探究磁场对电流的作用
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磁场对电流的作用实验实验目的:通过实验观察磁场对电流的作用,并探究其规律。
实验器材:1. 直流电源2. 直流电流表3. 电流计4. 长直导线5. 磁铁6. 实验台7. 稳压电源8. 电流源9. 导线连接器实验步骤:1. 将实验台放置在平稳的桌面上,并将直流电源和稳压电源连接好。
2. 将长直导线固定在实验台上。
3. 将电流计的两端连接到直流电源的正负极上。
4. 将实验台的导线连接器移动至导线的一端,使其与电流计相连接。
5. 将另一端的导线连接器连接到电流源。
6. 打开稳压电源,设置合适的电流源强度。
7. 使用磁铁靠近长直导线,观察电流计的指示情况。
8. 依次改变电流源强度和磁铁的距离,记录电流计的读数。
9. 将磁铁的极性改变,并重复步骤7和8。
10. 关闭稳压电源和直流电源,结束实验。
实验结果与分析:根据实验观察,当磁铁靠近长直导线时,电流计表针会发生偏转。
并且,当电流源强度增加或磁铁距离减小时,偏转角度也相应增加。
当磁铁的极性发生改变时,电流计的偏转方向也会发生改变。
根据实验结果可以得出以下结论:1. 磁场对电流有作用:实验结果表明,磁场对通过导线的电流有影响,导致电流计指示偏转。
这说明磁场对电流有一定的作用力。
2. 安培定律:根据实验结果,当电流源强度增加或磁铁距离减小时,磁场对电流的作用力也会增加。
这符合安培定律,即磁场对电流的作用力与电流的大小和磁场的强度有关。
3. 磁铁极性影响:实验中改变磁铁的极性,可以观察到电流计的偏转方向也发生改变。
这说明磁场对电流的作用与磁铁的极性有关。
结论:磁场对电流有一定的作用,通过实验我们观察到了磁场对电流的作用力,同时也验证了安培定律。
此外,磁铁的极性也会影响磁场对电流的作用方向。
这些实验结果进一步强化了我们对磁场和电流之间的关系的认识。
实验的重要性:这个实验不仅帮助我们理解了磁场对电流的作用,还对磁学与电学的关系有了更深入的了解。
在实际应用中,磁场对电流的作用是一种重要的物理现象,在电磁感应、电动机和发电机等领域有着广泛的应用。
物理磁场对电流的作用教案物理磁场对电流的作用教案作为一名人民教师,常常需要准备教案,教案是备课向课堂教学转化的关节点。
那么教案应该怎么写才合适呢?下面是小编收集整理的物理磁场对电流的作用教案,仅供参考,欢迎大家阅读。
物理磁场对电流的作用教案1(一)教学目的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。
(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(也可用投影片代替)。
(三)教学过程1.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--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。
2.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〉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12-9)。
电流对磁场的影响电流和磁场是物理学中两个重要的概念。
电流是由电荷在导体中流动所形成的,而磁场则是由磁体或电流所产生的一种物理现象。
电流对磁场有着重要的影响,本文将从不同角度探讨电流对磁场的影响。
一、安培定律安培定律是描述电流对磁场产生的影响的基本原理。
安培定律表明,电流在导体中形成的磁场的大小与电流的强度成正比。
当电流通过导体时,会在周围产生一个磁场,这一磁场的大小和方向与电流的方向有关。
根据安培定律,电流的增加会导致磁场的增强,而减小电流则会使磁场减弱。
二、电磁感应电磁感应是指当电流通过导线时,会在附近的导体中诱导出电流的现象。
根据法拉第电磁感应定律,电流的变化会引起磁场的变化,而磁场的变化又会诱导出感应电流。
这种现象被广泛应用于变压器和发电机等电气设备中。
电流对磁场的变化有着直接的影响,通过控制电流的强弱和方向,可以改变磁场的行为。
