4.2 电流的磁效应
电流的磁效应(教案)
电流的磁效应教学目标：1. 了解电流的磁效应的概念。
2. 掌握电流产生磁场的规律。
3. 学会使用电流表和磁场传感器进行实验。
4. 能够运用电流的磁效应解释生活中的现象。
教学内容：第一章：电流的磁效应简介1.1 电流的磁效应概念1.2 电流产生磁场的规律1.3 电流表的使用方法第二章：磁场传感器介绍2.1 磁场传感器的工作原理2.2 磁场传感器的使用方法2.3 磁场传感器的实验操作第三章：电流的磁效应实验3.1 实验目的和意义3.2 实验器材和步骤3.3 实验数据记录和分析第四章：生活中的电流磁效应现象4.1 电风扇的运行原理4.2 电磁炉的加热原理4.3 磁悬浮列车的运行原理第五章：电流的磁效应应用5.1 电磁铁的制作和应用5.2 电动机的制作和应用5.3 发电机的制作和应用教学方法：1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生主动探究电流的磁效应。
2. 通过实验和生活中的实例，让学生直观地感受电流的磁效应。
3. 利用多媒体辅助教学，展示电流的磁效应的原理和应用。
教学评价：1. 课堂问答：检查学生对电流的磁效应概念的理解。
2. 实验报告：评估学生在实验中的操作能力和对实验数据的分析能力。
3. 课后作业：巩固学生对电流的磁效应的知识点掌握。
教学资源：1. 电流表和磁场传感器。
2. 实验器材：导线、电池、铁钉等。
3. 多媒体教学课件。
教学步骤：第一章：电流的磁效应简介1.1 引导学生思考电流和磁场之间的关系，引入电流的磁效应概念。
1.2 讲解电流产生磁场的规律，让学生了解电流方向和磁场方向的关系。
1.3 演示电流表的使用方法，让学生学会如何测量电流。
第二章：磁场传感器介绍2.1 讲解磁场传感器的工作原理，让学生了解磁场传感器的功能。
2.2 演示磁场传感器的使用方法，让学生学会如何操作磁场传感器。
2.3 分组实验，让学生亲身体验磁场传感器的操作和实验现象。
第三章：电流的磁效应实验3.1 讲解实验目的和意义，让学生明白实验的重要性。
电流磁效应的名词解释
电流磁效应的名词解释电流磁效应是物理学中一个重要的概念，描述了电流与磁场之间的相互作用关系。
它是通过麦克斯韦方程组的一部分进行描述的，其中包括了安培定律和法拉第电磁感应定律。
安培定律是描述电流产生磁场的原理。
安培定律表明，电流在导体周围产生的磁场的大小与电流的强度成正比，并与电流的方向有关。
换句话说，当电流通过一个导体时，会形成一个闭合的磁场环绕着导体。
这个磁场的方向遵循右手螺旋定则，即右手指向电流的方向，四指弯曲的方向就是磁场线的方向。
法拉第电磁感应定律是描述磁场对电流的作用的原理。
法拉第电磁感应定律表明，当磁场发生变化时，会产生感应电动势，导致电流在闭回路内流动。
这是因为磁场的变化将引起磁通量的变化，从而在导体内产生一个感应电动势。
这个感应电动势的大小取决于磁场变化的速率和导体的性质。
根据法拉第电磁感应定律，当导体内的电流发生变化时，也会产生磁场。
这就是电流磁效应的一种表现。
例如，当一个电流通过一段导线时，它会产生一个环绕着导线的磁场。
而当电流增大或减小时，磁场的强度也会相应地增大或减小。
这种现象常见于电磁铁或电磁线圈等电器设备中。
电流磁效应具有许多实际应用。
最常见的应用之一是电磁感应，它是电力和发电的基础原理之一。
在电磁感应中，通过改变磁场的变化来产生电流，从而转换为电能，实现发电。
这一原理被广泛应用于发电厂、变压器和电动机等电力设备中。
此外，电流磁效应还用于磁共振成像（MRI）技术。
MRI利用磁场和射频脉冲来生成数字图像，用于医学诊断和科学研究。
通过控制磁场的变化和测量感应电流，可以得到人体内部的详细结构图像。
在电子学领域，电流磁效应也广泛应用于调制和解调技术。
例如，AM（调幅）和 FM（调频）广播系统中使用的调制器和解调器就是通过改变电流和磁场的相互作用来传输和接收无线信号。
总结来说，电流磁效应描述了电流与磁场之间的相互作用关系。
安培定律和法拉第电磁感应定律是描述电流磁效应的重要定律。
九年级物理目录
九年级物理目录第一章：电学基础概念
1.1 电荷与电流的基本概念
1.2 电位与电压的定义
1.3 电阻与欧姆定律
1.4 电功率与电能
第二章：静电场与电荷
2.1 静电场的形成与特性
2.2 库仑定律及其应用
2.3 电场强度与电场线
2.4 电势与电势差
2.5 电容器与电容
第三章：电路与电能
3.1 电路的组成与分类
3.2 串并联电路的特性
3.3 电源与电动势
3.4 电能的传输与分配
第四章：电流与磁场
4.1 磁场的基本概念
4.2 电流的磁效应：奥斯特实验
4.3 安培定则与磁场方向
4.4 磁场强度与磁通量
第五章：电磁感应现象
5.1 电磁感应现象概述
5.2 法拉第电磁感应定律
5.3 楞次定律与感应电流的方向
5.4 互感与自感现象
第六章：内能与比热容
6.1 内能的概念与性质
6.2 温度与热量
6.3 比热容的定义与计算
6.4 热量传递的三种方式
第七章：内能操控与能量转化
7.1 热力学第一定律
7.2 热机的工作原理
7.3 效率与能源利用
7.4 热力学第二定律简介
第八章：电流与电路纪律
8.1 欧姆定律的应用与限制
8.2 焦耳定律与电热
8.3 基尔霍夫电流定律与电压定律
8.4 复杂电路的分析与计算
本目录旨在为学生提供一个九年级物理课程的全面概览，每一章节都涵盖了相关的核心概念和知识点。
通过学习这些内容，学生可以对电学、磁场与电磁感应、热力学等基础知识有深入的理解和掌握。
电流产生的磁效应
电流产生的磁效应电流产生的磁效应是一种基础的物理现象，它在我们日常生活中起着重要的作用。
本文将详细介绍电流产生的磁效应的原理和应用。
一、电流产生的磁效应原理电流产生的磁效应是由安培定律（Ampere's law）和洛伦兹力（Lorentz force）相互作用产生的。
安培定律表明，电流在导线中会产生一个围绕导线的磁场。
洛伦兹力则描述了磁场对电流的作用力，即磁场会对电流施加一个力，使其受到偏转或受力。
根据安培定律和洛伦兹力的原理，我们可以得出以下结论：1. 电流越大，产生的磁场越强。
这是因为电流的大小直接影响了磁场的强度。
2. 电流方向决定了磁场的方向。
根据右手螺旋定则，当电流方向为顺时针时，磁场方向是垂直于电流方向，指向导线内部；当电流方向为逆时针时，磁场方向则是指向导线外部。
二、电流产生的磁效应的应用电流产生的磁效应在许多设备和技术中都有广泛的应用。
以下是其中一些重要的应用：1. 电磁铁：电磁铁是利用电流产生的磁场来实现临时磁化的装置。
它广泛应用于电动机、发电机、磁悬浮列车等设备中。
通过控制电流的大小和方向，可以调节电磁铁的磁场强度和方向，从而实现对物体的吸附和释放。
2. 电磁感应：电磁感应是指磁场对电流的作用，它是电磁感应定律的基础。
根据电磁感应定律，当磁场的强度或方向发生变化时，会在导体中产生感应电流。
这一原理被广泛应用于发电机、变压器等设备中。
3. 磁共振成像：磁共振成像（MRI）是一种利用磁场和射频信号来获取人体或物体内部结构信息的技术。
在MRI中，通过在人体中产生强大的磁场，并施加射频脉冲，可以激发人体组织中的原子核共振，从而获取其信号并生成图像。
4. 磁记录：磁记录是指利用磁场对磁性材料进行信息存储的技术。
磁记录在磁带、硬盘、磁卡等存储介质中得到了广泛应用。
通过在磁性材料上施加外部磁场，并控制磁头的读写操作，可以实现信息的存储和读取。
5. 磁浮技术：磁浮技术利用电流产生的磁场来实现物体的悬浮和运动。
电流的磁效应与电磁感应现象
电流的磁效应与电磁感应现象电流的磁效应和电磁感应现象是电磁学中重要的基础概念，本文将对这两个概念进行详细的介绍和解释。
一、电流的磁效应电流的磁效应是指电流通过导体时产生的磁场现象。
根据安培环路定理，电流在导体周围产生一个环绕导体的磁场。
这个磁场的方向可以通过右手定则确定，即将右手的四指沿着电流方向指向导体，此时伸直的大拇指的方向就是磁场的方向。
电流的磁效应有着广泛的应用，例如电动机、发电机等，这些设备都是基于电流的磁效应原理工作的。
二、电磁感应现象电磁感应现象是指磁场变化时，周围导体中产生感应电流的现象。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场的磁通量变化时，导体中就会产生感应电流。
感应电流的方向可以通过楞次定律确定，即感应电流的方向总是阻碍磁场变化的。
电磁感应现象在许多电器设备中都有重要应用。
例如变压器、发电机等，这些设备都是基于电磁感应现象构建的。
三、电磁感应定律根据法拉第电磁感应定律，电磁感应电动势的大小和方向等于磁通量变化率的负值。
这一定律可以用数学公式表示为：ε = -dΦ/dt其中，ε表示感应电动势，dΦ表示磁通量的变化量，dt表示时间的变化量。
电磁感应定律是研究电磁感应现象的基础，通过该定律可以定量地描述磁场变化时感应电动势的大小和方向。
四、应用举例1. 电感电感是利用电流的磁效应产生感应电动势的元件。
当电流通过电感线圈时，会在线圈周围产生磁场，而磁场的变化又会在线圈中产生感应电动势。
电感在电路中的应用十分广泛，如滤波器、变压器等。
2. 电磁感应线圈电磁感应线圈是利用电磁感应现象将机械能转化为电能或者电能转化为机械能的装置。
例如发电机，它利用磁场的旋转和导线线圈中电流的感应产生电能。
3. 电磁铁电磁铁是利用电流的磁效应产生磁力的装置。
当电流通过导线圈绕制的铁芯时，可以使铁芯产生磁力，从而实现吸附和释放物体的功能。
电磁铁在电磁吸盘、电磁推动器等方面有着广泛的应用。
结论电流的磁效应和电磁感应现象是电磁学中的重要概念。
第二节电流的磁效应PPT课件(初中科学)
磁场方向与电流方向有关
再现奥斯特实验……
结论：
1、通电导体周围存在磁场，磁感线的散布是以 导线为圆心的一系列同心圆 2、通电导体周围磁场的方向与电流的方向有
法国物理学家安培用通电 螺线管也做了类似的实验……
＋
－
螺线管
安培 1775—1836
通电螺线管的周围也存在着磁场
课堂小结
1、奥斯特实验，通电导线周围存在磁场
2、直导线周围磁场散布；磁场方向判定
3、通电螺线管周围磁场散布；磁场方向 判断
N
S
S
N
N
S
练习
4．图示为一矩形通电线圈，线圈内的“×”和线圈外的 “·”表示电流磁场的磁感线的方向。请根据磁感线的方向在图 上标出通过线圈的电流方向。
提示：矩形线圈相当于 只有一圈的螺线管，螺线管 内部的磁感线由南极指向北 极。
“×”表示磁感线垂直纸面向里，犹如箭尾；“ ·”表示 磁感线垂直纸面向外，犹如箭头。
也可以说：大拇指所指
的方向是螺线管内部磁感线
的方向。
练习
1．在图中已给出通过螺线管的电流方向，请用右手螺旋定则 判定螺线管的极性，并在原图上示意地画出上下两条磁感线。
N
SS
N
2．在图中已给出通电螺线管两端的 极性，请用右手螺旋定则判定通过螺线 管的电流方向，并标在图上。
练习
3． 根据各图所示磁感线方向或磁针N极所指的方向，画出电 池的符号，并标出通电螺线管的N、S极和导线中的电流方向。
通电螺线管
的磁场与条形磁铁 的磁场类似。
通电螺线管也有两个磁极
用撒铁屑的方法显示通 电螺线管的磁场感线 的方向跟电流的方向有关。
电流的磁效应
电流的磁效应电流与磁场是密切相关的两个物理现象，它们之间存在着一种相互作用关系，即电流产生磁场，而磁场也可以影响电流。
这种相互作用的现象被称为电流的磁效应。
本文将探讨电流的磁效应的原理、应用和实验。
一、电流产生磁场的原理根据奥斯特定律（Ampère's circuital law），通过直导线产生的磁场可以用公式B=μ_0*I/(2π*r)来描述，其中B为磁感应强度，μ_0为真空磁导率，I为电流强度，r为距离直导线的距离。
在一条直导线中，电子流以一定的速度向正方向流动，正电流则以相同的速度向反方向流动。
当电流通过导线时，电子的运动会产生一个由圆心指向导线的方向的磁场，该磁场形成了一种闭合的磁力线。
根据右手定则，可以确定这些磁力线的方向。
二、电流的磁效应的应用1. 电磁感应：电流的磁效应是电磁感应现象的基础。
