高二【磁场的描述及磁场对电流的作用】练习题(带解析)

高二【磁场的描述及磁场对电流的作用】练习题

一、选择题(1～5题为单项选择，6～9题为多项选择)

1．用两根绝缘细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图1所示。当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，则有( )

图1

A．两导线环相互吸引

B．两导线环相互排斥

C．两导线环间无相互作用力

D．两导线环先吸引后排斥

解析通电的导线环周围能够产生磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用。由于导线环中通入的电流方向相同，二者同位置处的电流方向完全相同，据同向电流相互吸引的规律，判知两导线环应相互吸引，选项A正确。

答案 A

2．如图2所示，金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂，处于垂直纸面水平向里的匀强磁场中，棒中通有由M到N的恒定电流I，细线的拉力不为零，两细线竖直。现将匀强磁场磁感应强度B大小保持不变，方向缓慢地转过90°变为竖直向下，在这个过程中( )

图2

A．细线向纸面内偏转，其中的拉力一直增大

B．细线向纸面外偏转，其中的拉力一直增大

C．细线向纸面内偏转，其中的拉力先增大后减小

D．细线向纸面外偏转，其中的拉力先增大后减小

解析初始状态时，金属棒受重力、拉力和安培力作用而平衡。在磁场方向由垂直纸面向里缓慢地转过90°变为竖直向下的过程，安培力的大小F安＝BIL不变，方向由竖直向上变为垂直纸面向里。根据共点力平衡知，细线向纸面内偏转。因为金属棒受重力、拉力和安培力作用而平衡，重力和安培力的合力与拉力等值反向，重力和安培力的大小不变，它们之间的夹角由180°变为90°，知两个力的合力一直增大，所以拉力一直增大。故选项A 正确。

答案 A

3．如图3所示，铜棒ab长l0＝0.1 m，质量为m＝0.06 kg，两端与长为l＝1 m 的轻铜线相连，静止于竖直平面内，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5 T，现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动，已知最大偏转角为37°，则在向上摆动过程中(不计空气阻力，g ＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)则( )

图3

A．铜棒的机械能守恒

B．铜棒的机械能先增大后减小

C．铜棒中通电电流大小为9 A

D．铜棒中通电电流大小为4 A

解析铜棒在上升过程中，安培力做正功，机械能一直增大，A、B错误；

由动能定理知W安－W重＝0，即BIl0l sin 37°＝mgl(1－cos 37°)，代入数值得I＝4 A。C错误，D正确。

答案 D

4．如图4所示，质量m＝0.5 kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L＝1 m的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)。右侧回路中，电源的电动势E＝8 V、内阻r＝1 Ω，额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机M正常工作。取sin 37°＝0.6，

cos 37°＝0.8，重力加速度大小g＝10 m/s2，则磁场的磁感应强度大小为( )

图4

A．2 T B．1.73 T C．1.5 T D．1 T

解析电动机M正常工作时的电流I1＝P

1

U

＝2 A，电源内阻上的电压U′＝E

－U＝8 V－4 V＝4 V，根据欧姆定律得干路中的电流I＝U′

r

＝4 A，通过导

体棒的电流I2＝I－I1＝2 A，导体棒受力平衡，有BI2L＝mg sin 37°，得B ＝1.5 T，只有选项C正确。

答案 C

5．如图5甲所示，a、b两平行直导线中通有相同的电流，当两通电导线垂直圆平面放置于圆周上，且两导线与圆心连线的夹角为60°时，圆心处的磁感应强度大小为B。如图乙所示，c导线中通有与a、b导线完全相同的电流，

a、b、c垂直圆平面放置在圆周上，且a、b两导线与圆心连线的夹角为

120°，b、c两导线与圆心连线的夹角为30°，则此时圆心处的磁感应强度大小为( )

图5

A.

6

3

B B．B C．0 D.2B

解析当a、b两导线与圆心连线的夹角为60°时，它们在圆心处的磁感应强度如图甲所示，设B a＝B b＝B1，则有B＝3B1。当a、b两导线与圆心连线

夹角为120°时，如图乙所示，它们在圆心处的磁感应强度矢量和为B′＝

B

1

，再与c导线在圆心处产生的磁场叠加后磁感应强度矢量和为2B1，因此

圆心处的磁感应强度大小为

6

3

B，A选项正确。

答案 A

6．如图6所示，在xOy平面内有两根平行于y轴水平放置的长直导线，通有沿y轴正方向、大小相同的电流I，两导线关于y轴对称，P为x轴上一点，Q 为z轴上一点，下列说法正确的是 ( )

图6

A．O点处的磁感应强度为零

B．P、Q两点处的磁感应强度方向垂直

C．P、Q两点处的磁感应强度方向平行

D．正电荷从O点沿z轴向上运动不受洛伦兹力作用

答案AB

7．图7中装置可演示磁场对通电导线的作用。电磁铁上、下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动。下列说法正确的是 ( )

图7

A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动

B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动

D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动解析若a接正极，b接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e接正极，f接负极，由左手定则判定金属杆所受安培力向左，则L向左滑动，A选项错误；同理判定B、D选项正确，C选项错误。

答案BD

8．有一根质量为m、长度为d的通有水平向里的电流I的导体棒，被长度为L 的轻质绝缘细线悬挂在天花板上，在此空间加上竖直向下的匀强磁场，磁场

的磁感应强度大小为B＝

3mg

3Id

，若保持导体棒中的电流I始终不变，则

( )

图8

A．细线偏离竖直方向的夹角最大为30°

B．细线偏离竖直方向的夹角最大为60°

C．在导体棒摆动过程中细线上拉力最大为2(3－1)mg

D．在导体棒摆动过程中细线上拉力最大为（12＋3）mg

6

解析导体棒静止时细线与竖直方向夹角设为θ，根据平衡有BId＝mg tan θ，解得θ＝30°，根据对称性(类比重力场)可知细线与竖直方向夹角最大为2θ＝60°，选项A错，B对；类比重力场可知导体棒在经过平衡位置时

