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
电流的磁场
* 速度选择器:
qE qv B0
v E B0
* 质谱分析仪：R m
R m v mE qB qBB0
速度选 择器
q,
离子源
mv
照相 底片
A
+
vA B
Bo
E
质谱——粒子射到底片上形成的线状条纹
根据条纹的位置 测量出圆周半径R 计算同位素的质量。
70
72 73 74
76
锗的质谱
真空磁导率
0 dB
4 107
的方向：I
H/rm dl
rr
r dB
0 4
I
d
r l
r r0
r2
——毕奥－萨伐尔定律
2. 一段载流导线产生的磁场
步骤： （1）把长度为L的载流导线分成许多个电流元
I d l →dB
r
r
（2） B dB，进行矢量积分。 L
3. 几条(或几段)载流导线产生的磁场
磁场的叠加原理：
第八章 电流的磁场
§8.1 磁场、 磁感应强度
§8.2 电流的磁场 §8.3 磁场对运动
电荷的作用 §8.4 磁场对电流的
作用、磁矩
第一节 磁场、磁感应强度
一、磁场
二、磁感应强度 三、磁感应线 四、磁通量
一、磁场
1. 磁现象及其规律
（1）自然界磁现象 ☆ 磁性：具有能吸引铁磁物质(Fe、Co、
Ni）的一种特性. ☆ 磁体：具有磁性的物体.
1.均匀磁场
均匀磁场 B 与 平面S正交：
Φ BS
• 均匀磁场 B 与平面S法线 n 的夹角为 ：
BS
BS cos
=
r B
nrS
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。
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。
电流产生磁场的原理
电流产生磁场的原理当我们谈论电流产生磁场的原理时，我们首先需要理解磁场的概念。
简单来说，磁场是由带电粒子或电流产生的一种物理现象，它可以影响周围的物质和其他电荷。
磁场的存在可以通过磁感线来描述，它们是一种无形的力线，用来表示磁场的方向和强度。
那么，为什么电流可以产生磁场呢？这涉及到电流和磁场之间的相互作用。
根据奥姆定律，电流通过导线时会产生磁场。
这是因为电流是由带电粒子的移动构成的，带电粒子的运动会产生磁场。
具体来说，当电流通过导线时，电子在导线中运动。
由于电子带有负电荷，它们的运动会形成一个环绕导线的磁场。
这个磁场的方向可以通过右手定则来确定：将右手握住导线，让拇指指向电流的流动方向，其他四指所指的方向就是磁场的方向。
这个磁场会对周围的物体产生作用。
如果我们将导线弯成一个圆圈，磁场就会在圆圈内部形成一个磁场空间。
在这个空间内，磁场的方向是沿着圆圈的法线方向，形成一个环绕导线的磁场。
当然，这只是一个简单的情况。
实际上，电流产生的磁场会受到多种因素的影响，例如电流的大小、导线的形状和材料等。
此外，当多个导线同时存在时，它们的磁场会相互作用，产生更加复杂的磁场分布。
除了电流通过导线产生磁场外，我们还可以通过其他方式产生磁场。
例如，当我们通电时，电流会通过线圈，线圈中的磁场会随之产生。
这种通过线圈产生磁场的装置被称为电磁铁，它在实际生活中有着广泛的应用，如电磁吸盘、电磁驱动器等。
电流产生的磁场不仅仅是一种现象，它还有着广泛的应用。
例如，磁共振成像技术就是利用电流产生的磁场来获取人体内部结构的影像。
此外，电磁感应、电动机、电磁波等现象和设备也都与电流产生的磁场密切相关。
电流产生磁场的原理是电流中带电粒子的运动产生的。
当电流通过导线时，带电粒子的运动形成了一个环绕导线的磁场。
这个磁场可以通过右手定则来确定其方向。
电流产生的磁场不仅是一种物理现象，还有着广泛的应用。
通过对这一原理的理解和应用，我们可以更好地理解和利用电磁现象，推动科学技术的发展。
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。
电流与磁场的相互作用
电流与磁场的相互作用在物理学中，电流与磁场之间存在着密切的相互作用关系。
根据安培定律，电流通过导线时会形成一个磁场，而磁场也会对电流产生力的作用。
本文将探讨电流与磁场之间的相互作用原理及其应用。
