电流的磁场
电流的磁场
类似条形磁铁，由N极指向S极
注：图中“×”表示磁场方向垂直纸面向里，“· ”表示磁场方 向垂直纸面向外．
二、安培定则的应用技巧 小磁针转动问题的判定 已知通电螺线管或通电直线导体上的电流方向，判定通电螺线 管或通电直线导体周围的小磁针如何转动的问题，可以按照下 述思维程序进行分析： (1)认清小磁针所在的位置，即弄清小磁针是在通电直线导体上 方还是下方、左侧还是右侧，是在通电螺线管内部还是外部．
图2-2-7
解析 离子束下方磁感线垂直纸面向里，由右手螺旋定则可 知，位于小磁针上方直线电流方向向右． 答案 AD
电流磁场方向的判断 1．如图 2-2-8 所示，两根非常靠近且互相垂直的长直导线，当 通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平 面内的哪个区域内方向是一致且向里的( A．区域Ⅰ C．区域Ⅲ B．区域Ⅱ D．区域Ⅳ )．
(2)根据已知的电流方向，利用安培定则判定小磁针所在处的磁 场方向(即小磁针所在处的磁感线方向)． (3)由于小磁针 N 极所受磁场力的方向与所在处的磁场方向相 同，所以小磁针 N 极将沿着小于 180° 的角旋转，直到 N 极的 指向与所在处的磁场方向相同为止．在说明小磁针的转动方向 时，必须说明是从什么方向观察的．
图2-2-8
解析 由安培定则可知，I1 电流在其上方产生的磁场方向垂直 纸面向里，I2 电流在其右方产生的磁场方向向里，故只有在区 域Ⅰ，两个电流产生的磁场才都向里． 答案 A
2．如图 2-2-9 所示，当开关 S 闭合时电磁铁和物体 ab 相互吸 引，则正确的说法是( )．
A．ab 一定是磁铁，且 a 端一定是 N 极 B．ab 一定是磁铁，且 a 端一定是 S 极 C．ab 可能是磁铁，且 a 端是 S 极 D．ab 可能是一块铁，而不是磁铁
电流和磁场的关系
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实验结果：电流和磁场之间存 在相互关系，电流的变化会引
起磁场的变化，反之亦然。
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实验原理：法拉第电磁感 应定律
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制造
洛伦兹力
洛伦兹力是电流在磁场中 受到的力
洛伦兹力的大小与电流强 度、磁场强度和电流方向
有关
洛伦兹力的方向与电流方 向和磁场方向有关
洛伦兹力是电磁感应现象 的基础，广泛应用于电磁
学和电工学中
磁场对电流的作用
奥斯特实验
实验目的：验证电流和磁场的关系 实验原理：电流会产生磁场，磁场会对电流产生作用力 实验过程：将通电导线放在磁场中，观察导线的受力情况 实验结果：导线受到磁场的作用力，验证了电流和磁场的关系
电流和磁场的应用
电磁感应
原理：电流产生磁场，磁 场产生电流
应用：电磁铁、变压器、 发电机、电动机等
电磁感应现象：磁生电、 电生磁、电磁感应加热等
电磁感应在生活中的应用： 电磁炉、电磁继电器、电
磁感应门锁等
变压器
变压器的工作原理：利用电磁感应 原理，将电压转换为电流
变压器的类型：干式变压器、油浸 式变压器、自耦变压器等
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微分形式：将安培环路定律转化为 微分形式，便于数学处理
应用：在电磁学和电磁工程中，安 培环路定律的微分形式有着广泛的 应用
电流和磁场的关系的实验验证
电磁实验的设计与实施
高中物理—电流的磁场
电流的磁场知识点讲解知识点一：磁场、奥斯特实验古代人们就发现了天然磁石的现象。
我国古代春秋时期的一些著作已有关于磁石的记载和描述，而东汉学者王允在《论衡》一书中描述的司南，是人们公认的最早的磁性定向工具。
指南针是我国古代的四大发明之一、12世纪初，我国已将指南针用于航海。
人们最早发现的天然磁石的主要成分是Fe3O4，现在使用的磁体，多是用铁、钴、镍等金属或其氧化物制成的。
天然磁石和人造磁体都是永磁体，它们都能吸引铁质物质，我们把这种性质叫做磁性。
磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的部分叫做磁极。
【思考】1、当把小磁针放在条形磁体的周围时，观察到什么现象？其原因是什么？现象：观察到小磁针发生偏转。
原因：磁体周围存在着磁场，小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。