细线上拉力最大，设为F m，重力和安培力的合力为F＝

mg

cos θ

，经过平衡位

置时速度大小设为v，应用动能定理有FL(1－cos θ)＝1

2

mv2，应用向心力公

式有F m－F＝mv2

L

，解得F m＝2(3－1)mg，选项D错，C对。

答案BC

9．如图9是“电磁炮”模型的原理结构示意图。光滑水平金属导轨M、N的间距L＝0.2 m，电阻不计，在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B＝1×102T。装有弹体的导体棒ab垂直放在导轨M、N上的最左端，且始终与导轨接触良好，导体棒ab(含弹体)的质量m＝0.2 kg，在导轨M、N间部分的电阻R＝0.8 Ω，可控电源的内阻r＝0.2 Ω。在某次模拟发射时，可控电源为导体棒ab提供的电流恒为I＝4×103A，不计空气阻力，导体棒ab由静止加速到4 km/s后发射弹体，则( )

图9

A．导体棒ab所受安培力大小为1.6×105 N

B．光滑水平导轨长度至少为20 m

C．该过程系统产生的焦耳热为3.2×106 J

D．该过程系统消耗的总能量为1.76×106 J

解析由安培力公式有，F＝BIL＝8×104 N，选项A错误；弹体由静止加速

到4 km/s，由动能定理知Fx＝1

2

mv2，则轨道长度至少为x＝

mv2

2F

＝20 m，选项

B正确；导体棒ab做匀加速运动，由F＝ma，v＝at，解得该过程需要时间t ＝1×10－2 s，该过程中产生焦耳热Q＝I2(R＋r)t＝1.6×105 J，弹体和导体

棒ab增加的总动能E k＝1

2

mv2＝1.6×106 J，系统消耗总能量E＝E

k

＋Q＝

1.76×106 J，选项C错误，D正确。

答案BD

二、非选择题

10．如图10所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m、质量为6×10－2 kg的通电直导线，电流大小I＝1 A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T、方向竖直向上的磁场中。设t＝0时，B＝0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2)

图10

解析斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示。

由平衡条件得

F

T

cos 37°＝F

F

T

sin 37°＝mg

两式联立解得F＝

mg

tan 37°

＝0.8 N

由F＝BIL得B＝F

IL

＝2 T

由题意知，B与t的变化关系为B＝0.4t(T)

代入数据得t＝5 s。

答案 5 s

11．如图11所示，将长为50 cm、质量为10 g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直于纸面向里的匀强磁场中。当金属棒中通以0.4 A的电流时，弹簧恰好不伸长。g＝10 m/s2。

图11

(1)求匀强磁场的磁感应强度的大小；

(2)当金属棒中通过大小为0.2 A、方向由a到b的电流时，弹簧伸长1 cm。如果电流方向由b到a，而电流大小不变，则弹簧伸长又是多少？

解析(1)弹簧恰好不伸长时，ab棒受到向上的安培力BIL和向下的重力mg 大小相等，即

BIL＝mg

解得B＝mg

IL

＝0.5 T

(2)当大小为0.2 A的电流由a流向b时，ab棒受到两只弹簧向上的拉力2kx1，及向上的安培力BI1L和向下的重力mg作用，处于平衡状态。根据平衡条件有

2kx1＋BI1L＝mg

当电流反向后，ab棒在两个弹簧向上的拉力2kx2及向下的安培力BI2L和重力mg作用下处于平衡状态。根据平衡条件有

2kx2＝mg＋BI2L

联立解得x2＝mg＋BI

2

L

mg－BI

1

L

x

1

＝3 cm。

答案(1)0.5 T (2)3 cm

12．如图12所示，位于同一个水平面上的两根平行金属导轨，放置在斜向左上、与水平面成θ角的匀强磁场中，一根质量为m的通有恒定电流I的金属条在导轨上向右运动。导轨间距离为L，金属条与导轨间动摩擦因数为μ。

图12

(1)金属条以速度v做匀速运动，求磁场的磁感应强度的大小；

(2)为了使金属条尽快运动距离x，可通过改变磁场的方向来实现，求改变

磁场方向后，金属条运动位移x的过程中安培力对金属条所做的功。

解析(1)对金属条受力分析如图，F＝BIL

竖直方向平衡有F N＋F cos θ＝mg，水平方向匀速运动有F sin θ－f＝0，

又f＝μF N联立解得B＝

μmg

IL（sin θ＋μcos θ）

(2)金属条尽快运动距离x，则加速度最大，对金属条水平方向应用牛顿第

二定律有F sin θ－f＝ma，又f＝μF N，解得a＝F（sin θ＋μcos θ）

m

－

μg

由数学知识可知，a最大时有tan θ＝

1μ

在此过程中安培力做功W＝BIL sin θ·x，解得W＝

1

1＋μ2

BILx

答案(1)

μmg

IL（sin θ＋μcos θ）

(2)

1

1＋μ2

BILx

高中物理磁场对电流的作用练习题汇总

磁场的描述磁场对电流的作用 知识点1 磁场、磁感应强度、磁感线 1．磁场 (1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用． (2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向． 2．磁感应强度 (1)定义式：B＝F IL(通电导线垂直于磁场)． (2)方向：小磁针静止时N极的指向． (3)磁感应强度是反映磁场性质的物理量．由磁场本身决定，是用比值法 定义的． 3．磁感线 (1)引入：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点 的磁感应强度的方向一致． (2)特点：磁感线的特点与电场线的特点类似，主要区别在于磁感线是闭 合的曲线． (3)磁体的磁场和地磁场 图9-1-1 易错判断 (1)磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力 的方向一致．(×) (2)磁感线是真实存在的．(×) (3)在同一幅图中，磁感线越密，磁场越强．(√) 知识点2 电流的磁场及磁场的叠加

1．奥斯特实验 奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系． 2．安培定则的应用 直线电流的磁场通电螺线管的 磁场 环形电流 的磁场 特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁 场越弱 与条形磁铁的 磁场相似，管 为匀强磁场且 磁场最强，管 外为非匀强磁 场 环形电流 的两侧是N 极和S极， 且离圆环 中心越远， 磁场越弱 安培 定则 立体图 横截 面图 磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解． 易错判断 (1)通电导线周围的磁场是匀强磁场．(×) (2)电流的磁场方向可由右手螺旋定则(或安培定则)判定．(√) (3)一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电 荷之间通过磁场而发生的相互作用．(√) 知识点3 安培力 1．安培力的方向