一、电流产生磁场根据安培定律，电流通过导线时会在其周围产生一个磁场。
这个磁场的方向可以使用右手螺旋定则来确定：将右手握住导线，大拇指指向电流的方向，螺旋领指示了磁场线的方向。
这一定律为我们理解电流与磁场的相互作用提供了基础。
二、磁场对电流的作用磁场对电流有两种主要的作用：一是磁场可以改变电流的方向；二是磁场可以对电流施加力。
1. 磁场改变电流方向当电流通过磁场时，磁场中的磁力作用会使电流受到一个垂直于磁场和电流方向的力。
这个力会迫使电流改变方向。
这一现象在电磁感应中得到了广泛应用，如电磁铁、电动机等。
2. 磁场对电流施加力当电流通过导线时，磁场会对导线施加一个力，称为洛伦兹力。
这个力的大小与电流、导线长度以及磁场之间的关系密切相关。
根据右手定则，当手指指向电流方向，手掌根据磁场方向的正交力会垂直于电流和磁场。
三、应用电流与磁场的相互作用在生活中有许多应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 电磁铁电磁铁是由绕有导线的铁芯组成的。
当电流通过导线时，产生的磁场使铁芯具有磁性。
这使得电磁铁能够产生足够的磁力，吸引或吸附金属物体。
电磁铁广泛应用于电子设备、机械系统中。
2. 电动机电动机是将电能转换为机械能的设备，其核心是电流与磁场的相互作用。
当通过电动机的电流与磁场相互作用时，就会产生一个旋转的力矩，从而驱动电动机的运动。
电动机广泛应用于交通工具、工业生产中。
3. 电磁感应电磁感应利用电流与磁场的相互作用来产生电压或电流。
这一原理在发电机和变压器等设备中起着重要作用。
变压器通过电磁感应的原理，将输入的电压转换为不同电压的输出，以满足不同的电力需求。
4. 磁共振成像磁共振成像（MRI）是一种利用磁场和无线电波进行图像诊断的技术。
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。
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，它们相互影响，一方的变化都会引起另一方的变化。
磁场是由电流所激发的，而电流则可以被磁场所感应和控制。
本文将就磁场与电流之间的相互关系展开讨论。
一、电流产生磁场安培的法则告诉我们，电流通过导线时，会形成一个圆形磁场，其磁力线的方向可以通过右手螺旋定则来确定。
磁场的强弱与电流的大小成正比，而与导线形状、材料无关。
这就意味着，通过一段导线的电流越大，所形成的磁场就越强。
考虑到磁场的特性，我们可以利用电流来产生磁场，例如，利用直流电流通过螺线管，就可以产生强大的磁场。
这种原理被广泛应用于电动机、电磁铁等设备中，它们的工作原理都是基于电流产生磁场的基础上。
二、磁场对电流的影响在磁场中运动的导线中，电流会受到磁场的力的作用。
根据洛伦兹力的定律，当导体中的电流与磁场相互作用时，就会发生力的作用，使导线产生受力运动。
这个原理被应用在电动机中，磁场的作用力将导线带动旋转，实现了电能转化为机械能。
此外，磁场的变化也会引发导线中的感应电流的产生。
当磁场通过一个闭合线圈时，磁通量的变化会在线圈中产生感应电流。
根据法拉第电磁感应定律，感应电流的方向以及大小与磁场的变化有关。
该原理被应用在发电机中，通过转动磁场可以使线圈中产生感应电流，进而输出电能。
三、磁场与电流的相互作用磁场和电流的相互作用不仅体现在导线中，还可以通过电磁感应现象在电子元件中得到体现。
例如，磁场的变化可以产生电磁感应电流，而反过来，感应电流又可以产生磁场。
这种相互作用是电磁振荡的基础，应用广泛于电子设备中的电路和通信系统中。
此外，电流与磁场也有相互排斥和相互引力的效应。
依据法拉第磁学定律，当导体中的电流与外部磁场垂直时，会受到一个力矩的作用，导致导线向一定方向旋转。
这也是一些精密仪器和传感器中常见的现象。
综上所述，磁场与电流之间存在着紧密的关系。
电流可以产生磁场，而磁场又可以影响电流产生力的作用或引发感应电流的产生。
电流与磁场的相互关系
电流与磁场的相互关系在物理学中，电流与磁场是密切相关的两个概念。
电流通过导体时会产生磁场，而磁场又会对电流产生影响。
这种相互关系在电磁学中扮演着重要角色，影响着现代科学和技术的发展。
本文将探讨电流与磁场的相互作用原理以及应用。
