电生磁第二课时——对安培定则的理解和掌握
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安培定则的主要内容
安培定则是电流与磁场之间的定量关系,是电磁学的基础定律之一。
安培定则由法国科学家安培于1826年提出,它描述了电流所产生的磁场的特性。
安培定则的主要内容包括以下几点:
一、电流产生的磁场方向与大小的关系:
安培定则指出,电流通过导线时,会在导线周围产生一个磁场。
这个磁场的方向与电流通过导线的方向垂直,并遵循右手定则。
即当右手握住导线,大拇指指向电流的方向,其他四指的指向即为磁场的方向。
此外,安培定则还表明,磁场的大小与电流的大小成正比。
二、电流所产生的磁场的特性:
安培定则进一步指出,电流所产生的磁场具有一些特性。
首先,磁场的强度随着距离的增加而减小,呈现出反比例关系。
其次,磁场的强度与电流通过导线的长度成正比,与导线的截面积成正比。
三、电流与磁场之间的相互作用:
根据安培定则,电流与磁场之间存在着相互作用的关系。
当导线中的电流变化时,会产生变化的磁场,而磁场的变化又会引起导线中的感应电动势。
这种相互作用的关系被称为电磁感应。
四、电流与磁场的力学效应:
安培定则还揭示了电流与磁场之间的力学效应。
当导线中的电流通过磁场时,会受到一个力的作用,这个力的大小与导线中的电流、
磁场的强度以及导线的长度成正比。
安培定则是研究电流与磁场之间关系的基本定律,它描述了电流所产生的磁场的方向、大小以及与导线之间的相互作用。
安培定则的内容丰富多样,涉及了电磁学的基本原理和应用。
通过对安培定则的研究和应用,人们能够深入理解电流和磁场之间的关系,从而推动科学技术的发展和应用。
安培定则,也叫右手螺旋定则是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。
通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向。
通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
性质:直线电流的安培定则对一小段直线电流也适用。
环形电流可看成多段小直线电流组成,对每一小段直线电流用直线电流的安培定则判定出环形电流中心轴线上磁感强度的方向。
叠加起来就得到环形电流中心轴线上磁感线的方向。
直线电流的安培定则是基本的,环形电流的安培定则可由直线电流的安培定则导出,直线电流的安培定则对电荷作直线运动产生的磁场也适用,这时电流方向与正电荷运动方向相同,与负电荷运动方向相反。
在H.C.奥斯特电流磁效应实验及其他一系列实验的启发下,A.-M.安培认识到磁现象的本质是电流,把涉及电流、磁体的各种相互作用归结为电流之间的相互作用,提出了寻找电流元相互作用规律的基本问题。
为了克服孤立电流元无法直接测量的困难,安培精心设计了4个示零实验并伴以缜密的理论分析,得出了结果。
但由于安培对电磁作用持超距作用观念,曾在理论分析中强加了两电流元之间作用力沿连线的假设,期望遵守牛顿第三定律,使结论有误。
上述公式是抛弃错误的作用力沿连线的假设,经修正后的结果。
应按近距作用观点理解为,电流元产生磁场,磁场对其中的另一电流元施以作用力。
此定则的发现使人类更进一步的掌握了电学原理,为现代社会科技提供了理论基础。
安培定律与库仑定律相当,是磁作用的基本实验定律,它决定了磁场的性质,提供了计算电流相互作用的途径。
如何学好电磁学中的三个定则在高中物理电磁学部分有三个重要定则:安培定则,左手定则和右手定则。
这三个定则是学生必须要掌握的,可是学生在使用这三个定则时常常容易混淆。
特别是在考试中遇到综合应用这几个方面的知识解答问题时,一会儿用左手,一会儿用右手,搞得头昏眼花很不给力,甚至出现伸着双手不知所措而呆在那里。
下面我就这些令同学们头疼的问题作一总结,希望对同学们的学习有所帮助。
安培定则(也叫右手螺旋定则):右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向;另一种形式表述为:右手握住通电螺线管,四指的方向与电流方向相同,大拇指方向即为北极方向。
安培定则主要用来解决电流和磁场的方向问题,常用来判断以下三种情形:1.通电直导线周围的磁场情况。
2.通电螺线管南北极。
3.环形电流磁场的方向。