2、小磁针只有放在磁铁周围才会受到磁力作用而发生偏转吗？【概念解析】一、磁场1、基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流有磁场力的作用．2、方向：小磁针的N极所受磁场力的方向，或自由小磁针静止时北极的指向．3、磁体之间的相互作用是通过磁场，电场和磁场一样都是一种物质二、磁场和电场的比较电现象磁现象带电体能吸引轻小物体带电体有正、负两种电荷同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引磁体能吸引铁、钴、镍等物体磁体有N、S两种磁极同名磁极相互排斥异名磁极相互吸引三、奥斯特实验如图：把一条导线（南北方向）平行地放在小磁针的上方，给导线中通入电流。
问将发生什么现象？现象：当导线中通入电流，导线下方的小磁针发生转动。
除磁体周围有磁场外，丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场。
导线下方的小磁针发生转动，说明电流的周围也有磁场。
思考：改变电流的方向会有什么现象？结论：电流周围存在磁场，磁场的方向与电流的方向有关磁针的跳动令他激动奥斯特，丹麦物理学家、化学家。
1819年上半年到1820年下半年，奥斯特一面担任电、磁学讲座的主讲，一面继续研究电、磁关系。
1820年4月，在一次讲演快结束的时候，奥斯特抱着试试看的心情又作了一次实验。
A电流的磁场
不同 闭合 磁感线是________曲线 点
右手螺旋定则（安培定则）
1.直线电流： 图示：一簇同心圆 判定：用右手握住导线，让 伸直的大拇指所指的方向跟 电流的方向一致，弯曲的四 指所指的方向就是磁感线的 环绕方向。
练习：
（1）正视图 俯视图 （2）画出磁场方向
I
2.环形电流的磁场
图示:环形电流磁场的磁感线是 一些围绕环形导线的闭合曲线。 在环形导线的中心轴线上。磁感线 和环形导线的平面垂直。
判定：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方 向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管 内部磁感线的方向．也就是说，大拇指指向通电螺线 管的N极．
练习： （1）课本P82“自主活动”； （2）P83“大家谈”；
1．周围，奥斯特 2．疏密表示磁场 强弱，切线方向表示该点处磁场方向 3．（1）×（2）×（3）√（4）× （5）√（6）× 4．向左 5．右端是正极，左端是负极 6．（a）向下直线 （b）斜向上曲线 （c）逆时针的圆 7．A：左S，右N；B：左N，右S；C： 左S，右N
判定：让右手弯曲的四指 和环形电流的方向一致，伸直的 大拇指所指的方向就是环形导线 中心轴线上磁感线的方向．
练习：
（1）正视图
（2）画磁场方向
I
3. 通电螺线管的磁场
图示：螺线管通电以后表现出来的 磁性，很像是一根条形磁铁。 外部的磁感线：从N极出，进入S极 内部的磁感线:跟螺线管的轴线平行， 方向由S极指向N极，并和外部的磁感线连接，形成 一些环绕电流的闭合曲线．
2.电流的磁场
1820年，丹麦物理学家奥斯特(1777——1851) 把一根水平放置的导线沿南北方向平行地放在小磁 针的上方，当他给导线通电时，磁针立即发生偏转， 摆向东西方向． 这个实验表明，在通电导 线的周围和磁铁的周围一样， 存在着磁场．
电流对磁场产生的影响
电流对磁场产生的影响一、电流与磁场的关系电流和磁场之间存在着密切的联系。
根据安培定律，通过一段闭合电路中的电流将会产生一个环绕电路的磁场。
这个磁场可能在空间中存在着，也可能是在某些介质中传播。
二、磁场的形成与电流电流对磁场产生影响的基础是带电粒子（如电子）在产生电流的过程中所带的电荷。
当电荷沿着电线流动时，它产生的电流会与周围空间中的电磁场相互作用，进而导致磁场的形成。
三、电流的方向与磁场的方向根据安培定律，电流的方向决定了磁场的方向。
当电流沿着直线流动时，磁场环绕电流的方向则是沿着电流的方向螺旋上升。
如果电流的方向相反，磁场的方向则会相应地调转。
四、安培环路定理和磁场的形状安培环路定理描述了电流通过环路时磁场的形状。
根据该定理，当电流通过一段闭合环路时，环绕该环路的磁场的大小与电流成正比，并且与环路的形状有关。
具体的形状取决于电流的路径和环路之间的磁场的相互作用。
五、电流对磁场的影响机制电流对磁场产生影响的机制涉及到电磁效应。
根据法拉第定律，电磁感应现象是由于磁场的变化引起的电流的形成。
因此，电流对磁场的影响是通过改变磁场的强度或方向来实现的。
六、电流对磁场产生的多种效应电流对磁场产生了许多重要的效应。
其中之一是磁铁的形成。
当电流通过一个线圈时，线圈会生成一个磁铁，其中磁场的方向与电流的方向相对应。