一、电流产生的磁场当电流通过导体时，例如电线或电路中的导线时，会产生一个环绕导体的磁场。
这种现象被称为安培环路定理。
根据右手螺旋定则，我们可以确定磁场的方向。
具体而言，当电流从导体上方流向下方时，我们将右手握住导线，手指的方向指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是产生的磁场的方向。
而当电流从导体下方流向上方时，磁场的方向则与上述相反。
这种由电流产生的磁场可通过使用磁力线来表示。
磁力线是指表示磁场方向和强度的虚拟线条。
当电流增加时，磁场的磁力线会变得更密集，表明磁场的强度增加；当电流减小或消失时，磁力线会变得稀疏或消失。
二、磁场对电流的影响除了电流通过导体时产生磁场，磁场本身也会对电流产生影响。
这一现象被称为洛伦兹力。
根据洛伦兹力定律，当导体中的电流流经磁场时，会受到一个垂直于磁场和电流方向的力。
具体而言，当导体中的电流与磁场垂直时，力的方向可以由右手规则确定：将右手的大拇指指向电流方向，其他四指指向磁场方向，那么手指弯曲的方向就是力的方向。
这个现象在实际应用中非常重要，例如电动机的工作原理就是基于洛伦兹力。
电动机内有一个旋转的线圈，当电流通过线圈时，受到的洛伦兹力使线圈旋转，从而驱动电动机的转动。
三、应用和实际意义电流与磁场的相互关系在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些典型的例子：1. 电磁感应：当磁场穿过线圈时，会在线圈中产生感应电流。
这个原理被广泛应用于变压器、发电机等电力设备中。
2. 磁共振成像：医学领域的核磁共振成像（MRI）利用了电流与磁场的相互作用原理。
通过在人体部位施加磁场和电流脉冲，可以得到高分辨率的内部结构图像，用于诊断和研究。
3. 磁卡技术：信用卡、身份证等磁卡利用了磁场对电流的影响，通过读卡器读取磁卡上的信息。
电流的方向与磁场
电流的方向与磁场电流的方向与磁场是电磁学中一个重要的概念。
电流是指电荷在导体中的流动，而磁场是由磁铁或者电流所产生的力场。
这两者之间有着密切的关联，下面将具体探讨电流的方向与磁场之间的关系。
首先，我们需要了解电流的方向。
电流有两种流动方向：正向和反向。
当电子带负电荷（负电子）从正极流向负极时，电流的方向被定义为正向流动。
相反，当正电子从负极流向正极时，电流的方向被定义为反向流动。
在导线中，电子的流动方向决定了电流的方向。
接下来，我们来讨论电流与磁场之间的关系。
安培定律是描述电流与磁场之间关系的基本原理。
根据安培定律，电流会产生磁场，而这个磁场的方向与电流的方向有关。
当电流通过一个导体时，会在导体周围产生一个磁场，磁场的方向垂直于电流方向和导体的平面。
根据右手定则，我们可以确定电流方向与磁场方向的关系。
当右手握住导线，用右手的大拇指指向电流流动的方向，四指所指的方向就是磁场的方向。
这个定则可以帮助我们在实验中快速确定电流方向与磁场方向的关系。
电流的方向与磁场的产生密切关联，实际应用中有很多示例。
比如，电磁铁是由绕有大量线圈的导线制成的，当电流通过线圈时，会在铁芯周围产生强磁场，这使得铁芯具有吸附物体的能力。
电动机也是利用电流的方向与磁场的关系工作的，当电能转化为机械能时，电流在导线中流动，产生磁场，磁场与永磁体相互作用，驱动电动机转动。
此外，电流方向与磁场的关系还有很多实际应用。
比如，磁共振成像（MRI）利用磁场对人体进行成像，电流在人体内部流动，产生磁场，医生可以通过磁场的特性来观察器官的情况。
而磁浮列车则是通过电流产生的磁场与导轨之间相互作用，实现列车悬浮在导轨上运行。
总结来说，电流的方向与磁场之间有着密切的关系，电流产生磁场，而磁场的方向与电流的方向有关。
根据右手定则，我们可以确定电流方向与磁场方向的关系。
电流的方向与磁场的产生在实际应用中有着广泛的应用，比如电磁铁、电动机、MRI以及磁浮列车等。
电流方向判断磁场方向的依据
电流方向判断磁场方向的依据在物理学中，电流和磁场之间存在着密切的关系。
电流可以产生磁场，并且磁场的方向取决于电流的方向。
本文将详细介绍电流方向如何判断磁场方向的依据。
电流和磁场的基本关系根据安培定律，电流在导线中会产生一个环绕导线的磁场。
