高中物理第5章磁场与回旋加速器5_3探究电流周围的磁场学案沪科版选修3-124页

5.3　探究电流周围的磁场
学习目标 重点难点
1.了解直线电流、环形电流、通电线圈的
磁感线分布，并会运用安培定则判定电流
的磁场方向。
2．知道磁现象的电本质，了解安培分子电
流假说。
重点：安培定则及常见几种通电导线磁场
的磁感线分布，安培分子电流假设说。
难点：磁现象的电本质。
1．电流的磁场
电流周围产生的磁场的方向可以用安培定则(右手螺旋定则)来判定。
直线电流的磁场
(1)判断通电直导线周围的磁场：用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向跟电流方
向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的方向。
(2)环形电流的磁场。
预习交流 1
环形电流的方向跟中心轴上的磁感线方向之间有什么关系？怎样判断环形电流的磁感
线的方向？
答案：垂直。环形电流的磁感线方向用安培定则判断：如图所示，右手弯曲的四指指向
环形电流的方向，则伸直的拇指所指的方向是环形导线中心轴线处的磁感线方向。
(3)通电螺线管的磁场。
预习交流 2
通电螺线管的磁场也可以用安培定则来判断，请参见如图判断通电螺线管内部的磁感线
的方向。

答案：用右手握住螺线管，让弯曲四指所指的方向跟电流的方向一致，拇指所指的方向
就是螺线管内部磁感线的方向，也就是说，拇指指向通电螺线管的北极。
2．探究磁现象的本质
安培分子电流假设：在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流——分子电流，
分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极。
预习交流 3
假设地球的磁场是由于地球带某种电荷而又绕地轴自转产生的，你认为地球带有什么电
荷？
答案：由于地理北极在地磁南极附近，故地球内部磁场方向是由北指向南，而地球自转
方向是自西向东转，据安培定则知地球应带负电荷。
一、电流的磁场
如图所示，环形导线中有一小磁针，未通电时如图放置，通电后的转向及最后 N极的指
向将怎样？
答案：线圈通电后形成顺时针电流，由安培定则可判断线圈形成的磁场方向为线圈内垂
直纸面向里，线圈外为垂直纸面向外。小磁针北极指向磁场方向，所以北极向纸内转动。
如图中，a、b是直线电流的磁场，c、d是环形电流的磁场，e、f是螺线管电流的磁场，
试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。
答案：见解析
解析：根据安培定则，可以确定 a中电流方向垂直纸面向里，b中电流的方向从下向上，
c中电流方向是逆时针，d中磁感线的方向向下，e中磁感线方向向左，f中磁感线的方向向
右。
(1)通常在图中，我们用“×”表示磁场或电流方向垂直进入纸面，
“·”表示磁场或电流方向垂直离开纸面。
(2)环形电流的磁场，两侧是 N 极和 S 极，离圆环中心越远，磁场越弱，环形电流可以
看做是一个小磁针，另外，环形电流的磁场，在宏观上可看做是单匝螺线管的磁场，在微观

上，可看成无数段很短的直线电流的磁场叠加。
(3)通电螺线管的磁场分布，外部跟条形磁铁外部的磁场分布情况相同，两端分别是 N
极和 S极，管内是匀强磁场，方向由 S极指向 N极。
二、磁现象的本质
1．磁铁和电流都能产生磁场。它们的磁场是否有什么关系呢？我们已经知道，通电螺
线管和条形磁铁的磁场分布十分相似，安培由此受到启发，提出了著名的分子电流假说。分
子电流假说的内容是什么呢？
答案：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。
安培分子电流假说内容：
安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电
流使每个物质微粒都成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极，如图所示。
2．一根铁棒在未被磁化时为什么对外界不显磁性？如何去理解磁化和磁极？永磁体受
到高温或猛烈的敲击为什么会失去磁性？
答案：磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分子电流的取向杂乱无章。它们
的磁场互相抵消，对外不显磁性，当软铁棒受到外界磁场的作用，各分子电流取向变得大致
相同时，两端显示较强的磁作用，形成磁极，软铁棒就被磁化了。
磁体的消磁：磁体在高温或猛烈敲击，即在激烈的热运动或机械运动影响下，分子电流
取向又变得杂乱无章，磁体磁性消失。
关于磁现象的本质，下列说法中正确的是(　　)。
A．磁与电紧密联系，有磁必有...