利用MATLAB分析圆环电流的磁场分布解读

第 29卷第 1期 V ol 129 N o 11 长春师范学院学报 (自然科学版 Journal of Changchun N ormal University (Natural Science 2010年 2月 Feb. 2010 利用 MAT LAB 分析圆环电流的磁场分布 王玉梅 , 孙庆龙 (陕西理工学院物理系 , 陕西汉中 723003 [摘要 ]根据毕奥—萨伐尔定律推导出圆环电流磁场分布的积分表示 , 利用M AT LAB 的符号积分给 出计算结果 , 并绘制磁场分布的三维曲线。在数值结果中选取一些代表点讨论磁场的分布规律。 [关键词 ]圆环电流 ; 磁场 ; M AT LAB ; 符号积分 ; 三维绘图 [中图分类号 ]O4-39 [文献标识码 ]A []--04 [收稿日期 ]2009-08-18 [作者简介 ]王玉梅 (1975- , 女 , 山西芮城人 , 陕西理工学院物理系讲师 , 从事大学物理教学与研究。 毕奥— , 强度。 , 可以计算任意形状的电流所产生的磁场。 , 利用 MAT LAB 软件进行计算 , 并绘制磁场分布的三维曲线 , 最后对结果进行讨论 1圆环电流在空间任一点的磁场分布

图 1圆环电流磁场分析用图 如图 1所示 , 根据毕奥—萨伐尔定律 , 任一电流元 Id l _ 在 P 点产生 的磁感应强度 d B _ =μ4π_ ×e _ r 2 , [1]其中 r _和r _′ 分别为 P 点相对于坐标 原点和电流元 Id l _的位矢, r _″ 为电流元 Id l _ 相对于坐标原点的位矢。 r _′ =r _+r _ ″ , r _′ =x i _ +y j _ +z k _ , r _ ″ =R(cos θi _ +sin θj _ (其中 R 为圆环电流半径 ,

杜海龙 21102019 计算电流线圈产生的磁场

求截面为矩形的圆线圈周围产生的磁场 一、数值方法 （一）数学模型：所研究的电流圆线圈产生磁场的问题在柱坐标系下研究， 根据磁场强度跟矢势之间的关系，得到磁场； 磁场为B ，矢势为A B A =?? r r z z A A e A e A e θθ=++ A e θθ= (,)A r z e θθ= （由A 具有轴对称得到） 所以B A =?? A e θθ=?? 在柱坐标系中，由公式1()()11()()r r z z z r r z r z f f e f e f e f f f r z f f f z r f f rf r r r θθθ θθθθ ?=++??????=-?????????=-?????? ???=-???? -得 B A =?? 1()r z f e rf e z r r θθ?? =-+?? 即r A B z θ ?=-?，1()z B rA r r θ? =? （1）先求矢势A 4L Idl A r μπ=? 一个电流为I ，半径为a 的线圆环周围空间产生的磁场，其矢势表示为 202220cos (,)42cos Ia A r z d r z a ar πθμ? ?π?=++-? 推广到截面为矩形的圆环线圈中 22 11202220 cos (,)4()2cos R z R z I r A r z d dz dr s r z z r r r πθμ? ?π?'''='''+-+-??? 其中S 为矩形截面的面积，12,R R 为矩形截面的两边距圆环中心的距离，12,z z 为矩形截面的上下面的z 轴坐标。 （二）数值模型离散化（均匀网格有限差分） （1）高斯方法计算三重积分（参考书:徐士良常用算法程序集第二版）

电流的磁场(一)

电流的磁场（一） 11-1-1. 有一个圆形回路1及一个正方形回路2，圆直径和正方形的边长相等，二者中通有大小相等的电流，它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比B 1 / B 2为 (A) 0.90． (B) 1.00． (C) 1.11． (D) 1.22． ［ ］ 11-1-2. 如图，边长为a 的正方形的四个角上固定有四个电荷均为q 的点电荷．此正方形以角速度ω 绕AC 轴旋转时，在中心O 点产生的磁 感强度大小为B 1；此正方形同样以角速度ω 绕过O 点垂直于正方形平面的轴旋转时，在O 点产生的磁感强度的大小为B 2，则B 1与B 2间的关系 为 (A) B 1 = B 2． (B) B 1 = 2B 2． (C) B 1 = 2 1B 2． (D) B 1 = B 2 /4． ［ ］ 11-1-3. 边长为L 的一个导体方框上通有电流I ，则此框中心的磁感强度 (A) 与L 无关． (B) 正比于L 2． (C) 与L 成正比． (D) 与L 成反比． (E) 与I 2有关． ［ ］ 11-1-4. 边长为 l 的正方形线圈中通有电流I ，此线圈在A 点(见图)产生的磁感强度B 为 (A) l I π420μ． (B) l I π220μ． (C) l I π02μ． (D) 以上均不对． ［ ］ 11-1-5. 如图所示，电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路，汇合于b 点．若ca 、bd 都沿环的径向，则在环形分路的环心处的磁感强度 (A) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内． (B) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外． (C) 方向在环形分路所在平面，且指向b ． (D) 方向在环形分路所在平面内，且指向a ． (E) 为零． ［ ］ 11-1-6. 在一平面内，有两条垂直交叉但相互绝缘的导线，流过每条导线的电流i 的大小相等，其方向如图所示．问哪些区域中有某些点的磁感强度B 可能为零？ (A) 仅在象限Ⅰ． (B) 仅在象限Ⅱ． (C) 仅在象限Ⅰ，Ⅲ． (D) 仅在象限Ⅰ，Ⅳ． (E) 仅在象限Ⅱ，Ⅳ． ［ ］ 11-1-7. 在真空中有一根半径为R 的半圆形细导线，流过的电流为I ，则圆心处的磁感强度为 (A) R 1 40πμ． (B) R 120πμ． (C) 0． (D) R 140μ． ［ ］ C q

磁场对电流的作用

《磁场对电流的作用》教案 教学目标 知识与能力 1．知道磁场对通电导体有作用力。 2．知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感应线方向有关，改变电流方向或改变磁感线方向，导体的受力方 向随着改变。 3．知道通电线圈在磁场中转动的道理。 4．知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。 5．培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。 过程与方法 培养学生理论联系实际的意识 感态度与价值观 通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术知识的兴趣。

