载流长直导线附近的磁力线电流流向纸内.ppt
上传人:天马****23 上传时间:2024-09-10 格式:PPT 页数:26 大小:5.7MB 金币:10 举报 版权申诉
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步驟:一、電生磁1.將磁針、電池、導線、電阻及開關連接如裝置示意圖,調整長直導線的方向與磁針所指的南北方向相同。2.按下開關,使裝置形成通路,觀察磁針的變化(圖1)。步驟:3.逐漸增加電池數至4個,觀察磁針的變化情形(圖2)。4.改變通過導線的電流方向,重複步驟2與3(圖3、4)。實驗2-1載流導線產生磁場步驟:二、電生磁的磁場方向1.在白色硬紙板中央切開一小洞,將其固定在保麗龍盒上,使紙板離地面約15∼20公分。2.將長直導線穿過紙板中央,並在長直導線四周,擺放4∼6個磁針。3.觀察磁針的指向。4.再將長直導線兩端分別接於電池座兩端,形成通路,觀察磁針的變化(如圖5)。5.改變通過長直導線的電流方向,重複步驟4。實驗2-1載流導線產生磁場問題與討論:1.通有電流的導線置於磁針上方,磁針若有偏轉,代表什麼意義?問題與討論:2.導線與磁針之間的作用力,是否沿著導線與磁針的連線方向?問題與討論:3.磁針偏轉的程度,與電池數或電流有什麼樣的關係?問題與討論:4.電流通過長直導線後,在長直導線四周的磁針是否維持原來的指向?它們的指向有何特徵?問題與討論:5.改變通過長直導線的電流方向,其四周磁針的指向是否會跟著改變?載流長直導線的磁場在通有電流的導線附近,磁針會偏轉,代表磁針受到了磁場的作用,這說明了載流導線會在其附近產生磁場,從而使磁針受到磁力的作用但是載流導線所生磁場的方向,不是沿著導線與磁針的連線,這是歷史上所發現第一個不是沿著兩物體相連線的方向,所產生的作用力在厄斯特之前探討作用力的實驗,例如:萬有引力、靜電力、靜磁力,都是沿著兩物體的連線方向產生作用(圖2-9)重力、電力、磁力的比較載流長直導線的磁場通過導線的電流愈大,磁針偏轉的程度也愈大,代表導線所產生的磁場愈強。導線電流方向相反時,磁針偏轉的方向也相反所以通有電流的導線所生磁場的大小與方向,和電流的大小與方向有關若將通有電流的導線直立,由周圍磁針方向的偏轉情形(圖2-10),和長直導線附近的鐵粉分布情形,可顯示出磁力線為一封閉的同心圓(圖2-11)圖2-11載流長直導線附近的磁力線安培右手定則法國科學家安培(AndreMarieAmpere,1775∼1836)(圖2-12)將以上兩個實驗歸納成一個規則,來描述導線中電流的方向與所生磁場方向的關係,即為安培右手定則:如果右手握住導線,大拇指為電流方向,則其他彎曲的四指所指示的方向,就是磁場的方向(圖2-13)假若電流方向相反,則四指所代表的磁場方向,也會隨著反轉1.將一長漆包線彎曲成5圈左右直徑約為2公分的圓形線圈,以細小的膠帶固定,使線圈不會鬆開,兩端留下各20公分長導線。2.將線圈置於一圓形磁鐵上,然後將導線兩端與電池連接(如圖),觀察線圈的變化。3.改變導線與電池連接的正負極位置,重複步驟2。活動2-2會漂浮的線圈-圓形載流線圈所生的磁場活動結果當接通電流後,線圈會離開磁鐵,漂浮在空中,而不會墜落,代表通有電流的圓形導線可產生磁場,而且所生磁場的方向與磁鐵的磁場相反時,因此互相排斥,而浮在空中當改變電流方向後,磁場方向也會相反,若與磁鐵的磁場方向相同,會造成兩者緊緊地接在一起通有電流的圓形導線所產生的磁場方向,與導線所圍成的圓形表面相垂直。這也可由圓形導線附近的磁力線看出(圖2-14)載流圓形圈的磁場我們也可用右手定則,來描述載流圓形導線所產生的磁場方向:如果右手握住圓形導線,四指沿電流的方向彎曲,則大拇指所指的方向就是磁場的方向(圖2-15)電磁鐵通有電流的圓形線圈和磁鐵棒的性質相似,若線圈繞得愈緊密,可使線圈的磁場強度增加若將鐵製金屬插入線圈內,因線圈內產生的磁場會使鐵製金屬具有磁性,使得總磁場大為增強(圖2-16)當電流切斷時,線圈及鐵製金屬的磁性也會隨著消失,利用此種方式得到的磁場的裝置,稱為電磁鐵電磁鐵電磁鐵電磁鐵與磁鐵棒不同的地方,在於電磁鐵不只可以隨時啟動或關閉,且磁場方向也能隨著電流方向不同而改變。