5.3探究电流周围的磁场探究电流周围的磁场如下图所示，当导线中没有通过电流时，磁针沿南北取向，如下图所示，当导线中没有通过电流时，磁针沿南北取向，但当导线中通过电流时，磁针就会发生偏转，当电流反向时，但当导线中通过电流时，磁针就会发生偏转，当电流反向时，磁针也将反向偏转！这是为什么呢？通电直导线周围的磁场分磁针也将反向偏转！这是为什么呢？通电直导线周围的磁场分布有何特点？布有何特点？1基本定义基本定义用用右右手手握握住住导导线线，让让伸伸直直的的大大拇拇指指所所指指的的方方向向跟跟电电流流的的方方向向一一致致，弯弯曲曲的的四四指指所所指指的的方方向向就就是是磁磁感感线线的的环环绕方向如图所示绕方向如图所示2要点剖析要点剖析(1)环形电流的磁场：如下图所示由甲图过渡到乙图环形电流的磁场：如下图所示由甲图过渡到乙图四四指指绕绕向向为为电电流流方方向向，则则拇拇指指方方向向即即为为环环形形电电流流中中心心轴轴线线上磁感线方向上磁感线方向(2)通通电电螺螺线线管管的的磁磁场场，如如下下图图所所示示右右手手握握住住螺螺线线管管，四四指环绕电流方向，拇指方向即为螺线管内磁感线的方向指环绕电流方向，拇指方向即为螺线管内磁感线的方向3思维拓展思维拓展(1)直直线线电电流流的的磁磁场场强强弱弱与与距距离离导导线线的的距距离离有有关关，离离导导线线越越近，磁场越强，离导线越远，磁场越弱近，磁场越强，离导线越远，磁场越弱(2)通通电电螺螺线线管管的的磁磁场场分分布布：外外部部与与条条形形磁磁铁铁外外部部的的磁磁场场分分布布情情况况相相同同，两两端端分分别别为为N极极和和S极极管管内内(边边缘缘除除外外)是是匀匀强强磁磁场场，磁场方向由磁场方向由S极指向极指向N极极(3)通通电电螺螺线线磁磁场场几几种种常常用用的的磁磁感感线线不不同同的的画画法法，如如下下图图所所示示(4)奥斯特实验奥斯特实验(电流磁效应的发现电流磁效应的发现)1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，导线通电后，其下方年，丹麦物理学家奥斯特发现，导线通电后，其下方的与导线平行的小磁针发生偏转，如图所示的与导线平行的小磁针发生偏转，如图所示4易误警示易误警示本本节节学学习习的的安安培培定定则则易易与与以以后后要要学学习习的的左左手手定定则则、右右手手定定则则混混淆淆，理理解解各各定定则则适适用用于于哪哪类类物物理理现现象象，是是避避免免错错误误的的关关键键安安培培定定则则适适用用于于电电流流产产生生磁磁场场的的问问题题，只只要要属属于于该该类类问问题题，不不管管是是由由电电流流方方向向确确定定磁磁场场方方向向，还还是是由由磁磁场场方方向向确确定定电电流流方方向，均应利用安培定则向，均应利用安培定则1经典表述经典表述安培分子电流假说内容安培分子电流假说内容安安培培认认为为，在在原原子子、分分子子等等物物质质微微粒粒的的内内部部存存在在着着一一种种环环形形电电流流分分子子电电流流，分分子子电电流流使使每每个个物物质质微微粒粒都都成成为为微微小小的的磁磁体，分子的两侧相当于两个磁极，如图所示体，分子的两侧相当于两个磁极，如图所示2应用技巧应用技巧(1)安培假说对有关磁现象的解释安培假说对有关磁现象的解释磁磁化化现现象象：一一根根软软铁铁棒棒，在在未未被被磁磁化化时时，内内部部各各分分子子电电流流的的取取向向杂杂乱乱无无章章它它们们的的磁磁场场互互相相抵抵消消，对对外外不不显显磁磁性性，当当软软铁铁棒棒受受到到外外界界磁磁场场的的作作用用，各各分分子子电电流流取取向向变变得得大大致致相相同同时时，两端显示较强的磁作用，形成磁极，软铁棒就被磁化了两端显示较强的磁作用，形成磁极，软铁棒就被磁化了磁磁体体的的消消磁磁：磁磁体体在在高高温温或或猛猛烈烈敲敲击击，即即在在激激烈烈的的热热运运动动或或机机械械运运动动影影响响下下，分分子子电电流流取取向向又又变变得得杂