教学重点、难点 重点 1磁场对通电的导体有力的作用 2通电的导体的受力方向跟磁场方向和电流方向有关 难点 左手定则的运用 （二）教具 小型直流电动机一台，学生用电源一台，大蹄形磁铁一块，干电池一节，用铝箔自制的圆筒一根（粗细、长短与铅笔差不 多），两根铝箔条（用透明胶与铝箔筒的两端相连接），支架 （吊铝箔筒用）,如课本图12—10的挂图，线圈（参见图12 —2），抄有题目的小黑板一块（也可用幻灯片代替）。 (三）教学过程 1复习相关知识并提问： 1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生（）作用， 磁体间的相互作用就是通过（）发生的。 2.将一根导线平行地放在静止的小磁针上方，当导线通电时， 发现小磁针（），说明电流周围存在（）。

2．引入新课 本章主要研究电能：第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法，第三节我们研究了电能的输送，电能输送到用电单位，要使用电能，这就涉及到用电器，以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器，今天我们要研究另一种用电器一电动机。 出示电动机，给它通电，学生看到电动机转动，提高了学习兴趣。 提问：电动机是根据什么原理工作的呢？ 讲述：要回答这个问题，还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现—电流周围存在磁场，电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力（如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动）。根据物体间力的作用是相互的，电流对磁体施加力时，磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。 3．进行新课 (1)通电导体在磁场里受到力的作用 板书课题：〈第四节磁场对电流的作用〉

第1讲 磁场的描述 磁场对电流的作用

限时规范训练 [基础巩固题组] 1．如图所示，带负电的金属环绕轴OO ′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡时的位置是( ) A ．N 极竖直向上 B ．N 极竖直向下 C ．N 极沿轴线向左 D ．N 极沿轴线向右 解析：选C ．负电荷匀速转动，会产生与旋转方向反向的环形电流，由安培定则知，在磁针处磁场的方向沿轴OO ′向左．由于磁针N 极指向为磁场方向，可知选项C 正确． 2．磁场中某区域的磁感线如图所示，则( ) A ．a 、b 两处的磁感应强度的大小不等， B a ＞B b B ．a 、b 两处的磁感应强度的大小不等，B a ＜B b C ．同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力大 D ．同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力小 解析：选A ．磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由a 、b 两处磁感线的疏密程度可判断出B a >B b ，所以A 正确，B 错误；安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小B 、电流大小I 、导线长度L 和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故C 、D 错误． 3.将长为L 的导线弯成六分之一圆弧，固定于垂直纸面向外、大小为B 的匀强磁场中，两端点A 、C 连线竖直，如图所示．若给导线通以由A 到C 、大小为I 的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是( ) A ．IL B ，水平向左 B ．ILB ，水平向右 C ．3ILB π，水平向右 D ．3ILB π ，水平向左 解析：选D ．弧长为L ，圆心角为60°，则弦长AC ＝3L π，导线受到的安培力F ＝BIl ＝3ILB π ，

初中物理电流的磁场

7.2 电流的磁场 教学目标 一、知识与能力 1.了解奥斯特的发现及其意义，知道通电直导线周围的磁场情况。 2.知道通电螺线管周围的磁场分布，掌握安培定则。 3.知道磁现象的电本质。 二、过程与方法 1.通过对奥斯特发现的实验的观察，了解导线周围的磁场。 2.经历关于通电螺线管周围磁场分布的实验探究过程，知道螺线管磁场和条形磁体磁场的相似性。 三、情感、态度与价值观 1.通过实验探究及讨论活动，培养学生善于观察、勤于思考、勇于探究的科学素养。 2.通过实验探究和讨论活动，培养学生积极与他人合作的意识。 教学重难点 【教学重点】 通电螺线管周围的磁场分布。 【教学难点】 磁现象的电本质。 教学准备 ◆教师准备 多媒体教学课件、螺线管、铁屑、电池、小磁针等。 ◆学生准备 螺线管、铁屑、电池、小磁针等。 教学过程 一、情境导入 1.情景：1820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，如图7-2-1所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，发现螺线管通电转动后停在南北方向上，这一现

象引起了与会科学家的极大兴趣。你知道这是怎么回事吗？ 2.回顾： 师：当把小磁针放在条形磁体的周围时，能观察到什么现象？其原因是什么？ 生思考交流：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。 师：同学们回答得很好，带电体和磁体有一些相似的性质，这些相似是一种巧合呢？还是它们之间存在着某些联系呢？科学家们基于这一想法，一次又一次地寻找电与磁的联系。1820年丹麦物理学家奥斯特终于用实验证实通电导体的周围存在着磁场，这一重大发现轰动了科学界，使电磁学进入一个新的发展时期。今天，我们沿着奥斯特的足迹，来再现一下奥斯特所做的实验。 二、进行新课 (一)奥斯特的发现 1.奥斯特实验。 先向学生说明实验要求，如图7-2-2所示，然后学生分组实验：将直导线与小磁针平行并放。观察现象： ①如图7-2-2 (a)，当直导线通电时会发生什么现象？(小磁针发生偏转) ②如图7-2-2 (b)，断电后会发生什么现象？(小磁针转回到原来指南北的方向) ③如图7-2-2 (c)，改变通电电流的方向后会发生什么现象？(小磁针发生偏转，其N极所指方向与图a时相反) 提问：(1)通过实验，你观察到了哪些物理现象？(通电时小磁针发生偏转；断电时小磁针转回到指南北的方向；通电电流方向相反，小磁针偏转方向也相反) (2)通过这些物理现象你能总结出什么规律？(①通电导线周围存在磁场；②磁场方向与电流方向有关) 师：同学们回答得很好，我们鼓掌给予鼓励。以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的，此实验又叫奥斯特实验。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。 总结奥斯特实验。现象：导线通电，周围小磁针发生偏转；通电电流方向改变，小磁针偏转

磁场对电流的作用力

高三年级物理学科导学案 1、如图所示，磁场B 方向、通电直导线中电流I 的方向，以及通电直导线所受磁场力F 的方向，其中正确的是（ ） 2、试画出下列各图中通电导体棒ab 所受安培力的方向： 考点知识回顾： 安培力： 对 的作用力 安培力方向： 定则，伸开左手，让拇指与其余四指 ，并且都与手掌在同一平面内， 让磁感线从掌心进入，并使四指指向 的方向，这时 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向 理解：安培力既跟________方向垂直，又跟__________方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂 直于______________________所在的平面。 3、如右图所示，金属棒MN 用绝缘细丝悬吊在垂直于纸面向里的匀强磁场中，电流方向由M→N，此时悬线的拉力不为零．要使悬线的拉力变为零，可采用的办法是( ) A ．将磁场反向，并适当增大磁感应强度 B ．电流方向不变，并适当增大磁感应强度 C ．将磁场反向，并适当减小磁感应强度 D ．电流方向不变，并适当增大电流 4、如图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流强度为I ，磁感应强度为B ，求各导线所受到的安培力。 （1） （2） （3） （4） （5）