右手定则:伸开右手,使拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,让磁感线穿过掌心,大拇指指向直导线运动方向,四指方向即是感应电动势的方向。
右手定则主要用来判断运动直导线切割磁感线时,感应电动势(电流)的方向。
左手定则:伸开左手,使拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,让磁感线从掌心穿过,并使四指指向电流方向(正电荷运动或负电荷运动的反方向),大拇指所指的方向就是通电导线(带电粒子)所受安培力(洛伦兹力)的方向。
左手定则主要用来判断以下两种情形:1.通电直导线在磁场中所受安培力的方向。
2.带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向。
综上所述,我们不难发现左右手各有分工。
是用左手还是右手,可根据若在磁场中有电流,而产生力,就用左手定则;若是在磁场中运动,而产生电流,就用右手定则。
简言之:“左力右电”。
当然,多练才能熟练,熟练才能生巧,生巧才能活用,学以致用才是硬道理。
浙教版八年级下册第一章第2节电生磁【知识点分析】一.电流的磁效应1.奥斯特实验:丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁现象,任何导线中有电流通过时,其周围空间都产生磁场,这种现象叫做电流的磁效应。
现象:导线通电,周围小磁针发生偏转;通电电流方向改变,小磁针偏转方向相反.结论:通电导线周围存在磁场;磁场方向与电流方向有关.2.直线电流的磁场:在有机玻璃板上穿一个小孔,一根直导线垂直穿过小孔,在玻璃板上均匀撒上一些细铁屑。
给直导线通电后,观察到细铁屑在直导线周围形成一个个同心圆。
(1)磁场分布:以导线为中心向四周以同心圆方式分布,离圆心越近,磁场越强。
(2)磁场方向(安培定则):右手拇指与四指垂直,拇指指向电流方向,四指环绕方向为磁场方向二.通电螺线管的磁场:1.通电螺线管的磁场:通电螺线管周围能产生磁场,并与条形磁铁的磁很相似。
改变了电流方向,螺线管的磁极也发生了变化。
2.通电螺线管磁场方向判断(安培定则):用右手握螺线管,让四指弯向螺线管电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极.3.电磁铁:电磁铁是一个内部插有铁芯的螺线管。
4.判断电磁铁磁性的强弱(转换法):根据电磁铁吸引大头针的数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱。
5.影响电磁铁磁性强弱的因素(控制变量法):①电流大小;②有无铁芯;③线圈匝数6.结论:(1)在电磁铁线圈匝数相同时,电流越大,电磁铁的磁性越强。
(2)电磁铁的磁性强弱跟有无铁芯有关,有铁芯的磁性越强。
(3)当通过电磁铁的电流相同时,电磁铁的线圈匝数越多,磁性越强。
7.电磁铁的优点(电磁铁自带铁芯):有电流才有磁性、线圈匝数多少影响磁性、磁场的方向也由电流方向决定。
【例题分析】【例1】关于条形磁体、地磁场和通电螺线管的磁场,下面四图描述错误的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】A.在条形磁体的外部,其磁感线是从N极指向S极的,故A正确,不符合题意;B.用右手握住螺线管,使四指指向电流的方向,拇指所指的左端为螺线管的N极,右端为螺线管的S极,则小磁针的S极靠近螺线管的N极,故B正确,不符合题意;C.地磁南极在地理的北极附近,地磁北极在地理的南极附近,磁体外部的磁感线方向从磁体的北极出发回到南极,图中地磁北极在地理的北极附近,故C错误,符合题意;D.用右手握住螺线管,使四指指向电流的方向,则大拇指所指的左端为螺线管的N极,右端为螺线管的S极,则小磁针的N极靠近螺线管的S极,即右端,故D正确,不符合题意。
电生磁————安培定则长沙市第二十一中学邓秋艳教学目标:1.初步认识螺线管外的磁场,会用安培定则判断螺线管的磁极;2.能在实验和交流中发现,提出问题,并能制定简单的实验方案;3.通过了解物理知识转化成实际技术的过程,进一步提高学习科学技术知识的兴趣,培养初步创造发明的意识。
教学重难点:螺线管的磁场方向和电流方向的关系。