杂乱乱无无章章，磁磁体体磁磁性消失性消失安安培培提提出出分分子子电电流流假假说说时时，人人们们还还不不知知道道物物质质的的微微观观结结构构：电电子子绕绕原原子子核核高高速速旋旋转转，所所以以称称为为假假说说，但但现现在在我我们们知知道道分分子子电流假说是真理电流假说是真理分子电流假说揭示了电和磁的本质联系分子电流假说揭示了电和磁的本质联系(2)磁现象的本质磁现象的本质安安培培的的分分子子电电流流假假说说揭揭示示了了磁磁性性的的起起源源，它它使使我我们们认认识识到到磁磁体体的的磁磁场场和和电电流流的的磁磁场场一一样样，都都是是由由电电荷荷的的定定向向运运动动产产生生的的例例如如：假假设设地地球球的的磁磁场场是是由由于于地地球球带带某某种种电电荷荷而而又又绕绕地地轴轴自转产生的，你认为地球带什么电荷？自转产生的，你认为地球带什么电荷？【解解析析】由由于于地地理理北北极极在在地地磁磁南南极极附附近近，故故地地球球内内部部磁磁场场方方向向是是由由北北向向南南，而而地地球球自自转转方方向向是是自自西西向向东东，据据安安培培定定则则知地球应带负电荷知地球应带负电荷 在在如如下下图图所所示示各各图图中中，分分别别给给出出了了导导线线中中的的电电流流方方向向或或磁磁场场中中某某处处小小磁磁针针N极极的的指指向向或或磁磁感感线线方方向向请请画画出出对对应应的的磁磁感线感线(标上方向标上方向)或电流方向或电流方向【解析解析】用安培定则来判断，分别如下图中各图所示用安培定则来判断，分别如下图中各图所示【答案答案】见解析见解析通通过过本本例例既既要要掌掌握握几几种种通通电电导导体体周周围围的的磁磁场场分分布布情情况况，又又要熟练掌握安培定则要熟练掌握安培定则1如如右右图图所所示示，一一根根通通电电直直导导线线放放在在磁磁感感应应强强度度B1 T的的匀匀强强磁磁场场中中，在在以以导导线线为为圆圆心心，半半径径为为r的的圆圆周周上上有有a、b、c、d四个点，若四个点，若 a点的实际磁感应强度为点的实际磁感应强度为 0，则下，则下 列说法中正确的是列说法中正确的是()A直导线中电流方向是垂直纸面向里直导线中电流方向是垂直纸面向里Bc点的实际磁感应强度也为点的实际磁感应强度也为0Cd点实际磁感应强度为点实际磁感应强度为2 T，方向斜向下，与，方向斜向下，与B夹角为夹角为45D以上均不正确以上均不正确【答案答案】A 用安培提出的分子电流假说可以解释下列哪些现象用安培提出的分子电流假说可以解释下列哪些现象()A永久磁铁的磁场永久磁铁的磁场B直线电流的磁场直线电流的磁场C环形电流的磁场环形电流的磁场 D软铁棒被磁化的现象软铁棒被磁化的现象【解解析析】分分子子电电流流假假说说是是安安培培为为解解释释磁磁体体的的磁磁现现象象而而提提出出的的，所所以以选选项项A、D是是正正确确的的而而通通电电导导线线周周围围的的磁磁场场是是由由其其内内部部自自由由电电荷荷定定向向移移动动而而产产生生的的宏宏观观电电流流产产生生的的分分子子电电流流和和宏观电流虽然都是运动电荷引起的，但产生的原因是不同的宏观电流虽然都是运动电荷引起的，但产生的原因是不同的【答案答案】AD磁磁体体的的磁磁场场和和电电流流的的磁磁场场一一样样，都都可可归归结结为为运运动动电电荷荷(电电流流)之之间间通通过过磁磁场场而而发发生生作作用用磁磁体体的的磁磁场场起起源源于于内内部部的的分分子子电电流流电流周围的磁场起源于运动电荷的定向移动电流周围的磁场起源于运动电荷的定向移动2.一根软铁棒被磁化是因为一根软铁棒被磁化是因为()A软铁棒中产生了分子电流软铁棒中产生了分子电流B软铁棒中分子电流取向杂乱无章软铁棒中分子电流取向杂乱无章C软铁棒中分子电流消失软铁棒中分子电流消失D软铁棒中分子电流取向变得大致相同软铁棒中分子电流取向变得大致相同【解解析析】软软铁铁棒棒中中分分子子电电流流是是一一直直存存在在的的，并并不不因因为为外外界界的的影影响响而而产产生生或或消消失失，故故A、C错错根根据据磁磁化化过过程程实实质质知知D正正确确【答案答案】D1通通电电导导线线的的周周围围存存在在磁磁场场是是由由丹丹麦麦物物理理学学家家 发发现现的的如如右右图图所所示示，当当导导线线中中通通有有图图示示的的电电流流时时，小小磁磁针针N极极将将向向 转动转动奥斯特奥斯特里里2安培定则是用来判断安培定则是用来判断 方向与方向与 之之间间的的关关系系具具体体做做法法是是：用用右右手手握握住住通通电电直直导导线线，让让伸伸直直的的大大拇拇指指的的指指向向跟跟 的的方方向向一一致致，则则弯弯曲曲的的四四指指所所指指的的方方向向表表示示 的的环环绕绕方方向向而而在在判判断断环环形形电电流流的的磁磁感感线线与与电电流流方方向向的的关关系系时时，右右手手弯弯曲曲的的四四指指和和 方方向向一一致致，伸伸直直的的大大拇拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上的指所指的方向就是环形导线中心轴线上的 方向方向3安安培培认认为为在在原原子子、分分子子等等物物质质微微粒粒的的内内部部，存存在在着着一一种种环环形形电电流流 ，使使每每个个微微粒粒成成为为微微小小的的 ，分分子子电电流的两侧相当于两个流的两侧相当于两个 4电流的磁场和磁体周围的磁场，都是电流的磁场和磁体周围的磁场，都是 产产生生的，这就是磁现象的电本质的，这就是磁现象的电本质电流电流磁场方向磁场方向电流电流磁感线磁感线电流电流磁感线磁感线分子电流分子电流磁体磁体磁极磁极电荷运动电荷运动1(考考查查点点：直直线线电电流流的的安安培培定定则则)如如右右图图所所示示，一一束束带带电电粒粒子子沿沿着着水水平平方方向向平平行行地地飞飞过过磁磁针针上上方方时时，磁磁针针的的S极极向向纸纸面面内内偏转，则这束带电粒子可能是偏转，则这束带电粒子可能是()A向右飞行的正离子束向右飞行的正离子束B向左飞行的正离子束向左飞行的正离子束C向右飞行的负离子束向右飞行的负离子束D向左飞行的负离子束向左飞行的负离子束【解解析析】小小磁磁针针N极极的的指指向向即即是是磁磁针针所所在在处处的的磁磁场场方方向向，题题中中磁磁针针S极极向向纸纸内内偏偏转转，说说明明离离子子束束下下方方的的磁磁场场方方向向是是垂垂直直纸纸面面向向外外由由安安培培定定则则判判定定出出由由离离子子束束的的定定向向运运动动所所形形成成的的电电流流方方向向由由右右向向左左，故故若若为为正正离离子子，则则应应是是自自右右向向左左运运动动，若若为为负负离子，则应是自左向右运动离子，则应是自左向右运动【答案答案】BCA垂直环形电路所在平面，且指向垂直环形电路所在平面，且指向“纸内纸内”B垂直环形电路所在平面，且指向垂直环形电路所在平面，且指向“纸外纸外”C在环形电路所在平面，且指向在环形电路所在平面，且指向A点点D没有磁场没有磁场2(考考查查点点：磁磁感感应应强强度度的的叠叠加加)如如右右图图所所示示，电电流流从从A点点分分两两路路通通过过环环形形电电路路汇汇合合于于B点点，已已知知两两种种电电流流大大小小相相等等，则则在在环形电路的中心处的磁场为环形电路的中心处的磁场为()【解解析析】根根据据安安培培定定则则可可以以判判断断：上上半半圆圆环环中中电电流流产产生生的的磁磁场场在在环环中中心心处处磁磁感感应应强强度度方方向向垂垂直直纸纸面面向向里里，下下半半圆圆环环中中电电流流产产生生的的磁磁场场在在环环中中心心处处产产生生的的磁磁感感应应强强度度方方向向垂垂直直纸纸面面向向外外，由由对对称称性性特特征征可可知知垂垂直直纸纸面面向向里里和和向向外外的的磁磁场场叠叠加加后后相相抵抵消，因此在环形电路的中心处没有磁场消，因此在环形电路的中心处没有磁场【答案答案】D同学们同学们来学校和回家的路上要注意安全来学校和回家的路上要注意安全同学们同学们来学校和回家的路上要注意安全来学校和回家的路上要注意安全