精选-5.3探究电流周围的磁场(学)

电流的磁场
1.基本知识
(1)直线电流的磁场
①磁场分布：直线电流的磁场磁感线是一些围绕以导线上各点为圆心的，这些同心圆都在跟导线的平面上．
②安培定则：右手握住导线，让大拇指指向的方向，则弯曲的四指所指的方向就是的环
绕方向．
(2)通电线圈的磁场
①环形电流的磁场：环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线．也满足．
②通电螺线管的磁场：就像一根条形磁铁，一端相当于北极，另一端相当于南极．长直通电螺线管内中间部分的磁场近似匀强磁场．
③磁感线方向判定：电流方向、磁场磁感线方向仍然满足．右手握住螺旋管，让四指指向，则大拇指．
2．思考判断
(1)直线电流磁场的磁感线一定和电流方向平行．( )
(2)直线电流和通电螺线管都符合安培定则．( )
(3)通电螺线管的磁感线都是从N极指向S极．( )
3．探究交流
通电直导线与通电螺线管应用右手螺旋定则来判定磁感线的方向，那么在这两种情况下，大拇指与四指所代表的指向意义相同吗？
探究磁现象的本质
1.基本知识
(1)安培的分子电流假说：在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种，叫分子电流，分子电流使每一个物质微粒都成为，分子电流的两侧相当于两个磁极．
(2)磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由．
2．思考判断
(1)磁铁的磁场和电流的磁场本质是相同的．( )
(2)磁体受到高温或猛烈敲击有时会失去磁性．( )
(3)发现电流的磁效应的科学家是安培．( )
3．探究交流
1731年，一名英国商人的一箱新刀在闪电过后带上了磁性；1751年，富兰克林发现缝纫针经过莱顿瓶放电后磁化了…，电流能产生磁场，电和磁之间有无本质的联系？
电流的磁场和安培定则的应用
【问题导思】
1．环形电流、通电螺线管产生的磁感线和什么磁体的磁感线类似？
2．直线电流和环形电流在应用安培定则时有什么不同？
三种常见的电流的磁场
安培定则立体图横截面图纵截面图直线电流
以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱环形电流
内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏
通电螺线管
内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极
如图5－3－1所示，螺线管、蹄形铁芯、环形导线三者相距较远，当开关闭合后小磁针N极(黑色的一端)的指向正确的是( )
A．小磁针a的N极指向正确
B．小磁针b的N极指向正确
C．小磁针c的N极指向正确
D．小磁针d的N极指向正确
图5－3－1
1．图5－3－2中的四幅图为电流产生磁场的分布图，其中正确的是( )
A ．①③
B ．②③
C ．①④
D ．②④
探究磁现象的电本质
【问题导思】
1．电流的磁场和磁铁的磁场产生的原因是否相同？ 2．什么是分子电流？ 1．安培分子电流假说的内容
安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为一个微小磁体，分子的两侧相当于两个磁极，如图5－3－3所示．
图5－3－
2
2．用假说解释一些磁现象
(1)磁化：铁质物体与磁铁接触后显示出磁性．
(2)退磁：原来有磁性的物体失去磁性．
3．磁现象的电本质
磁体的磁场和电流的磁场一样都是由电流产生的，而电流又是由运动电荷产生的．因此，安培分子电流假说成功地揭示了磁现象的电本质．
一根软铁棒被磁化是因为( ) A．软铁棒中产生了分子电流B．软铁棒中分子电流取向杂乱无章
C．软铁棒中分子电流消失D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同
2．(2012·上海静安区高二检测)如图5－3－4所示，回形针系在细线下端被磁铁吸引，下列说法正确的是( )
A．回形针下端为N极
B．回形针两端出现感应电荷
C．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流排列无序了
D．用点燃的火柴对回形针加热，回形针不被磁铁吸引，原因是回形针加热后，分子电流消失了
综合解题方略——电流磁场的叠加
在纸面上有一个等边三角形ABC，在B、C顶点处是通有相同电流的两根长直导线，导线垂直于纸面放置，电流方向如图
5－3－5所示，每根通电导线在三角形的A 点产生的磁感应强度大小为B ，则三角形A 点的磁感应强度大小为________，方向为________．若C 点处的电流方向反向，则A 点处的磁感应强度大小为________，方向为________．
规律总结：
两个或两个以上的电流的磁场叠加时，先根据安培定则判断出每条导线在O 点产生的磁感应强度的方
向，再由矢量合成法则合成．
奥斯特实验
1820年4月，奥斯特演示了电流磁效应的实验．他将导线的一端和伽伐尼电池正极连接，导线沿南北方向平行地放在小磁针的上方，当导线另一端连到负极时，磁针立即指向东西方向．把玻璃板、木片、石块等非磁性物体插在导线和磁针之间，甚至把小磁针浸在盛水的铜盒子里，磁针照样偏转．
