资源简介

9-2 电流的磁场
一、教学目标
1.理解电流的磁效应。会用右手螺旋定则判断直线电流、环形电流、通电螺线管的磁场方向。
2.了解物质磁性的电本质,了解磁介质的概念。
二、教学重点难点
重点：安培定则,直线电流的磁场,环形电流的磁场、通电螺线的磁场。
难点：安培定则的应用。
三、教学器材
四节1号电池,电池盒,导线,小磁针。
四、教学建议
教法建议
讨论、演示、讲解。
教学设计方案
（一）引入新课
上次课我们以磁体的磁场为例,讨论了磁场,磁感线,匀强磁场以及磁通量的概念,引入了描述磁场本身固有属性的物理量磁感应强度,认识到磁体可以产生磁场,并且磁场对电流可以产生力的作用。那么,反过来,电流会不会产生磁场 放在电流附近的小磁针会有什么反应呢 如果小磁针有反应,那么又是什么原因呢？这就是我们这一节要讨论的问题。
（二）引出课程内容
1.电流的磁效应（演示）
通电导线下方的与导线平行的小磁针发生偏转。
说明：不仅磁体可以产生磁场,电流也可以产生磁场,电流产生磁场的现象称为电流的磁效应。
判断电流周围磁场方向的方法：右手螺旋定则（又称安培定则）
（1）直流电流的磁场方向：
图1 直线电流的磁感线
用右手握住导线，让垂直于四指的拇指指向电流方向，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的方向。磁感线是环绕电流的闭合曲线,在垂直于导线的平面内是一系列的同心圆。
注意：运用右手螺旋定则判断的是磁感线的回旋方向。但是,知道了磁感线的回旋方向,也就可以知道磁感线上各点的磁场方向(沿磁感线前进一侧的切线方向)了。
（2）环形电流的磁场方向
图2 环型电流的磁感线
懂得了如何确定直流电流的磁场方向,对于常见的环形电流，其磁场方向该如何判断呢 我们可以把一个环形电流看成是由无数多个直线电流组成的。用右手螺旋定则去判断每一个小段直线电流的磁感线的环绕情况，可以发现每段直流电流的磁感线在圆内一侧的取向都一致,归纳起来也可用右手螺旋定则来判定：右手握环形电流,弯曲的四指和环形电流的方向一致,而与四指垂直的拇指所指的方向就是环形电流中心轴线上磁感线的方向。
（3）通电直螺线管的磁场方向
图3 通电直螺线管的磁感线 图4 根据磁感线的方向判断磁场方向
通电直螺线管可看成是很多个环形电流串联而成的,由于每一个环形电流的流向相同,所以,它们在中心轴线上的磁场的方向也相同,也可以判断环形电流磁感线方向的方法来确定,即右手握螺线管,并且四指指向电流的方向,与四指垂直的拇指所指的方向就是通电螺线管内磁感线的方向。
通电螺线管外部的磁感线与条形磁铁的磁感线相似,说明它们的磁场相似。其一端相当于N极,另一端相当于S极。螺线管内部（两端附近除外）的磁感线与管内轴线平行,这部分磁场为匀强磁场。
用右手螺旋定则判断出电流的磁感线的方向后,若要确定某一点磁场的方向,只要通过这一点做磁感线的切线就可以了。
用上述方法确定的磁场方向，与该点引入小磁针时,小磁针静止后N极的指向是一致的。2.物质磁性的电本质
安培提出的分子电流的学说分析了磁体磁场产生的原因，结论是：物质的磁性来源于电
荷的运动。
图5 分子电流的磁场 图6 磁体中的分子电流
3.磁介质
把物质放入磁场中,物质因磁场的作用会产生磁性，然后又会影响原来磁场的分布。我们把影响磁场的物质称为磁介质,把磁介质因外磁场的作用而呈现磁性的现象称为磁化。
4.磁导率
不同磁介质在相同条件下,被磁化的程度是不同的,我们用相对磁导率来区别各种磁介质的性质。
设有一通电长直螺线管,管内的磁感应强度称为,当管内充满某种均匀磁介质后,磁感应强度变为,我们把和大小的比值称为磁介质的相对磁导率。
它反映了磁介质被磁化后对原来磁场影响的程度。相对磁导率是一个没有单位的纯数。
被磁化程度高的材料称为铁磁性材料,通常为了增强磁场会在通电线圈中插入铁磁性材料。例如，变压器、电动机、继电器等装置的线圈中都有用各种铁磁材料作的铁心。
（三）小结
1.本节学习了安培定则。讨论了常见的几种形式的电流的磁场。要求掌握安培定则,并会用它确定磁感线和电流方向的关系。
2.注意：应用安培定则得出电流与磁感线向的方向关系,而不是电流与磁场方向的关系。
（四）作业布置
1.p72 1、2、3、4题 2.《技术物理练习册》（第3版）相关习题

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