这个磁场的方向可以通过右手定则来确定。
右手定则是一个简便的方法，可以用来确定磁场的方向。
根据右手定则，将右手握住导线，让拇指指向电流的方向，那么其他四指所指的方向就是磁场的方向。
右手定则的另一种形式是楼梯规则。
当我们站在电流方向上方，电流从下往上流时，磁场的方向是顺时针方向。
如果电流从上往下流，则磁场的方向是逆时针方向。
这种方向判断也可以应用于平面上的电流线圈和任意形状的电流。
定常电流的磁场方向定常电流是指电流在时间上不变化的电流。
在直线导线中的定常电流，可以根据安培定律和右手定则得到磁场方向的依据。
若导线为直线，则通过导线的每一点的磁场线都是一条同心圆的圆形。
导线越靠近，同心圆的半径就越小，磁场越强。
磁场的方向沿着导线的周围，形成了一个环绕导线的磁场。
根据右手定则或楼梯规则可以得到，导线的上方磁场的方向是形成顺时针方向，而导线的下方磁场的方向是形成逆时针方向。
另外，在具有多个平行直导线的情况下，磁场线形成的方向在导线之间是相互平行且方向相同的。
直导线的挠磁场方向直导线产生的磁场方向是围绕导线的，但有时候也会产生不同于常规方向的挠磁场。
这是由于直导线之间产生的相互作用导致的。
当两根导线平行且电流方向相同时，它们会互相增强磁场。
这种情况下，直导线的挠磁场方向与直导线的磁场方向相同。
当两根导线平行但电流方向相反时，它们会互相抵消磁场。
这种情况下，直导线的挠磁场方向与直导线的磁场方向相反。
这个观察结果符合超前Laplace定律，其指出直导线的自感会形成一个阻止电流变化的作用。
这也是为什么两根平行的导线的磁场会有所变化并导致挠磁场。
电流环和螺线管的磁场方向除了直导线之外，环形电流和螺线管也会产生磁场。
电流的磁场
电流的磁场——教学设计辽宁省大石桥市高坎中学刁妍教学课题：北师大版九年物理十四章第三节《电流的磁场》教学设计一、教学背景和教学任务分析：经过一个学期的物理学习，学生对物理这门学科充满兴趣，也逐步了解了学习物理的基本方法，但也有个别学生基础较弱，动手探究能力有待进一步提高。
本节课的任务是通过实验，体验和探究通电直导线和通电螺线管周围的磁场。
学生在课前应掌握磁极之间的相互作用规律、磁场的基本性质、条形磁铁周围的磁场分布等相关知识，并具备电学实验的相关操作技能。
二、教学目标：1、知识与技能：（1）知道电流周围存在磁场（2）知道通电螺线管对外相当于一个条形磁铁（3）知道右手螺旋定则2、过程与方法：（1）通过观察和体验通电导体与磁体之间的相互作用，了解电和磁之间的关系（2）通过合作探究通电螺线管的磁场分布情况，感悟建立模型的方法3、情感、态度价值观：通过奥斯特的图片、漫画介绍，感悟奥斯特善于发现问题，勇于进行科学探索的精神；通过体验电和磁之间的联系，形成乐于探索自然界的奥秘的习惯。
三、教学重点和难点：教学重点：通电螺线管的磁场教学难点：右手螺旋定则四、教学思路本节课是在学生学完磁铁周围的磁场的基础上，进一步学习电流的磁场。
要突出的重点是通电螺线管的磁场，方法是通过实验探究并与条形磁铁磁场进行对比，帮助学生理解。
要突破的难点是判别通电螺线管周围的磁场方向，概括出右手螺旋定则。
方法是让每位学生自己绕制螺线管，借助实物，结合多媒体动画，让学生对右手螺旋定则有深入的理解。
本设计重视学生科学情意教育，动漫简介奥斯特的事迹，激发学生积极探索的欲望。
在探究的过程中培养学生互相合作与交流的能力。
五、学习资料和器材准备：1、演示用的：磁针、导线、滑动变阻器、电源、条形磁铁、细铁屑、玻璃板2、学生探究实验：学生电源、小磁针、硬导线、大功率灯泡3、实物投影仪、电脑、多媒体投影设备六、案例实录六、教学反思1、本课通过学生熟悉的生活现象和电磁铁应用的生产实例，引发思考、引入新课，体现“从生活走向物理”设计理念。
磁场与电流的关系公式
磁场与电流的关系公式磁场与电流的关系公式___________________________磁场和电流之间的关系是物理学中一个重要的概念，它涉及到电磁学的基本原理。
在磁场和电流之间的关系中，有一些公式可以帮助我们更好地理解磁场与电流之间的相互作用。
一、磁力线与电流的关系磁力线是一种由螺旋形的磁场线形成的现象，它是由电流激发出来的，并且它可以被用来表示磁场的强度。