教学过程:一.新课引入:实验展示:将两个磁铁分别吸在一节七号电池的两端,然后放入一段由裸露的铜线绕成的螺线管内,请大家看看会发生什么?教师提问:这个实验中有电,有磁,还有螺线管,它们在一起可以发生这么有趣的现象,待大家学完本节的内容,一定能找到其中的奥秘。
二.新课教学:探究一:通电螺线管的磁场分布是怎样的?教师引导:我们在前面的学习中已经了解到:螺线管在通电之后能够产生磁场,它的这个磁场是什么样子的呢?这是我们要解决的第一个问题。
学生思考:前面学习磁场时,我们是通过什么方法来研究磁场的?学生回答:通过研究磁感线的分布。
教师引导:磁感线看不见,摸不着,那我们又是怎么研究磁感线的呢?学生回答:通过磁场周围的铁粉排列。
教师演示:将一个通电的螺线管放在铁粉盒上,并展示在视频中。
学生观察:通电螺线管的磁场跟之前学到的条形磁铁的磁场有点像。
教师演示:将一个条形磁铁放在另一个铁粉盒上,对比展示在视频中。
教师引导:通过对比,通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的几乎一样,都是两端磁性强,中间磁性弱的磁场分布。
探究二:通电螺线管的N,S如何判定?教师引导:通电螺线管的两端相当于条形磁铁的N,S极,怎么判断螺线管的N,S极呢?学生活动:用小磁针判断通电螺线管的极性。
教师提问:如果改变电流方向,通电螺线管的极性会否改变?学生实验验证:通电螺线管的极性跟螺线管中的电流方向有关。
教师引导:能否不用小磁针,就利用电流方向来判定磁极?实验展示:蚂蚁和小猴子的方法。
用彩灯流动演示电流方向。
教师提问:通过小动物们的方法,我们有什么启示?用我们自己的方法来判断通电螺线管的极性。
安培定则总结简介安培定则是电磁学中的重要定律之一,由法国科学家安培于1827年提出。
该定则描述了通过一段导体的电流与该导体周围产生的磁场之间的关系。
安培定则为理解电磁现象和设计电路提供了重要的工具。
本文将总结安培定则的基本原理和主要应用。
安培定则的基本原理安培定则简要地表述为:通过一段导体的电流所产生磁场的磁感应强度正比于电流的大小,并与观察点与电流及其方向的关系有关。
具体而言,当电流通过一段导体时,在导体周围会产生一个磁场。
安培定则描述了磁场的磁感应强度的计算方法。
设想一个理想的闭合路径,沿该路径的某一点,磁感应强度可由电流通过该点的瞬时强度和观察点与导线的距离计算得出。
安培定则的数学表达为:B = (μ0 / 4π) * ∫(I * (dl × r) / |r|^3)其中, - B 表示观察点处的磁感应强度, - μ0 是真空中的磁导率(约等于4π × 10^-7 H/m), - I 是电流通过闭合路径的总电流, - dl 表示微元长度的矢量, - r表示观察点与电流通过点的矢量, - |r| 是 r 的模。
安培定则的数学表达式较为复杂,我们可以通过特定的几何形状和电流分布情况进行简化。
安培定则的应用1. 电磁铁电磁铁是一种使用电流产生磁场的装置。
根据安培定则,通过增加电流的大小或改变电流的方向,可以改变电磁铁所产生的磁场的强度和方向。
这使得电磁铁在工业和科学研究中得到广泛应用。
例如,在电梯或磁悬浮列车系统中,通过控制电磁铁的电流,可以实现起升、下降或悬浮效应。
2. 感应电动机感应电动机是一种利用电磁感应原理工作的电机。
根据安培定则,当通过感应电动机中的线圈时,会产生转动力矩。
感应电动机利用这个转动力矩实现机械运动。
这种电动机广泛应用于工业生产中的电机驱动系统,如工厂生产线、交通运输工具等。
3. 磁感应计磁感应计是一种用于测量磁场强度的设备。
安培定则提供了计算磁场强度的方法,这使得磁感应计可以通过测量电流来计算磁场的强度。
高中安培定则知识点总结一、安培定则的定义安培定则是指在自由空气中的定压电流法则。
简言之,是电流的大小与电压的大小成正比。
安培定则是基础电磁学知识,为学习电路理论提供了重要基础。
二、安培定则的公式安培定则的公式为I = U / R。
其中,I代表电流的大小,单位是安培(A);U代表电压的大小,单位是伏特(V);R代表电阻的大小,单位是欧姆(Ω)。
三、安培定则的作用安培定则通过公式I = U / R,揭示了电流大小和电压大小的关系。
在电路中,我们可以通过安培定则来计算出电流的大小,从而更好地理解电路的工作原理。
四、安培定则的推导安培定则的推导涉及到欧姆定律和基尔霍夫定律。
在推导安培定则的过程中,我们可以逐步展开电路中电流、电压和电阻之间的关系,最终得到公式I = U / R。
