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

图

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）

杜海龙 21102019 计算电流线圈产生的磁场

求截面为矩形的圆线圈周围产生的磁场一、数值方法（一）数学模型：所研究的电流圆线圈产生磁场的问题在柱坐标系下研究，根据磁场强度跟矢势之间的关系，得到磁场；磁场为B ，矢势为A B A =?? r r z z A A e A e A e θθ=++ A e θθ= (,)A r z e θθ= （由A 具有轴对称得到）所以B A =?? A e θθ=?? 在柱坐标系中，由公式1()()11()()r r z z z r r z r z f f e f e f e f f f r z f f f z r f f rf r r r θθθ θθθθ ?=++??????=-?????????=-?????? ???=-???? -得 B A =?? 1()r z f e rf e z r r θθ?? =-+?? 即r A B z θ ?=-?，1()z B rA r r θ? =? （1）先求矢势A 4L Idl A r μπ=? 一个电流为I ，半径为a 的线圆环周围空间产生的磁场，其矢势表示为 202220cos (,)42cos Ia A r z d r z a ar πθμ? ?π?=++-? 推广到截面为矩形的圆环线圈中 22 11202220 cos (,)4()2cos R z R z I r A r z d dz dr s r z z r r r πθμ? ?π?'''='''+-+-??? 其中S 为矩形截面的面积，12,R R 为矩形截面的两边距圆环中心的距离，12,z z 为矩形截面的上下面的z 轴坐标。（二）数值模型离散化（均匀网格有限差分）（1）高斯方法计算三重积分（参考书:徐士良常用算法程序集第二版）

电流的磁场(一)

电流的磁场（一） 11-1-1. 有一个圆形回路1及一个正方形回路2，圆直径和正方形的边长相等，二者中通有大小相等的电流，它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比B 1 / B 2为 (A) 0.90． (B) 1.00． (C) 1.11． (D) 1.22．［］ 11-1-2. 如图，边长为a 的正方形的四个角上固定有四个电荷均为q 的点电荷．此正方形以角速度ω 绕AC 轴旋转时，在中心O 点产生的磁感强度大小为B 1；此正方形同样以角速度ω 绕过O 点垂直于正方形平面的轴旋转时，在O 点产生的磁感强度的大小为B 2，则B 1与B 2间的关系为 (A) B 1 = B 2． (B) B 1 = 2B 2． (C) B 1 = 2 1B 2． (D) B 1 = B 2 /4．［］ 11-1-3. 边长为L 的一个导体方框上通有电流I ，则此框中心的磁感强度 (A) 与L 无关． (B) 正比于L 2． (C) 与L 成正比． (D) 与L 成反比． (E) 与I 2有关．［］ 11-1-4. 边长为 l 的正方形线圈中通有电流I ，此线圈在A 点(见图)产生的磁感强度B 为 (A) l I π420μ． (B) l I π220μ． (C) l I π02μ． (D) 以上均不对．［］ 11-1-5. 如图所示，电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路，汇合于b 点．若ca 、bd 都沿环的径向，则在环形分路的环心处的磁感强度 (A) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内． (B) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外． (C) 方向在环形分路所在平面，且指向b ． (D) 方向在环形分路所在平面内，且指向a ． (E) 为零．［］ 11-1-6. 在一平面内，有两条垂直交叉但相互绝缘的导线，流过每条导线的电流i 的大小相等，其方向如图所示．问哪些区域中有某些点的磁感强度B 可能为零？ (A) 仅在象限Ⅰ． (B) 仅在象限Ⅱ． (C) 仅在象限Ⅰ，Ⅲ． (D) 仅在象限Ⅰ，Ⅳ． (E) 仅在象限Ⅱ，Ⅳ．［］ 11-1-7. 在真空中有一根半径为R 的半圆形细导线，流过的电流为I ，则圆心处的磁感强度为 (A) R 1 40πμ． (B) R 120πμ． (C) 0． (D) R 140μ．［］ C q

