16.2 奥斯特的发现
知识点一 电流的磁场
1.实验探究:观察通电直导线周围的磁场。
实验器材:干电池、导线、小磁针。
实验装置:用一根导线直接连接在一节干电池的两极上(目的是取得比较大的电流),使导线的一部分呈南北方向水平拉直,平行地放在能自由转动的小磁针的上方。
探究过程:
实验
探究
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甲:通电
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乙:断电
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丙:改变电流方向
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现象
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导线中有电流通过时,小磁针发生偏转
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导线中无电流时,小磁针不发生偏转
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对调接在导线上电池的两极,改变电流的方向,小磁针发生反向偏转
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分析
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小磁针发生偏转,说明小磁针受到磁场的作用,即电流周围存在着磁场
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小磁针不发生偏转,说明小磁针没有受到磁场的作用,没有电流也就没有磁场
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电流方向改变时,小磁针的转动方向改变,说明磁场方向也改变
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探究归纳:(1)电流周围存在着磁场;(2)电流周围磁场的方向跟电流的方向有关,电流方向改变,磁场方向也随着改变。
2.奥斯特实验:以上实验就是奥斯特实验,奥斯特实验说明通电导体和磁体一样,周围存在着磁场。
3.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。
温馨提示:在做奥斯特实验时,应注意三点:(1)为了避开地磁场的影响,不要东西方向布设导线,即导线要与静止在南北方向的小磁针平行;
(2)为使实验现象明显,应使电流较大,同时导线与小磁针间距离不要太远;
(3)为了保护电源,实验时通电时间不宜过长。
例1 如图所示,在观察奥斯特实验时,小明注意到置于通电直导线下方小磁针的N极向纸内偏转。小明由此推测:若电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方时,小磁针也将发生偏转。请你说出小明推测的依据是:____________________,你认为小磁针的N极会向________(选填“纸内”或“纸外”)偏转。
解析:电荷的定向移动形成电流,所以电子的定向移动也能形成电流,电子带负电,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,这个电流形成的磁场方向与原磁场方向相反,因此,小磁针的N极会向纸外偏转。
答案:电子的定向移动形成电流,电流周围存在磁场 纸外
知识点二 通电螺线管的磁场 精练版P5
1.螺线管:把用导线在圆柱形空心筒上绕成的螺纹状线圈,叫做螺线管。螺线管是一种重要的电磁器件。
2.实验探究:通电螺线管外部的磁场分布。
如图所示,在有机玻璃板上安装一个用导线绕成的螺线管,板面上均匀地撒满铁屑,再给螺线管通电,并轻敲有机玻璃板,观察螺线管周围的铁屑的分布情况。
探究归纳:我们发现通电螺线管周围的铁屑分布形状与条形磁铁一样,说明通电螺线管周围存在磁场,其周围的磁场与条形磁铁的磁场相似。
3.通电螺线管外部的磁场分布与条形磁铁周围的磁场相似,两端相当于条形磁铁的N、S极,其内部也存在磁场,且内部磁感线的方向由S极指向N极。也就是说,放在通电螺线管内静止的小磁针N极所指的那一端,就是通电螺线管的N极。通电螺线管内部的磁感线与外部从N极到S极的磁感线组成闭合的曲线。