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20.2 电生磁——通电螺线管的磁场——安培定则
同学们上课。我们先来复习一下之前学习过的内容。大家还记得什么是电
流的磁效应吗?(通电导线周围存在与电流方向有关的磁场,这种现象叫做电
流的磁效应。)由此可见,电可以生磁。老师这里有一个手电筒,当我打开手
电筒的开关,手电筒通上电,是不是周围也会有磁场呢?(有磁场)现在老师
把手电筒靠近一个大头针,看看能不能把大头针吸起来。既然手电筒周围有磁
场,为什么吸不动大头针呢?(可能是因为磁场太弱了)那么我们可以如何增
强磁场呢?第一名你来说一下。(可以把导线绕在圆筒上,做成一个螺线管或
线圈,这样各圈导线产生的磁场叠加在一起,磁场就强了。)下面我们就一起
来学习:通电螺线管的磁场。
在之前,我们已经通过磁感线的分布了解了条形磁铁和蹄形磁铁周围的磁
场,那么通电螺线管的磁场是怎么分布的呢?我们也可以用同样的方法来研究。
现在大家把螺线管接入电路中,把小磁针放在螺线管四周不同的位置,然
后通上电,小磁针的N极指向哪个方向,这个方向就是该点的磁场方向。好,
给大家十分钟时间,开始实验吧。我看大家都已经完成了实验,那么大家通过
实验发现通电螺线管外部的磁场有什么特点呢?(通电螺线管外部的磁场和条
形磁铁外部的磁场很像,螺线管的两端就相当于条形磁铁的两极)
那么通电螺线管的极性是否和电流的方向有关呢?现在大家将电路中的电
流方向改变一下,然后再看看通电螺线管周围小磁针N极的指向。好,大家有
什么发现呢?(和第一次实验相比,小磁针的N极指向了相反的方向,这也就
说明,通电螺线管周围的磁场方向也改变了,N极和S极正好对调。)由此可
见,通电螺线管的极性和电流的方向有关。
那么我们是否有什么方法,既能巧妙地表述出通电螺线管的极性,又能方
便地记忆呢?其实,前人科学家早就想到了这一点,低于通电螺线管的极性和
电流方向的关系,他们发现,如果用右手握住螺线管,让四指的方向指向螺线
管中电流的方向,那么拇指所指的那端就是螺线管的N极,这就是安培定则。
大家来看多媒体中的几幅图片,图片展示了几个通电螺线管,大家根据安
培定则判断一下这几个螺线管的极性。
课后思考:如果条形磁铁的磁性减弱了,你能用电流来使它增强吗?为什
么?