2019_2020版高中物理第5章磁场与回旋加速器5.3探究电流周围的磁场讲义精练（含解析）沪科版

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1、5.3　探究电流周围的磁场[学科素养与目标要求]　物理观念：1.掌握安培定则，知道几种电流周围的磁感线分布特点；2.知道磁现象的电本质，了解安培分子电流假说的内容.科学思维：1.会用安培定则判断电流周围的磁场方向；2.能用安培分子电流假说解释简单的磁现象.一、电流的磁场(1)让一直导线垂直穿过一块水平硬纸板，将小磁针放置在水平硬纸板各处，接通电源.观察小磁针在各处的指向，分析直线电流的磁感线的特点.(2)用相同的方法研究环形电流磁场的磁感线的分布，也可用细铁屑模拟磁感线的分布，分析其磁感线的特点.(3)用细铁屑模拟通电螺线管的磁感线分布，分析

2、其磁感线的特点.答案　见要点总结.[要点总结]1.电流周围的磁感线方向可根据安培定则判断.2.直线电流的磁场：用右手握住导线，让大拇指指向电流的方向，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向.特点：以导线上各点为圆心的同心圆，圆所在平面与导线垂直，越向外越稀疏.(如图1所示)图13.环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向.特点：内部比外部强，磁感线越向外越疏.(如图2所示)图24.通电螺线管的磁场：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是螺旋管中心

3、轴线上磁感线的方向.特点：内部为匀强磁场，且内部磁感应强度比外部强.内部磁感线方向由S极指向N极，外部由N极指向S极.(如图3所示)图3例1　如图4所示为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是(　　)图4A.①③B.②③C.①④D.②④答案　C解析　由右手螺旋定则可以判断出直线电流产生的磁场方向，①正确，②错误.③和④为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，可判断出③错误，④正确.故正确选项为C.例2　电路没接通时两枚小磁针方向如图5，试确定电路接通后两枚小磁针的转向及最后的指向.图5答案　见解析解析　接通电源后，螺线管的磁场为：内部从左指

4、向右，外部从右指向左，如图所示，故小磁针1逆时针转动至N极水平向左，小磁针2顺时针转动至N极水平向右.小磁针在磁场中受力的判断方法1.当小磁针处于磁体产生的磁场中，或环形电流、通电螺线管外部时，可根据同名磁极相斥，异名磁极相吸来判断小磁针的受力方向.2.当小磁针处于直线电流的磁场中或处于环形电流、通电螺线管内部时，应该根据小磁针N极所指方向与通过该点的磁感线的切线方向相同，来判断小磁针的受力方向.针对训练1　当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是(　　)答案　C解析　通电直导线电流从左向右，根据右手螺旋定则，则有小磁针所

5、处的磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针静止时北极背离读者，故A错误；通电直导线电流竖直向上，根据右手螺旋定则，磁场的方向为逆时针(从上向下看)，因此小磁针静止时北极背离读者，故B错误；环形导线的电流方向如题图C所示，根据右手螺旋定则，则有小磁针所处的磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针静止时北极指向读者，故C正确；根据右手螺旋定则，结合电流的方向，则通电螺线管的内部磁场方向由右向左，则小磁针静止时北极指向左，故D错误.二、探究磁现象的本质磁铁和电流都能产生磁场，而且通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相似，它们的磁场有什么联系？答案　它们的磁场

6、都是由电荷的运动产生的.[要点总结]1.安培分子电流假说法国学者安培提出：在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流——分子电流.每个物质微粒由于分子电流的存在都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极.(如图6所示).图62.当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性(如图7甲所示)；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性(如图乙所示).图73.安培分子电流假说说明一切磁现象都是由电荷的运动产生的.例3　(多选)关于安培分子电流假说的说法正确的是(　　)A.安培观察到物质内部有分子电流存在就提出了假说B.为了解释磁铁

7、产生磁场的原因，安培提出了假说C.事实上物质内部并不存在类似的分子电流D.根据后来科学家研究，原子内电子绕核旋转形成环形电流与安培分子电流假说相符答案　BD三、磁感应强度矢量的叠加磁感应强度是矢量，当空间存在几个磁体(或电流)时，每一点的磁场等于各个磁体(或电流)在该点产生磁场的矢量和.磁感应强度叠加时遵循平行四边形定则.例4　(2017·全国卷Ⅲ)如图8，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零，

8、如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为(　　)图8A.0B.B0C.B0D.2B0答案　C解析　如图甲所示，P、Q中的电流在a点产生的磁感应