其他小組的結果和你的是否相同?如果不同,為什么?
安培定則
實(shí)驗結果表明,通電螺線(xiàn)管外部的磁場(chǎng)和條形磁體的磁場(chǎng)一樣。通電螺線(xiàn)管的兩端相當于條形磁體的兩個(gè)極,它們的極性可以從實(shí)驗中小磁針的指向來(lái)確定。改變電流方向,通電螺線(xiàn)管的N、S極正好對調,這說(shuō)明,通電螺線(xiàn)管兩端的極性跟螺線(xiàn)管中電流的方向有關(guān)。
在發(fā)現一個(gè)物理規律后,如果能夠采用一個(gè)巧妙的辦法把它表述出來(lái),則既方便記憶,又便于我們發(fā)現其中各量之間的聯(lián)系。對于通電螺線(xiàn)管的極性跟電流方向之間的關(guān)系,我們可以用安培定則(Ampere law)來(lái)表述:按照右圖那樣,用右手握住螺線(xiàn)管,讓四指指向螺線(xiàn)管中電流的方向,則拇指所指的那端就是螺線(xiàn)管的N極。
電生磁
知識點(diǎn)一:電流的磁效應
奧斯特發(fā)現,任何通有電流的導線(xiàn),都可以在其周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)的現象,稱(chēng)為電流的磁效應。其中磁場(chǎng)的方向和通電導線(xiàn)中的電流的方向有關(guān)。
通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗得出,直導線(xiàn)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)中,磁感線(xiàn)是以導線(xiàn)上各點(diǎn)為圓心排列的同心圓。
知識點(diǎn)二: 通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)
通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng):通電螺線(xiàn)管周?chē)嬖诖艌?chǎng),通電螺線(xiàn)管對外相當于一個(gè)條形磁鐵。通電螺線(xiàn)管外部的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似。通電螺線(xiàn)管外部的磁感線(xiàn)是從螺線(xiàn)管的北極發(fā)出并回到南極,其內部的磁感線(xiàn)則是從南極指向北極,由此構成封閉的曲線(xiàn)。
通電螺線(xiàn)管的磁極的極性與螺線(xiàn)管中的電流方向有關(guān),其磁性的強弱與電流大小和導線(xiàn)纏繞的匝數有關(guān),電流越大,磁性越強,匝數越多,磁性越強。
安培定則
安培定則,也叫右手螺旋定則,是表示電流和電流激發(fā)磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)方向間關(guān)系的定則。通電直導線(xiàn)中的安培定則(安培定則一):用右手握住通電直導線(xiàn),讓大拇指指向電流的方向,那么四指的指向就是磁感線(xiàn)的環(huán)繞方向;通電螺線(xiàn)管中的安培定則(安培定則二):用右手握住通電螺線(xiàn)管,使四指彎曲與電流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通電螺線(xiàn)管的N極。如右圖所示。
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