电流的磁场
利用MATLAB分析圆环电流的磁场分布解读
第 29卷第 1期 V ol 129 N o 11 长春师范学院学报 (自然科学版 Journal of Changchun N ormal University (Natural Science 2010年 2月 Feb. 2010 利用 MAT LAB 分析圆环电流的磁场分布 王玉梅 , 孙庆龙 (陕西理工学院物理系 , 陕西汉中 723003 [摘要 ]根据毕奥—萨伐尔定律推导出圆环电流磁场分布的积分表示 , 利用M AT LAB 的符号积分给 出计算结果 , 并绘制磁场分布的三维曲线。在数值结果中选取一些代表点讨论磁场的分布规律。 [关键词 ]圆环电流 ; 磁场 ; M AT LAB ; 符号积分 ; 三维绘图 [中图分类号 ]O4-39 [文献标识码 ]A []--04 [收稿日期 ]2009-08-18 [作者简介 ]王玉梅 (1975- , 女 , 山西芮城人 , 陕西理工学院物理系讲师 , 从事大学物理教学与研究。 毕奥— , 强度。 , 可以计算任意形状的电流所产生的磁场。 , 利用 MAT LAB 软件进行计算 , 并绘制磁场分布的三维曲线 , 最后对结果进行讨论 1圆环电流在空间任一点的磁场分布
图 1圆环电流磁场分析用图 如图 1所示 , 根据毕奥—萨伐尔定律 , 任一电流元 Id l _ 在 P 点产生 的磁感应强度 d B _ =μ4π_ ×e _ r 2 , [1]其中 r _和r _′ 分别为 P 点相对于坐标 原点和电流元 Id l _的位矢, r _″ 为电流元 Id l _ 相对于坐标原点的位矢。 r _′ =r _+r _ ″ , r _′ =x i _ +y j _ +z k _ , r _ ″ =R(cos θi _ +sin θj _ (其中 R 为圆环电流半径 ,
20191118练习画直线电流等6种磁场分布图
20191118画图练习――画直线电流等6种几种典型磁场的分布图（后面附有答案） 一、知识补充：有5种情况的磁场分布情况相似等效 条形磁铁≈≈通电螺线管≈≈地磁场≈≈通电圆环≈≈小磁针 二、请按题目下面的要求画出磁场分布示意图（3种电流磁场、3种磁体磁场） 1、通电直线电流的磁场 （1）请在1图中画出图示平面内的 2－3条磁感线（要标出箭头方向）。（2）请在2图中画出电流左右两侧纸面内的磁场方向（用Ⅹ或?表示）。（3）请在上面第3个方框内画出针对1 图从上向下看的磁场情况。（4）请在上面第4个方框内画出针对 1图从下向上看的磁场情况。（5）请在上面第5个方框中标出电流的流向。 2、通电圆环的磁场 （1）请画出1、2两图中通电圆环内外的磁场方向（用Ⅹ或?表示）。（2）请在3、4、5图中画出通电圆环上电流流向。 3通电螺线管的磁场 请在上面画出它的磁 感线分布情况（至少3 条） 5 请用箭头表示各黑点所在处的磁场方向 通电螺线管的剖面图，内部磁场向右，在圆圈上用Ⅹ或?表示标出电流方向。 S N
4、条形磁铁 请在下面左图中画出条形磁铁的磁感线，并在右两图中标出过小黑点所在处的磁场方向。 5、蹄形磁铁的磁场 请在下面左图中画出经过6个小黑点的1条磁感线；在右面的两个图中标出经过小黑点所在处的磁场方向。 6地球磁场（说明：下面的图中，点1和点5所在连线为地轴，点3和点7所在线为赤道线。） （1）请在第1图中画出地磁场的磁感线。 （2）请在第2图中标出小黑点所在处的磁场方向。 （3）请在第3图中标出小黑点所在处的磁场方向（第3图为地球地面等效图，它将表明磁场与地面是否垂直）。 （4）北极圈小范围内地面的磁场方向是如何的？ （5）南极圈小范围内地面的磁场方向是如何的？ （6）南半球的磁场方向是如何的？ （7）北半球的磁场方向是如何的？ （8）什么地方磁场与地面几乎平行？ （9）什么地方磁场与地面几乎垂直？ （10）什么地方磁场与地面既不平行也不垂直？
第十一章稳恒电流的磁场(一)作业解答
一、利用毕奥—萨法尔定律计算磁感应强度 毕奥—萨法尔定律：3 04r r l Id B d ?=πμ 1.有限长载流直导线的磁场)cos (cos 4210ααπμ-=a I B ,无限长载流直导线a I B πμ20= 半无限长载流直导线a I B πμ40=,直导线延长线上0=B 2. 圆环电流的磁场2 32220)(2x R IR B +=μ，圆环中心R I B 20μ=，圆弧中心πθ μ220?=R I B 电荷转动形成的电流：π ω ωπ22q q T q I = == 【 】基础训练1、载流的圆形线圈(半径a 1 )与正方形线圈(边长a 通有相同电流I ．如图若两个线圈的中心O 1 、O 2处的磁感强度大小相同，则半径a 1与边长a 2之比a 1∶a 2为 (A) 1∶1 (B) π2∶1 (C) π2∶4 (D) π2∶8 【 】基础训练3、有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为a ，厚度不计，电流I 在铜片上 均匀分布，在铜片外与铜片共面，离铜片右边缘为b 处的P 点的磁感强度B 的大小为 (A) ) (20b a I +πμ． (B) b b a a I +πln 20μ．(C) b b a b I +πln 20μ． (D) ) 2(0b a I +πμ． 解法： 【 】自测提高2、通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状，则P ，Q ，O 各点磁感 强度的大小B P ，B Q ，B O 间的关系为 (A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O ． B Q > B O > B P ． (D) B O > B Q > B P ． 解法：