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），

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，

环形电流在空间一点产生的磁场强度

环形电流在空间一点产生的磁场强度专业：工程力学姓名：陈恩涛学号：1153427 摘要：利用毕奥——萨法尔定律通过计算磁场的情况，得到环电流在整个空间的磁场分布表达式，其中运用了数学软件matlab 辅助求解！关键词：环形电流磁场矢量叠加毕奥——萨法尔定律引言：了解书本上环形电流中心轴线上的磁场分布情况后，为了更深入了解环形电流在空间的磁场分布情况，现运用毕奥——萨法尔定律对其求解，再根据矢量叠加原理，将其最终结果在直角坐标系中的三个坐标轴上的分量分离了出来，且验证了空间分布公式在特殊情况下也适用！计算过程; 1. 建立坐标系：设环半径为R ，以环心0为原点，环形电流所在平面为 x0y 平面，以环中心轴为z 轴建立如图坐标系，则圆环的表达式为： 222x y R += 在空间内任意选取一点p(x,y,z)，在环上任取一点11A(x ,y ,0)，则在A 点处的电流元Idl 满足关系式： Idl IR(isin jcos )d βββ=-+ （1）而P,A 两点的矢径为： x z y p(x,y,z) R β 11A(x ,y ,0)

r (x R c o s )i (y R s i n ββ=-+-+ （2）将（1）（2）式代入毕奥——萨法尔定律： 03Idl r dB 4r μπ?= （3）得P 点的磁感应强度为: 00332222IR Idl r zi cos z jsin (R x cos ysin )k B d 4r 4(R y z 2yR sin )μμβββββππβ?++--==++-?? （4）则令： 20x 302222IR zi cos B d 4(R y z 2yR sin )πμββπβ=++-? 20y 302222IR z jsin B d 4(R y z 2yR sin )πμββπβ=++-? （5） 20z 302222IR (R x cos ysin )k B d 4(R y z 2yR sin )πμβββπβ--= ++-? 这就是环形电流在空间产生的磁场在空间的分布分量情况! 特别地当p(x,y,z)在环的中心轴线上即z 轴上时，其坐标为p(0,0,z)，代入（5）组式，得到： 20x 30222IR zi cos B d 4(R z )πμββπ=+? 20y 30222IR z jsin B d 4(R z )πμββπ=+? 20z 30222IR Rk B d 4(R z )πμβπ= +? 利用matlab 分别输入以下程序并得相应结果：（其中0U 表示0μ，A 表示β）

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

恒定电流和磁场知识点总结

恒定电流一、电流：电荷的定向移动行成电流。 1、产生电流的条件：（1）自由电荷；（2）电场； 2、电流是标量，但有方向：我们规定：正电荷定向移动的方向是电流的方向；注：在电源外部，电流从电源的正极流向负极；在电源的内部，电流从负极流向正极；3、电流的大小：通过导体横截面的电荷量Q跟通过这些电量所用时间t的比值叫电流I表示；（1）数学表达式：I=Q/t；（2）电流的国际单位：安培A （3）常用单位：毫安mA、微安uA；二、欧姆定律：导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比； 1、定义式：I=U/R; 2、推论：R=U/I； 3、电阻的国际单位时欧姆，用Ω表示；三、闭合电路：由电源、导线、用电器、电键组成； 1、电动势：电源的电动势等于电源没接入电路时两极间的电压；用E表示； 2、外电路：电源外部的电路叫外电路；外电路的电阻叫外电阻；用R表示；其两端电压叫外电压； 3、内电路：电源内部的电路叫内电阻，内点路的电阻叫内电阻；用r表示；其两端电压叫内电压；如：发电机的线圈、干电池内的溶液是内电路，其电阻是内电阻； 4、电源的电动势等于内、外电压之和； E=U内+U外 U外=RI E=（R+r）I 四、闭合电路的欧姆定律：闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比； 1、数学表达式：I=E/（R+r） 2、当外电路断开时，外电阻无穷大，电源电动势等于路端电压；就是电源电动势的定义； 3、当外电阻为零（短路）时，因内阻很小，电流很大，会烧坏电路；五、半导体：导电能力在导体和绝缘体之间；半导体的电阻随温升越高而减小；导体的电阻随温度的升高而升高，当温度降低到某一值时电阻消失，成为超导；补充： 1.电阻定律：导体两端电阻与导体长度、横截面积及材料性质有关。 R=pl/S（电阻的决定式）P只与导体材料性质有关。R与温度有关。二极管：单向导电性；正极与电源正极相连。 2.串联特点：①总电压等于各部分电压之和。 ②电流处处相等 ③总电阻等于各部分电阻和 ④总功率等于各部分功率和