三、洛伦兹力洛伦兹力是描述电流与磁场相互作用的基本原理。
当电流通过导体时,会受到磁场的作用而受力。
根据洛伦兹力的方向规律,电流方向与磁场方向垂直时,电流所受的力最大。
这一现象被广泛应用于电动机和电磁铁等设备中,通过控制电流的大小和方向,可以实现对物体的操控和控制。
四、磁场对电流的影响除了电流对磁场有影响外,磁场也可以对电流产生影响。
当导体内部存在磁场时,电流会受到磁场力的作用而受到影响。
根据洛伦兹力的方向规律,磁场方向与电流方向垂直时,电流所受的力最大。
这一现象被广泛应用于磁流体悬浮列车和磁力疗法等领域,通过控制磁场的强弱和方向,可以实现对电流的控制和调节。
综上所述,电流对磁场有着重要的影响。
根据安培定律,电流的增强会使磁场增强,减小电流则会使磁场减弱。
电流的变化又会引起磁场的变化,而磁场的变化又会诱导出感应电流,从而实现了电磁感应。
此外,电流会受到磁场力的作用而受到影响,磁场方向与电流方向垂直时,电流所受力最大。
磁场也可以对电流产生影响,磁场方向与电流方向垂直时,电流所受力最大。
磁场对电流的影响磁场是电磁学中一个重要的概念,而电流是产生磁场的源头之一。
在物理学中,我们经常会研究磁场对电流的影响。
本文将从不同的角度来探讨磁场对电流的影响,并分析其中的原理。
1. 磁场对电流的产生电流是由电荷的移动产生的,而磁场是由带电粒子的运动产生的。
当电荷在导线中流动时,会产生环绕导线的磁场。
这个磁场的方向可以通过右手定则确定:将右手伸直,拇指指向电流的方向,其他四指弯曲的方向即为磁场的方向。
2. 磁场对电流的力学影响磁场对电流有一种力学影响,即磁场力。
当电流与磁场相互作用时,电流会受到一个力的作用。
这个力的大小与电流、磁场的强度和方向有关。
当电流与磁场垂直时,力的大小最大;当二者平行时,力的大小最小;当二者夹角为45度时,力的大小为两种极端情况之间的中间值。
3. 磁场对电流的感应电磁感应是指磁场对电流的另一种影响方式。
根据法拉第电磁感应定律,当磁场的强度变化时,会在闭合电路中产生感应电流。
这种感应电流的方向总是使得磁场发生变化的原因减弱。
这是由于根据楞次定律,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,从而抵消磁场的变化。
4. 磁场对电流的能量影响磁场对电流还有能量的影响。
当电流通过导线时,会产生磁场,并将一部分能量传递给磁场。
这些能量会以磁场的形式储存,当电流停止时,磁场会释放能量。
这种现象被称为电磁场的能量传递。
总结起来,磁场对电流有以下几个影响:对电流产生力的作用、对电流产生感应、对电流能量的转移。
这些影响是电磁学研究中常见的内容,对于理解电磁现象和应用具有重要意义。
需要注意的是,磁场对电流的影响是相互的。
即电流在产生磁场的同时,磁场也会对电流产生影响。
这种相互作用使得磁场和电流之间形成了一个稳定的关系,也是电磁学中的重要内容。
以上是关于磁场对电流的影响的总体介绍。
通过对磁场对电流的力学、感应和能量影响的研究,我们可以更深入地理解电磁学的基本原理,也为实际应用提供了理论支持。
希望通过本文的介绍,让读者对磁场对电流的影响有一个初步的了解,并引发更多关于这一主题的深入思考。
磁场对电流的力作用磁场是物理世界中一种神奇而又复杂的现象,它能够对电流产生力的作用。
本文将从电流的基本概念出发,逐步探究磁场对电流的力作用。
首先,我们需要了解电流是什么。
简单来说,电流是指电荷在导体中的流动。
当电荷在导体中移动时,它们会与周围的电荷互相作用,形成了一个环绕电流的磁场。
磁场的存在使得电流在行进过程中受到力的作用。
这是由安培定律所描述的。
安培定律指出,电流元素在磁场中所受到的力与电流元素本身、磁场以及它们之间的夹角有关。
具体来说,当电流元素与磁场垂直时,力的大小正比于电流的大小和磁场的强度。
而当电流元素与磁场平行时,力的大小则为零。
那么,为什么会出现这种力的作用呢?这是由洛伦兹力所解释的。
洛伦兹力是一种描述电荷在电磁场中所受到的力的定律。
它指出,当电荷移动时,它们会与磁场中的磁感线相交,从而感受到力的作用。
这个力的方向垂直于电流元素和磁感线的平面,且遵循右手定则。
洛伦兹力的存在使得电流在磁场中产生了一系列有趣的现象。
其中最著名的就是电磁感应和电磁力的产生。