Biot-Savart定律描述了电流和磁力线之间的关系，它表明：电流I通过一条曲线时，在该曲线上每一点处产生的磁场dB是与电流I有关，并且与曲线上的距离有关。
Biot-Savart定律的公式表达如下：dB=μ₀I/4πr其中，μ₀表示真空中的磁导率，I表示电流，r表示曲线上的距离。
二、电流密度与磁感应强度之间的关系电流密度是指单位面内电流的大小。
通常情况下，电流密度j可以用以下公式来表达：j=I/S, 其中，I表示通过单位面上所有导体的总电流，S表示单位面的面积。
而磁感应强度H是指单位面上通过该面的总磁力线强度。
Ampere定律表明：当一定形式的电流密度j通过单位面时，它在该单位面上产生的磁感应强度H是与j有关的，并且也与方向有关。
Ampere定律的公式表达如下：H=j/μ₀其中，μ₀表示真空中的磁导率，j表示单位面上电流密度。
三、能量与功之间的关系能量和功也可以用来表达电流和磁场之间的关系。
当一个曲线上的电流发生变化时，它会改变曲线上的磁场，因此会产生能量。
而能量和功之间的关系可以用Lenz定律来表达，Lenz定律表明：当一定形式的电流发生变化时，它会产生一定形式的功（或者说能量）。
Lenz定律的公式表达如下：W= -∫H•dI其中，W表示功或者能量，H表示单位面上通过该面的总磁力强度，dI表示当前电流和上一时刻之间差值。
总之，Biot-Savart定律、Ampere定律和Lenz定律都是物理学中重要的原理，它们可以帮助我们更好地理解磁场和电流之间的相互作用。
电流的磁场
通电螺线管的磁场的分布
安培定则
（3）安培定则：右手握住螺线管，让弯曲四
指所指的方向与电流的方向一致，拇指所指
的方向就是螺线管内部磁感线的方向。也就
是说，拇指指向通电螺线管的北极。
二、几种常见的磁场
等效
纵截面图
横截面（右视）图
等 效
学以致用
如图所示，当开关闭合时:
(1)判断通电螺线管的磁极；
(2)指出甲、乙小磁针的N、S极.
衔铁：和动触点组成一个绕支点转动的杠杆，带动动触点上下运动;
弹簧：电磁铁磁性消失时，带动衔铁弹离电磁铁;
触点：相当于被控制电路的开关.
3.学习使用电磁继电器
S M
S1
S2
控制电路
工作电路
工作原理 当开关S1闭合时，电磁铁通电产生 ____，磁将场衔铁______,开吸关下S的触点_____，工作 电接路通在有_____通过，电动电机流便转动起来。
直线电流的磁场的几种图
随堂演练
1.标出图中电流方向 小磁针如何偏转
2、环形电流的磁场
环形电流的磁场分布
安培定则
（2）安培定则:右手弯曲的四指表示环形电
流的方向，则伸直的拇指所指的方向就是环形导
线中心轴线处的磁感线方向.
二、几种常见的磁场
环形电流的磁场可等效为 小磁针或条形磁铁
正视图 俯视图
随堂演练
N
S
S
N
甲
N
N
N
乙
16、如图5所示，通电螺线管与条形磁铁 相互吸引的是（ ）
课前复习
⑴ 1820年，奥斯特证实了通电导体周围存在磁场。 磁场的方向和电流的方向有关。这种现象叫电流的
磁效应。
电流和磁场的关系公式
电流和磁场的关系公式
磁场和电流之间的关系是物理学中一个重要的原理，它被称为电磁学。
电流和磁场之间的关系可以用下面的公式来表示：B=μI/2πr 其中，B是磁场强度，μ是磁导率，I是电流，r是电
流与磁场之间的距离。
由此可见，磁场的强度与电流的大小和距离有关。
电磁学的原理可以追溯到19世纪，当时英国科学家威尔斯·康普顿(William Thomson)提出了“康普顿定律”，即“电流线（或电路）上的磁场强度与电流的大小成正比”。
康普顿定律
提供了对磁场和电流之间关系的定性描述，但没有提供定量的表达式。
1820年，法国物理学家安德烈·斯特劳斯·安培(André-Marie Ampère)提出了“安培定律”，该定律提供了一个定量的
表达式，即电流和磁场之间的关系可以用上面的公式表示。
安培定律表明，当电流增加时，磁场强度也会增加；当电流减少时，磁场强度也会减少。
此外，磁场强度还与电流与磁场之间的距离成反比，即距离越远，磁场强度越小。
电磁学的原理被广泛应用于各种领域，例如通信、电磁波传播、电机原理、电力系统等。
它可以帮助我们理解电流、磁场、电磁波和电机的原理，并有助于我们设计出更好的电子设备。