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。

电流形成磁场的原因及过程

电流形成磁场的原因及过程摘要：电流形成的磁场就是在电子经过的路径上留下的中心低压的旋转“气流”，本文就电流形成的原因及过程进行了阐述。关键词：磁场本质电磁转换磁子磁压气旋电流形成的磁场就是在电子经过的路径上留下的中心低压的旋转“气流”，就如飞机飞过后其尾部会留下气流一样。 1 形成磁场的外部环境——磁子及磁压我们已知电磁波可以在宇宙空间中传播，波的基本特性之一是：波的传播必须借助媒质，譬如声波就不能在真空中传播，同理，任何波都不能在真空中传播，因为真空中没有媒质。故宇宙空间应该存在一种能够传递电磁波的特殊物质微粒，为了便于下面分析，我们暂时称这种看不见的暗物质微粒为：磁子。空气分子间存在大气压力，空气分子间的这种作用力保证了声波振动能够在空气中传播，同理，为了保证电磁波在空间的传播，磁子应该充满电磁波能够传播到的所有空间，并且磁子间也应该有这种“大气压力”的存在，我们暂时称为：宇宙磁压。这种由磁子组成的空间有着和地球表面大气层所有相似的基本特征。 2 电流如何形成磁场我们知道，地球在自转，其地表运动速度很快，但为什么我们没感觉到有风呢？原因是空气和地球保持了同步自转，没有相对速度，自然也就没有风。同理，在自转的电子周围，磁子分布情况是一样的，其周边的磁子会和电子保持同步旋转，这样，在电子周围就形成了一个旋转的磁子流，为了便于下面分析，暂称为：磁子风。如右图，当电子在导体中运动时，其周边的磁子就和电子产生相对运动，对电子来说，其周围就存在磁子风，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，在这个风的作用下，电子的自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磁子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子风。由于电子在前进的过程中不断带动行进路径上的磁子旋转，电子经过后，这些路径上的磁子气旋由于惯性作用不会马上停下来，旋转的离心作用造成磁子外向逃离，使气旋中心压力降低，由于宇宙磁压的存在，造成的压力差提供了向心

变化的电磁场_百度文库解读

第8章变化的电磁场一、选择题 1. 若用条形磁铁竖直插入木质圆环, 则在环中是否产生感应电流和感应电动势的判断是 [ ] (A 产生感应电动势, 也产生感应电流 (B 产生感应电动势, 不产生感应电流 (C 不产生感应电动势, 也不产生感应电流 (D 不产生感应电动势, 产生感应电流图8-1-1 2．关于电磁感应, 下列说法中正确的是 [ ] (A 变化着的电场所产生的磁场一定随时间而变化 (B 变化着的磁场所产生的电场一定随时间而变化 (C 有电流就有磁场, 没有电流就一定没有磁场 (D 变化着的电场所产生的磁场不一定随时间而变化 3. 在有磁场变化着的空间内, 如果没有导体存在, 则该空间 [ ] (A 既无感应电场又无感应电流 (B 既无感应电场又无感应电动势 (C 有感应电场和感应电动势 (D 有感应电场无感应电动势 4. 在有磁场变化着的空间里没有实体物质, 则此空间中没有 [ ] (A 电场 (B 电力 (C 感生电动势 (D 感生电流

5. 两根相同的磁铁分别用相同的速度同时插进两个尺寸完全相同的木环和铜环内, 在同一时刻, 通过两环包围面积的磁通量 [ ] (A 相同 (B 不相同, 铜环的磁通量大于木环的磁通量 (C 不相同, 木环的磁通量大于铜环的磁通量 (D 因为木环内无磁通量, 不好进行比较 6. 半径为a 的圆线圈置于磁感应强度为B 的均匀磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线圈电阻为R ．当把线圈转动使其法向与B 的夹角α=60时，线圈中通过的电量与线圈面积及转动的时间的关系是 [ ] (A 与线圈面积成反比，与时间无关 (B 与线圈面积成反比，与时间成正比 (C 与线圈面积成正比，与时间无关 (D 与线圈面积成正比，与时间成正比 1 7. 一个半径为r 的圆线圈置于均匀磁场中, 线圈平面与磁场方向垂直, 线圈电阻为R ．当线圈转过30?时, 以下各量中, 与线圈转动快慢无关的量是 [ ] (A 线圈中的感应电动势 (B 线圈中的感应电流 (D 线圈回路上的感应电场 (C 通过线圈的感应电荷量 8. 一闭合圆形线圈放在均匀磁场中, 线圈平面的法线与磁场成30?角, 磁感应强度随时间均匀变化, 在下列说法中, 可以使线圈中感应电流增加一倍的方法是 [ ] (A 把线圈的匝数增加一倍 (C 把线圈的面积增加一倍 (B 把线圈的半径增加一倍