初中物理电流的磁场解读
第二节：电流的磁场 【基础知识】 一、奥斯特实验 1、丹麦物理学家奥斯特通过实验首先发现了电流的磁效应，即通电导体和磁体一样， 周围存在着磁场。 2、通电导体周围的磁场方向与电流的方向有关。 说明：1、任何导体中有电流通过时，其周围空间均会产生磁场，这种现象叫做电流的磁效应。 2、电流的磁效应揭示了电与磁不是彼此孤立的，而是密切联系的。奥斯特 实验是第一个揭示电与磁联系的实验。 二、通电螺线管的磁场 1、概念：把导线绕在圆筒上，就可以做成螺线管。 2、特点：（1）、通电螺线管周围的磁场和条形磁体的磁场一样，他的两端相当于两个 磁极。 （2）、通电螺线管的极性跟螺线管中电流的方向有关。 3、安培定则（右手定则）：通电螺线管的极性跟电流方向的关系，可以用安培定则来判断：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极 说明：决定通电螺线管磁极极性的根本因素是通电螺线管上电流的环绕方向，而不是导线的绕法和电源正、负极的接法。 三、电磁铁 1、构造：实质是一个带有铁芯的通电螺线管，它由铁芯和通电螺线管构成。 2、磁性强弱：与电流的大小和线圈的匝数有关，且电流越大，匝数越多，磁性越强。 3、特点：（1）、强弱可以人为控制（改变电流大小或匝数多少）。（2）、磁性有无可以控制（通电或断电）。（3）、磁极的极性可以改变（改变电流的方向）。
典型例题 例1：如图所示，当导线中有电流通过时，磁针发生了偏转，此现象说明电流周围存在______． 选题角度：本题考查的知识点是奥斯特实验． 解析：解题关键是要抓住实验现象：磁针发生了偏转，说明通电导体对磁针产生了力的作用．磁场的基本性质就是对放入其中的磁体产生力的作用，所以通电导体和磁体一样，周围存在磁场．易错误地答成磁力．正确答案为磁场． 例2：如图所示的图中，两个线圈，套在一根光滑的玻璃管上，导线柔软，可自由滑动，开关S 闭合后，则 （ ） A ．两线圈左右分开； B ．两线圈向中间靠拢； C ．两线圈静止不动； D ．两线圈先左右分开，然后向中间靠拢. 分析： 开关S 闭合后，线圈产生磁性.根据线圈上电流方向，利用安培定则判定，可判断出线圈L 1的右端为N 极，线圈L 2的左端为N 极.根据磁极间相互作用可知，同名磁极相互排斥，所以两线圈左右分开 . 答案 A 例3：如图甲中所示，在U 形螺线管上画出导线的绕线方法． 选题角度：本题考查的知识点是电流的磁效应以及右手螺旋定则． 解析：如图乙所示．题中左端为U 形螺线管的N 极，右端为S 极，利用安培定则判断：用右手握住U 形螺线管左侧的一端，拇指指向上端．那么电流的方向在左端就应该是向右流．同理，电流在U 形螺线管右侧的前面就应该是向左流并注意电流是从电源正极流向负极的． 例4：如图螺线管内放一枚小磁针，当开关 后，小磁针的北极指向将（ ）． A ．不动 B ．向外转90° C ．向里转90° D ．旋转180° 选题角度：本题考查的知识点是通电螺线管的磁场问题． 解析：通线后螺线管右端为N 极，左端为S 极，在螺线管外部磁感线方 向是从右到左（从N 到S ）在螺线管内部磁感线方向从螺线管的S 极到N 极， 故小磁针的北极受到的磁力方向也应和螺线管内部磁感线方向一致，所以小磁针北极指向螺线管的N 极．正确选项为A ． 容易出这样的错误：根据电流方向可以确定螺线管左边是S 极，右边是N 极，根据同名相斥，
初中物理电流的磁场
7.2 电流的磁场 教学目标 一、知识与能力 1.了解奥斯特的发现及其意义，知道通电直导线周围的磁场情况。 2.知道通电螺线管周围的磁场分布，掌握安培定则。 3.知道磁现象的电本质。 二、过程与方法 1.通过对奥斯特发现的实验的观察，了解导线周围的磁场。 2.经历关于通电螺线管周围磁场分布的实验探究过程，知道螺线管磁场和条形磁体磁场的相似性。 三、情感、态度与价值观 1.通过实验探究及讨论活动，培养学生善于观察、勤于思考、勇于探究的科学素养。 2.通过实验探究和讨论活动，培养学生积极与他人合作的意识。 教学重难点 【教学重点】 通电螺线管周围的磁场分布。 【教学难点】 磁现象的电本质。 教学准备 ◆教师准备 多媒体教学课件、螺线管、铁屑、电池、小磁针等。 ◆学生准备 螺线管、铁屑、电池、小磁针等。 教学过程 一、情境导入 1.情景：1820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，如图7-2-1所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，发现螺线管通电转动后停在南北方向上，这一现