这种现象是电力机械学和电机运行的基础。
此外，电流还对磁场产生了环绕电流的效应。
通过环流产生的磁场环绕整个电流环路，这种效应在电磁铁等设备中得到了广泛应用。
还有一个非常重要的效应是磁感应强度的变化。
电流的变化会导致磁感应强度的变化，从而影响到与该磁场相互作用的其他物体。
七、应用领域和现实意义电流对磁场的影响在许多领域和实际应用中起着重要作用。
在电力系统中，电流通过传输线路时产生的磁场不仅影响了线路本身，还与周围的设备产生相互作用。
对这些影响进行研究和理解可以帮助我们设计和维护更安全和高效的电力系统。
此外，电流对磁场的影响也在电磁感应和电动力学中发挥着重要的作用。
电流的磁场
第十一章 电流的磁场§11-1基本磁现象§11-2磁场 磁感应强度一、 磁场电流磁铁磁场电流磁铁↔↔↔↔电流磁场电流↔↔实验和近代物理证明所有这些磁现象都起源于运动电荷在其周围产生的磁场，磁场给场中运动电荷以作用力（变化电荷还在其周围激发磁场）。
1)作为磁场的普遍定义不宜笼统定义为传递运动电荷之间相互作用的物理场。
电磁场是物质运动的一种存在形式。
2)磁场相互作用不一定都满足牛顿第三定律。
二、 磁感应强度 实验发现：①磁场中运动电荷受力与vˆ有关但v F ˆˆ⊥； ②当0ˆ=F 时，v ˆ的方向即B ˆ的方向（或反方向）； ③当B v ˆˆ⊥时，maxˆˆF F =； ④qvF max与qv 无关，B v q Fˆˆˆ⨯=。
描述磁场中一点性质（强弱和方向）的物理量，为一矢量。
由B v q Fˆˆˆ⨯= （B ˆ的单位：特斯拉） 为由场点唯一确定的矢量（与运动电荷无关）。
Bˆ大小： qvF B max=（B vˆˆ⊥时）方向由上式所决定。
三、 磁通量1. 磁力线磁场是无源涡旋场2. 磁通量（Bˆ通量） s d Bds B ds B d n m ˆˆcos ∙===Φα⎰⎰⎰==Φ=Φssn m m ds B ds B d αcos⇒ ⎰∙=Φsm s d Bˆˆ (单位：韦伯（wb ）) 3. 磁场的高斯定理由磁力线的性质⎰⎰∑=∙q s d Dˆˆ 0ˆˆ=∙⎰ss d B (⎰⎰∑=∙s iqs d E 01ˆˆε)§11-3 比奥—萨伐尔定律一、 电流元l Id ˆ在空间（真空）某点产生的Bd ˆ 2)ˆ,ˆs i n (r rl Id Idl dB ∝322ˆˆˆˆˆˆr r l Id k r l d I k r r r l Id k B d ⨯=⨯=⨯= 与电荷场相似，磁场也满足迭加原理⎰⎰⨯==L L r r l Id k B d B 3ˆˆˆˆ在国际单位制中（SI 制）70104-==πμk ，真空磁导率70104-⨯=πμTmA -1（特米安-1） ⇒ 3ˆˆ4ˆ0rr l Id B d ⨯=πμ 当有介质时，r μμμ0=，⇒3ˆˆ4ˆr r l Id B d ⨯=πμ 二、 运动电荷的磁场（每个运动带电粒子产生的磁场）设：单位体积内有n 各带电粒子，每个带电粒子带有电量为q ，每个带电粒子均以 v 运动，则单位时间内通过截面s 的电量为qnvs ，即 q n v sI = 代入上式（l Id ˆ与v ˆ同向），()20)ˆ,ˆs i n (4rrv dl qnvs dB πμ= 在电流元内有nsdl dN =个带电粒子以速度vˆ运动着，由迭加原理，每个带电离子以速度vˆ运动所产生的磁场 2)ˆ,ˆs i n (rrv qv dN dB B ==30ˆˆ4ˆr r v q B ⨯=πμ （可以看成微观意义上的毕奥-萨伐尔定律） 例：一半径为R=1.0cm 的无限长半圆柱面导体，沿尺度方向的电流I=5.0A 在柱面上均匀分布。
电流的磁场
电流的磁场1.通电导线周围存在磁场（1）通电导体跟磁体一样周围存在磁场，即电流的磁效应。
（2）电流磁场方向与电流方向有关，当电流方向改变时，电流磁场方向也发生改变。
直线电流的磁场安培定则：右手握住导线并把大拇指展开，用大拇指指电流方向，那么其余四指环绕的方向就是磁场方向。
环形电流的磁场安培定则：让右手弯曲，四指和环形电流的方向一致，那么大拇指所指方向就是环形导线中心轴线上磁感线方向。
【实战练习】在验证电流产生磁场的实验中，小东连接了如图所示的实验电路．他把小磁针（图中没有画出）放在直导线AB的正下方，闭合开关后，发现小磁针指向不发生变化．经检查，各元件完好，电路连接无故障．（1）请你猜想小磁针指向不发生变化的原因是：．（2）写出检验你的猜想是否正确的方法2.通电螺线管磁场通电螺线管表现出来的磁性很像一根条形磁铁，一端相当于N极，另一端相当于S极。
改变电流方向，两极就对调。
通电螺线管磁极的判断安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指方向与电流方向一致，那么大拇指所指方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是说，大拇指指向通电螺线管的N极。
