04第五章 电场与磁场 电磁感应 第四节 磁场对电流的作用
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磁场与电流的作用
磁场和电流之间有着紧密的关系。
磁场是由电流产生的,并且电流
在存在磁场的情况下也会受到磁场的影响。
1. 电流产生磁场:当电流通过导线时,会形成一个有方向的磁场环
绕着导线。
这个磁场的方向与电流的方向有关,在导线周围形成一个
闭合的磁场线圈。
这个现象被称为“安培环路定理”。
2. 磁场对电流的作用:磁场可以对通过其的电流施加力。
根据洛伦
兹力定律,当电流通过一个磁场时,会受到与电流方向垂直的力,即
洛伦兹力。
这个力的大小与电流强度和磁场强度有关。
3. 磁场对电流的方向有影响:根据右手定则,当电流通过一个磁场时,磁场会对电流的方向施加一个力矩,使得电流在磁场中发生偏转。
这个定则可以用来确定电流受到磁场力的方向。
4. 电流产生磁场并产生相互作用:当多个导线中有电流通过时,它
们各自产生的磁场会相互作用。
这种相互作用可以导致导线之间的吸
引或排斥,这是基于电磁感应原理的基础。
总的来说,磁场和电流之间的作用是相互的。
电流可以产生磁场并
受到磁场力的作用,而磁场则可以对电流施加力并改变电流的方向。
这些相互作用是电磁学和电动力学的基础,并在电磁装置和电路中得
到广泛应用。
电流与电磁感应中的电场与磁场互作用导言:在物理学中,电流与电磁感应是两个重要的概念。
当电流通过一定导体时,会产生一个围绕该导体的磁场。
而当磁场改变时,又会产生感应电流。
这种电场与磁场的互相影响和相互作用,成为了电磁感应的基础原理。
电场与电磁感应之间的关系:在电磁感应中,电场和磁场相互影响,这种相互作用体现在两个方面。
首先,当电流通过导线时,会形成一个围绕导线的磁场。
根据电磁感应的法则,磁场的变化会引起感应电动势的产生,从而产生感应电流。
因此,电流产生了磁场,而磁场又会产生感应电流,形成一个循环的过程。
其次,当磁场改变时,会引起感应电动势的产生。
这就是著名的法拉第电磁感应定律。
根据该定律,当一个导体在磁场中运动、磁场强度发生变化或者导体与磁场的相对运动变化时,都会引起感应电动势的产生。
这个感应电动势可以通过闭合电路来产生电流。
由此可见,电磁感应中的磁场变化会引起感应电动势和电流的产生。
电场与电磁感应之间的相互作用还体现在电磁感应对电场的影响。
根据麦克斯韦方程组,当磁场改变时,会产生一个涡旋电场。
这个电场的产生是由电磁感应引起的,因为磁场的变化会导致感应电流产生,再根据电流与电场之间的相互作用,就形成了这个涡旋电场。
这个电场的存在会影响电流的流动,从而改变磁场的分布。
因此,电磁感应对电场的改变是通过涡旋电场的产生来实现的。
实例分析:通过上述的理论分析,我们可以进一步探讨电场与磁场在电流与电磁感应中的互作用。
我们以一个简单的实例来说明这种互作用。
假设有一根直导线以恒定电流通过,我们将其放置在一个均匀的磁场中,那么会发生什么呢?首先,由于电流的存在,导线周围会形成一个磁场。
这个磁场的方向可以通过右手定则来确定。
当我们改变导线的电流强度时,磁场的强度也会发生变化。
而在磁场强度变化的同时,导线中也会产生感应电动势和感应电流。
这种互相影响和相互作用造成了电流和磁场的变化。
其次,在这个磁场中运动的导线也会受到相应的力的作用。
课题
第五章电场与磁场电磁感应
第四节磁场对电流的作用1课时
教学目标知识目标
1. 理解左手定则;
2. 理解安培定律。
能力目标
1. 通过对左手定则的学习,会判断通电导线在磁场
中的受力方向;
2. 通过对安培定律的学习,会进行安培力的简单计
算;
3. 通过对电动机工作原理的分析,培养学生分析问
题解决问题的能力。
情感目标
1. 通过本节的学习,使学生意识到科学对技术进步
和社会发展的影响;
2. 培养学生热爱生活,观察生活,积极实践的精神。
重点左手定则;安培定律
难点左手定则
教具多媒体展示系统、磁场对通电直导线的作用演示实验装置、几组自制简易电动机的原材料
主要教学过程
学生活
动
教学过程设计
一、引入课题
用多媒体展示系统展示教材图5-44。
提问:现代家庭中的很多电器,如电风扇、洗衣
机、抽油烟机等中都有电动机,如图所示,通电后它
们就会转动起来。
你们知道电动机为什么会转吗?
(一般情况下,学生不能准确回答出来。
)
引入课题:
我们今天就来讨论一下这个问题。
二、左手定则
学生观
看
学生思
考并回
答
板书
学生观
察
我们已经知道磁场对电流有安培力的作用,那么,安培力的方向是怎样的呢?
演示实验:磁场对通电直导线的作用
将仪器按教材图5-45所示连接,当导体棒中有电流通过时,可看到导体棒发生运动,运动方向即是导体棒所受安培力的方向。
改变其中的电流方向,导体棒的运动方向也随着改变,即其所受安培力的方向也发生改变;调换磁铁两极的位置,改变磁场的方向,导体棒运动的方向也会发生相应的变化。
可见,通电导线在磁场中所受安培力的方向跟磁场方向和电流方向都有关。
这三者之间存在什么关系呢?
用多媒体展示系统展示教材图5-46。
通过大量的实验,人们总结出通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系,可以用左手定则来判定(如图所示):伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,学生观看
板书
教师演示
学生模仿
学生观看
学生回答
结合生活
学生观看。