当导线中通过电流时,它会在周围产生一个磁场。
如果将另一根导线放置在这个磁场中,它将受到磁场力的作用,从而引起导线的运动。
这就是电磁感应的基本原理。
此外,磁场对电流的力作用还能够解释一些日常生活中的现象。
例如,当我们将一个带有电流的导线放置在磁场中时,导线会受到力的作用而偏离原来的位置。
这种现象常见于电动机的工作原理中。
电动机是一种将电能转换为机械能的装置,其基本原理就是利用磁场对电流的力作用来产生转动。
通过控制电流的方向和大小,可以实现电动机的正反转和调速等功能。
磁场对电流的力作用在科学研究和技术应用中起着重要的作用。
磁体是能够产生强磁场的设备,它被广泛应用于电力、医疗、交通和通信等领域。
通过控制磁场对电流的力作用,可以实现电子设备的控制、储能系统的设计以及无线通信技术的发展等。
总结一下,磁场对电流的力作用是物理世界中一种重要而又复杂的现象。
磁场对电流的力的作用磁场是物理学中一个重要的概念,它对电流有着重要的影响。
磁场可以产生力,通过这个力的作用,可以使电流发生运动或者产生其他的影响。
本文将探讨磁场对电流的力的作用及其相关原理。
一、磁场的基本概念磁场是指物质中存在的、可以对其他物质或者物体产生磁力作用的空间区域。
我们可以通过两种方式来描述磁场,一种是磁力线,另一种是磁感线。
磁力线可以用来表示磁场的方向和强度,而磁感线则可以表示磁场的空间分布情况。
二、电流在磁场中的受力当电流通过导线或者其他导体时,会在周围形成磁场。
这个磁场可以对其他电流或者磁体产生力的作用。
磁场对电流的力的作用可以通过毕奥-萨伐尔定律来描述,即当电流通过一段导线时,磁场对该导线上的电荷施加一个垂直于导线和磁场的力。
具体来说,当电流通过导线时,磁场与电流垂直,根据右手定则,我们可以确定电流方向和磁场方向之间的关系。
根据这个关系,我们可以确定磁场对电流的力的方向。
当电流与磁场方向垂直时,力的方向垂直于电流和磁场的平面;当电流与磁场方向平行时,力的大小为零。
三、洛伦兹力磁场对电流的力的作用可以通过洛伦兹力来描述。
洛伦兹力是指电荷在磁场中受到的力,它的大小和方向与电流、磁场以及电荷的性质有关。
洛伦兹力的大小可以通过以下公式计算:F = qvBsinθ其中,F表示力的大小,q表示电荷的大小,v表示电荷的速度,B 表示磁场的强度,θ表示电荷的速度与磁场方向之间的夹角。
由上述公式可以看出,当电荷的速度与磁场方向垂直时,洛伦兹力最大;当电荷的速度与磁场方向平行时,洛伦兹力为零。
四、磁场对电流的运动的影响根据洛伦兹力的作用,磁场可以对电流发生运动产生影响。
当电流通过一个封闭的导路时,磁场对电流施加一个力,使得导路出现一个磁力矩,导致导路发生旋转。
这个现象被称为电动机原理,它是现代电动机工作的基础原理。
此外,磁场还可以对电流产生一种力,使得电流被束缚在磁场中进行运动。
这个现象被称为霍尔效应,它被广泛应用于传感器、数码相机以及计算机等领域。
磁场与电流的关系磁场与电流之间存在着密切的关系,这种关系是基础电磁学中非常重要的概念。
磁场是由电流产生的,而电流在磁场中也会受到相互作用,这种相互作用体现了磁场与电流之间的密切联系。
下面将从电流对磁场的影响和磁场对电流的影响两个方面来探讨磁场与电流之间的关系。
电流对磁场的影响当电流通过一根导线时,会在周围产生一个环绕导线的磁场。
这个现象被安培右手定则所描述:将右手握住导线,大拇指指向电流方向,则其他四指的弯曲方向就表示磁场的环绕方向。
这表明了电流产生磁场的基本规律。
根据毕奥-萨伐尔定律,电流元产生的磁场可以用安培环路定理进行描述。
在一段导线上,通过选取闭合的假想环路,可以计算出该环路上点的磁感应强度。
根据这个定律,可以得出在不同位置上由电流元所产生的磁感应强度大小和方向。
除了直导线外,螺线管也是一种产生磁场的常见元件。
螺线管中通有电流时,在螺线管内部会形成一个均匀的磁场。
这种螺线管产生的磁场可应用于电磁铁、感应器等设备中。
磁场对电流的影响在一个外加磁场存在的情况下,当导体内部有运动载流子时,载流子会受到洛伦兹力的作用。
这个力会使得载流子偏转运动,并改变导体内部的电荷分布情况。
在外加磁场作用下,导体内部将会形成感应电动势,从而引起感应电流产生。
感应定律描述了外加磁场引起感应电动势和感应电流产生的规律。