奥斯特认为在通电导线的周围，发生一种“电流冲击”．这种冲击只能作用在磁性粒子上，对非磁性物体是可以穿过的．磁性物质或磁性粒子受到这些冲击时，阻碍它穿过，于是就被带动，发生了偏转. 导线放在磁针的下面，小磁针就向相反方向偏转；如果导线水平地沿东西方向放置，这时不论将导线放在磁
图教5－3－
2
图5－3－
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针的上面还是下面，磁针始终保持静止．1．首先发现电流磁效应的科学家是( )
A ．安培
B ．奥斯特
C ．库仑
D ．麦克斯韦
2．下列物体中，周围一定不存在磁场的有( ) A ．地球
B ．通电直导线
C ．磁铁附近的铁棒
D ．静止的带电金属球
3．(2011·新课标全国卷)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I 引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( )
4．如图5－3－6所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N 极指向右，试判定电源的正、负极．
图5－3－
6
1．通有恒定电流的长直螺线管，下列说法中正确的是( )
A．该螺线管内部是匀强磁场
B．该螺线管外部是匀强磁场
C．放在螺线管内部的小磁针静止时，小磁针N极指向螺线管的N极
D．放在螺线管外部中点处的小磁针静止时，小磁针N极指向螺线管的N极
2．(2012·昌江高二检测)如图5－3－7所示为一通电螺线管，a、b、c是通电螺线管内、外的三点，
则三点中磁感线最密处为( )
A．a处
B．b处
C．c处
图5－3－7 D．无法判断
3．闭合开关S后，小磁针静止时N极指向如图5－3－8所示，那么图中电源的正极( )
A ．一定在a 端
B ．一定在b 端
C ．在a 端或b 端均可
D ．无法确定
4．磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性，根据安培的分子电流假说，其原因是( )
A ．分子电流消失
B ．分子电流取向变得大致相同
C ．分子电流取向变得杂乱
D ．分子电流减弱
5．如图5－3－9所示，三根长直通电导线中电流大小相同，通电电流方向为：b 导线和d 导线中电流向纸里，c 导线中电流向纸外，a 点为b 、d 两点的连线的中点，ac 垂直于bd ，且ab ＝ad ＝ac ，则a 点的磁场方向为( )
A ．垂直纸面指向纸外
B ．垂直纸面指向纸内
C ．沿纸面由a 指向b
D ．沿纸面由a 指向d
6．如图5－3－10所示，电流从A 点分两路通过对称的环形支路汇合于B 点，则环形支路的圆心O 处的磁感应强度为( )
A ．垂直于环形支路所在平面，且指向“纸外”
B ．垂直于环形支路所在平面，且指向“纸内”
C ．大小为零
D ．在环形支路所在平面内，指向B 点 7．铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图5－3－11所示，则铁环中心O 处的磁场方向为( )
A ．向下
B ．向上
C ．垂直于纸面向里
D ．垂直于纸面向外 8．(2012·福建连江一中高二检测)如图5－3－12所示，A 和B 为两根互相平行的长直导线，通以同方向等大电流，虚线C 为在A 和B 所确定的平面内与A 、B 等距的直线，则下列说法正确的是( )
A ．两导线间的空间不存在磁场
B ．虚线
C 处磁感应强度为零
C ．AC 间磁感应强度垂直纸面向里
D ．CB 间磁感应强度垂直纸面向外
图5－3－
8 图5－3－9
图5－3－10 图5－3－11
图5－3－12
9．如图5－3－13所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平固定放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向外，a 、b 、c 、d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )
A ．a 、b 两点磁感应强度相同
B ．c 、d 两点磁感应强度大小相等
C ．a 点磁感应强度最大
D ．b 点磁感应强度最大 10．在图5－3－14中，分别给出了其中的电流方向或磁场中某处小磁针N 极的指向，请画出对应的磁感线(标上方向)或电流方向．
11．如图5－3－15所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流．a 、b 两点与两导线共面，a 点在两导线的中间与两导线的距离均为r ，b 点在导线2右侧，与导线2的距离也为r .现测得a 点磁感应强度的大小为B ，则去掉导线1后，b 点的磁感应强度大小为________，方向________．
12．放在通电螺线管里面的小磁针保持静止时，N 极的指向是怎样的？两位同学的回答相反．甲说，小磁针的指向如图5－3－16甲所示，因为管内的磁感线方向向右，所以小磁针的N 极指向右方．乙说，小磁针的指向如图乙所示．他的理由是通电螺线管的N 极在右侧，根据异名磁极相吸引可知，小磁针的S 极指向右方，你的看法是怎样的？他们谁的答案错了？
图5－3－
15 图5－3－14 图5－3－13
图5－3－16
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