考点知识回顾： 应用公式F＝BIL时的注意点 1、B与L要 2、式中L是长度 （1）弯曲导线的有效长度L等于，相应的电流方向沿L由始端流向末端． （2）对任意形状的闭合线圈 ．．．．，其有效长度均为， 即通电后在匀强磁场中受到的安培力为． 5、如图甲所示，质量为m的细杆ab置于倾角为θ的导轨上，ab处于磁场中，ab与导轨间动摩擦因数为μ，有电流时，ab恰好静止在导轨上，则从b端的侧视图看，其中杆 ab与导轨间摩擦力可能为“0”的是（） 6、水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m，上面有一质量为0.04kg的均匀金属棒ab，阻值不计。电源电动势为6V，内阻为0.5Ω，滑动变阻器调到2.5Ω时， （1）要在金属棒所在位置施加一个垂直于ab的匀强磁场，才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零，求匀强磁场的大小和方向． （2）若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时针转37°，此时ab仍然静止，则轨道对ab的支持力和摩擦力为多大？ （3）若保持磁感应强度B的方向不变，大小变为原来的一半，则滑动变阻器调到什么阻值，才能Array 使金属棒ab对轨道的压力恰好为零 (1)匀强磁场的磁感应强度；(2)ab棒对导轨的压力；

沪科版九年级全一册物理17.2电流的磁场 同步习题(含解析)

17.2电流的磁场同步习题 一．选择题 1．下列物理学家中，在世界上第一个发现电流的周围存在着磁场的是（）A．法拉第B．奥斯特C．焦耳D．欧姆 2．如图所示，闭合开关后，位于通电螺线管左右两侧的小磁针静止时其指向正确的是（）A． B． C． D． 3．图中所示的电源正负极、电流方向和通电螺线管N极三者关系正确的是（）A．B．

C．D． 4．在这次疫情期间，小明经常在家中做饭，一天他在冰箱中找东西拿来做饭，但他还没有把冰箱门完全关闭时，冰箱门却被吸过去紧紧关闭了，他想到了磁极间的相互作用，于是他做了如图所示的通电螺线管外部的磁场分布的实验中，开关闭合后，下列说法正确的是（） A．小磁针甲静止时N极指向右端，小磁针乙静止时N极指向左端 B．小磁针甲静止时N极指向左端，小磁针乙静止时N极指向右端 C．小磁针甲和小磁针乙静止时N 极均指向右端 D．小磁针甲和小磁针乙静止时N 极均指向左端 5．某同学研究电流产生的磁场，闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是（） A．由甲、乙两图可得电流可以产生磁场

B．由甲、乙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关 C．由甲、乙两图可得电流产生的磁场强弱与电流大小有关 D．由甲、丙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关 6．如图所示的电磁铁，S2闭合时，保持滑片P位置不变，要想电磁铁磁性最强，正确的方法是 （） A．闭合S1，M接1B．闭合S1，M接2 C．断开S1，M接1D．断开S1，M接2 7．连接如图所示电路，提供足够数量的大头针，只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置，无法探究（） A．电流的有无对电磁铁磁场有无的影响 B．电流方向对电磁铁磁场方向的影响 C．电流大小对电磁铁磁场强弱的影响 D．线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响 8．如图所示是研究电磁铁磁性强弱的实验。闭合开关后，下列说法错误的是（）

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v ?有关但v F ??⊥； ②当0?=F 时，v ?的方向即B ?的方向（或反方向）； ③当B v ??⊥时，max ??F F =； ④ qv F max 与qv 无关，B v q F ????=。 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 F ????= （B ?的单位：特斯拉） 为由场点唯一确定的矢量（与运动电荷无关）。B ?大小： qv F B max = （B v ??⊥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（B ?通量） s d B ds B ds B d n m ??cos ?===Φα

???==Φ=Φs s n m m ds B ds B d αcos ? ??=Φs m s d B ?? (单位：韦伯（wb ）) 3. 磁场的高斯定理 由磁力线的性质 ??∑=?q s d D ?? 0??=??s s d B (??∑=?s i q s d E 0 1??ε) §11-3 比奥—萨伐尔定律 一、 电流元l Id ?在空间（真空）某点产生的B d ? 2 )?,?s i n (r r l Id Idl dB ∝ 322??????r 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 3???? 在国际单位制中（SI 制）70 104-== π μk ，真空磁导率70104-?=πμTmA -1（特米安-1） ? 3 ? ?4?0 r r l Id B d ?=πμ 当有介质时，r μμμ0=， ? 3 ??4?r 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 s I = 代入上式（l Id ?与v ?同向），

物理九年级北师大版14.6磁场对电流的作用力同步练习2

《磁场对通电导体的作用力》习题 1、一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示导线上电流由左向右流过。当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90０的过程中，导线所受的安培力（） A、大小不变，方向也不变 B、大小由零渐增大，方向随时改变 C、大小由零渐增大，方向不变 D、大小由最大渐减小到零，方向不变 2、在匀强磁场中，有一段5㎝的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A时，受磁场的作用力是0.1N，那么磁感应强度B= T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B= T，导线受到的安培力F= N。 3、如图所示，长直导线通电为I1，通过通以电流I2环的中心且垂直环平面，当通以图示方向的电流I1、I2时，环所受安培力( ) A、沿半径方向向里 B、沿半径方向向外 C、等于零 D、水平向左 E、水平向右 4、如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( ) A、水平向左 B、水平向右 C、竖直向下 D、竖直向上 5、如图所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，导线的运动情况是(从上往下看)( ) A、顺时针方向转动，同时下降 B、顺时针方向转动，同时上升 C、逆时针方向转动，同时下降 D、逆时针方向转动，同时上升 6、把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心， 且在线圈平面内。当线圈通以图示方向的电流时线圈将( ) A、发生转动，同时靠近磁铁 B、发生转动，同时远离磁铁 C、不发生转动，只靠近磁铁 D、不发生转动，只远离磁铁 1

