通电螺线管的磁场
通电螺线管的磁场_教案
教学目标
1．知识与技能： （1）知道电与磁有密切的联系。 （2）知道电流周围存在磁场。 （3）知道通电螺线管对外相当于一条形磁铁。 （4）会用右手螺旋定则确定通电螺线管的磁极或螺线管上的电流方向。
2．方法与过程： （1）通过观察通电直导线磁场和通电螺线管的磁场的实验，进一步发展空间想象力。 （2）通过将通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场作比较，提高学生比较、分析、归纳、
电螺线管的 和条形磁铁磁场
磁场
分布的对比，
渗透基本的物理 研究方法。
引导分析：如何 用小电流获得较 强磁场？
帮助学生设计并 演示实验。
演示实验：通电 螺线管周围铁屑 分布
学生设计并演 示：探究通电螺 线管周围的磁场 方向和电流方向 是否有关？
通过和条形磁 1．用提前录制
铁磁场分布的 的视频展示通电
对比，渗透了 螺线管的绕制方
查漏补缺
题，可以增加教 师练习题的可选
择性，教择不同难度的
练习。
6 分钟
3/3
总结的能力 3．情感态度与价值观：
（1）通过认识电和磁之间的联系，并亲自设计实验，体验探索自然的奥秘的乐趣，培养 学生的学习热情，初步领会探索物理规律的方法。
（2）通过渗透物理学史的知识，培养学生大物理的视角。
教学过程
教学阶段
教师活动
学生活动
设置意图
技术应用
时间 安排
回顾旧知对 比思考
引出课题
提问：根据以前 学过的知识，电 和磁之间有什么 联系
基本的物理研 法代替教师现场
究方法。
绕制，增加可视
性。 通过学生设计
并演示实验， 2．视频展示通
发挥了学生学 电螺线管周围铁
探究通电螺线管外部磁场的方向实验报告
探究通电螺线管外部磁场的方向实验报告下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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本实验旨在探究通电螺线管外部磁场的方向，了解电流通过螺线管时所产生的磁场特性。
「通电螺旋管磁场方向的判断方法」
通电螺线管磁场和电流方向的判断判断通电螺线管磁场和电流的方向是中考常考的知识点，如果能掌握正确的方法,很容易判断出通电螺线管的磁场和电流的方向。
一.根据电流的方向来判断磁场的方向例1．（2010年临沂市).如图１所示,通电螺线管左端小磁针N 极指向正确的是.解析：由图可知,电流在通电螺线管外侧的方向是向下的,根据安培定则，四指弯向电流的方向，拇指指向通电螺线管的左侧,即左侧为通电螺线管的N 极。
根据磁极间的相互作用,同名磁极相斥,异名磁极相吸的原理。
小磁针静止时,小磁针的Ｓ极靠近螺线管的N 极。
应选A点拨：根据电流方向判断磁场方向时,先确定通电螺线管中电流的方向,然后用右手的四指弯向电流的方向,大拇指的指向就是磁场的N 极。
在根据磁极间的相互作用,同名磁极相斥,异名磁极相吸的原理判断小磁针的方向二.根据小磁针的方向判断螺线管磁场的方向和电流的方向例2．通电螺线管旁的小磁针静止如图３所示，判断正确的是（ )Ａ．螺线管ａ端为N 极,电源c 端为正极B ．螺线管a 端为Ｓ极,电源c 端为负极C.螺线管a 端为N 极,电源ｃ端为负极D ．螺线管a 端为S 极，电源c 端为正极解析：根据图可知小磁针右端为S 极,可知螺线管的a 侧为N 极。
把拇指指向N 极,四指的弯曲方向就是电流的方向，在通电螺旋的外侧电流是向上的，即电源d 端为正极,电源c 端为负极。
应选C点拨:小磁针的方向判断通电螺旋中磁场的方向,依据的是磁极间的相互作用。
确定磁场方向后再根据安培定则来判断螺线管中电流的方向，从而确定电源的正负极。
三.根据磁感线的方向判断磁场方向和电流方向例３.(2010年扬州市)电磁铁和永磁体产生的磁场如图４所示,请标出永磁体A 左端的磁极和电磁铁电源的 “十”、“-”极。
解析：磁体周围的磁感线从磁体的Ｎ出来回到磁体的S 极,由此图1 图 3图4电源S可判断永磁体A 左端的磁极为Ｎ极,电磁铁的右端为N 极,根据安培定则可知电源的左端为正极,右端为负极点拨:由磁体的磁感线的方向可以判断出磁体的N 、S 极,在根据安培定则判断电流的方向，从而判断电源的正负极四.根据磁场方向和电流的方向确定绕线的方向例4.(20１0年十堰市)受通电螺线管产生磁场的作用,小磁针静止时处于如图5所示的状态,请画出螺线管导线的绕向。