总的来说，电磁学的原理表明电流和磁场之间有着直接的关系，这种关系可以用电磁学中的公式来表示，即B=μI/2πr。
只有理解和掌握了电磁学的原理，我们才能更好地利用它来设计现代电子设备。
磁场和电流的关系
磁场和电流的关系磁场和电流是物理学中两个重要的概念，它们之间存在着密切的关系。
磁场是由电流产生的，而电流又会受到磁场的影响。
本文将介绍磁场和电流的关系，并探讨它们在不同情况下的相互作用。
首先，我们要了解磁场的概念。
磁场是指物体周围的空间中存在的磁力作用。
磁场可以由磁铁、电流和磁介质等物体产生。
磁场的特征包括磁场强度、磁场方向和磁场线。
磁场的强度可以用磁感应强度来表示，通常用字母B表示。
磁感应强度的单位是特斯拉（T）。
磁感应强度的大小与产生它的磁铁或电流的性质和强度有关。
接下来，我们来了解电流。
电流是电荷在导体中流动产生的现象，通常用字母I来表示，单位是安培（A）。
电流可以是直流也可以是交流。
直流电流的方向保持不变，而交流电流的方向周期性地改变。
当电流通过导线时，会产生一个由圆形磁力线组成的磁场。
这个磁场的方向可以用安培定则来确定。
安培定则规定，当我们右手握住导线，让拇指的方向与电流的方向一致，其他手指的弯曲方向就表示磁场的方向。
如果电流的方向相反，磁场的方向也会相反。
磁场对电流的影响是相当显著的。
当导线中有电流流过时，磁场会对导线产生力的作用。
这个力的大小与电流的强度、磁场的强度以及导线的长度和方向有关。
根据右手螺旋定则，电流方向与磁场方向垂直时，导线会受到最大的力。
除了对导线产生力的作用之外，磁场还可以引起电磁感应现象。
当磁场与导线或线圈相互作用时，会在导线或线圈中产生感应电动势。
这是由电磁感应定律所描述的。
根据电磁感应定律，感应电动势的大小与磁场的变化率成正比。
如果磁场的强度改变较大，感应电动势也会相应改变。
此外，磁场还可以影响电流的流动路径。
当电流通过一个环形线圈时，如果在线圈内部加入一个磁铁，磁场将会使得电流沿着特定的路径流动。
这被称为霍尔效应。
霍尔效应在许多电子设备中都有应用，例如霍尔传感器和霍尔电流计。
磁场和电流的关系在许多领域都有重要的应用。
例如，在电动机和发电机中，通过利用电流与磁场的相互作用，可以将电能转换为机械能或者将机械能转换为电能。
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注意： 磁場的強度， 注意：要 ↑ 磁場的強度，可以 ↑ 電流 ↑ 線圈的匝數 線圈的匝數
16.2 電流的磁場
實驗 16c
電磁鐵
13
製作電磁鐵、感受電磁鐵的磁力大小， 製作電磁鐵、感受電磁鐵的磁力大小，並 電磁鐵 觀察它的磁場圖形。 觀察它的磁場圖形。
錄像片段
16.2 電流的磁場
4 電磁鐵
電磁鐵 (electromagnet) – 就像永久磁鐵一樣， 就像永久磁鐵一樣， 但它的磁性可以開關。 但它的磁性可以開關。 開關 – 它是由一捆多匝的絕緣 它是由一捆多匝的絕緣 銅線線圈所組成。 銅線線圈所組成。 線圈所組成 ↑ 線圈匝數 ↑ 磁場 線圈可以繞在軟鐵心等磁性材料上， 線圈可以繞在軟鐵心等磁性材料上 磁性材料 增強電磁鐵的磁場。 增強電磁鐵的磁場。
30
下列哪一種裝置不是應用電磁鐵的例子？ 下列哪一種裝置不是應用電磁鐵的例子？ 不是應用電磁鐵的例子 A B C D 電話的話筒 電鈴 門鎖 磁浮火車
16.2 電流的磁場
31 Q5 下列哪一幅圖最適合用來形容 下列哪一幅圖最適合用來形容…… 導線內的電流正向紙面流入， 導線內的電流正向紙面流入，在導線的周圍產 生了磁場。 生了磁場。
門鈴 X
16.2 電流的磁場
門鈴 Y
33
完結
16.2 電流的磁場
例題 2
線圈的磁效應
34
有大小相同的電流通過以下四個線圈。 有大小相同的電流通過以下四個線圈。哪個線圈
鋼
軟鐵
A
B
C
D
(a) 所產生的磁場最弱？試簡單解釋。 的磁場最弱？試簡單解釋。
因為線圈的匝數最少， 線圈 A ：因為線圈的匝數最少，並且沒 有鋼心或軟鐵心。 有鋼心或軟鐵心。
24
I'
鋁膜
I'
永久磁鐵
聽筒的電磁鐵
金屬膜振動
改變磁場 的強度
發出聲音 發出聲音
16.2 電流的磁場