磁场电流的磁场

选修1-1 学案三磁场电流的磁场 2.1磁场一、磁场 (1)定义：磁场是存在于磁极周围的一种． (2)磁感应强度B------反映磁场强弱。磁感应强度是矢量，有大小也有方向；其方向（即：磁场的方向）规定如下：在磁场中的某一点，小磁针静止时______所指的方向，就是那一点的磁场方向． (3)磁场的基本性质：对放入其中的和通电导体有力的作用．二、磁感线 1．定义：磁感线是为了形象直观地描述磁场而______的闭合曲线．其反映磁场的大小，线上每一点的反映跟该点的磁场方向． 2．几种类型的磁感线分布思考：没有画磁感线的地方，是否意味着那里就没有磁场存在？ 3．特点： (1)在磁体外部，磁感线从北极（N）发出，进入南极(S)；在磁体内部由南极（S）回到北极（N）． (2) 磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线。例如：条形磁铁或通电螺线管的磁感线在外部都是从N 极出来进入S极，在内部则由S极回到N极，形成曲线．[延伸思考] 请思考电场线与磁感线有哪些相同点和不同点，并填写下表. 电场线磁感线 1.电场线从(或无穷远)出发，终止于(或无穷远). 1.在磁体内部，磁感线是从极指向极，外部是从出发从进去． 2. 电荷在电场中某点受到电场力的方向与该点的方向一致，也与该点所在电场线的方向一致. 2.小磁针在磁场中静止时极的受力方向与该点的方向一致，也与该点所在磁感线的方向一致． 3.电场中任何两条电场线能否相交？ 3.磁场中任何两条磁感线能否相交？ 4.电场线的疏密程度表示什么？ 4.磁场线的疏密程度表示什么？三、地磁场 [随堂练习] 1.下列说法中不正确的是( ) A．磁体在空间能产生磁场，磁场使磁体间不必接触便能相互作用 B．在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向 C．当两个磁体的同名磁极相互靠近时，两条磁感线有可能相交 D．磁体周围的磁感线都是闭合的曲线 2．关于磁感线的概念和性质，以下说法中正确的是 ( ) A．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁场方向 B．磁场中任意两条磁感线均不可相交 C．铁屑在磁场中的分布所形成的曲线就是磁感线 D．磁感线总是从磁体的N极出发指向磁体的S极

变化的电磁场解读

第8章变化的电磁场一、选择题 1. 若用条形磁铁竖直插入木质圆环, 则在环中是否产生感应电流和感应电动势的判断是 [ ] (A) 产生感应电动势, 也产生感应电流 (B) 产生感应电动势, 不产生感应电流 (C) 不产生感应电动势, 也不产生感应电流 (D) 不产生感应电动势, 产生感应电流 2．关于电磁感应, 下列说法中正确的是 [ ] (A) 变化着的电场所产生的磁场一定随时间而变化 (B) 变化着的磁场所产生的电场一定随时间而变化 (C) 有电流就有磁场, 没有电流就一定没有磁场 (D) 变化着的电场所产生的磁场不一定随时间而变化 3. 在有磁场变化着的空间内, 如果没有导体存在, 则该空间 [ ] (A) 既无感应电场又无感应电流 (B) 既无感应电场又无感应电动势 (C) 有感应电场和感应电动势 (D) 有感应电场无感应电动势 4. 在有磁场变化着的空间里没有实体物质, 则此空间中没有 [ ] (A) 电场 (B) 电力 (C) 感生电动势 (D) 感生电流 5. 两根相同的磁铁分别用相同的速度同时插进两个尺寸完全相同的木环和铜环内, 在同一时刻, 通过两环包围面积的磁通量 [ ] (A) 相同 (B) 不相同, 铜环的磁通量大于木环的磁通量 (C) 不相同, 木环的磁通量大于铜环的磁通量 (D) 因为木环内无磁通量, 不好进行比较 6. 半径为a 的圆线圈置于磁感应强度为B 的均匀磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线圈电阻为R ．当把线圈转动使其法向与B 的夹角 60=α时，线圈中通过的电量与线圈面积及转动的时间的关系是 [ ] (A) 与线圈面积成反比，与时间无关 (B) 与线圈面积成反比，与时间成正比 (C) 与线圈面积成正比，与时间无关 (D) 与线圈面积成正比，与时间成正比图8-1-1