当一个闭合回路受到外加磁场变化时,在回路中就会产生感应电动势,从而产生感应电流。
这种现象通常被应用于感应线圈、变压器等设备中。
另外,在导体中还存在霍尔效应。
当导体处于外加垂直磁场中,并有沿着导体方向运动的载流子时,将发生霍尔效应。
这个效应不仅可以测量导体中载流子运动速度,还可以用于制造霍尔元件等设备。
总结在磁场与电流之间存在着紧密联系的过程中,电流通过导体时形成的磁场和外加磁场对载流子运动轨迹及分布状态都会产生影响。
了解和应用这种关系有助于我们更好地理解和利用电磁学原理,在科学技术领域有着广泛而重要的应用前景。
磁场对电流的作用磁场对电流的作用是相当复杂的,需要对于磁场和电流的本质进行深入的探究,才能更加准确地描述磁场对电流的作用。
本文将从基本的物理概念入手,分析磁场与电流相互作用的本质,并详细介绍磁场对电流的作用。
一、磁场与电流的概念磁场是指磁体或电流所产生的空间力场,其强度和方向与磁体或电流的性质、位置、形状等有关。
磁场是由一个磁极或电流产生的,对磁极或电流的作用又称为磁力。
电流是指电子在导体中的定向移动,形成的电荷流动。
电流的大小和方向会影响磁场的强度和方向。
二、磁场对电流的作用1、安培定则安培定则是描述磁场对电流的基本规律之一。
安培定则指出:电流在磁场中会受到一个力的作用,这个力与电流的大小、方向和磁场的强度、方向有关。
当电流流过导体时,会产生一个与电流方向垂直的磁场。
同时,如果导体所处的空间中已有磁场存在,则导体内的电流将受到这个磁场的作用。
2、电磁感应定律电磁感应定律是描述磁场对电流作用的另一个基本规律。
电磁感应定律可以解释磁场如何产生电流的过程。
电磁感应定律指出:当导体中的磁通量发生变化时,将会感应出一个电动势,在导体两端产生电流。
磁通量是指磁场穿过一个平面的总量。
磁场强度越大,平面面积越大,磁通量就越多。
当磁通量发生变化时,导体内的电荷也会发生运动,导致电流的产生。
3、洛伦兹力洛伦兹力是描述磁场对于运动电荷的作用。
洛伦兹力是由磁场和电场作用所引起的电荷受力。
当电荷在磁场内运动时,其轨迹将被磁场所限制,同时也会对磁场产生影响。
在一根导体内部有电流流过时,电子会自行向磁场强度方向运动,受到洛伦兹力的驱动。
洛伦兹力具有一个明显的方向,与电流方向和磁场强度方向有关。
当电荷受到磁力作用时,其运动方向将发生变化,这就是磁场对电流的作用。
4、磁阻力磁阻力是指电荷在磁场中运动时所受到的阻力。
当电流流经一个导体时,会在周围形成一个磁场。
这个磁场将与导体内部的磁场相互作用,导致电流受到磁场的阻力。
磁阻力可以用法拉第电磁感应定律来计算。
第六章第1节 探究磁场对电流的作用
[课时安排]:1课时
[教学目标]
1.知识与技能:
(1)、通过实验,认识到通电导线在磁场中受到的安培力;
(2)、实验探究影响安培力大小和方向的因素;
(3)、熟练掌握左手定则和安培力大小的计算公式;用左手定则判断安
培力的方向,能计算在磁场中,当通电导线所受的安培力的大小。
2.过程与方法:
(1)、经历科学探究的过程,培养分析解决问题的能力;
(2)、尝试经过思考发表自己的见解,尝试运用物理原理和研究方法
3.情感态度与价值观:通过对电磁关系的学习,领略自然界的奇妙与和
谐,发展对科学的好奇心与求知欲,热于探索自然界的奥秘。
[教学重点]:
(1)、掌握磁场对电流作用力的相关因素,及其计算方法
(2)、能熟练地运用左手定则判断通电导线受到的磁场力的方向
[教学难点]:
(1)、具体实例中能够利用安培力公式进行计算;
(2)、知道磁感线和磁感应强度的关系,知道匀强磁场的特点;
(3)、熟练应用左手定则判断安培力的方向。
[教学方法]:讲授法,探究法、讨论法。
[教具使用]: 马蹄形磁铁、干电池、导线等。
[教学过程]
一、新课引入
在上个世纪,许多物理学家就提出通电导体在磁场里是否受力
的问题,并着手研究.其中安培也在进行这方面的研究,并且他提
出了两个思考
1 磁场对通电导线是否有力的作用。
2 通电导线之间是否有力的作用。
在这节课,我们就用老师带来的这套仪器来亲自动手研究,看看能
发现什么规律。
师:发现什么现象?说明了什么?(变换磁铁的方向再做一
次,使学生看到导体向相反的方向运动这一现象)
生:导体运动.导体运动状态改变,说明通电导体受到力的作
用.