25Leabharlann ?問 題例題 3
門 鈴
16.2 電流的磁場
進度評估 2
1 2 3 4 5 6 把開關閉合，磁鐵會怎樣？ 把開關閉合，磁鐵會怎樣？ 磁場在 P 點的方向是怎樣的？ 點的方向是怎樣的？
26
下列哪一種電磁鐵最強？ 下列哪一種電磁鐵最強？ 下列哪一種裝置不是應用電磁鐵的例子？ 下列哪一種裝置不是應用電磁鐵的例子？ 不是應用電磁鐵的例子 下列哪一幅圖最適合用來形容新的…… 下列哪一幅圖最適合用來形容新的 是非題： 是非題：圖中的兩個門鈴X 和Y……
2
16.2 電流的磁場
熱身
3
A B
C
當電流在導線上流動時有風吹過。 當電流在導線上流動時有風吹過。 當電流在導線上流動時， 當電流在導線上流動時，指南針周圍 出現磁場， 出現磁場，而這磁場並不是地球的磁 場。 其他： 其他：________________
16.2 電流的磁場
0 引言
不單只磁鐵可產生磁性，電流同樣也可以。 不單只磁鐵可產生磁性，電流同樣也可以。 我們能以電流經過不同形狀的導電體的實驗， 我們能以電流經過不同形狀的導電體的實驗， 研究由電流產生的磁場。 研究由電流產生的磁場。
P
彈簧 金屬板 B
16.2 電流的磁場
Q
軟鐵桿 線圈 電鈴按鈕 金屬板 A
例題 3
門鈴
41
(b)(ii) 如果棒 PQ 改由銅桿和塑料桿製成，門 如果棒 改由銅桿和塑料桿製成， 鈴還能如常運作嗎？ 鈴還能如常運作嗎？ 銅桿不是磁性材料 銅桿不是磁性材料 當電流通過時，銅桿不會被吸引到線 當電流通過時， 圈去。 圈去。
A B C D E
指入紙面 指出紙面 指向上 指向下 P 點並沒有磁場
16.2 電流的磁場
Q3
下列哪一種電磁鐵最強？ 下列哪一種電磁鐵最強？
29
下列哪一種電磁鐵最強？ 下列哪一種電磁鐵最強？
A
2A
B
2A
硬紙筒
C
3A
D
2A
16.2 電流的磁場
Q4
下列哪一種裝置不是應用電磁鐵…… 下列哪一種裝置不是應用電磁鐵
16.2 電流的磁場
例題 3
門鈴
38
(a) 試簡單說明為甚麼按下和鬆開門鈴按鈕時， 試簡單說明為甚麼按下和鬆開門鈴按鈕時， 會聽到「叮噹」聲響。 會聽到「叮噹」聲響。 按下門鈴按鈕時 門鈴按鈕時， 按下門鈴按鈕時， I 通過線圈 產生磁場 磁場吸引軟鐵部分，把棒拉入線圈內 磁場吸引軟鐵部分， 軟鐵部分
16.2 電流的磁場
圍繞導線的磁力線
電流： 電流：指入紙面 導線 末端） （末端） 電流： 電流：指出紙面
7
×
電流方向
電流方向
電流方向的符號： 電流方向的符號：
16.2 電流的磁場
1 長直導線的磁場
右手握拳定則： 右手握拳定則：
電流方向
8
假設右手握住導線， 假設右手握住導線， 而拇指指向電流方向， 拇指指向電流方向， 指向電流方向 那麼，彎曲的手指指著的 那麼，彎曲的手指指著的 手指 就是磁力線的方向。 磁力線的方向 就是磁力線的方向。
16.2 電流的磁場
Q1
把開關閉合，磁鐵會怎樣？ 把開關閉合，磁鐵會怎樣？
27
把開關閉合，磁鐵會怎樣？ 把開關閉合，磁鐵會怎樣？
A B C
被線圈吸引 被線圈排斥 不受影響
16.2 電流的磁場
Q2
點的方向是怎樣的？ 磁場在 P 點的方向是怎樣的？
P
兩條導線 相當接近
28
點的方向是怎樣的？ 磁場在 P 點的方向是怎樣的？
4
16.2 電流的磁場
實驗 16b
電流產生的磁場
5
用鐵屑研究載電流導線、線圈和螺線管的磁場。 用鐵屑研究載電流導線、線圈和螺線管的磁場。
錄像片段
16.2 電流的磁場
錄像片段
1 長直導線的磁場
磁力線呈圓形，圍繞導線 磁力線呈圓形， 靠近導線的磁場最強 電流 磁場越強
6
若電流以反方向流動 磁力線的方向也會相反
磁場方向
16.2 電流的磁場
2 扁平線圈的磁場
圓形線圈
9
在線圈的中心： 在線圈的中心： 中心 磁力線是畢直的，並與線 磁力線是畢直的 畢直 圈所在的平面垂直 垂直。 圈所在的平面垂直。
電流方向
在線圈以外： 線圈以外： 磁力線呈環形 環形。 磁力線呈環形。
16.2 電流的磁場
3 螺線管的磁場
螺線管：一捆長線圈，由多匝導線圈組成 螺線管：一捆長線圈，
16.2 電流的磁場
16
以下方法可加強電磁鐵的磁場： 以下方法可加強電磁鐵的磁場：
17
?
問 題
例題 2
線圈的磁效應
16.2 電流的磁場
5 電磁鐵的應用
a
18
電鈴與蜂鳴器
b
電話
16.2 電流的磁場
a 電鈴與蜂鳴器 電鈴的運作： 電鈴的運作： 按下按鈕 按鈕， 當按下按鈕， 1. 電流流過 電流流過 電磁鐵產生磁性 電磁鐵產生磁性 2. 拉動鈴錘 敲響鈴鐺 拉動鈴錘 3. 「斷路器」的觸點脫開 斷路器」的觸點脫開 切斷電流 切斷電流 4. 鈴錘彈回原位 觸點重新接合 觸點重新接合
I
I
在螺線管以外： 在螺線管以外 磁場圖形，與磁棒的磁場圖形十分相似。 磁場圖形，與磁棒的磁場圖形十分相似。
16.2 電流的磁場
3 螺線管的磁場
要斷定螺線管的極： 要斷定螺線管的極： 螺線管的右手握拳定則
N S
12
假設右手握住螺線管， 假設右手握住螺線管， 彎曲的手指指向 指向電 而彎曲的手指指向電 方向， 流方向， 拇指指向的就是螺 拇指指向的就是螺 北極。 線管的北極 線管的北極。
如果電流減少， 如果電流減少，流動的方 向也相反。 向也相反。下列哪一幅圖 最適合用來形容新的磁場？ 最適合用來形容新的磁場？ A B C D
16.2 電流的磁場
Q6
是非題： 是非題：圖中的兩個門鈴 X 和 Y……
32
是非題： 是非題：圖中的兩個門鈴 X 和 Y 均能正常地 操作。 操作。
（對／錯）
線圈的磁效應
36
有大小相同的電流通過以下四個線圈。 有大小相同的電流通過以下四個線圈。哪個線圈
鋼
軟鐵
A
B
C
D
(c) 在電源切斷後，磁場仍然存在？試簡單 在電源切斷後，磁場仍然存在？
解釋。 解釋。 鋼心在電源切斷後， 線圈 B ：鋼心在電源切斷後，仍能保 持磁性。 持磁性。
16.2 電流的磁場
37
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16.2 電流的磁場
熱身 引言 長直導線的磁場 扁平線圈的磁場 螺線管的磁場 電磁鐵
? ?
1
電磁鐵的應用 進度評估 2
16.2 電流的磁場
熱身
無論你怎樣轉動指南針，它的磁針總會指向一 無論你怎樣轉動指南針， 個特定的方向。 個特定的方向。我們說這是地球磁場對指南針 的影響。 的影響。 想像你是一位科學家，並觀察到以下的情況。 想像你是一位科學家，並觀察到以下的情況。 試猜猜這些情況背後的原因。 試猜猜這些情況背後的原因。
∴ ∴ ∴ ∴
塑料端
塑料桿
塑料管
塑料端
P
彈簧 金屬板 B
16.2 電流的磁場
Q
軟鐵桿 線圈 電鈴按鈕 金屬板 A
42
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16.2 電流的磁場
10
I
I
I 通過螺線管時，每一圈所起的作用就像一個扁 通過螺線管時， 平線圈一樣。螺線管的磁場 磁場就是所有線圈合成的 平線圈一樣。螺線管的磁場就是所有線圈合成的 磁場。 磁場。
16.2 電流的磁場
3 螺線管的磁場