象引起了与会科学家的极大兴趣。你知道这是怎么回事吗？ 2.回顾： 师：当把小磁针放在条形磁体的周围时，能观察到什么现象？其原因是什么？ 生思考交流：观察到小磁针发生偏转；因为磁体周围存在着磁场，小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。 师：同学们回答得很好，带电体和磁体有一些相似的性质，这些相似是一种巧合呢？还是它们之间存在着某些联系呢？科学家们基于这一想法，一次又一次地寻找电与磁的联系。1820年丹麦物理学家奥斯特终于用实验证实通电导体的周围存在着磁场，这一重大发现轰动了科学界，使电磁学进入一个新的发展时期。今天，我们沿着奥斯特的足迹，来再现一下奥斯特所做的实验。 二、进行新课 (一)奥斯特的发现 1.奥斯特实验。 先向学生说明实验要求，如图7-2-2所示，然后学生分组实验：将直导线与小磁针平行并放。观察现象： ①如图7-2-2 (a)，当直导线通电时会发生什么现象？(小磁针发生偏转) ②如图7-2-2 (b)，断电后会发生什么现象？(小磁针转回到原来指南北的方向) ③如图7-2-2 (c)，改变通电电流的方向后会发生什么现象？(小磁针发生偏转，其N极所指方向与图a时相反) 提问：(1)通过实验，你观察到了哪些物理现象？(通电时小磁针发生偏转；断电时小磁针转回到指南北的方向；通电电流方向相反，小磁针偏转方向也相反) (2)通过这些物理现象你能总结出什么规律？(①通电导线周围存在磁场；②磁场方向与电流方向有关) 师：同学们回答得很好，我们鼓掌给予鼓励。以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的，此实验又叫奥斯特实验。这个实验表明，除了磁体周围存在着磁场外，电流的周围也存在着磁场，即电流的磁场。 总结奥斯特实验。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
电流的磁场
第十一章 电流的磁场 §11-1基本磁现象 §11-2磁场 磁感应强度 一、 磁场 电流 磁铁磁场电流磁铁??? ? 电流磁场电流?? 实验和近代物理证明所有这些磁现象都起源于运动电荷在其周围产生的磁场，磁场给场中运动电荷以作用力（变化电荷还在其周围激发磁场）。 1)作为磁场的普遍定义不宜笼统定义为传递运动电荷之间相互作用的物理场。电磁场是物质运动的一种存在形式。 2)磁场相互作用不一定都满足牛顿第三定律。 二、 磁感应强度 实验发现： ①磁场中运动电荷受力与v ?有关但v F ??⊥； ②当0?=F 时，v ?的方向即B ?的方向（或反方向）； ③当B v ??⊥时，max ??F F =； ④ qv F max 与qv 无关，B v q F ????=。 描述磁场中一点性质（强弱和方向）的物理量，为一矢量。由 B v q F ????= （B ?的单位：特斯拉） 为由场点唯一确定的矢量（与运动电荷无关）。B ?大小： qv F B max = （B v ??⊥时）方向由上式所决定。 三、 磁通量 1. 磁力线 磁场是无源涡旋场 2. 磁通量（B ?通量） s d B ds B ds B d n m ??cos ?===Φα
???==Φ=Φs s n m m ds B ds B d αcos ? ??=Φs m s d B ?? (单位：韦伯（wb ）) 3. 磁场的高斯定理 由磁力线的性质 ??∑=?q s d D ?? 0??=??s s d B (??∑=?s i q s d E 0 1??ε) §11-3 比奥—萨伐尔定律 一、 电流元l Id ?在空间（真空）某点产生的B d ? 2 )?,?s i n (r r l Id Idl dB ∝ 322??????r r l Id k r l d I k r r r l Id k B d ?=?=?= 与电荷场相似，磁场也满足迭加原理 ???==L L r r l Id k B d B 3???? 在国际单位制中（SI 制）70 104-== π μk ，真空磁导率70104-?=πμTmA -1（特米安-1） ? 3 ? ?4?0 r r l Id B d ?=πμ 当有介质时，r μμμ0=， ? 3 ??4?r r l Id B d ?=πμ 二、 运动电荷的磁场（每个运动带电粒子产生的磁场） 设：单位体积内有n 各带电粒子，每个带电粒子带有电量为q ，每个带电粒子均以 v 运动，则单位时间内通过截面s 的电量为qnvs ，即 q n v s I = 代入上式（l Id ?与v ?同向），
电流系统的磁能与磁场的能量