师:是谁给通电导体施加了力呢?这个力的受力物体是电流还
是导体?(学生思考)
演示:(1)切断电流,导体虽在磁场中,却不动.(2)去掉
磁场再通电流,导体也不动.
(启发学生认识到是磁体周围的磁场给了电流以力的作用)
磁场对电流的作用力通常叫做安培力。这节课就来讨论安培力
的大小和方向,
二、新课教学
一、安培力的大小
观察实验:如图所示,三块相同的蹄形磁铁并列放置,可以认为磁
极间的磁场是均匀的。将一根直导线悬挂在磁铁的两极间。有电流通过
时导线将摆动一个角度,通过这个角度我们可以比较安培力的大小。分
别接通“2、3”和“1、4”可以改变导线通电部分的长度,电流强度由外部
电路控制。先保持导线通电部分的长度不变,改变电流的大小;然后保
持电流不变,改变导线通电部分的长度。观察这两个因素对磁场力的影
响。
磁场对通电直导线有力的作用,引导学生作定性分析,得出:确定
的磁场,对通电直导线的作用力大小与直导线的长度L、通入电流强度I
有关。
(1)通电导线长度一定时,电流越大,安培力越大 ;
(2)通电导线电流一定时,通电导线越长,安培力越大 ;
总结:精确的实验表明通电直导线垂直放置在确定的磁场中受到的磁
场力F跟通过的电流强度I和导线长度L成正比,或者说跟I·L的乘积成
正比。这就是说无论怎样改变电流强度I和导线长度L,乘积IL增大多少
倍,则F也增大多少倍。写成公式为:
二、安培力的方向
演示实验
①交换电线的正负极改变导线中电流的方向,其他条件不变,观察
导线的摆动方向。
②交换磁铁的两个磁极的位置改变磁场的方向,其他条件不变,观
察导线的摆动方向。
观察现象:导线的摆动方向随上述条件改变而改变。
分析说明:通电导线在磁场中受到的作用力的方向跟导线中的电流
方向、磁场方向都有关系。最后,人们通过反复的实验和大量的研究,
总结出通电导线在磁场中所受作用力的方向跟磁场方向、电流方向之间
存在着一个规律——左手定则。
幻灯显示或多媒体演示:
左手定则——伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟
手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸
开的四指指向电流的方向,那么,拇指所指的方向,就是通电导线在磁
场中的受力方向。如右图所示
利用前面的演示实验,请学生伸出左手进行直接地练习。强调,掌
心——磁感线垂直穿入(N极在上方的则掌心朝上)四指——电流方向(从
正极指向负极)大拇指——磁场对电流作用力的方向(即导线摆动的方
向)。
启发学生 利用几何知识,画出左手定则图所示情形,从不同侧
面观察而得的平面图。幻灯显示
巩固练习
【例1】画出下图中通电导线的安培力的方向。
【例2】两根平行输电线,其上的电流反向,试画出它们之间的相
互作用力。
分析:如下图所示,A、B两根输电线,电流方向相反。通电导线B
处在通电导线A产生的磁场中,受到A产生的磁场的磁场力作用;通电
导线A处在通电导线B产生的磁场中,受到B产生的磁场的磁场力作用。
我们可以先用安培定则确定通电导线B在导线A处的磁场方向BB,再用
左手定则确定通电导线A受到的磁场力FA的方向;同理,再用安培定则
先确定通电导线A在导线B处的磁场方向BA,再用左手定则确定通电导
线B受到的磁场力FB的方向。经分析得出反向电流的两根平行导线间存
在的相互作用力是斥力。
完成上述分析,可以让同学在课堂作业本上画出电流方向相同的平
行导线间的相互作用力,自己得出同向电流的两根平行导线间存在的相
互作用是引力。
三、安培力就在你身边
简要介绍电动机原理和电流讲构造示意图及工作原理
四、作业:P115 .2、3
[教学反思]: