§8.2电流的磁场(二)
§8.2 电流的磁场（二）
执教时间：
一、教学任务分析
本节教学是九年级物理第8章第2节《电流的磁场》中的第二课时，学习内容主要包括电流的磁效应、通电螺线管周围的磁场、右手螺旋定则。本节课所揭示的电、磁间的内在联系，拉开了现代电磁学的序幕。本节内容是初中磁现象教学的重点和难点。
电流的磁效应是在日常生活中不易观察到的物理现象，同时通电螺线管的磁场，对学生来说比较陌生。因此，在教学中以实验探究为主，从知道电流周围有磁场为基础，逐步深入，认识通电螺线管的磁场。
本节教学通过学生参与、体验活动，经历实验、观察、分析、归纳的过程，认识物理研究的方法。通过探究的过程，增强互相合作与交流的意识，养成勇于质疑、大胆想象和尊重事实的科学态度。
通过了解电与磁的联系，保持对自然界的好奇，产生对科学探索的兴趣。同时通过了解生活实例，感受物理知识在生产、生活中的广泛应用。
二、教学目标
（一）知识与技能
（1）知道奥斯特实验，理解电流周围存在磁场。
（2）知道通电螺线管对外相当于一个条形磁铁。
（3）会用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁极或通电螺线管的电流方向。
（二）过程与方法
通过认识电流磁效应的现象和“探究通电螺线管磁场”实验，感受实验、观察、分析、归纳的研究方法。
（三）情感态度与价值观
（1）通过介绍奥斯特实验，懂得机遇垂青有准备的人的道理。
（2）通过探究通电螺线管磁场，增强协作意识。
三、教学重点和难点
教学重点：探究通电螺线管的磁场。
教学难点：右手螺旋定则。
四、教学资源
1、学生实验器材：直导线一根、大铁钉一根、干电池两节、小磁针一个、导线两根等。
2、演示实验器材：电源、螺线管、导线若干、条形磁铁、细铁屑、玻璃板、小磁针等。
3、自制演示PPT幻灯片。
五、教学设计思路
本设计的内容主要包括电流的磁效应、通电螺线管周围的磁场、右手螺旋定则等知识。
本设计的基本思路是：本节教学是在学习磁体周围的磁场的基础上，进一步学习电流周围的磁场。本设计是通过思考磁浮列车运行时磁性的提供，引出课题。在学生观察通电导线周围存在磁场之后，引入并演示通电螺线管周围磁场的分布情况，再让学生自己动手制作螺线管通电后判断其两端的极性，最后经历探究决定通电螺线管两端极性的因素的过程，从
中知道右手螺旋定则。
本设计要突出的重点是：探究通电螺线管周围磁场。方法是：通过观察通电螺线管周围的铁屑分布情况，知道其周围磁场与条形磁铁相似；通过实验，认识通电螺线管的磁场方向与电流环绕方向的关系。
本设计中要突破的难点是：右手螺旋定则。方法是：学生利用简易螺线管进行探究活动，改变电流的方向记录两端的极性，并进一步分析决定通电螺线管两端极性的因素；在交流探究结果时，发现绕法不相同的螺线管，当电流环绕方向相同时，通电螺线管的磁极极性相同；当绕法相同的螺线管，电流环绕方向不同时，通电螺线管的磁极极性不同；从而突破教学难点：通电螺线管的两端极性与螺线管的绕法无关，只与电流的环绕方向有关。最后引入右手螺旋定则，并应用它判断通电螺线管两端的极性及电流的环绕方向。
六、教学流程
七、教案
（一）引入
1、情景Ⅰ磁浮列车的视频。
（二）新课
2、电流磁效应
⑴活动Ⅰ学生实验1：通电直导线可以使小磁针偏转。
电流周围存在磁场。
⑵活动Ⅱ学生实验2：改变直导线中的电流方向，观察小磁针的偏转情况。
通电直导线周围的磁场方向与电流方向有关。
⑶介绍奥斯特实验。
3、通电螺线管
⑴活动Ⅲ演示实验1：观察螺线管通电后周围铁屑的分布情况。
通电螺线管周围的磁场分布和条形磁铁周围的磁场类似。
⑵活动Ⅳ学生实验3：绕制螺线管，判断它通电时两端的极性情况；探究决定通电螺线管两端极性的因素。
引导学生应用右手螺旋定则。
（三）练习巩固
完成基本要求145页二/9、10、11
（四）课后小结
（五）布置作业
八、课后反馈
作业反馈
课后反思
电流的磁场教案设计
电流的磁场-教案设计 (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117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位置。) 进一步提问：通过这个现象可以得出什么结论呢? 师生讨论：通电后导体周围的小磁针发生偏转，说明通电后导体周围的空间对小磁针产生磁力的作用，由此我们可以得出：通电导线和磁体一样，周围也存在着磁场。 教师指出：以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的，此实验又叫做奥斯特实验。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，本节课我们就主要研究。 板书：第四节 一、奥斯特实验 1.实验表明：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场。 提问：我们知道，磁场是有方向的，那么电流周围的磁场方向是怎样的呢?它与电流的方向有没有关系呢? 重做上面的实验，请同学们观察当电流的方向改变时，小磁针N极的偏转方向是否发生变化。 提问：同学们观察到什么现象?这说明什么? (观察到当电流的方向变化时，小磁针N极偏转方向也发生 变化，说明方向也发生变化。) 板书：2.方向跟电流的方向有关。当电流的方向变化时，磁场的方向也发生变化。 提问：奥斯特实验在我们现在看来是非常简单的，但在当时这一重大发现却轰动了科学界，这是为什么呢?
磁场对电流的作用
《磁场对电流的作用》教案 教学目标 知识与能力 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应线方向有关，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。 过程与方法 培养学生理论联系实际的意识 感态度与价值观 通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术知识的兴趣。
教学重点、难点 重点 1磁场对通电的导体有力的作用 2通电的导体的受力方向跟磁场方向和电流方向有关 难点 左手定则的运用 （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（也可用幻灯片代替）。 (三）教学过程 1复习相关知识并提问： 1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生（）作用， 磁体间的相互作用就是通过（）发生的。 2.将一根导线平行地放在静止的小磁针上方，当导线通电时， 发现小磁针（），说明电流周围存在（）。
2．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一电动机。 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。 3．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〉
磁感应强度B与磁场强度H的区别和联系
磁感应强度B与磁场强度H的区别和联系 给B和H的关系正名，希望读者耐心看完。设想你暂时只知道磁场是由磁铁产生，也知道牛顿力学，但尚不知道怎么物理上定义“磁场”。有一天，你用电流做实验。你惊讶的发现：通了电的导线能使它附近的小磁针扭转，从而得出了“电流也产生磁场”的结论。进一步，你通过力学（如平行电流线，扭转力矩等）的测量，你发现1.长直导线外，到导线距离相等的点，磁针感受到的“磁场”强度相同2.距离不同的点，“磁场”强度随着距离成反比。这样，你便想要通过力学测量和电流强度定义一个物理量H，2*pi*r*H=I。对形状稍稍推广，你就得到了安培环路定理的一般积分形式。注意这时候不需要用到真空磁导率μ0，因为你只要知道电流I就足以定义H这个物理量，没有理由知道μ0这回事儿。现在，你有了H，有了“电流能够产生磁场”这个概念，有了安培环路定理。你心满意足，转移了研究兴趣，开始研究带电粒子的受力。对于一定速度的粒子，加上刚才的磁场，通过几何轨道，牛顿力学，你可以测出粒子受的力。你发现受的力和电荷数q以及速度成正比，也和H成正比，但是力F并不直接等于qvH，而是还差一个因子：F=A*q*vⅹH，A只是个待定因子，暂未赋予物理意义。这个公式多了个外加因子，不好看。现在你开始考虑构建“磁导率”这个概念，因为H只是电流外加给的磁场，你希望通过粒子受力，直接定义一个粒子感受到的磁场——叫它B，使得F= qvⅹB成立。现在你理解的磁导率，就是一个粒子对外界磁场的受力响应程度：磁导率大，那么同样大的外加磁场H使得粒子受力的响应（如偏转）也越大；磁导率如果为零，那么多大的磁场也不会使得粒子有偏转等力学反应，磁导率如果近乎无限大，你只要加一丁点外磁场H，粒子就已经偏转的不亦乐乎了。你开始管这个磁导率叫μ，并且定义μ=B/H。其中H是（通过电流）外来的，B是使得粒子偏转的响应。这样，磁导率=粒子的响应/外加的场。这个式子有着深刻背景，正是理论物理里线性响应理论的雏形。此外，你发现，粒子处于真空中的时候，这个μ是一个与任何你能想到的物理量都无关的常数，这正是真空磁导率。目前你已经很有成就了：你通过得到了一个外磁场H，并在真空环境下，把这个磁场作用于带q电荷的粒子，你测量粒子受力F= qvⅹB，并且把测量力F和速度v得到的B值与测量电流I得到的H值相除，你便得到了真空磁导率。现在你已经知道了，H与B单位的不同，仅仅是由于你最开始研究力学用的单位，和开始研究电荷、电流的单位的不同，导致的一种单位换算。H从I得来，B从F得来，所以看到的是“施H”与“受B”的关系。（实际过程还要复杂些，因为先研究的是电场的情形，然后导出了磁场下的情况，所以你看到的μ0是个漂亮的严格值，而真空介电常数作为另一种线性响应确是一个长长的实验数字）。既然知道了B与H单位不同只是由于电流和牛顿力学导致的，现在你为了简化，将二者单位化为相同单位：B=H；这样你就得到了电磁学里更常用的高斯单位制。如果需要换算，随时添加磁导率即可。你开始进一步研究了。你已经研究了电流产生磁场的效应，以及单个粒子在磁场中的运动。那么，有着大量粒子的各种材料介质，从铁块，到石墨，到玻璃，它们对于磁场的相应是如何呢？现在你通过电流I，把磁场H加到某种材料当中，你所要研究的粒子，不再活在真空，而在材料里活动，它可以是金属里本身自带的电子，也可以是通过外界射束打入的。这都无妨，只需记住现在你要研究的粒子不再在真空，而在介质里。一个粒子受到的力学上的响应，当然是与这个点的总磁场有关。因此，B的意义就变得丰富了，它代表在该点处的总磁场。为什么说“总”磁场呢？考虑空间里的一点，没有材料的时候磁场值为H。现在有了材料，这一点处于材料中，外加场H穿进材料后，材料受H影响产生了一些附加场，在该点处的磁场不再是H了。受外界磁场影响使得材料里也有内部额外磁场的过程，我们叫它“磁化”。我们希望一件事物更加具体，就说把它具体化，希望一个企业有规模，就说把它规模化，同样希望一块材料里面有更多额外磁场，就说把它“磁化”。我们管产生的额外磁场大小叫做M。与磁导
磁场,感应计算题有详细答案(快考试了,希望对同学们有所帮助)