环形电流在空间一点产生的磁场强度

环形电流在空间一点产生的磁场强度 专业：工程力学 姓名：陈恩涛 学号：1153427 摘要：利用毕奥——萨法尔定律通过计算磁场的情况，得到环电流在整个空间的磁场分布表达式，其中运用了数学软件matlab 辅助求解！ 关键词：环形电流 磁场 矢量叠加 毕奥——萨法尔定律 引言：了解书本上环形电流中心轴线上的磁场分布情况后，为了更深入了解环形电流在空间的磁场分布情况，现运用毕奥——萨法尔定律对其求解，再根据矢量叠加原理，将其最终结果在直角坐标系中的三个坐标轴上的分量分离了出来，且验证了空间分布公式在特殊情况下也适用！ 计算过程; 1. 建立坐标系：设环半径为R ，以环 心0为原点，环形电流所在平面为 x0y 平面，以环中心轴为z 轴建立如图坐标系，则圆环的表达式为： 222x y R += 在空间内任意选取一点p(x,y,z)，在环 上任取一点11A(x ,y ,0)，则在A 点处的电流元Idl 满足关系式： Idl IR(isin jcos )d βββ=-+ （1） 而P,A 两点的矢径为： x z y p(x,y,z) R β 11A(x ,y ,0)

r (x R c o s )i (y R s i n ββ=-+-+ （2） 将（1）（2）式代入毕奥——萨法尔定律： 03Idl r dB 4r μπ?= （3） 得P 点的磁感应强度为: 00332222IR Idl r zi cos z jsin (R x cos ysin )k B d 4r 4(R y z 2yR sin )μμβββββππβ?++--==++-?? （4） 则令： 20x 302222IR zi cos B d 4(R y z 2yR sin )πμββπβ=++-? 20y 302222IR z jsin B d 4(R y z 2yR sin )πμββπβ=++-? （5） 20z 302222IR (R x cos ysin )k B d 4(R y z 2yR sin )πμβββπβ--= ++-? 这就是环形电流在空间产生的磁场在空间的分布分量情况! 特别地 当p(x,y,z)在环的中心轴线上即z 轴上时，其坐标为p(0,0,z)，代入 （5）组式，得到： 20x 30222IR zi cos B d 4(R z )πμββπ=+? 20y 30222IR z jsin B d 4(R z )πμββπ=+? 20z 30222IR Rk B d 4(R z )πμβπ= +? 利用matlab 分别输入以下程序并得相应结果： （其中0U 表示0μ，A 表示β）

专题(24)磁场及其对电流的作用(解析版)

2021年（新高考）物理一轮复习考点强化全突破 专题（24）磁场及其对电流的作用（解析版） 一、磁场和磁感应强度 1．磁场 (1)磁场：存在于磁体周围或电流周围的一种客观存在的特殊物质．磁体和磁体之间、磁体和通电导体之间、通电导体和通电导体间的相互作用都是通过磁场发生的． (2)基本性质：对放入其中的磁体或通电导体有力的作用． (3)方向：①小磁针N极所受磁场力的方向． ①小磁针静止时N极的指向． (4)地磁场：地球磁体的N极(北极)位于地理南极附近，地球磁体的S极(南极)位于地理北极附近． 2．磁感应强度 (1)定义式：B＝F IL(通电导线垂直于磁场)． (2)方向：小磁针静止时N极的指向． 【自测1】(多选)一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的磁场中，当通过它的电流为I时，所受安培力为F.以下关于磁感应强度B的说法正确的是() A．磁感应强度B一定等于F IL B．磁感应强度B可能大于或等于F IL C．磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大D．在磁场中通电直导线也可能不受安培力 【答案】BD 二、几种常见的磁场 1．常见磁体的磁场(如图1)

图1 2．电流的磁场 右手握住导线，让伸直的拇指所指的 方向与电流方向一致，弯曲的四指所 指的方向就是磁感线环绕的方向 自测2图2中四图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是() A．①① B．①① C．①① D．①① 【答案】C 三、通电导线在磁场中受到的力 1．安培力的大小 (1)磁场和电流垂直时，F＝BIL. (2)磁场和电流平行时：F＝0.

2．安培力的方向 (1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向． (2)安培力的方向特点：F①B，F①I，即F垂直于B和I决定的平面． 自测3在如图所示的四幅图中，正确标明通电导线所受安培力F方向的是() 【答案】B 命题热点一安培定则磁感应强度的叠加 1．安培定则的应用 在运用安培定则判定直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场时应分清“因”和“果”. 2.磁场叠加问题的一般解题思路 图3 (1)确定磁场场源，如通电导线． (2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图3所示为M、N在c点产生的磁场．

第十一章稳恒电流的磁场[一]作业答案解析

一、利用毕奥—萨法尔定律计算磁感应强度 毕奥—萨法尔定律：3 04r r l Id B d ?=πμ 1.有限长载流直导线的磁场)cos (cos 4210ααπμ-=a I B ,无限长载流直导线a I B πμ20= 半无限长载流直导线a I B πμ40=,直导线延长线上0=B 2. 圆环电流的磁场232220)(2x R IR B +=μ，圆环中心R I B 20μ=，圆弧中心πθ μ220? =R I B 电荷转动形成的电流：π ω ωπ22q q T q I === 【 】基础训练1、载流的圆形线圈(半径a 1 )与正方形线圈(边长a 通有相同电流I ．如图若两个线圈的中心O 1 、O 2处的磁感强度大小相同，则半径a 1与边长a 2之比a 1∶a 2为 (A) 1∶1 (B) π2∶1 (C) π2∶4 (D) π2∶8 【 】基础训练3、有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为a ，厚度不计，电流I 在铜片上 均匀分布，在铜片外与铜片共面，离铜片右边缘为b 处的P 点的磁感强度B 的大小为 (A) ) (20b a I +πμ． (B) b b a a I +πln 20μ．(C) b b a b I +πln 20μ． (D) )2(0b a I +πμ． 解法： 【 】自测提高2、通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状，则P ，Q ，O 各点磁感强 度的大小B P ，B Q ，B O 间的关系为 (A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O ． B Q > B O > B P ． (D) B O > B Q > B P ． 解法：