§5-5 电流系统的磁能与磁场的能量 一、N 个载流线圈系统的磁能 1、元过程： 忽略所有线圈的电阻，各线圈0=i I 时记为零能态，各线圈自感和彼此间的互感分别为ij i M L 和。 当第i 个线圈的电流由0渐增到i I 时，感应电动势为 ∑≠--=i k k ik i i i dt dI M dt dI L ε (1) 电源反抗i ε作功 ∑≠+=-='i k k i ik i i i i i i dI I M dI I L dt I A d ε (2) 对N 个线圈，电源作总元功 ∑∑≠+='N i k k i k i ik N i i i i dI I M dI I L A d , （3） )(.k i ik i k ki k i ik ki ik I I d M dI I M dI I M M M =+∴= (),N N i i i ik i k i i k k i dA L I dI M d I I <'=+∑∑ （4） 2、系统静磁能 定义电源所作总功为系统的静磁能，则 ∑∑≠+='=N i k k i k i ik N i i i m I I M I L A W ,22121 （5） 其中首项是N 个线圈的自感磁能，次项是互感磁能。 讨论： （1）上式中指标i 、k 对称，可见W m 与各线圈电流的建立过程无关。 （2）若令i ii L M =，则形式更简洁： ∑=N k i k i ik m I I M W ,21 （6） （3）设k ik k ki m I M I M ==Φ表示第k 个线圈电流的磁场通过第i 个线圈的磁通，
再令 k N k ik N k ki i I M ∑∑=Φ=Φ表示所有线圈通过第i 个线圈的总磁通，则 ∑Φ=N i i i m I W 21 （7） 二、载流线圈在外磁场中的磁能 1、二载流线圈情形： 总磁能： 21122222112 121I I M I L I L W m ++= （8） 互能： 2122112I I I M W m Φ== （9） （9）式的第三项，已将线圈1看作外磁场源。 2、定义：载流线圈在外磁场中的磁能，定义为该线圈与产生外磁场的线圈之间的互能。 3、均匀外磁场中载流线圈和非均匀外磁场中的小载流线圈的磁能： 2m W I =?=?B S m B （10） （与电偶极子在外电场中的静电能W =-?p E 相比，差一负号，为什么？） 4、N 个载流线圈在外磁场中的磁能： ()k m k k k S W I =?∑??B r dS （11） 当外场均匀时，上式简化为： m k k W I ??=?=? ??? ∑B S m B (12) 其中m 是N 个线圈的总磁矩。 三、磁场的能量与能量密度 1、螺绕环磁能： 设螺绕环的横截面为S ，体积为V ，环内磁介质的磁导率为μ，线圈匝数为N ，单位长度匝数为n ，则环内nI B 0μμ=， VI n nI NS m 200μμμμ==Φ，所以自感系数V n L 20μμ=。 螺绕环的磁能)(2121212202nI H VBH V I n LI W m ====μμ
电流的磁场教案教案
电流的磁场 一、教学目标： 1、知识与技能： （1）知道电流周围存在磁场 （2）知道通电螺线管对外相当于一个条形磁铁 （3）知道右手螺旋定则 2、过程与方法： （1）通过观察和体验通电导体与磁体之间的相互作用，初步了解电和磁之间的关系 （2）通过合作探究通电螺线管的磁场分布情况，感悟建立模型的方法 3、情感、态度价值观： 通过图片、漫画让学生感悟到奥斯特善于发现问题，勇于科学探索的精神；通过体验电和磁之间的联系，初步使学生乐于探索自然界的奥秘。 二、教学重点和难点： 教学重点：通电螺线管的磁场 教学难点：右手螺旋定则 三、教学过程
学生猜想：“电”能不能使小磁针发生偏转。生发现问题的能力，体现从生活走向物理的教学观念。 电流的磁效应 1、奥斯特实验： 简介奥斯特发现电流磁效应的过程，并引导学生进行进一 步的探索。教师简述实验方法： （1）在桌面上放一小磁针，观察小磁针静止时两极的指向？（如 图1） （2）触接电路，观察小磁针N极的方向是否发生偏转？（如图 2） （3）改变电流的方向，重做实验，你能发现什么现象？（如图 3） 了解奥斯特 实验的由来。 学生分组验 证奥斯特实验。学 生边实验边填写 实验记录。 学生分 组验证奥斯 特实验的结 论。 电流 的磁效应 教师总结： 通电导体的周围有磁场，磁场的方向跟电流的方向有关。 这种现象叫做电流的磁效应。 学生汇报实 验现象 学生分析、概 括实验结论。 培养学 生分析、概 括能力。
通 电螺线管的磁场 分布后，观察小磁针的偏转方向，根据小磁针N极的指向画出通电 螺线管周围的磁感线分布。 方案2：用镶在有机玻璃板上的螺线管来作实验，先在螺 线管周围的玻璃板上均匀地洒上细铁屑，再给螺线管通电，轻 敲玻璃板，观察细铁屑的排列，根据排列画出通电螺线管周围 的磁感线分布。 教师指导学生根据实验方案1（即借助小磁针），进行实验。 教师通过通过投影展示实验步骤： a 、按下图布置器材（用8个小磁针） b 、根据实验现象，在标出小磁针N极的指向（即该点的 磁场方向） c 、根据实验现象，画出通电螺线管的磁场方向。在右图 中画出该通电螺线管的磁感线，并标出螺线管的N、S极。 通过投影展示几个小组学生描绘的螺线管周围的磁感线， 及所标的N、S极。 教师用投影仪把条形磁体、蹄形磁体、同名磁极，异名磁 极间的磁感线分布展示出来。 师生概括得出结论：通电螺线管周围存在磁场；通电螺线 管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 学生分组讨 论实验方案。 分组讨论实验步 骤。 学生分组做 探究性实验：探究 通电螺线管的磁 场，并做好实验 记录。 分析、比较， 得出结论。 培养学生归 纳的能力。 会通过 设计实验方 案，有目的 地进行实 验。 描述、 比较、处理 信息的能 力。