霍尔法测量通电螺线管内的磁场分布实验讲义
用上述测量数据得到的斜率 U ，以通电螺线管中心点磁感应强度理论计算值为标准 I M
值，计算 95A 型集成霍尔传感器的灵敏度 K。
对于有限长螺线管来说，管中的磁感应强度理论计算值为 B 0
N L2 D2
IM
。95A
型集
成霍尔传感器的灵敏度 K 的定义为 K U 。由此可知，对于有限长螺线管，集成霍尔传
点，那么式(9)可写作：
B
1 2
0
N L
I
l0 x
R2 l0 x2
l0 x
R2
l0
x2
(12)
由式(12)可求得螺线管中心（ x 0 ）处的磁感应强度为：
B0 0
NI L2 D2
(13)
同样，可求得螺线管两端，如右端（ x l0 ）处的磁感应强度为：
BL
2
1 2
0
N L2 R2
当螺线管无限长时，在螺线管中心， 1=0、2 ，则磁感应强度为
B
0
N L
I
(10)
在两端，如左端， 1 0,
2
2
，仍带入式（9），求出端部的磁感应强度为
B
1 2
0
N L
I
(11)
可见无限长螺线管螺线管两端的磁感应强度值等于螺线管中心的磁感应强度值一半。
图 3 螺线管剖面示意图
若螺线管的长度有限，设长度为 L 2l0 ，直径为 D 2R ，取螺线管的中点 O 为 x 轴的原
片（图中所示为 n 型半导体，其载流子为带负电荷的 w
电子），且磁场 B 垂直作用于该半导体，则由于受到洛
伦茨力的作用，在薄片 b 侧将有负电荷积聚，使薄片
b 侧电势比 a 侧低。这种当电流垂直于外磁场方向通 过半导体时，在垂直于电流和磁场的方向，半导体薄
螺线管磁场强度分布
螺线管磁场强度分布
螺线管是一种常见的电磁元件，广泛应用于电子设备中。
它通过通电产生磁场，具有重要的电磁性质。
本文将从螺线管磁场强度分布的角度进行探讨。
螺线管的磁场强度分布是指在螺线管周围空间中，磁场强度的大小和方向的变化规律。
螺线管的磁场强度分布与其结构和通电方式有关。
螺线管的磁场强度与电流的大小成正比。
当通入螺线管的电流增大时，磁场强度也相应增大。
这是因为电流通过螺线管时，会在螺线管周围产生磁场，磁场的强度与电流大小成正比。
螺线管的磁场强度与线圈的匝数有关。
匝数越多，磁场强度越大。
这是因为螺线管的匝数决定了电流在螺线管中的流动路径长度，路径长度越长，磁场强度越大。
螺线管的磁场强度分布也与空间位置有关。
在螺线管近处，磁场强度较大；而在螺线管远处，磁场强度逐渐减小。
这是因为磁场具有空间衰减性质，随着距离的增加，磁场强度逐渐减小。
螺线管的磁场强度分布还受到外部磁场的影响。
当螺线管周围存在其他磁场时，会对螺线管的磁场强度分布产生影响。
例如，当外部磁场与螺线管的磁场方向相同时，螺线管的磁场强度会增强；当外
部磁场与螺线管的磁场方向相反时，螺线管的磁场强度会减小。
总结起来，螺线管的磁场强度分布受到多种因素的影响，包括电流大小、线圈匝数、空间位置和外部磁场等。
了解螺线管的磁场强度分布有助于我们更好地理解和应用螺线管的电磁性质。
在实际应用中，我们可以根据需要调整螺线管的参数，以获得所需的磁场强度分布。
这对于各种电磁设备和系统的设计和优化具有重要意义。
螺线管磁场测定图表vh的计算公式
螺线管磁场测定图表vh的计算公式一个是场强积分，利用单匝线圈在中轴线上一点的磁场（这个也需要积分），再进行积分，计算量大。
另一个比较简单，利用环路定理，取一个长方形回路，其中两条边和螺旋管的轴线平行，并且一个在内部，一个在外部，另外两条垂直轴线，然后积分，其中，垂直的两条边和外部的一条边积分都为零，内部的那条边积分为BL（L是边长），BL＝u0*n*L*I，所以B＝u0*n*I，其中n是匝密度。
由通电线圈组成的，通电螺线管外部的磁感线是从螺线管的北极发出并回到南极。
但是，在通电螺线管内部的磁场方向是从螺线管的南极指向北极。
螺线管的磁场强度计算公式
螺线管的磁场强度计算公式
我们要找出螺线管的磁场强度计算公式。
首先，我们需要了解螺线管的结构和磁场的基本性质。
螺线管是由导线绕在一个圆柱形骨架上形成的线圈。
当电流通过螺线管时，它会产生一个环绕螺线管的磁场。
磁场强度H在螺线管中是一个矢量，其大小和方向取决于电流密度和导线的绕法。
磁场强度H的公式通常基于安培环路定律和磁场的定义来推导。
对于一个长螺线管，其磁场强度H的公式可以简化为：
H = μ0 × I / (2π × r)
其中：
μ0 是真空中的磁导率，约为4π × 10^-7 T·m/A。
I 是通过螺线管的电流，单位是安培（A）。
r 是螺线管的中轴线半径，单位是米（m）。
这个公式告诉我们，在螺线管中某一点的磁场强度H与通过螺线管的电流I 成正比，与该点到中轴线的距离成反比。
请注意，这个公式仅适用于长螺线管，并且假设电流均匀分布。
对于短螺线管或非均匀电流分布的情况，公式可能需要更复杂的修正。
通电螺线管磁场特点
通电螺线管磁场特点
1 基本特征
电螺线管是一种常见的电磁元件，它的磁场特性是利用电流通过
线管来产生的。
电螺线管磁场具有一定的布局，其主要特点包括：受
管状物影响而发生磁耦合，沿着螺线管循环磁流，垂直于螺线管产生
磁场，呈现出由多个锥形结构组成的磁场。
2 磁场类型
电螺线管的磁场可分为直线磁场和圆柱磁场。
直线磁场在螺线管
外部表现为半径逐渐增大的锥形磁场，是沿着螺线管的长轴表示的；
圆柱磁场的锥形是垂直于螺线管的长轴的，它沿着线管的周向循环。
3 力矩效应
当螺线管的磁场连接到一个绕组线则它们之间会产生互相作用，
这种作用力称为磁阻力。
磁阻力还可以产生力矩，并使绕组线在螺线
管内旋转，这就是力矩效应。
另外，电螺线管的磁场实质上是静的，只在外边界上有改变。
由
于系统的安定问题，在某些特定情况下，当一个电流经过螺线管时，
磁场会随着时间而发生改变。
4 振荡特性
当两个螺线管处于一定的空间距离时，它们之间存在着振荡效应，互相影响，使得电流循环它们之间。
这种振荡扰动效应实质上是一种
无穷量僵固现象，其中电流在沿着两个螺线管之间一直循环，无法停止。
5 其他特性
电螺线管还具有非常强的电感，它的反应速度非常快，而且不会受外界环境的影响，也不易产生热量，被广泛用于频率调谐器、音频发生器等电子设备中。
总之，电螺线管磁场具有众多优点，对于电子设备非常重要，在很多应用领域都有重要的作用。
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安培定则
用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管 中的电流方向，则大拇指所指的那端就是 通电螺线管的北极。
S
N
N
S
N
S
S
N
N
S
S
N
-
+
N
S
N
S
• 6、当电磁铁线圈中有电流通过时，小磁 针静止在如图所示的位置上，则电源的A 负 端是____极．
7、如图所示，以下两个通电螺线管一定 吸引 互相_______（填吸引或排斥）
-
+
N N
-
+
N
S N
奥斯特实验
通电导线周围存在磁场 。 比较a、c： 比较a、b： 磁场方向跟电流方向有关 。 导线与磁针平行摆放； 实验中注意： 通电时间不易太长 。
通电导体 磁场 电流的磁场 磁场 条形磁体 磁极
奥斯特
电流方向 右手螺旋定则 四指 大拇指 右
通电电流方向相反，小磁针偏转方向
相反 ______．
电流方向 说明：磁场方向与___________有关.．
奥斯特实验说明：
1、通电导线（电流）周围存在磁场，
这一现象叫做电流的磁效应
2、磁场方向随电流方向改变而改变
探究通电直导线周围的磁场
A存在磁场！
A、C： 电流的磁场方向与电流方向有关！
温故知新：
1、磁体周围存在着 2、磁场的基本性质是_____________________.. 3、画出下图中条形磁铁周围的磁感线.
S
N
通电螺线管的磁场
19世纪丹麦物理学家，第一个 成功的发现电与磁之间的联系
（一）奥斯特实验
观察到的物理现象
偏转 通电时小磁针发生______； 不偏转 断电时小磁针__________； 磁场 说明：通电导线周围存在_____．
（二）通电螺线管的磁场
（二）通电螺线管的磁场
1、通电螺线管外部磁场与条形磁体磁场相似。 它的两端相当于磁极
2、改变电流方向时，通电螺线管的磁场方 向也跟着改变（N、S极对调）
3、通电螺线管内部的磁场方向由S极指向 N极（外部N出S入）
右手螺旋定则（安培定则）
• 通电螺线管两端的 磁极性质跟电流方 向的关系用右手螺 旋定则来判断 • 用右手握住螺线管， 让四指弯曲且与螺 线管中电流的方向 一致，则大拇指所 指的那端就是通电 螺线管的北极。