稳恒磁场计算题 144.稳恒磁学计算题144、如下图所示，AB 、CD 为长直导线BC 为圆心在O 点的一段圆弧形导线，其半径为R ．若通以 电流I ，求O 点的磁感应强度． 解：如图所示，O 点磁场由DC 、CB 、BA 三部分电流产生，其中： DC 产生 )21(4)2sin 4(sin 45cos 400 01-=-= R I R I B πμπ π πμ 方向向里 CB 产生 R I R I B 16224002 μμππ == 方向向里 BA 产生 03 =B R I R I B B B B O 16)12(400321μπμ+-=++= 方向向里 145、如图所示，一载流导线中间部分被弯成半圆弧状，其圆心点为O ，圆弧半径为R 。若导线的流过电流I ，求圆心O 处的磁感应强度。 解：两段直电流部分在O 点产生的磁场 01=B 弧线电流在O 点产生的磁场 R I B 2202μπα= R I R I B B B O πα μπαμ42220 021== +=∴ 146、载流体如图所示，求两半圆的圆心点P 处的磁感应强度。
解：水平直电流产生 01=B 大半圆 产生 1 024R I B μ= 方向向里 小半圆 产生 2 034R I B μ= 方向向里 竖直直电流产生 2 044R I B πμ= 方向向外 4321B B B B B O +++=∴ )1 11(44442 210202 01 0R R R I R I R I R I B O πμπμμμ-+=- + = 方向向里 147、在真空中，有两根互相平行的无限长直导线相距0.1m ，通有方向相反的电流，I 1=20A,I 2=10A ，如图所示．试求空间磁感应强度分布，指明方向和磁感应强度为零的点的位置． 、解：取垂直纸面向里为正，如图设X 轴。 ) 1.0(102102)(227 2010x x x x d I x I B --?=-+= -πμπμ 在电流1I 左侧，B 方向垂直纸面向外 在电流1I 、2I 之间，B 方向垂直纸面向里 在电流2I 右侧，当m x 2.0<时，B 方向垂直纸面向外 当m x 2.0>时，B 方向垂直纸面向里
磁场知识点总结
磁场知识点总结 一、磁场 1、磁场：磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质．它的基本特性是：对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用． 2、磁现象的电本质：所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用．3．地磁场 地球本身是一个磁体，附近存在的磁场叫地磁场，地磁的南极在地球北极附近，地磁的北极在地球的南极附近。 4．地磁体周围的磁场分布：与条形磁铁周围的磁场分布情况相似。 5．指南针：放在地球周围的指南针静止时能够指南北，就是受到了地磁场作用的结果。6．磁偏角 地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针并非准确地指南或指北，其间有一个交角，叫地磁偏角，简称磁偏角。 说明：①地球上不同点的磁偏角的数值是不同的。 ②磁偏角随地球磁极缓慢移动而缓慢变化。 ③地磁轴和地球自转轴的夹角约为11°。 二、磁场的方向 在电场中，电场方向是人们规定的，同理，人们也规定了磁场的方向。 1、规定： 在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向就是那一点的磁场方向。 2、确定磁场方向的方法是： 将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定的位置，当小磁针在该位置静止时，小磁针N 极的指向即为该点的磁场方向。 磁体磁场：可以利用同名磁极相斥，异名磁极相吸的方法来判定磁场方向。 电流磁场：利用安培定则（也叫右手螺旋定则）判定磁场方向。 三、磁感线 为了描述磁场的强弱与方向，人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线． 1．疏密表示磁场的强弱． 2．每一点切线方向表示该点磁场的方向，也就是磁感应强度的方向． 3．是闭合的曲线，在磁体外部由N极至S极，在磁体的内部由S极至N极．磁线不相切不相交。 4．匀强磁场的磁感线平行且距离相等．没有画出磁感线的地方不一定没有磁场． 5．安培定则：姆指指向电流方向，四指指向磁场的方向．注意这里的磁感线是一个个同心圆，每点磁场方向是在该点切线方向·
九年级上册电流的磁场练习题
九年级上册电流的磁场练习题 想要学好物理，一定要多做同步练习，以下所引见的九年级上册电流的磁场练习题同步练习，主要是针对每一单元学过的知识来稳固自己所学过的内容，希望对大家有所协助! 1.图14-3-6中能正确反映出螺线管极性与电流方向关系的是( ) 图14-3-6 解析：这是考察右手定那么的。用右手握住螺线管，让四指弯曲并跟螺线管中的电流方向分歧，那么大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。由此可判别只要D图正确。 答案：D 2. 要增强电磁铁的磁性，可采用的方法是( ) A.增大线圈中的电流 B.增加线圈的匝数 C.降低线圈两端的电压 D.改动线圈中的电流方向 解析：要增强电磁铁的磁性，可采用的方法有：增大线圈中的电流;添加线圈的匝数;降低线圈两端的电压等。由此可知选项A正确，BCD错误。 答案：A 3.如图14-3-7所示，当通以如下图方向的电流时，小磁针的S极将向纸外偏转，假定改动电流方向，图中的小磁针转向为( )
图14-3-7 A.小磁针N极将向纸外偏转 B.小磁针S极将向纸外偏转 C.小磁针N极指向不变 D.小磁针N极能够向纸内偏转，也能够向纸外偏转 解析：假定电流方向改动了，即由b流向a，ab中电流发生的磁场方向也将改动，小磁针N极将向纸外偏转。 答案：A 4.如图14-3-8所示，通电螺线管旁放有甲、乙、丙三个软铁片，以下判别正确的选项是( ) 图14-3-8 A.甲的左端是N极 B.乙的左端是N极 C.丙的左端是N极 D.乙的左端是S极 解析：依据安培定那么，螺线管的右端为N极，左端为S极，所以甲的左端为S极，乙的左端为N极，丙的左端为S极，应选择B。 答案：B 5.通电螺线管的极性决议于( ) A.螺线管线圈的匝数 B.螺线管中有无铁芯 C.螺线管中的电流大小 D.螺线管中电流方向 解析：由于A、B、C能决议螺线管磁性的大小，不能决议极性，而决议螺线管极性的是螺线管中的电流方向，所以选
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
试析“电流、磁场、安培力”三者之间的关系
试析“电流、磁场、安培力”三者之间的关系 发表时间：2015-04-16T13:23:36.670Z 来源：《教育学文摘》2015年2月总第147期供稿作者：宋黎明[导读] 电荷的定向移动形成电流，也就是说电流只是一种现象，指的是电荷做有序运动时的宏观状态，并非客体。宋黎明河南省南阳市宛东中专河南南阳473000 摘要：电磁学知识抽象难学，师生理解片面，且不少学生滋生了畏难情绪。为了使学生掌握好电磁学知识，本文结合笔者的教学经验，简述了电流、磁场、安培力的关系，以供参考。 关键词：电流磁场安培力 在电磁学中，有人认为：“电生磁，磁也能生电，电和磁可以相互演变、交互衍生。”也有人说：“静电和静磁是彼此独立的，只有在电磁感应现象中才能把电和磁紧密地联系在一起。”诚然，在各类物理教育教学文献中很少见到电磁关系的专题论述，以至于在中等物理教学中许多师生理解片面，致使物理图景模糊，感到电磁学知识抽象难学，不少学生滋生了畏难情绪。本文尝试着就“电流、磁场、安培力”的关系，阐述一下笔者的观点。 一、电流的磁效应 在人教版物理教材选修3-1中，介绍了奥斯特的实验研究并非一帆风顺。当时人们见到的力都是沿着物体连线的方向，即都是所谓的“纵向力”。受到这种观念的局限，奥斯特总是把磁针放在导线的延长线上，实验均以失败而告终。1820年4月，在一次演讲中，他偶然地在电流“横向”上发现了磁针的转动，不久，就宣布了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的联系。电荷的定向移动形成电流，也就是说电流只是一种现象，指的是电荷做有序运动时的宏观状态，并非客体。根据物质不灭的哲学思想，电流周围存在的磁场是客体，它不可能是电流产生的，磁场只能是电荷处在电流状态时必然存在的一种物质形态，绝不能类同于“物”与“影”的关系。定向移动的电荷与磁场的共同存在，更像孪生的“龙凤胎”，说明二者联系紧密、互相依存。电现象和磁现象作为客观存在，不是因果，亦非衍生。当然，电流和磁场确实存在紧要的关系，以通电的直导线周围的磁场为例，磁场的强弱不仅与到直线电流的距离成反比，也与电流的大小成正比。这种量与量的关系，不能颠倒客体与属性的位置。正如食物充足的地区便于生物的生存和繁衍，但不能说是食物产生了生物。如果说“电流的磁场”这种表述不够确切，那么，说电流产生了磁场就绝对是错误的。 二、安培力 高中物理教材给出安培力的定义是“通电导体在磁场中受到的力就叫安培力”，它没有说是磁场对电流的作用力是安培力。通常讲电流之间的作用，应该表述为通电导体周围的磁场对另一通电导体的作用力，等离子体形成的电流在磁场中就不受安培力。在研究受安培力作用下的平衡问题和运动问题时，它的研究对象永远指的是通电导体，而不是一般意义上的电流，电流毕竟不是客体。在探究磁场的强弱，定义磁感应强度B时，选定的对象“电流元”，是很短的一段通电导体。所以，当我们说电流之间存在着相互作用时，究其实是通电导体与磁场之间的相互作用。一对平行的通电直导线，当它们的电流方向相同时相互吸引，方向相反时相互排斥，作用力与反作用力大小相等、方向相反，作用在一条直线上。这是一种近似简化的表述方式。根据牛顿第三定律，作用力与反作用力是发生在两个物体之间，电流的意义是电荷定向移动时的状态，不是物质客体，不能描述成施力物体和受力物体。所谓“电流之间的相互作用力”实质就是安培力，即磁场对通电导体的作用力。安培力的施力物体是磁场。我们平常一般不这样说，除了习惯上的原因外，还是对磁场的理解问题。磁场作为一种物质形态，不是通常的实物粒子，看不见，很抽象，中学生总有陌生感。无独有偶，物理上的光压问题，极少有人涉及施力物体和受力物体，只要不影响问题的研究，表达方式也许不需要百分之百的准确。物理上的“模型法”是一种理想化的方法，立足现实又超越现实，但毕竟是一种十分有效的方法。类比的方法是某些方面的类比，或一定程度的类比，学习新知识不能总拿老知识去衡量。实物粒子和磁场既然是两种不同的物质形态，对于某些物理概念就不要处处用一把尺子去衡量。 在教材科学漫步栏目，介绍了自然界中有趣的右旋与左旋，它在深层次反映了自然规律的某些性质。安培力的方向由左手定则判定，这是十分有趣的。安培力的方向垂直于磁感应强度B与通电导体所决定的平面，这个判定法的学习让学生感到了自然的神奇。电场对电荷的作用力是无条件的，只要电荷处在电场中，就一定受电场力的作用。磁场对通电导体的作用力是有条件的，即有方向的选择。当磁场方向与电流方向平行时，通电导体不受安培力；一旦离开平行状态，就有安培力，并且当磁场方向与电流方向垂直时，安培力最大。定义磁感应强度B时采用的比值定义法就是针对这种垂直状态下的磁场力而言。通电导体在磁场中的运动过程，安培力做的功是电能转化为其它形式能的量度，这种能量转化是通过磁场得以实现。电动机的工作原理就是这样，磁场是这种能量转化的媒介物。综上所述，定向移动的电荷周围存在着磁场，通电导体在磁场中受到安培力作用，三者不是传导和转移的关系。任何力只能发生在两个物体之间，安培力不是电流之间的作用力，只能是磁场对通电导体的作用力，磁场的基本特点就是对其中的通电导体产生力的作用。参考文献 [1]邹祖莉电磁学解题点窍[J].贵州教育学院学报，2007年，04期。 [2]秦阳浅析物理电磁学中的“广义安培定则”[J].中国教师，2011年，S1期。
磁场对电流的作用教学设计
磁场对电流的作用教学设计 教学目标： 知识与技能知道磁场对通电导线有力的作用. 知道磁场对通电导线的作用力方向跟磁场方向和电流方向有关. 过程与方法培养学生理论联系实际的意识. 情感、态度与价值观通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术知识的兴趣。 教学重点： 通电导线在磁场中要受到力的作用。 教学过程 复习相关知识并提问： 1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生( ) 作用，磁体间的相互作用就是通过() 发生的。 2. 将一根导线平行地放在静止的小磁针上方，当导线通电时，发现小磁针( ) ，说明电流周围存在( ) 。 演示实验： 演示直流电动机通电转动 提出问题： 1. 电动机为什么会转动呢? 2. 奥斯特实验证明了什么? 通电导体周围存在磁场，并通过磁场使小磁针偏转，即电流对磁体有力的作用。
启发学生： 磁场对电流有没有力的作用呢? 实验： (1) 介绍实验装置，并连接好。渗透设计思想，明确实验研究对象是铜棒。 (2) 让学生明确实验目的，即磁场能否让通电后的铜棒运动。 (3) 实验条件逐步演示并观察实验现象，完成记录表格。 1 静止的铜棒通电后发生什么现象?原因是什么?运动受力 2 铜棒的运动方向、电流的方向和磁感线方向的角度关系? 互相垂直 3 不改变磁场方向而改变电流的方向，铜棒运动方向如何? 改变方向 4 不改变电流的方向，而改变磁场方向，铜棒运动方向怎样?改变方向 (4) 学生根据实验现象，分析得出结论。 通电导体在磁场中受到力的作用。力的方向，电流的方向和磁场线的方向互相垂直。通电导体在磁场里受力的方向跟电流的方向和磁感线的方向有关。 左手定则 伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁力的方向。
§3.6--磁场定向控制原理
§3.6 异步电动机的矢量控制 异步电动机的磁场定向控制是从70年代发展起来的一种新的控制技术。 定义：异步电动机的磁场定向控制是把定子电流做为具有垂直分量的空间分量来处理的，因此又称为矢量控制。 目的：通过这种控制技术能使异步电动机得到和直流电动机相同的调速特性 一． 磁场定向控制的基本思想 基本思想；把交流电动机的转矩控制模拟成直流电动机的转矩控制 在任何电力拖动的控制系统，电动机产生的电磁转矩 e T 作用在电动机轴上的负载转矩（包括电动机的空载转矩0M ）L T 以及惯性转矩dt J m /ω? 三者之间的关系都由转矩平衡方程式决定，即： dt J T T m L e /ω?=- 设L T 及 J 均为常数，那么在动态过程中电动机速度 m ω 的变化规律完全取决于对电动机的电磁转矩e T 的控制。举例如下： 起动和制动的过程中，如果控制电动机的电磁转矩 e T 使其保持在最大允许值，就能使电动机以最大的恒加速度或恒减速度运行，从而缩短了起、制动的时间。 在突加负载时，只要能迅速地使电动机的电磁转矩 e T 增加，就可以使动态速降减小，缩短速度的恢复时间。由此可见调速系统动态性能的好坏完全取决于在动态过程中电动机的转矩 是否能
很方便、很准确地被调节和控制。 由于结构上的特点，他励直流电动机的电磁转矩 T很容易控 e 制。其工作原理可用下图来表示。 在励磁绕组f中通以励磁电流 i则通过电刷及换相器流入 f 电枢绕组。由于电刷和换相器的作用，使得电枢绕组虽然在转动但它产生的电枢磁场在空间是固定不动的。因此可用一个等效的静止绕组来代替实际的电枢绕组。这个等效静止绕组的轴线与励磁绕组轴线垂直，绕组中通过电枢电流 i，产生的磁场与实际电枢绕组产 a 生的磁场相同，并且由于实际电枢绕组在旋转，因此等效静止绕组中有一感应电势 e，这样，就可以用下图的等效模型来代替实际 a 的他励直流电动机。 励磁绕组中通入的励磁电流产生主极磁通φ，电枢绕组电流 i与φ a 作用产生电磁转矩 T。无论电机处于稳态或动态，它产生的电磁转 e
磁场对电流的作用
磁场对电流的作用 【目标展示】 一、知识与技能 1. 知道什么是安培力. 2. 知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题. 3. 会用安培力公式F=BIL解答有关问题. 4. 了解磁电式电流表的内部构造的原理. 二、过程与方法 通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向和大小的计算.培养空间想像能力. 三、情感态度与价值观 体验由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的科学思维方法（由特殊到一般）.并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解，感受物理知识之间的联系与实际应用. 【重点难点】 安培力的方向确定和大小的计算. 【教学建议】1. 安培力的方向一定与电流、磁感应强度方向垂直，但电流方向与磁感应强度的方向可以成任意角度；当电流方向与磁感应强度的方向垂直时，安培力最大，对此学生常常混淆. 2. 想象能力对本节学习至关重要、要使学生能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧视图、俯视图和剖面图，需要一定的巩固训练.
3. 建议用实验观察法、逻辑推理法、讲解法等教学方法. 【教学过程】 环节一【复习导入】 复习提问导入，多媒体展示问题 1．磁感应强度是由什么决定的？ 答：磁感应强度是由产生磁场的电流的大小、分布和空间位置确定的. 2．磁感应强度的定义式是什么？ 答：磁感应强度的定义式是IL F B = 3．磁感应强度的定义式在什么条件下才成立？ 答：只有在通电导线垂直磁场方向放入匀强磁场中才成立. 4．垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长L=1cm ，通电电流强度I=10A ，若它所受的磁场力F=5N ，求该磁场的磁感应强度B 是多少？ 答：因通电导线垂直磁场方向放入匀强磁场，所以根据磁感应强度的定义式 T T IL F B 5.001.0105=?== 5．若上题中通电导线平行磁场方向放入该磁场中，那么磁场的磁感应强度是多大？通电导线受到的磁场力是多少？ 答：当电流仍为I=10A ，B L //时，该处磁感应强度不变，仍为B=0.5T ，而通电导线所受磁场力F 为零. 【设计意图】通过问题、练习，巩固复习已有知识，为本节授课
16.3 磁场对电流的作用 电动机评价与测试(苏科版九年级)
- 1 - 三、磁场对电流的作用电动机 1．通电导体在磁场中受到力的作用，受力的方向跟和有关。如果这两者其中之一的方向改变，则力的方向，如果这两者的方向同时改变，则力的方向。 2．直流电动机是根据原理制成的，在输入电流时采用来改变线圈中的电流方向，从而使它能连续转动。 3．电动机工作时是把能转化为能，它与热机相比，一个最显著的优点。4．要使一台直流电动机的转速增大一些，下列方法中不可行的是( ) A．增大线圈中的电流B．换用输出电压较多的电源 C．将磁体的磁极对调D．换用磁性更强的磁体 5．关于通电导线在磁场里受力的方向与电流的方向和磁感线的方向之间的关系，下列说法中错误的是( ) A．改变电流方向，导体受力方向也会改变 B．改变磁场方向，导体受力方向也会改变 C．同时改变电流方向和磁场方向，导体受力方向也会改变 D．同时改变电流方向和磁场方向，导体受力方向不会改变 6．以下装置中利用磁场对通电导线的作用的原理制成的是 ( ) A．全自动洗衣机的进水阀门 B．电风扇中的电动机 C．电饭锅 D．电铃 7．如图所示，进行通电导线在磁场中受力运动实验，回答下列问题： （1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线 ab； （2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相 反，这时导线ab； （3）保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极， 使磁场的方向与原来相反，这时导线ab。由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟的方向和的方向都有关系。 8．如图所示，悬挂在金属丝上的金属棒AB处在磁场中，(1)当C、D 两个线头没有接到电池组的正、负极上时，AB棒保持静止不动，而一 但使C、D两个线头接触到电池组的正、负时，AB棒立即摆动起来， 这一现象说明了； (2)留心的同学还会注意到，当两个线头分别接触C、D两极时，金属 棒相对蹄形磁铁向里摆动，这一现象说明了； (3)如果两个线头像图示那样接触C、D，而把蹄形磁铁上下翻转一下(S极在上)，则金属棒相对蹄形磁铁向外摆动，这一现象说明了。 9．如图所示是检验磁场对通电导体作用的实验装置。当导体ab 流通过时，它受到磁场的作用力向上。
2019-2020学年人教版高中物理 选修1-1 2.2 电流的磁场 同步练习 B卷
2019-2020学年人教版高中物理选修1-1 2.2 电流的磁场同步练习 B卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共11题；共25分) 1. （2分）关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的是（） A . 电流元IL在磁场中受力为F ，则磁感应强度B一定等于 B . 电流元IL在磁场中受力为F ，则磁感应强度可能大于或等于 C . 磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度一定大 D . 磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同 2. （2分） (2017高二上·金华期中) 如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与通电直导线共面，若使线框逐渐远离（平动）通电导线，则穿过线框的磁通量将（） A . 逐渐减小 B . 逐渐增大 C . 保持不变 D . 不能确定 3. （2分）如图所示，将小磁针放到通电螺线管的附近，指向如右图则（）
A . a为通电螺线管的N极，b为电源的负极 B . a为通电螺线管的S极，b为电源的负极 C . a为通电螺线管的N极，b为电源的正极 D . a为通电螺线管的S极，b为电源的正极 4. （2分）有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是（） A . a点 B . b点 C . c点 D . d点 5. （2分） (2018高二上·临沂期末) 下列说法中正确的是（） A . 由B= 可知,B与F成正比与IL成反比. B . 一小段通电导线在某处不受安培力的作用,则该处磁感应强度一定为零 C . 磁感应强度的方向与磁场力的方向不相同 D . 把一小段通电导线放在磁场中某处,该处就有磁感应强度. 把一小段通电导线拿走该处就没有磁感应强度 6. （2分）在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如图所示．现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以某一初速度向磁铁滑去．各滑块在向磁铁运动的过程中（） A . 都做匀速运动 B . 甲、乙做加速运动 C . 甲、乙做减速运动
《磁场对电流的作用》教案 教科版物理
2.磁场对电流的作用 教学目标 知识要点课标要求 1.磁场对通电导线的作用 磁场对通电的导体有力的作用；通电的导体的受力方 向跟磁场方向和电流方向有关 2.让线圈在磁场中转起来 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 3.电动机与人类文明 了解电动机的构造，理解电动机的工作原理及换向器 的作用；能够把物理理论知识与生活实际相联系 教学过程 情景导入 电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具。它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。你知道电动机的工作原理吗？从学生的质疑中导入新课。 合作探究 探究点一磁场对通电导线的作用 活动1：展示如图所示的装置，让学生猜想一下，当开关闭合后，将会观察到什么现象？学生诧异？闭合开关，让学生观察实验现象？根据实验现象讨论、交流产生此现象的原因是什么？
老师适当点拨： 现象→原因→有磁场 ↓↓↓ 导线运动→受力的作用→通电导体是磁体 归纳总结：磁场对通电导体有力的作用。 知识拓宽：并不是所有的通电直导线在磁场中都受到力的作用，当通电直导线与磁感线方向平行时，此时通电的直导线不受力的作用。 活动2：要想改变导体在磁场中的运动方向，如何操作？学生交流、讨论，发表自己的观点，师总结。 总结：改变磁场的方向；可以改变电流的方向。 活动3：根据学生的猜想，进行验证。让学生观察实验现象，讨论得出实验结论。 归纳总结：通电导线在磁场中受力方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关；当电流方向、磁感线方向发生改变时，通电导体受力方向也发生改变。 活动4：根据实验现象，大家讨论一下，在这个装置在能量的转化是怎样的？在生活中哪些用电器是利用这一原理来工作的？学生交流、讨论，发表自己的观点。 归纳总结： （1）将电能转化为机械能； （2）生活中的电动车、电风扇、电动机等工作时的原理与此相同。 探究点二让线圈在磁场中转起来 活动1：一根通电直导线在磁场会受力运动，一个通电的线圈在磁场中会怎样呢？展示如图所示的装置，让同学们猜想，然后再展示。
磁场对电流的作用
磁场对电流的作用 Ⅰ、课题引入： 上节我们复习了磁场及磁感应强度的相关概念 1．回忆磁场的产生 （１）磁体（２）电流（３）运动电荷 磁场最基本的性质是有力的作用所以这三者相互之间都存在力的作用，这个力是通过磁场这种特殊的物质而产生的。 本节课我们就来讨论：磁场对电流的作用，这个作用叫安培力（板书标题） ２．回忆磁感应强度的定义 副板书：IL F B = 即磁场中某点的磁感应强度等于在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F 与电流强度I 和导线长度L 的比值。注意：I ⊥B Ⅱ、教学过程 一、安培力 １．大小的计算： （１）通电直导线 ①若IB ：根据磁感应强度的定义可得：F=BIL ②若I ∥B ：磁场对电流的安培力为０ ③若I 与B 成一般角度θ： 处理方法：矢量的分解 结论：F=BILsin θ 综上所述：通电直导线当垂直与磁场时所受安培力最大；平行于磁场时所受安培力为０；一般介于两值之间 （２）通电弯曲导线 处理方法：等效长度 特殊的：闭合通电导线 F ＝0 （３）注意点：一般只适用于匀强磁场。（IL F B =适用于一切磁场） ２．方向的判定： ①左手定则：把左手放入磁场，让磁感线垂直穿入掌心，并使伸开的四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向。 ②方向的特点：F ⊥B ，F ⊥I ，即F 垂直于B 和I 决定的平面。
二、应用 例1：如图所示在倾角为α的光滑斜面上，置一通电流I，长为L，质量为m的导体棒。试求： （1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的 磁感应强度B的最小值和方向； （2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力， 应加匀强磁场B的最小值和方向。 例2：如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条 宽L＝0.5m的平行导轨，将电源、滑动变阻器用导 线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量为m＝ 0.2kg的金属棒ab，电源电动势E＝12V，内阻r＝ 0.3Ω，金属棒与导轨间的最大静摩擦力为f m＝0.6N， 磁场方向垂直轨道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab 在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R的范 围多大？（g取10m/s2） 例3：如图所示，与电源相连的导轨 末端放一质量为m的导体棒ab，宽为 l，高出地面h，整个装置放在竖直向 下的匀强磁场中。已知电源的电动势 为E，内阻为r，固定电阻为R（其余 电阻不计），磁感应强度为B，当开关 S闭合后导体棒水平射程为L，求经过 开关的电荷量。 例4：如图所示，由锌板和铜板组成的∩形导体，分别插 入由阀门隔开的盛有稀硫酸的容器中，∩形导体的总质量 为m ，并处在一个垂直于∩形导体框平面的匀强磁场中， 磁感应强度为B，线框的宽度为L，当打开阀门K，由于 电路突然接通，在磁场力的作用下∩形导体向上竖直跳 起，跳离液面的高度为h，设磁场力远大于导体框的重力， 试求： （1）磁场的方向 （2）在此过程中通过阀门K的电量。
(完整版)磁现象及电流的磁场知识点及练习题
磁现象、电流的磁场知识点总结 一、磁现象： 1、磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质（吸铁性） 2、磁体：定义：具有磁性的物质 分类：永磁体分为天然磁体、人造磁体 3、磁极：定义：磁体上磁性最强的部分叫磁极。（磁体两端最强中间最弱） 种类：水平面自由转动的磁体，指南的磁极叫南极（S），指北的磁极叫北极（N） 作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 注意：☆最早的指南针叫司南。一个永磁体分成多部分后，每一部分仍存在两个磁极。 4、磁化：①定义：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。 磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁钉与磁铁的接触部分间形成异名磁极，异名磁极相互吸引的结果。 ②钢和软铁的磁化：软铁被磁化后，磁性容易消失，称为软磁材料。钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。 所以制造永磁体使用钢，制造电磁铁的铁芯使用软铁。 5、物体是否具有磁性的判断方法： ①根据磁体的吸铁性判断。②根据磁体的指向性判断。 ③根据磁体相互作用规律判断。④根据磁极的磁性最强判断。 注意：☆磁性材料在生活中得到广泛应用，音像磁带、计算机软盘上的磁性材料就具有硬磁性。 ☆磁悬浮列车底部装有用超导体线圈饶制的电磁体，利用磁体之间的相互作用，使列车悬浮在轨道的上方以提高运行速度，这种相互作用是指：同名磁极的相互排斥作用。 ☆放在条形磁铁南极附近的一根铁棒被磁化后，靠近磁铁南极的一端是磁北极。 二、磁场： 1、定义：磁体周围存在着的物质，它是一种看不见、摸不着的特殊物质。 2、基本性质：磁场对放入其中的磁体产生力的作用。磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。 3、方向规定：在磁场中的某一点，小磁针北极静止时所指的方向（小磁针北极所受磁力的方向）就是该点磁场的方向。 4、几种常见的磁场：
磁场及磁场对电流的作用
第九章磁场 第1课时磁场及磁场对电流的作用 1.(2018·江苏扬州测试)下列关于磁场、磁感应强度、磁通量说法正确的是( A ) A.小磁针N极在某点所受的磁场力方向跟该点的磁感线方向一致 B.磁感线在空中能相交,并且是客观存在的一系列曲线 C.磁感线较密处,磁感应强度较小;磁感线较疏处,磁感应强度较大 D.磁通量的单位是特斯拉 解析:由磁场方向的规定可知,磁针北极在某点所受的磁场力方向跟 该点的磁感线方向一致,选项A正确;磁体外部磁感线从磁体北极出 来回到南极,任何两条磁感线都不能相交,而且磁感线不是客观存在的,选项B错误;磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强,越疏的地方,磁场越弱,选项C错误;磁通量的单位是韦伯,符号为Wb,选项D错误. 2.(2018·上海普陀区调研)如图,导线框垂直匀强磁场放置,已知电 源电动势E=6 V、内阻r=1 Ω,定值电阻R=5 Ω,其余电阻不计.磁感应强度B=1.5 T,AB与CD相距d=20 cm,金属棒MN与CD间的夹角θ= 30°,则棒MN所受的安培力大小为( A ) A.0.6 N B.0.3 N
C.0.26 N D.0.15 N 解析:通过导体棒的电流为I== A=1 A,受到安培力为 F=BI=1.5×1× N=0.6 N,选项A正确,B,C,D错误. 3.(2017·广西桂林段考)(多选)将一小段通电直导线垂直磁场方向 放入一匀强磁场中,能正确反映各量间关系的是( BC ) 解析:F与IL成正比,IL增大,F也会增大,选项A错误,C正确;B由磁场本身决定,不受F和IL的影响,选项B正确,D错误. 4.如图所示,在竖直向上的匀强磁场中,水平放置着一根长直导线,电流方向垂直纸面向外,a,b,c,d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中( B ) A.a,b两点磁感应强度相同 B.b点磁感应强度最大 C.a点磁感应强度最大 D.c,d两点磁感应强度相同 解析:根据安培定则,直线电流产生磁场的磁感应强度如图,根据平行四边形定则,c点与d点合磁感应强度大小相等,方向不同;a点磁感应强度绝对值最小;b点磁感应强度等于两个磁感应强度的代数和,最大,选项B正确.
讲义螺线管磁场
霍尔效应法测定螺线管 轴向磁感应强度分布 置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场， 这个现象是霍普斯金大学研究生霍尔于1879年发现的，后被称为霍尔效应。随着半导体物理学的迅速发展，霍尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法之一。通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等主要参数。若能测量霍尔系数和电导率随温度变化的关系，还可以求出半导体材料的杂质电离能和材料的禁带宽度。如今，霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且随着电子技术的发展，利用该效应制成的霍尔器件，由于结构简单、频率响应宽（高达10GHz ）、寿命长、可靠性高等优点，已广泛用于非电量测量、自动控制和信息处理等方面。在工业生产要求自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍尔器件，将有更广阔的应用前景。了解这一富有实用性的实验，对日后的工作将有益处。 一、实验目的 1．掌握测试霍尔元件的工作特性。 2．学习用霍尔效应法测量磁场的原理和方法。 3．学习用霍尔元件测绘长直螺线管的轴向磁场分布。 二、实验原理 1．霍尔效应法测量磁场原理 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴） 被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场。对于图（1）（a ）所示的N 型半导体试样，若在X 方向的电极D 、E 上通以电流Is ，在Z 方向 加磁场B ，试样中载流子（电子）将受洛仑兹力 B v e F g = （1） 其中e 为载流子（电子）电量， 为载流子在电流方向上的平均定向漂移速率，B 为磁感应强度。 无论载流子是正电荷还是负电荷，洛仑兹力F g 的方向均沿Y 方向，在此力的作用下，载流子发生便移，则 在Y 方向即试样A 、A′电极两侧就开始聚积异号电荷而在试样A 、A′两侧产生一个电位差V H ，形成相应的附加电场E H —霍尔电场，相应的电压V H 称为霍尔电压，电极A 、A′称为霍尔电极。电场的指向取决于试样的导电类型。N 型半导体的多数载流子为电子，P 型半导体的多数载流子为空穴。对N 型试样，霍尔电场逆Y 方向，P 型试样则沿Y 方向，有 型） （型）（P 00) (),(??H H E N E Z B X Is 显然，该电场是阻止载流子继 续向侧面偏移，试样中载流子将受 一个与F g 方向相反的横向电场力 H E eE F = （2） 其中E H 为霍尔电场强度。 F E 随电荷积累增多而增大，当 （a ） （b ） 图（1）样品示意图