圆环形电流的磁场分布
圆环形电流的磁场分布 福建省石狮市石光中学 陈龙法 摘 要 本文详细推算出圆环形电流的磁场分布（包括磁标势、磁感应强度），证明了圆电流平面上圆内的磁感应强 度为r 的单调增函数，且在圆心处磁感应强度有极小值。 设圆环形电流强度为I ，圆半径为R 0，以圆心为原点，过圆心垂直于圆面的轴为极轴，建立球坐标系。如图所示。用半径为R 0的球面把整个空间分成两个区域，在这两个区域内，磁场的标势分别满足拉普拉斯方程 012=?m φ （r
精选-5.3探究电流周围的磁场(学)
电流的磁场 1.基本知识 (1)直线电流的磁场 ①磁场分布：直线电流的磁场磁感线是一些围绕以导线上各点为圆心的，这些同心圆都在跟导线的平面上． ②安培定则：右手握住导线，让大拇指指向的方向，则弯曲的四指所指的方向就是的环
绕方向． (2)通电线圈的磁场 ①环形电流的磁场：环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线．也满足． ②通电螺线管的磁场：就像一根条形磁铁，一端相当于北极，另一端相当于南极．长直通电螺线管内中间部分的磁场近似匀强磁场． ③磁感线方向判定：电流方向、磁场磁感线方向仍然满足．右手握住螺旋管，让四指指向，则大拇指． 2．思考判断 (1)直线电流磁场的磁感线一定和电流方向平行．( ) (2)直线电流和通电螺线管都符合安培定则．( ) (3)通电螺线管的磁感线都是从N极指向S极．( ) 3．探究交流 通电直导线与通电螺线管应用右手螺旋定则来判定磁感线的方向，那么在这两种情况下，大拇指与四指所代表的指向意义相同吗？ 探究磁现象的本质 1.基本知识 (1)安培的分子电流假说：在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种，叫分子电流，分子电流使每一个物质微粒都成为，分子电流的两侧相当于两个磁极．
(2)磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由． 2．思考判断 (1)磁铁的磁场和电流的磁场本质是相同的．( ) (2)磁体受到高温或猛烈敲击有时会失去磁性．( ) (3)发现电流的磁效应的科学家是安培．( ) 3．探究交流 1731年，一名英国商人的一箱新刀在闪电过后带上了磁性；1751年，富兰克林发现缝纫针经过莱顿瓶放电后磁化了…，电流能产生磁场，电和磁之间有无本质的联系？ 电流的磁场和安培定则的应用 【问题导思】 1．环形电流、通电螺线管产生的磁感线和什么磁体的磁感线类似？ 2．直线电流和环形电流在应用安培定则时有什么不同？
电流如何形成磁场
摘自《磁场、电场本质》一文 0.1 电磁转换——电流如何转换成磁场 如图3，当电子在导体中运动时，其周边的以太就和电子产生了相对运动，对电子来说，其周围就存在以太风，风向与电子的运动方向相反，这和我们开车会感觉到有风是一样的道理。根据空气动力学原理，在这个以太风的作用下，电子的旋转中心轴应该和电子前进方向平行，这样，电子运动才会稳定，这和旋转的子弹飞行更平稳的道理是一样的。也就是说，电子此时旋转产生的以太气旋的轴心与导线平行，在导线中产生了一个围绕导线旋转的磁场。 由于电子在前进的过程中不断的带动行进路径上的以太旋转，电子经过后，这些运动轨迹上的以太气旋由于惯性作用不会马上停下来，旋转的离心作用造成以太外向逃离，使气旋中心压力降低，由于宇宙磁压的存在，造成的压力差又提供了向心力，维持了气旋的继续转动，这个现象和龙卷风类似，即中心低压的气旋。 大量向同一方向运动的电子产生的以太气旋迭加起来，形成了导线周围的旋转磁场，这就是电流流过导体产生磁场的整个过程，持续不断的电流则维持了这一过程，可类比的自然现象是高速旋转飞行的子弹尾部的旋转气流。同理，一个不自转的电子的运动是不会产生旋转磁场的，也可以说，这样的电子是不呈现电性的，它产生的是以太乱流，就如飞机尾部的乱流。 小结： 1、磁场的本质是以太风。电流产生的磁场就是在电子经过的路径上，其尾部留下的中心低压的旋转以太气流，就如飞机飞过后其尾部会留下气流一样。
2、电流产生的磁场总是以以太气旋形式存在。电子只有在一个充满以太并且存在磁压的空间中运动时，才会产生磁场，这是电流产生磁场的基本环境。在一个绝对真空的环境中，不会存在磁场； 3、电子运动时，对于电子来说，相对运动产生了磁场，虽然这个磁场不对外部显现，但对电子有作用力。由于运动是个相对的概念，所以，是否存在磁场还要看我们选择了哪个参照物。
电流与磁场