根据法拉第电磁感应定律，磁场的变化可以导致感生电动势产生，从而产生感应电流。
这一原理被广泛应用于变压器、发电机等电磁设备中。
2. 电磁铁：电流通过线圈时，产生的磁场可以使铁芯具有磁性，形成强大的吸引力。
这种由电流产生的磁性效应被应用于电磁铁，用于各种机械和电子设备中，如电磁锁、电磁驱动器等。
3. 电流表和电磁泵：电流的磁效应也被应用于电流表和电磁泵中。
电流表是用来测量电流强度的仪器，利用电流通过线圈时产生的磁场来感应转动指针，从而测量电流的大小。
电磁泵则利用电流通过线圈时的磁场产生的力来推动液体流动，广泛应用于工业领域。
三、电流的磁效应的实验为了验证电流的磁效应，我们可以进行如下实验：1. 安培环路定理实验：将一段直导线固定成一个闭合的环形，通过闭合回路的电流通量可以放大磁场的效应。
2. 李银河实验：将一条长直导线放置于一块磁铁上，通过测量导线两侧的磁感应强度的变化来推断磁场的存在。
3. 洛伦兹力实验：将一条直导线通过电流，并将其放置于一个磁场中，即可观察到导线会受到一个力的作用，这一力称为洛伦兹力。
电流的磁效应与电磁感应知识点总结
电流的磁效应与电磁感应知识点总结电流的磁效应和电磁感应是电磁学中非常重要的概念，它们对我们理解电磁现象和应用电磁技术具有重要意义。
本文将从电流的磁效应和电磁感应两个方面进行知识点总结。
一、电流的磁效应电流的磁效应是指通过导体中的电流产生磁场的现象。
根据安培定律，电流元素所产生的磁场的强度与电流元素、距离以及磁场方向之间存在一定的关系。
具体来说，可以总结为以下几个关键知识点。
1. 安培定律：安培定律是描述电流元素所产生磁场的定律。
根据安培定律，电流元素所产生的磁场的强度与电流元素成正比，与距离成反比，与靠近电流元素的位置的方向有关。
数学上可以表示为B =(μ0/4π) * (I * dl × r / r^3)，其中B为磁感应强度，I为电流，dl为电流元素，r为距离，μ0为真空中的磁导率。
2. 磁感应强度的方向规律：电流元素所产生的磁感应强度的方向与电流元素所在的位置关系密切。
具体规律如下：- 对于直线电流元素，其所产生的磁感应强度垂直于电流元素所在的平面且方向由右手定则确定。
- 对于螺线电流元素，其所产生的磁感应强度沿着螺线的轴线方向，并且由右手螺旋定则确定。
3. 磁场的叠加原理：由于电流可以视为由许多电流元素组成，因此通过叠加每个电流元素所产生的磁感应强度，可以得到整个导体所产生的磁场的强度和方向。
二、电磁感应电磁感应是指磁场变化时，在磁场中的导体内会有感应电流产生的现象。
电磁感应是由法拉第电磁感应定律描述的，它与电动势、磁通量以及导体的运动状态等因素相关。
以下是电磁感应的一些关键知识点。
1. 法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律是描述导体中感应电动势的规律。
根据法拉第电磁感应定律，导体中感应电动势的大小与导体所受磁通量的变化率成正比。
数学上可以表示为ε = -d(Φ)/dt，其中ε为感应电动势，Φ为磁通量，t为时间。
2. 楞次定律：楞次定律是描述感应电流方向的规律。
根据楞次定律，感应电流的方向总是使得产生感应电流的磁场的磁通量变化趋于减小。
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4.2电流的磁效应
日期
星期
科长签字
教学
知识目标：掌握磁场对电流的作用
能力目标：了解安培定则
素质目标：培养学生应用电流的磁效应的兴趣
重点
与难点
重点：磁场对电流的作用
难点：安培定则
工作任务：
当你在电流旁边放一小磁针时，你发现了什么？
导向/信息：
磁场总是伴随电流而存在的，场的现象称为电流的磁效应。
1.奥斯特试验
（1）通电直导体产生的磁场
一根直导体通入电流后，导体周围将产生磁场，其磁感线是以导体为圆心的同心圆，方向与电流的方向有关，可用右手定则判断：右手握住直导体，用大拇指指向电流方向，则其余四指弯曲的方向就是磁场的方向。
（2）通电线圈产生的磁场