五、安培定则的应用安培定则在电路分析和设计中有着广泛的应用。
通过安培定则,我们可以计算出电路中的电流大小,从而进一步分析电路的性能和工作状态。
在实际应用中,我们可以通过安培定则来设计电路、计算电路的功耗等。
六、安培定则的实验验证为了验证安培定则的有效性,我们可以进行安培定则的实验。
实验中,我们可以使用不同大小的电阻和电压,测量产生的电流大小,然后将结果代入安培定则的公式中,验证公式的准确性。
七、安培定则和电路分析在电路分析中,安培定则是基础中的基础,通过安培定则,我们可以计算出电路中各个分支的电流大小,从而更好地理解电路的工作原理。
同时,安培定则也可以帮助我们评估电路的性能和设计合适的电路结构。
八、安培定则和工程应用在工程应用中,安培定则是非常重要的基础知识。
通过安培定则,工程师可以计算出电路中的电流大小,进而设计符合要求的电路结构。
同时,安培定则也为工程师提供了理论依据,帮助他们更好地理解和分析电路问题。
在高中物理课程中,安培定则是重要的基础知识。
通过学习安培定则,学生可以建立起对电路和电流的基本认识,为进一步学习电路分析和设计奠定了基础。
初中物理安培定则
安培定则是描述电流产生磁场的规律。
在初中物理中,学生需要了解安培定则的基本概念和公式,并能够运用安培定则进行简单的计算。
安培定则的基本概念包括:
1. 电流元:在导体中的电流分布不均匀时,可以将导体分成很多小段,每一小段内的电流分布比较均匀。
这些小段被称为电流元。
2. 磁感应强度:当电流元通过一点时,该点周围会产生一个磁场,磁场的强度称为磁感应强度,用B表示,单位为特斯拉(T)。
3. 安培定则:当电流元I1通过一点时,在该点处的磁感应强度B的大小和方向由下式给出:
B=kI1d/r^2
其中,k是一个常数,d是电流元的长度,r是电流元到该点的距离。
初中物理中,学生需要掌握如何运用安培定则进行简单的计算,例如:
1. 计算单个电流元在某个点处的磁感应强度。
2. 计算一些电流元在某个点处的磁感应强度的合成值。
3. 利用安培定则推导出磁场强度与电流和电流元的关系。
掌握了安培定则的基本概念和计算方法,学生就可以更好地理解电磁感应、电动势和电磁波等相关概念,为未来的物理学习打下
基础。
新版课件九年级物理第二十章第2节《电生磁》一、教学内容1. 电生磁现象的发现和奥斯特实验。
2. 电流的磁效应及其影响因素。
3. 安培定则及其应用。
二、教学目标1. 让学生了解电生磁现象的发现过程,理解电流的磁效应。
2. 掌握安培定则,并能运用安培定则判断电流产生的磁场方向。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点:安培定则的理解和应用。
2. 教学重点:电流的磁效应及其影响因素。
四、教具与学具准备1. 教具:电流表、导线、磁针、电源、演示用电流产生磁场的模型等。
2. 学具:学生分组实验所需电流表、导线、磁针、电源等。
五、教学过程1. 实践情景引入:通过演示电流产生磁场的实验,引导学生观察磁针的偏转,激发学生兴趣。
2. 例题讲解:(1)讲解奥斯特实验,引导学生了解电生磁现象的发现过程。
(2)分析电流的磁效应,讲解影响电流磁效应的因素。
(3)介绍安培定则,并通过例题讲解如何运用安培定则判断电流产生的磁场方向。
3. 随堂练习:(1)让学生分组进行电流产生磁场的实验,观察磁针的偏转,并分析原因。
(2)给出几个实际应用的例子,让学生运用安培定则判断电流产生的磁场方向。
六、板书设计1. 电生磁现象的发现和奥斯特实验。
2. 电流的磁效应及其影响因素。
3. 安培定则及其应用。
七、作业设计1. 作业题目:(1)简述奥斯特实验的过程及其意义。
(2)解释电流的磁效应及其影响因素。
① 直导线电流的方向;② 环形电流的方向;③ 两个平行导线电流的方向。
2. 答案:八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思:对本节课的教学效果进行反思,关注学生对电流的磁效应和安培定则的理解程度,及时调整教学方法。
2. 拓展延伸:(1)引导学生了解电磁感应现象,为后续学习电磁学打下基础。
(2)介绍电流的磁效应在生活中的应用,如电磁铁、电动机等,激发学生学习兴趣。
重点和难点解析1. 安培定则的理解和应用。
2. 实践情景引入和随堂练习的设计。