(a) (b)图1-2 右手定则 图1-3示出了围绕两根平行载流导体的磁场，每根导体流过相等的电流，但方向相反，即一对连接电源到负载的导线。实线代表磁通，而虚线代表磁场等位面(以后说明)的截面图。每根导线 有独立的磁场，磁场是对称的，并从导线中心向外径向辐射开来，磁场的强度随着离导体的距离增加反比减少。因为产生场的电流方向相反，两个场数值是相等的，但极性相反。两个场叠加在一起，在导线之间区域相互加强，能量最大。而在导线周围的其它地方，特别是远离两导线的外侧磁场强度相反，且近乎相等而趋向抵消。 图1-4示出了空心线圈磁场。每根导线单个的场在线圈内叠加产生高度集中和线条流畅的场。在线圈外边，场是发散的，并且很弱。虽然存储的能量密度在线圈内很高，在线圈以外的弱磁场中，还存储相当大的能量，因为体积扩展到无限大。 磁场不能被“绝缘”物体与它的周围隔 离开来－磁“绝缘”是不存在的。但是，磁场可以被短路－将图 1-4 的线圈放到一个铁盒子中去，盒子提供磁通返回的路径，盒子将线圈与外边屏蔽开来。图 1-4 空心线圈 图1-3 围绕双导体的场 电流与磁场 将载流导体或运动电荷放在磁场中，载流导体就要受到磁场的作用力，这说明电流产生了磁场。由此产生的磁场和磁体一样受到磁场的作用力。现代物理研究表明，物质的磁性也是电流产生的。永久磁铁的磁性就是分子电流产生的。所谓分子电流是磁性材料原子内的电子围绕原子核旋转和自转所形成的。电子运动形成一个个小的磁体，这些小磁体在晶格中排列在一个方向，形成一个个小的磁区域－磁畴。可见电流和磁场是不可分割的，即磁场是电流产生的，而电流总是被磁场所包围。 运动电荷或载流导体产生磁场。根据实验归纳为安培定则，即右手定则，如图 1-2 所示。右手握住导线，拇指指向电流流通方向，其余四指所指方向即为电流产生的磁场方向，如图1-2(a)所示； 如果是螺管线圈，则右手握住螺管，四指指向电流方向，则拇指指向就是磁场方向，如图 1-2(b)所示。
初三物理电流的磁场知识点总结
精品文档 . 8.2 电流的磁场知识点 1．物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。具有磁性的物体叫做磁体。2．磁体上磁性最强的部分叫做磁极。条形磁铁两端磁性最强，中间磁性最弱。 3．同名磁极之间相互排斥，异名磁极之间相互吸引。 4．磁体周围存在着看不见、摸不着的特殊物质叫做磁场。磁场的基本性质是：它对放入其中的磁体产生力的作用。磁体之间的相互作用是通过磁场进行的。 5．磁场是有方向的，规定小磁针静止时N 极所指的方向就是该点的磁场方向。 6．磁感线可以形象而方便地表示磁体周围各点的磁场方向。磁体外部（周围）的磁感线，总是从磁体的N 极出来，回到磁体的S 极。而磁体内部的磁感线是从S 极到N 极，与磁体外部的磁感线连在一起，构成封闭的曲线。 7．磁感线分布密的地方磁场强。在磁体外部，磁极附近的磁感线最密，所以磁场最强。 8．地球是一个巨大的磁体，它的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近。最早发现磁偏角的科学家是沈括。 9．1820年，丹麦的物理学家奥斯特在静止的磁针上方拉一根与磁针平行的导线，给导线通电时，磁针立刻偏转一个角度，这个实验表明：电流周围存在磁场（或通电导线周围存在磁场）。我们把这一现象叫做电流的磁效应。把这一实验叫做奥斯特实验 10．通电螺线管对外相当于一个条形磁铁。 11．磁场 ．．是客观存在的；而磁感线 ．．．是不存在的。物理学中引入磁感线 ．．．采用的科学研究方法是：理想模型法。 12．确定通电螺线管磁极性质的定则叫做右手螺旋定则（或安培定则），其方法是：用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指指向电流方向，那么大拇指的指向就是通电螺线管内部的磁场方向，（即大拇指所指的那端就是通电螺线管的N 极）。
电流的磁场课件
课 题 电流的磁场 授课日期及时段 教学目的 1．知道电流周围存在着磁场。 2．知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。 3．会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。 教学内容 ★知识网络图解 电流的磁场 电流的磁效应 奥斯特实验 通电螺线管的磁场 与条形磁铁类似 极性判定方法 影响电磁铁磁性强弱的因素 电流的大小 线圈的匝数 ★重难点突破 【重点1】：通电导体周围存在磁场。 考点解析：通电导体周围存在磁场，且方向与电流方向有关。 〖经典例题1〗：例： 如下图所示为奥斯特实验示意图.比较甲和乙可得出的结论是 ； 比较甲和丙，可得出的结论是 . 〖答案〗：通电导体周围存在磁场。通电导体产生的磁场其方向与电流有关。