5.3 磁场对电流的作用力

5.3 磁场对电流的作用力 考纲要求：熟练掌握左手定则以及磁场对电流作用力的计算。 教学目的要求：1、掌握磁场对电流作用力的大小和方向的判断。 2、理解通电线圈在磁场中的受力分析和力矩计算。 教学重点：磁场对电流作用力大小和方向。 教学难点：通电线圈在磁场中的受力分析。 课时安排：2节课型：复习 教学过程： 【知识点回顾】 一、磁场对电流的作用力 1、磁场对电流作用力大小F= 注意：（1）单位 （2）适用于匀强磁场。 2、磁场对电流作用力的方向 （1）方法： （2）此方法：B、I方向可以得到方向；B、F方向可以得到方向；I、F 方向可以得到方向。（两两垂直） 二、通电线圈在匀强磁场中所受力矩的分析 1、矩形线圈在磁场中的受力情况： ad边、bc边与磁力线倾斜θ角 Fad= 方向：； Fbc= 方向：。 Fad、Fbc大小，方向，在上，是力，不产生，不会使线圈发生偏转。 ab边、cd边与磁力线相垂直 Fab= 方向：； Fcd= 方向：。 Fab、Fcd大小，方向，不在上，是一对，产生，从而使线圈发生偏转。当转动到时，线圈停止转动。 2、分析：通电线圈在匀强磁场中所受力矩 M= （其中θ为） θ=00时，M= （）θ=900时，M= （）

【课前练习】 一、判断题 1、通电矩形线圈在磁场中的力矩方向也可用左手定则判断。( ) 2、磁电式仪表中的磁场是匀强磁场。( ) 3、磁场力的方向和磁场方向及电流方向一定是两两垂直。( ) 二、选择题 1、电流与电流之间存在力作用的实质是( ) A．电磁与电磁间的相互作用 B．电场与电磁间的相互作用 C．磁场与电磁间的相互作用 D．磁场与磁场间的相互作用 2、如图示，磁极中通电直导体的受力情况是 A．向上受力 B．向下受力 C．向左受力 D．向右受力 3、如图所示，矩形框的ab、dc边的有效长度相同，则矩形框有 ( ) A．向上运动趋势 B．向下运动趋势 C．向左运动趋势 D．向右运动趋势 4、数匝通电线圈在磁场中会受到电磁转矩的作用，其转矩的计算公式为（式中α为磁 力线与线圈平面的夹角） ( ) A．M=BIS B．M=BIScosα C.M=NBISsinα D.M=NBIScosα 三、填空题 1、通电导线与磁场方向成某一角度θ时，受到的作用力公式为，当θ=Л/2时，F= ，当θ=0O。时，F= . 2、通电矩形线圈在磁场中要受到电磁力矩的作用，其公式可以是：M=NBIScosα，则α的意义是。有时也可以用公式M=NBISsinθ表示，则θ的意义是。 3、由于磁电式仪表的通电线圈受到的力矩M与被测的电流I成比，所以电流表的刻度是，如用它来改装成欧姆，刻度是。 4、两根平行导体中的电流方向相同时，两根导体将；当电流方向相反时，两根导体将___ _。 四、分析计算题 1、标出图中电流或力的方向。 2、在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，有一长度为50 cm的导线，导线中的电流为 10 A，导线与磁力线的夹角分别为O O、30 O和90 O时，求导体各受力大小？

14稳恒电流的磁场习题详解解读

习题三 一、选择题 1．如图3-1所示，两根长直载流导线垂直纸面放置，电流I 1 =1A ，方向垂直纸面向外；电流I 2 =2A ，方向垂直纸面向内，则P 点的磁感应强度B 的方向与x 轴的夹角为[ ] （A ）30?； （B ）60?； （C ）120?； （D ）210?。 答案：A 解：如图，电流I 1，I 2在P 点产生的磁场大小分别为 1212,222I I B B d d ππ==，又由题意知12B B =； 再由图中几何关系容易得出，B 与x 轴的夹角为30o。 2．如图3-2所示，一半径为R 的载流圆柱体，电流I 均匀流过截面。设柱体内（r < R ）的磁感应强度为B 1，柱体外（r > R ）的磁感应强度为B 2，则 [ ] （A ）B 1、B 2都与r 成正比； （B ）B 1、B 2都与r 成反比； （C ）B 1与r 成反比，B 2与r 成正比； （D ）B 1与r 成正比，B 2与r 成反比。 答案：D 解：无限长均匀载流圆柱体，其内部磁场与截面半径成正比，而外部场等效于电流集中于其轴线上的直线电流磁场，所以外部磁场与半径成反比。 3．关于稳恒电流磁场的磁场强度H ，下列几种说法中正确的是 [ ] （A ）H 仅与传导电流有关。 （B ）若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的H 必为零。 （C ）若闭合曲线上各点H 均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零。 （D ）以闭合曲线Ｌ为边缘的任意曲面的H 通量均相等。 答案：C 解：若闭合曲线上各点H 均为零，则沿着闭合曲线H 环流也为零，根据安培环路定理，则该曲线所包围传导电流的代数和为零。 4．一无限长直圆筒，半径为R ，表面带有一层均匀电荷，面密度为σ，在外力矩的作用下，这圆筒从t=0时刻开始以匀角加速度α绕轴转动，在t 时刻圆筒内离轴为r 处的磁感应强度 B 的大小为 [ ] 图3-1 2 I 1 I