把导体绕成螺旋状并且通入电流，也能产生磁场，通电线圈相当于一块条形永久磁铁的磁场；通电导体的磁场强弱不仅与电流的大小有关，而且与线圈匝数有关；通电线圈磁场方向也可以用右手定则确定：右手握住线圈，用弯曲的四指指向电流方向，则拇指所指的方向就是产生磁场N极的方向。
VH=RHIHB/D
式中VH---霍尔电压，V;
RH---霍尔系数，M3/C;
IH---电流，A;
B---磁感应强度，T;
D---基片厚度，M。
由上式可知，当通过半导体基片的电流IH为一定时，霍尔电压与磁感应强度B成正比，即霍尔电压随磁感应强度大小而变化。汽车电子点火系统中的霍尔点火信号发生器就是利用霍尔效应原理制成的。
F=BIL
式中F----电磁力，N；
I----电流，A；
L----导体在磁场中的有效长度，M。
载流直导线在磁场中的受力方向可用用左手定则判断：将左手伸开，拇指与四指相互垂直，让磁力线垂直穿过手心，四指指向电流方向，则拇指所指的方向就是导体受力的方向。
2.磁场对通电线圈的作用
研究磁场对通电线圈的作用更有实际意义，因为在汽车电器中许多直流电动机，如刮水器、电动机、空调鼓风机和启动机的直流电动机等都是利用这一原理制成的。
3.磁场对通电半导体元件的作用
1879年,就读于美国ห้องสมุดไป่ตู้普金斯大学研究所的霍尔从观察中发现,把一块半导体基片(霍尔元件)放在磁场中,当在与磁场垂直的方向上通以电流时,则在与磁场和电流相垂直的横向侧面上产生电压.这一现象命名为霍尔效应,如图所示。
实验证明：霍尔效应中产生的电压VH(霍尔电压)的大小与通过半导体基片电流IH，和磁场的磁感应强度B成正比，与基片的厚度D成反比，即
通电线圈在磁场中的转矩等于力偶中的任意一个力与力偶臂的乘积；即
M=F1XL2=BIS=øI
式中M—线圈中受到的电磁转矩，NXM;
B----均匀磁场的磁感应强度，T;
I----线圈中的电流，A;
S----线圈的面积，M2。
如图所示，若线圈线圈转角为α，则线圈的转矩为M=BISCOSα
上式为单匝线圈的表达式，如果矩形线圈匝数为N,则转矩为M=NBISCOSα
丹麦物理学家奥斯特于1820年发现电流的周围存在磁场。奥斯特发现电流磁效应的实验，引起了安培注意，使他长期信奉库仑关于电、磁没有关系的信条受到极大震动，紧接着安培根据此现象提出解释，他集中全部精力研究，两周后就发表了磁针转动方向和电流方向的关系及右手定则的报告,以后这个定则被命名为安培定则。
2.安培定则
3.磁场对电流的作用
安培在1820年实验中发现：在两个平行导线中，通以电流，则平行导线之间会产生作用力。在相距1M的平行导线中通上1A的电流时，其间会产生相当于2X10-7N的力。若两个平行导线的电流方向相同，则其间就会产生吸引力，若电流方向相反，则产生排斥力，因为一条导线对于自己所建立的磁场并不能产生作用力，而需与另外一条导线所建立的磁场发生关系，来产生彼此间的作用力。因此该实验得出一重要结果，即通有电流的导线将和邻近磁场的磁力线发生作用力，称这种作用力为磁场力。
（1）通电线圈在磁场中的受力分析
如图所示，在均匀磁场中放置一个可绕轴OO1转动的通电矩形线圈ABCD.已知AD=BC=L1;AB=CD=L2。当线圈与磁感线平行时，因AB边和CD边与磁感线平行，所受到的电磁力为零，此边称为无效边；而与磁力线垂直的边受到的电磁力最大，此边称为有效边。
根据左手定则可知，两条有效边的受力方向正好相反并且不在同一条直线上，因而形成一对力偶，使线圈在磁场绕中心轴转动。
小结----
本节讲解电流的磁场、磁场对电流的作用。
教学后记----
问答式
1.磁场对通电直导线的作用
如图所示，在U型磁铁中悬挂一根直导体，并且使导体垂直于磁感线，导体两端分别连接于蓄电池的两极上，未通电时，导体是静止的，如果接通电源，导体就向另一边运动，最后到达一个新的位置而平衡下来，若改变电流方向或对调磁极，导体就向另一边运动。
实验证明：在均匀磁场中，通电导体受到一个（即电磁力）的作用，其大小与磁感应强度B成正比，与导体中电流成正比，与导体在磁场中的有效长度成正比，即