〖点评〗：本题考查的是电流的磁场的基础知识，要求学生知道通电导体周围有磁场存在，且磁场的方向与导体上的电流方向有关。这里要注意一定是“通电”导体。还要记得这个实验是奥斯特实验。 〖变式训练1〗1．在导线的下方放一根磁针，磁针静止在与导线平行的位置 上通电后电流方向如图，则磁针的N极将发生偏转，这个现象表明通电导体 的周围存在着．这个实验叫做实验． 〖答案〗磁场、奥斯特. 〖点评〗：此类题常见于选择题。奥斯特实验：通电导线的周围存在磁场，称为电流的磁效应。该现象在1820年被丹麦的物理学家奥斯特发现。该现象说明：通电导线的周围存在磁场，且磁场与电流的方向有关。 【重点2】：通电螺线管的磁场 考点解析：1．通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。 2．通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时，通电螺线管的磁性也发生改变。 〖经典例题2〗：如图所示是莫林同学设计的一套研究电磁铁的装置．弹簧测力计下吊着铁质砝码，下面是一个带铁芯的螺线管，R是变阻器，S是开关，他进行了以下实验，请你完成下列填空（选填“变大”“变小”或“不变”）： （1）当S从断开到闭合时，弹簧测力计示数； （2）当S闭合达到稳定后，P向右移动时，弹簧测力计示数． 〖解析〗：通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。 〖答案〗：变大、变小。
高二物理：第四节电流的磁场 学案一(教学设计)
( 物理教案 ) 学校：_________________________ 年级：_________________________ 教师：_________________________ 教案设计 / 精品文档 / 文字可改 高二物理：第四节电流的磁场 学案一(教学设计) Physics covers a wide range. There are many occupations related to physics. A good study of physics also provides better conditions for employment.
高二物理：第四节电流的磁场学案一(教 学设计) （一）教学目的 1．知道电流周围存在着磁场。 2．知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。 3．会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。 （二）教具 一根硬直导线，干电池2～4节，小磁针，铁屑，螺线管，开关，导线若干。 （三）教学过程 1．复习提问，引入新课
重做第二节课本上的图11－7的演示实验，提问： 当把小磁针放在条形磁体的周围时，观察到什么现象？其原因是什么？ （观察到小磁针发生偏转。因为磁体周围存在着磁场，小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。） 进一步提问引入新课 小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗？也就是说，只有磁体周围存在着磁场吗？其他物质能不能产生磁场呢？这就是我们本节课要探索的内容。 2．进行新课 (1)演示奥斯特实验说明电流周围存在着磁场 演示实验：将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高，沿南北方向水平放置。将小磁针平行地放在直导线的上方和下方，请同学们观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况。 提问：观察到什么现象？ （观察到通电时小磁针发生偏转，断电时小磁针又回到原来的
初三物理8.2电流的磁场知识点总结
初三物理8.2电流的磁场知识点总结 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
8.2 电流的磁场知识点 1．物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。具有磁性的物体叫做磁体。 2．磁体上磁性最强的部分叫做磁极。条形磁铁两端磁性最强，中间磁性最弱。3．同名磁极之间相互排斥，异名磁极之间相互吸引。 4．磁体周围存在着看不见、摸不着的特殊物质叫做磁场。磁场的基本性质是：它对放入其中的磁体产生力的作用。磁体之间的相互作用是通过磁场进行的。 5．磁场是有方向的，规定小磁针静止时 N 极所指的方向就是该点的磁场方向。 6．磁感线可以形象而方便地表示磁体周围各点的磁场方向。磁体外部（周围）的磁感线，总是从磁体的 N 极出来，回到磁体的 S 极。而磁体内部的磁感线是从 S 极到 N 极，与磁体外部的磁感线连在一起，构成封闭的曲线。 7．磁感线分布密的地方磁场强。在磁体外部，磁极附近的磁感线最密，所以磁场最强。 8．地球是一个巨大的磁体，它的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近。最早发现磁偏角的科学家是沈括。 9． 1820年，丹麦的物理学家奥斯特在静止的磁针上方拉一根与磁针平行的导线，给导线通电时，磁针立刻偏转一个角度，这个实验表明：电流周围存在磁场（或通电导线周围存在磁场）。我们把这一现象叫做电流的磁效应。把这一实验叫做奥斯特实验 10．通电螺线管对外相当于一个条形磁铁。 11．磁场 ．．．采用的科学研究方法 ．．．是不存在的。物理学中引入磁感线 ．．是客观存在的；而磁感线 是：理想模型法。 12．确定通电螺线管磁极性质的定则叫做右手螺旋定则（或安培定则），其方法是：用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指指向电流方向，那么大拇指的指向就是通电螺线管内部的磁场方向， （即大拇指所指的那端就是通电螺线管的 N 极）。 2