【实战练习】1.已知通电螺线管的N、S极，判断通电螺线管的电流方向。
2.如图所示，已知电流方向，用右手螺旋定则判定通电螺线管的磁极．通电螺线管的性质：（1）通过电流越大，磁性越强；（2）线圈匝数越多，磁性越强；（3）插入软铁芯，磁性大大增强；（4）通电螺线管的极性可用电流方向来改变。
3. 关于通电螺线管的作图（1）已知电源的正、负极和绕线方法来判断螺线管的极性；（2）已知螺线管的极性和绕线方法来判断电源的正、负极；（3）已知电源的正、负极和螺线管的极性画螺线管的绕线情况。
解决这三种问题，应从以下几点入手：①记住常见的几种磁感线分布情况。
②磁场中的小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向和该点的磁感线方向。
③磁感线是闭合曲线：磁体外部的磁感线都是从磁体的北（N）极出发回到磁体的南（S）极；在磁体内部磁感线从磁体的南极出发回到北极。
电流产生的磁场
电流产生的磁场电流和磁场是紧密相关的物理概念。
根据安培法则，当电流通过导体时，会产生一个环绕导体的磁场。
这种现象被广泛应用于许多领域，包括电磁感应、电动机原理等。
本文将深入探讨电流产生的磁场的原理和应用。
一、电流产生的磁场原理根据安培法则，当电流通过导体时，会产生一个环绕导体的磁场。
这一法则也被称为右手法则，即当右手握住导体，并让拇指指向电流方向，其他四指则表示磁场的方向。
根据这一法则，电流产生的磁场总是环绕导体，并形成闭合的磁力线。
二、电流产生磁场的实验验证为了验证电流产生的磁场，科学家们进行了一系列的实验。
其中最有名的是奥斯特实验。
奥斯特通过将电流通过导线并在其周围放置一个指南针来观察磁场现象。
实验证明，当电流通过导线时，指南针针磁针会发生偏转，表明电流产生了磁场。
三、电流产生磁场的应用电流产生的磁场在各个领域都有广泛的应用。
1. 电磁感应电磁感应是指当磁场通过导线时，会产生感应电流。
根据法拉第电磁感应定律，当导体通过磁场时，会在导体两端产生感应电动势。
这种现象被应用于发电机原理中，通过转动导体和强磁场之间的相互作用，产生电能。
2. 电动机原理电动机是将电能转化为机械能的装置。
它的原理就是利用电流产生的磁场和磁场产生的力来实现转动。
当电流通过导线时，产生的磁场与磁场之间的相互作用会导致导体受到一个力的作用，从而使得电动机转动。
3. 磁力感应电流产生的磁场不仅可以通过磁场感应电流，也可以通过电流感应磁场。
根据洛伦兹力定律，当导体通过强磁场时，会受到一个力的作用。
这种现象被应用于电磁铁，通过控制电流来控制铁磁体的磁场强度。
4. 磁共振成像技术磁共振成像技术（MRI）是一种医学成像技术，通过利用电流产生的磁场和人体组织对磁场的响应来生成图像。
它不仅可以检测人体内部的结构，还可以观察人体的功能活动，广泛应用于医学诊断领域。
综上所述，电流产生的磁场是一种重要的物理现象，其原理和应用十分广泛。
从电磁感应到电动机，再到磁共振成像技术，电流产生的磁场在现代社会中发挥着重要的作用。
电流和磁场的关系公式
电流和磁场的关系公式安培环路定律是描述通过闭合回路的电流所产生磁场的定律。
根据安培环路定律，闭合回路内的总磁场的磁感应强度等于该回路内通过的总电流的乘积。
数学表达式为：∮B·dL=μ0I,其中∮B·dL代表沿闭合回路的环路积分取得圆周积分,B为磁感应强度，I为电流，μ0为真空中的磁导率。
这个定律表明，电流产生的磁场大小与电流的大小成正比，与闭合回路的形状无关。
法拉第电磁感应定律是描述磁场变化所产生的感应电动势的定律。
根据法拉第电磁感应定律，磁场对任何闭合回路所产生的感应电动势等于穿过该闭合回路的磁场磁通量变化率的负值。
数学表达式可以写为：ε = -dΦ/dt,其中ε表示感应电动势，Φ表示磁通量，t表示时间。
这个定律表明，磁场的变化产生感应电动势，并且感应电动势的大小与磁通量的变化快慢成正比。
根据法拉第电磁感应定律，可以推导出磁场对闭合回路产生的感应电动势与电流的关系。
根据安培环路定律，可以得出闭合回路内的电流与磁场的关系，将这两者相结合，可以得到电流和磁场的关系公式。
假设有一闭合回路内通过电流I，长度为L，面积为A的矩形线圈，磁场的磁感应强度为B。
根据安培环路定律，可以得到磁场的磁感应强度B等于闭合回路内通过的总电流与周长的比值，即B=μ0I/L。
将B代入法拉第电磁感应定律的公式中，可以得到磁场对闭合回路产生的感应电动势ε的表达式：ε = -dΦ/dt = -B·A/dt = -A(dB/dt),其中A为线圈的面积。
根据梯度运算的定义，磁感应强度B对时间的变化率dB/dt等于磁场的旋度rotB。
因此，上式可以改写为：ε = -A(rotB).这个公式表明，磁场对闭合回路产生的感应电动势与磁场的旋度成正比。
同时，根据安培环路定律中B=μ0I/L的关系，可以将公式改写为：ε = -A(rotB) = -A(rot(μ0I/L)) = -A(μ0/L)(rotI).由于rotI表示电流的旋度，根据矢量运算关系，可以将其改写为rotI = ∇×j，其中j为电流密度。
9.2 电流的磁场
16
电流在回路之外
d
B1
I
B2 dl B1 dl1 B2 dl2 2 dl
1
0 I 0 I B1 ， B2 2π r1 2π r2 0 I
B1 dl1 B2 dl2 0 B d l 0
r R,
I
2π R 0 I B 2π r
B
0 Ir
2
0 I
2π R
B
R
o R
r
22
例2 无限长载流圆柱面的磁场
L1
r
R
I
L2
解
0 I 2π R
B
r
o R r
B0 0 I B 2π r
0 r R, B d l 0
l
r R, B d l 0 I
L
0
μ0真空磁导率
若电流的方向与积分回路的绕行方向符合右手 螺旋关系，电流为正；反之，电流为负
13
二、 安培环路定律
n匝螺线管
B μ0 nI
14
安培环路定理的推导 载流长直导线的磁感强 度为
0 I B 2π R
I
o
B
R
dl
0 I l B dl 2π Rdl 0 I l B dl 2π R l dl B dl 0 I
l
23
第九章 磁场与电磁感应
9.1 磁场 磁感应强度 9.2 电流的磁场 9.3 磁场对电流的作用 9.4 磁介质 9.5 电磁感应与电磁波 9.6 磁场的生物效应
24
2
2
x
电流的磁场
电流的磁场：（1）通电导线周围存在磁场，电流周围存在的磁场表明电流具有磁效应。
这一现象是由丹麦科学家奥斯特发现的。
（2）用右手螺旋定则可以判断通电导线所产生的磁场方向（右手握住电导线，大拇指指向的电流方向，四指所指的方向为磁场的方向。
）3．通电螺线管的磁场：（1）通电螺线管周围存在磁场。
起磁场的分布相当于一个条形磁铁。
（2）有右手螺旋定则（安培定则）可以判断通电螺线管的磁极方向与电流方向之间的关系。
大拇指的方向就是通电螺线管的N极，四指的方向为电流方向。
它也可以用来判断直流电流的磁场。
4．通电导体的磁场方向与通电螺线管的磁极方向都随电流方向的变化而变化。
影响通电螺线管词性强弱的因素：线圈匝数，电流强弱，有无铁芯。
5．电磁铁：带有铁芯的通电螺线管。
它的磁性可以用电流来控制。
电磁铁的应用：例如电铃，发电机，电动机，电磁起重机等。
电磁继电器：由电磁铁控制的自动开关，它可以用低电压和弱电流来控制高电压和强电流。
信息的磁记录：通过磁化的方法来记录信息。
6．直流电动机基本原理：通电导体在磁场中受到力的作用。
磁场对通电导体作用力的方向跟电流方向和磁场方向有关。
当只改变其中一样时，通电导体受到的磁场力方向发生改变。
通电导体在磁场力的作用下运动时，电能转化为机械能。
直流电动机组成部分：转子和定子、换向器、电刷。
换向器的结构和作用：由两个半环组成。
每当线圈转过平衡位置，自动改变线圈中电流的方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈连续转动。
可用对调电源两极，对调磁铁两极，改变线圈中电流的大小来改变直流电动机转动方向与转速。
7．电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流（感应电流）。
产生感应电流的条件有：1.必须有磁场2.导体必须做切割磁感线的运动。
导体是闭合电路的一部分。
感应电流的方向跟磁感线方向，导体运动方向有关系。
感应电流的大小与导体切割磁感线的有效长度，导体切割速度，磁场强度有关。
电流的磁场
3、通电直导线磁场的磁感线
方向
纵截面图
横截面图
立体图
3、通电直导线磁场的磁感线
规则
安培定则：
右手握住导线，让伸直的拇指的方向与电流的方向一致， 那么，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向 。
3、通电直导线磁场的磁感线
思考题
做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的 通电直导线的下方，通电后发现小磁针 不动，用手拨一下小磁针，小磁针转动 180度后静止不动，由此可知通电直导线
无磁极，非均匀，距导线越远处磁场越弱。
2.环形电流的磁场：
两侧是N极和S极，离圆环中心越远， 磁场越弱（如图）
3.通电螺线管的磁场：
两端分别是N极和S极，管内近似是匀强 磁场，管外为非匀强磁场.
例2：请画出下图中方形区域a内磁感线方向。
I
I aI
I
磁场一、二节单元检测
思维方法
1.分析方法：独立作用，效果合成 2.分析方法：等效思维 3.理解方法：从不同侧面来理解
2.分析方法：等效思维 〖练习〗按图示放置的螺线管和矩形线圈，通以图示 方向的电流时，如果把螺线管固定，矩形线圈可 以自由运动，那么矩形线圈将如何运动？ （矩形线圈受到螺线管的斥力作用，故向右摆动）
例5
如图所示，环形导线周围有三只小磁 针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁
针N极的偏转方向是 ( D )
A．全向里 B．全向外 C．a向里，b、c向外 D．a、c向外，b向里
二、环形电流和通电螺线管磁场的磁感线
右手螺旋定则：
右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致, 姆指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。也就是说,大姆 指指向通电螺线管的北极.
磁场与电流的关系
磁场与电流的关系磁场与电流之间存在着密切的关系，它们相互作用，相互影响，构成了电磁学中重要的基础知识。
磁场是由电流产生的，而电流在磁场中也会受到力的作用。
本文将从电流产生磁场、磁场对电流的影响以及它们之间的相互作用等方面展开探讨。
一、电流产生磁场当电流通过导体时，会在周围产生磁场。
这一现象被安培发现并总结为安培环路定理，即电流元产生的磁场可以用安培环路定理来描述。
根据安培环路定理，通过一段导体的电流越大，产生的磁场强度也越大。
这种磁场的产生方式被称为安培环路定理。
除了安培环路定理外，还有右手定则可以帮助我们理解电流产生磁场的方向。
右手定则规定，握住导体，让拇指指向电流的方向，其他四指的弯曲方向即为磁场的方向。
这样，我们可以通过右手定则来确定电流产生的磁场方向。
二、磁场对电流的影响磁场不仅可以被电流产生，同时也会对电流产生影响。
在磁场中运动的电流会受到洛伦兹力的作用，这种力会使电流所在的导体受到力的作用，产生位移或者转动。
洛伦兹力的大小与电流的大小、磁场的强度以及电流所在导体的长度等因素有关。
此外，磁场还可以改变电流所在导体的电阻。
当导体在磁场中运动时，由于洛伦兹力的作用，导体内部会产生感应电动势，从而改变导体的电阻。
这种现象被称为霍尔效应，是磁场对电流影响的重要表现之一。
三、磁场与电流的相互作用磁场与电流之间的相互作用是电磁学中的重要内容。
在电磁学中，我们经常会遇到磁场与电流相互作用的情况，比如电磁感应、电动机、电磁铁等。
这些现象都是磁场与电流相互作用的结果。
在电磁感应中，磁场的变化会引起感应电流的产生，从而产生感应电动势。
这种现象被称为法拉第感应定律，它描述了磁场与电流之间的相互作用。
通过法拉第感应定律，我们可以了解磁场如何影响电流的产生和变化。
另外，在电动机中，电流在磁场中受到洛伦兹力的作用，从而产生力矩，驱动电动机的转动。
这种现象是磁场与电流相互作用的典型表现，也是电动机正常工作的基础。
总的来说，磁场与电流之间存在着密切的关系，它们相互作用，相互影响，构成了电磁学中重要的基础知识。
电流产生磁场公式
电流产生磁场公式
电流产生的磁场可以用安培环路定理（也称为安培定理）来描述，该定理规定：任何电流都会在其周围产生一个磁场，磁场的大小与电流强度成正比，与距离电流的距离成反比。
安培环路定理的数学表达式如下：
B=μ0*I*N/L
其中，B表示磁场的大小，μ0是真空中的磁导率（μ0≈4π×10^-7H/m），I是电流强度，N是导线的匝数，L是导线的长度。
这个公式适用于电流直线通过导线的情况。
如果电流通过的是一段弧形导线，那么可以将弧线分成很多小段，然后将每个小段的磁场大小和方向加起来，最终得到总的磁场大小和方向。
需要注意的是，这个公式只适用于稳恒电流产生的磁场。
如果电流是变化的，那么产生的磁场将随着时间而变化，需要使用更为复杂的麦克斯韦方程组来描述。
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电流的磁场效应
电流的磁场效应电流的磁场效应是物理学中一个重要的概念，它揭示了电流和磁场之间的相互作用关系。
在本文中，我们将深入探讨电流的磁场效应以及相关的理论和应用。
1. 洛伦兹力和电流磁场效应当电流通过导体时，会产生一个环绕导线的磁场。
根据安培定律，电流产生的磁场会受到电流周围磁感应强度的影响，从而产生洛伦兹力。
洛伦兹力的大小与电流的大小、导线形状以及磁场的强度有关。
这种相互作用可以用洛伦兹力公式表示：F = qvBsinθ，其中F是洛伦兹力，q是电荷量，v是运动速度，B是磁感应强度，θ是磁场线方向与速度方向之间的夹角。
2. 安培定律和电流的磁场效应安培定律是电流的磁场效应的基本原理。
根据安培定律，当电流通过导体时，产生的磁场的强度与电流强度成正比。
具体来说，磁场强度的大小与电流通过导线的长度和导线距离的乘积成正比。
这一定律为我们理解电流磁场效应提供了重要的物理依据。
3. 电磁感应和电流的磁场效应电磁感应是指通过变化的磁场产生感应电流的现象。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场发生变化时，磁场中会产生感应电流。
这种感应电流的大小与磁场变化速率和导体的导电性有关。
电磁感应的重要应用之一就是电磁感应电机的原理。
4. 应用电流的磁场效应在许多领域中都被广泛应用。
在电力工程中，通过电流产生的磁场可以用来驱动电机和发电机，实现能量的转换和传输。
在医学领域，磁共振成像（MRI）利用了电流的磁场效应来观察人体内部的结构和功能。
在物理学研究中，电流的磁场效应是理解电磁现象和电磁波的基础。
结论电流的磁场效应是电磁相互作用的重要概念之一。
它揭示了电流和磁场之间的相互关系，从而推动了许多科学技术的发展。
在日常生活和工业生产中，我们都可以看到电流的磁场效应的应用。
因此，深入理解和研究电流的磁场效应对于推动科学技术进步具有重要意义。
磁场定律电流与磁场的关系
磁场定律电流与磁场的关系磁场定律是描述电流与磁场的关系的基本法则，它对电磁学和电磁感应等领域的研究起到了至关重要的作用。
本文将深入探讨磁场定律与电流之间的关系，以及它们在实际应用中的重要性。
1. 电流和磁场的基本概念在开始探讨磁场定律与电流的关系之前，我们首先需要了解电流和磁场的基本概念。
电流是指电荷在导体中流动的现象，可以分为直流和交流两种形式。
电流的大小通常用安培（A）来表示。
磁场是指一个物质或者电荷周围存在的一种力场，它可以对其他物质或电荷产生力的作用。
磁场的大小通常用特斯拉（T）来表示。
2. 安培环路定理安培环路定理是磁场定律的一种表达方式，它指出沿闭合回路的积分磁场强度等于该回路所围面积的磁通量的变化率。
这一定律可以用公式表示如下：∮B·dl = μ0·I其中，∮B·dl表示沿闭合回路的磁场强度的积分，μ0称为真空磁导率，它的数值约为4π×10-7 T·m/A，I表示通过回路的电流。
3. 磁场对电流的影响根据安培环路定理，我们可以得出磁场对电流产生力的结论。
当电流通过导线时，磁场会对导线产生一个力，这个力的大小与电流的大小、导线的长度以及磁场的强度有关。
根据右手螺旋法则，可以确定磁场对电流的作用方向。
如果电流通过一段直线导线，那么磁场对导线的作用力将垂直于导线和磁场的方向。
如果导线呈弯曲形状，那么力的方向将会有所改变。
这就是电流在磁场中受力的基本原理。
4. 磁场对电流的应用了解了磁场对电流产生的作用力后，我们可以看到这一定律在许多实际应用中的重要性。
一个重要的应用是电动机的工作原理。
电动机通过电流在磁场中的作用力来产生转动力矩，实现机械能的转换。
这种原理被广泛应用于电动机、发电机、风力发电等领域。
另一个应用是磁悬浮列车的工作原理。
磁悬浮列车通过利用电流在磁场中所产生的力来实现列车的悬浮和行驶。
这种高速交通工具具有较低的摩擦力和较高的速度，可以有效减少能量损耗和空气污染。
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[电流的磁场]
电流的磁场
（一）教学目的 1．知道电流周围存在着磁场，电流的磁场。
2．知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。
3．会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。
（二）教具一根硬直导线，干电池2～4节，小磁针，铁屑，螺线管，开关，导线若干。
（三）教学过程 1．复习提问，引入新课重做第二节课本上的图11�7的演示实验，提问：当把小磁针放在条形磁体的周围时，观察到什么现象？其原因是什么？（观察到小磁针发生偏转。
因为磁体周围存在着磁场，小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。
）进一步提问引入新课小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗？也就是说，只有磁体周围存在着磁场吗？其他物质能不能产生磁场呢？这就是我们本节课要探索的内容。
2．进行新课 (1)演示奥斯特实验说明电流周围存在着磁场演示实验：将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高，沿南北方向水平放置。
将小磁针平行地放在直导线的上方和下方，请同学们观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况。
提问：观察到什么现象？（观察到通电时小磁针发生偏转，断电时小磁针又回到原来的位置。
）进一步提问：通过这个现象可以得出什么结论呢？师生讨论：通电后导体周围的小磁针发生偏转，说明通电后导体周围的空间对小磁针产生磁力的作用，由此我们可以得出：通电导线和磁体一样，周围也存在着磁场。
教师指出：以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的，此实验又叫做奥斯特实验。
这个实验表明，除了磁体周围存在着磁场外，电流的周围也存在着磁场，即电流的磁场，本节课我们就主要研究电流的磁场。
板书：第四节电流的磁场一、奥斯特实验 1．实验表明：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场，物理教案《电流的磁场》提问：我们知道，磁场是有方向的，那么电流周围的磁场方向是怎样的呢？它与电流的方向有没有关系呢？重做上面的实验，请同学们观察当电流的方向改变时，小磁针N极的偏转方向是否发生变化。
提问：同学们观察到什么现象？这说明什么？（观察到当电流的方向变化时，小磁针N极偏转方向也发生变化，说明电流的磁场方向也发生变化。
）板书：2．电流的磁场方向跟电流的方向有关。
当电流的方向变化时，磁场的方向也发生变化。
提问：奥斯特实验在我们现在看来是非常简单的，但在当时这一重大发现却轰动了科学界，这是为什么呢？学生看书讨论后回答：因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的，而是紧密联系的，从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的，这一发现，有力推动了电磁学的研究和发展。
(2)研究通电螺线管周围的磁场奥斯特实验用的是一根直导线，后来科学家们又把导线弯成各种形状，通电后研究电流的磁场，其中有一种在后来的生产实际中用途最大，那就是将导线弯成螺线管再通电。
那么，通电螺线管的磁场是什么样的呢？请同学们观察下面的实验：演示实验：按课本图11�13那样在纸板上均匀地撒些铁屑，给螺线管通电，轻敲纸板，请同学们观察铁屑的分布情况，并与条形磁体周围的铁屑分布情况对比。
提问：同学们观察到什么现象？学生回答后，教师板书：二、通电螺线管的磁场 1．通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。
提问：
怎样判断通电螺线管两端的极性呢？它的极性与电流的方向有没有关系呢？演示实验：将小磁针放在螺线管的两端，通电后，请同学们观察小磁针的N极指向，从而引导学生判别出通电螺线管的N、S极。
再改变电流的方向，观察小磁针的N极指向有没有变化，从而说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。
引导学生讨论后，教师板书： 2．通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。
当电流的方向变化时，通电螺线管的磁性也发生改变。
提问：采用什么办法可以很简便地判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系呢？同学们看书、讨论，弄清安培定则的作用和判定方法。
板书：三、安培定则 1．作用：可以判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系。
2．判定方法：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。
教师演示具体的判定方法。
练习：如附图所示的几个通电螺线管，用安培定则判定它们的两极。
可以引导学生分别按上图将导线在铅笔上绕成螺线管，先弄清螺线管中电流的指向，再用安培定则判定出两端的极性。
通过以上练习，强调：螺线管的绕制方向不同，螺线管中电流的方向也不同。
3．小结（略） 4．作业：①完成课本上的“想想议议”。
②课本上的练习1、2、3题。
电流的磁场。