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。

计算电流线圈产生的磁场1

（二）求截面为矩形的圆线圈周围产生的磁场一、数值方法（一）数学模型：所研究的电流圆线圈产生磁场的问题在柱坐标系下研究，根据磁场强度跟矢势之间的关系，得到磁场；磁场为B ，矢势为A B A =?? r r z z A A e A e A e θθ=++ A e θθ= (,)A r z e θθ= （由A 具有轴对称得到）所以B A =?? A e θθ=?? 在柱坐标系中，由公式1()()11()()r r z z z r r z r z f f e f e f e f f f r z f f f z r f f rf r r r θθθ θθθθ?=++? ?????=-???? ?????=-? ??? ??? ??=-???? -得 B A =?? 1()r z f e rf e z r r θθ?? =-+?? 即r A B z θ?=-?，1()z B rA r r θ? =? （1）先求矢势A 4L Idl A r μπ =? 一个电流为I ，半径为a 的线圆环周围空间产生的磁场，其矢势表示为 202 2 2 cos (,)42cos Ia A r z d r z a ar πθμ? ?π ? = ++-? 推广到截面为矩形的圆环线圈中 22 11 202 2 2 cos (,)4()2cos R z R z I r A r z d dz dr s r z z r r r πθμ? ?π? '''= '''+-+-??? 其中S 为矩形截面的面积，12,R R 为矩形截面的两边距圆环中心的距离，12,z z 为矩形截面的上下面的z 轴坐标。（二）数值模型离散化（均匀网格有限差分）（1）高斯方法计算三重积分（参考书:徐士良常用算法程序集第二版）

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）

必刷28 磁场、电流的磁场、电动机及电磁感应(原卷版)

必刷28 磁场、电流的磁场、电动机及电磁感应通电直导线产生的磁场例184．（2019·北京）某同学研究电流产生的磁场，闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是 A. 由甲、乙两图可得电流可以产生磁场 B. 由甲、乙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关 C. 由乙、丙两图可得电流产生的磁场的强弱与电流大小有关 D. 由乙、丙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关通电螺线管产生的磁场例185．（2019·广西玉林市）如图所示，通电螺线管上方附近有一点M，小磁针置于螺线管的左侧附近。闭合并关K，下列判断正确的是

A. M点的磁场方向向左 B. 螺线管的左端为S极 C. 小磁针静止后，其N极的指向向左 D. 向右移动滑片P，螺线管的磁场增强电流在磁场中受力的作用例186．（2019·四川省绵阳市）用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源，发现导体ab向左运动；把电源正负极对调后接入电路，发现导体ab向右运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力 A. 方向与电流方向有关 B. 方向与磁感线方向有关 C. 大小与电流大小有关 D. 大小与磁场强弱有关电磁感应例187．（2019·广西桂林市）如图所示，在探究电磁感应现象的实验中，下列说法中正确的是（） A. 保持导体棒静止，灵敏电流计指针会偏转 B. 让导体棒在磁场中运动，灵敏电流计指针一定会偏转 C. 让导体棒在磁场中左右运动，灵敏电流计指针一定会偏转 D. 将导线与灵敏电流计“+”接线柱断开，让导体棒在磁场中运动，灵敏电流计指针会偏转

答案恒定电流电磁感应电磁场解读

第七章恒定电流 §7.1 恒定电流一．选择题和填空题 1、 1.59:1 参考解： 59.167 .166.2122121====ρργγE E J J 2、 v ne E 方向 §7.4 毕奥-萨伐尔定律一．选择题和填空题 DC 3、 2 0d 4a l I πμ 平行z 轴负向 4、 )1 1 (40b a I +μ 垂直纸面向里． 5、)2/(2e m Be π )2/(22e m R Be 二．计算题 1、解：利用无限长载流直导线的公式求解． (1) 取离P 点为x 宽度为d x 的无限长载流细条，它的电流 x i d d δ= (2) 这载流长条在P 点产生的磁感应强度 x i B π= 2d d 0μx x π= 2d 0δμ 方向垂直纸面向里． (3) 所有载流长条在P 点产生的磁感强度的方向都相同，所以载流平板在P 点产生的磁感强度 ==?B B d ? +b a b x dx π δ μ20 b b a +π=ln 20δμ 方向垂直纸面向里． 2、解：由毕奥－萨伐尔定律可得，设半径为R 1的载流半圆弧在O 点产生的磁感强度为B 1，则 1 014R I B μ= 方向：垂直纸面向内同理, 2 024R I B μ= 方向：垂直纸面向外 ∵ 21R R > ∴ 21B B < 故磁感强度 12B B B -=204R I μ=104R I μ-2 06R I μ= ∴ 213R R = 三．理论推导与证明题 1、答：公式)2/(0R I B π=μ只对忽略导线粗细的理想线电流适用，当a →0，导线的尺寸不能忽略. 此电流就不能称为线电流，此公式不适用. 2、答：(1) 电流流向相反． (2) 2121//R R I I = §7.5 磁通量磁场的高斯定理一．选择题和填空题 D 2、22 1R B π- 3、 1.26×10-5 Wb （6 104-?π Wb ）二．计算题