电流和恒磁场
第十章电流和恒磁场 10-1 如果导线中的电流强度为8.2 A，问在15 s内有多少电子通过导线的横截面？ 解设在t秒内通过导线横截面的电子数为N，则电流可以表示为 I N e t =, 所以 N I t e == ? ? =? 8215 16010 771020 . . .. 10-2 在玻璃管内充有适量的某种气体，并在其两端封有两个电极，构成一个气体放电管。当两极之间所施加的电势差足够高时，管中的气体分子就被电离，电子和负离子向正极运动，正离子向负极运动，形成电流。在一个氢气放电管中，如果在3 s内有2.8?1018 个电子和1.0?1018 个质子通过放电管的横截面，求管中电流的流向和这段时间内电流的平均值。 解放电管中的电流是由电子和质子共同提供的，所以 I= ???+??? = --281016010101016010 30 020 ******** .... . . A. 电流的流向与质子运动的方向相同。 10-3 两段横截面不同的同种导体串联在一起，如图10-7所示，两端施加的电势差为U。问： (1) 通过两导体的电流是否相同？ (2) 两导体内的电流密度是否相同？ (3) 两导体内的电场强度是否相同？ (4) 如果两导体的长度相同，两导体的电阻之比等于什么？ (5) 如果两导体横截面积之比为1: 9，求以上四个问题中各量的比例关系，以及两导体有相同电阻时的长度之比。 解 (1) 通过两导体的电流相同，I I 12 =。 (2) 两导体的电流密度不相同，因为 j S j S 1122 =, 又因为 图10-7
S S 12 <, 所以 j j 12 >. 这表示截面积较小的导体电流密度较大。 (3) 根据电导率的定义 j E =σ, 在两种导体内的电场强度之比为 E E j j 1 2 1 2 =. 上面已经得到j j 12 >，故有 E E 12 >. 这表示截面积较小的导体中电场强度较大。 (4) 根据公式 R l S =ρ, 可以得到 R R S S 1 2 2 1 =, 这表示，两导体的电阻与它们的横截面积成反比。 (5) 已知S S 1 2 1 9 =，容易得到其他各量的比例关系 I I 1 2 1 =, j j S S 1 2 2 1 9 1 ==, E E j j 1 2 1 2 9 1 ==, R R S S 1 2 2 1 9 1 ==. 若R R 12 =，则两导体的长度之比为 l l S S 1 2 1 2 1 9 ==. 10-4 两个同心金属球壳的半径分别为a和b(>a)，其间充满电导率为σ的材料。已知σ是随电场而变化的，且可以表示为σ = kE，其中k为常量。现在两球壳之间维持电压U，求两球壳间的电流。
电流产生的磁场
电流产生的磁场 一、通电导线周围存在磁场 【做做想想】 器材：干电池两节，橡胶外皮导线2米，小磁针一个。 1．将小磁针放在桌面上，一名同学将一段通电直导线放在小磁针平行的上方，高出约2－3厘米（如图a 所示）。此时小磁针（静止）的方向是指向 。 2．另一名同学将导线与电源触接，小磁针 （发生/没有）偏转。 3．将通电导线的电流方向改变，再一次触接，观察小磁针的变化情况。 小磁针偏转的方向 （不变/ 改变）。 4．将导线放在小磁针的下方，重复以上实验。 以上现象说明：通电导线周围 ，并且它的方向与 有关。 二、通电螺线管周围的磁场 【做做想想】 器材：干电池两～三节，橡胶外皮导线2米，小磁针一个， 不同材料做的圆柱体两个，导线若干，电键一个。 1．将导线按如图2所示方法紧密的绕在圆柱体上面，形成螺线管。 图2 2．小磁针放到螺线管的一端，待小磁针静止后，接通电源（触接），小磁针 （发生/没有）偏转。 3．再将小磁针放到螺线管的另一端，重复以上实验，小磁针 （发生/没有）偏转。 结论：通电螺线管的周围存在 ，并且螺线管两端的磁极是 （相同/不同的）。 用导线绕成一个螺线管，如图3所示，在玻璃板上 均匀地撒一层细铁屑。通电以后，轻敲玻璃板，观察玻璃板 上的铁屑所排列的图形，并与条形磁体的磁场比较。 图3 事实表明，通电螺线管周围的磁场与 周围的磁场十分相似。
图 4 图 5 图 6 图7 图8 试判断通电螺线管的磁极方向与电流方向的关系。 用导线绕成螺线管，按图4所示连成电路实验。 在图5中选择与你绕的螺线管相同的图，将电流方向和螺 线管的N 、S 极标出。试一试用肢体形象的将电流方向与 螺线管的N 、S 极方向联系在一起。 P35～37 电流产生的磁场 【练习】 1．判断图6中通电螺线管的N 、S 极（电键闭合）。 2．根据图7中通电螺线管的N 、S 极，将电源正确地填在电路中。 3． 根据图8中通电导线附近的小磁针的指向，画出导线中的电流方向。 （建平实验学校 廖宝民）