磁场对电流有力作用

第五节磁场对电流的作用力 学习目的 1.知道磁场对通电导体有作用力。 2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感线方向有关，改变电流方向或改变磁感线方向，导体的受力方向随着改变。 3.知道通电线圈在磁场中转动的原理。 4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。 学习过程 一、预习检测 1.通电导体在磁场中受力的方向与__________和___________有关，改变电流方向或改变磁感线方向，导体的受力方向随着改变。 2、电动机是根据_______原理工作的,和电动机工作原理相同有____________ 3、左手定则的内容是____________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ 二、自学引导（一） (1)通电导体在磁场里受到力的作用 介绍实验装置，将铝箔筒两端的铝箔条吊挂在支架上，使铝箔筒静止在磁铁的磁场中(参见课本中的图14-32)。用铝箔筒作通电导体是因为铝箔筒轻，受力后容易运动，以便我们观察。 演示实验1：用一节干电池给铝箔筒通电(瞬时短路)，让学生观察铝箔筒的运动情况， 并回答问题1：给静止在磁场中的铝箔筒通电时，铝箔筒会_____，这说明_____。 点拨通电导体在磁场中受到力的作用 自学引导（二） (2)通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关 演示实验2：先使电流方向相反，再使磁感线方向相反，让学生观察铝箔筒运动 回答问题2：保持磁感线方向不变，交换电池两极以改变铝箔筒中电流方向，铝箔筒运动方向会______，这说明______。保持铝箔筒中电流方向不变，交换磁极以改变磁感线方向，铝箔筒运动方向会______，这说明______。 归纳实验2的结论并板书：〈2.通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。〉 自学引导（三） (3)磁场对通电线圈的作用 提问：应用上面的实验结论，我们来分析一个问题：如果把直导线弯成线圈，放入磁场中并通电，它的受力情况是怎样的呢？ 课件展示， 通电线圈在磁场中受力情况 引导学生分析：通电时，图甲中ab边和cd边都在磁场中，都要受力，因为电流方向相反，所以受力方向也肯定相反。提问：你们想想看，线圈会怎样运动呢？ 自学引导（四）演示实验3：将电动机上的电刷、换向器拆下(实质是线圈)后通过，让学生观察线圈的运动情况。 教师指明：线圈转动正是因为两条边受力方向相反，才会转动。 提问：线圈为什么会停下来呢？ 利用课件：在甲图位置时，两边受力方向相反，但不在一条直线上，所以线圈会转动。当转动到乙图位置时，两边受力方向相反，且在同一直线上，线圈在平衡力作用下保持平衡而静止。 板书结论：〈3.通电线圈在磁场中受力转动，到平衡位置时静止。〉 堂清 1：通电导体在磁场中受力而运动是消耗了______能，得到了______ 能。 2、若改变通电导线在磁场受力的方向，可采用的方法（） A.改变通电导线中的电流大小 B.只改变电流方向或只改变磁感线 方向 C.同时改变电流方向和磁感线方向 D.改变电流大小和磁场强弱 3、下列设备是根据磁场对通电导体的作用原理制成的（） A.电磁继电器 B.电铃 C.电风扇的电动机 D.电磁铁 4、电动机是根据_______原理工作的,和电动机工作原理相同有____________ ５．改变电动机转动的方向的方法有（1）＿＿＿＿＿＿＿＿（2）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ６.改变电动机转动的快慢方法（１）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（２）＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 四、拓展延伸 电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而转动的道理工作的。但实际制成电动机时，还有些问题需要我们解决，比如：通电线圈不能连续转动，而实际电动机要能连续转动，这个问题同学们先思考，下节我们研究。 五、课后反思 - 1 -

磁场对电流的作用教学设计

磁场对电流的作用教学设计 教学目标： 知识与技能知道磁场对通电导线有力的作用. 知道磁场对通电导线的作用力方向跟磁场方向和电流方向有关. 过程与方法培养学生理论联系实际的意识. 情感、态度与价值观通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术知识的兴趣。 教学重点： 通电导线在磁场中要受到力的作用。 教学过程 复习相关知识并提问： 1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生( ) 作用，磁体间的相互作用就是通过() 发生的。 2. 将一根导线平行地放在静止的小磁针上方，当导线通电时，发现小磁针( ) ，说明电流周围存在( ) 。 演示实验： 演示直流电动机通电转动 提出问题： 1. 电动机为什么会转动呢? 2. 奥斯特实验证明了什么? 通电导体周围存在磁场，并通过磁场使小磁针偏转，即电流对磁体有力的作用。

启发学生： 磁场对电流有没有力的作用呢? 实验： (1) 介绍实验装置，并连接好。渗透设计思想，明确实验研究对象是铜棒。 (2) 让学生明确实验目的，即磁场能否让通电后的铜棒运动。 (3) 实验条件逐步演示并观察实验现象，完成记录表格。 1 静止的铜棒通电后发生什么现象?原因是什么?运动受力 2 铜棒的运动方向、电流的方向和磁感线方向的角度关系? 互相垂直 3 不改变磁场方向而改变电流的方向，铜棒运动方向如何? 改变方向 4 不改变电流的方向，而改变磁场方向，铜棒运动方向怎样?改变方向 (4) 学生根据实验现象，分析得出结论。 通电导体在磁场中受到力的作用。力的方向，电流的方向和磁场线的方向互相垂直。通电导体在磁场里受力的方向跟电流的方向和磁感线的方向有关。 左手定则 伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁力的方向。

电流如何形成磁场

摘自《磁场、电场本质》一文 0.1 电磁转换——电流如何转换成磁场 如图3，当电子在导体中运动时，其周边的以太就和电子产生了相对运动，对电子来说，其周围就存在以太风，风向与电子的运动方向相反，这和我们开车会感觉到有风是一样的道理。根据空气动力学原理，在这个以太风的作用下，电子的旋转中心轴应该和电子前进方向平行，这样，电子运动才会稳定，这和旋转的子弹飞行更平稳的道理是一样的。也就是说，电子此时旋转产生的以太气旋的轴心与导线平行，在导线中产生了一个围绕导线旋转的磁场。 由于电子在前进的过程中不断的带动行进路径上的以太旋转，电子经过后，这些运动轨迹上的以太气旋由于惯性作用不会马上停下来，旋转的离心作用造成以太外向逃离，使气旋中心压力降低，由于宇宙磁压的存在，造成的压力差又提供了向心力，维持了气旋的继续转动，这个现象和龙卷风类似，即中心低压的气旋。 大量向同一方向运动的电子产生的以太气旋迭加起来，形成了导线周围的旋转磁场，这就是电流流过导体产生磁场的整个过程，持续不断的电流则维持了这一过程，可类比的自然现象是高速旋转飞行的子弹尾部的旋转气流。同理，一个不自转的电子的运动是不会产生旋转磁场的，也可以说，这样的电子是不呈现电性的，它产生的是以太乱流，就如飞机尾部的乱流。 小结： 1、磁场的本质是以太风。电流产生的磁场就是在电子经过的路径上，其尾部留下的中心低压的旋转以太气流，就如飞机飞过后其尾部会留下气流一样。

2、电流产生的磁场总是以以太气旋形式存在。电子只有在一个充满以太并且存在磁压的空间中运动时，才会产生磁场，这是电流产生磁场的基本环境。在一个绝对真空的环境中，不会存在磁场； 3、电子运动时，对于电子来说，相对运动产生了磁场，虽然这个磁场不对外部显现，但对电子有作用力。由于运动是个相对的概念，所以，是否存在磁场还要看我们选择了哪个参照物。