第二节-认识磁场

1、 高中物理选修31第三章第一节 1. 1.磁性：能够吸引铁质物体的性质磁性：能够吸引铁质物体的性质. . 2.2.磁体：具有磁性的物体叫磁体。磁体：具有磁性的物体叫磁体。 3.3.磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。 小磁针静止时指南的磁极叫做小磁针静止时指南的磁极叫做南极南极，又，又 叫叫S S极极；指北的磁极叫做；指北的磁极叫做北极北极，又叫，又叫NN极极。 复习复习 4.4.磁极间的相互作用磁极间的相互作用: :同名磁同名磁 极相斥，异名磁极相吸极相斥，异名磁极相吸。 5.5.变无磁性物体为有磁性物变无磁性物体为有磁性物 体叫体叫磁化磁化，变有磁性物体为无

2、，变有磁性物体为无 磁性物体叫磁性物体叫退磁或去磁退磁或去磁 东汉王充在东汉王充在论衡论衡中写道：中写道： “司南之杓，投之于地，其柢指南司南之杓，投之于地，其柢指南” 1. 1.我国古代四大发明之一我国古代四大发明之一指南针指南针 2.2.现代生活中的磁现代生活中的磁 上海上海磁悬浮列车磁悬浮列车专线西起上海地铁龙阳路站，东至上专线西起上海地铁龙阳路站，东至上 海浦东国际机场海浦东国际机场, ,列车加速到平稳运行之后，速度是列车加速到平稳运行之后，速度是430430公公 里里/ /小时小时。这个速度超过了。这个速度超过了F1F1赛事的最高时速，车厢里上赛事的最高时速，车厢里上 下颠簸很小，左

3、右摇摆得相对还大一些。下颠簸很小，左右摇摆得相对还大一些。 冰 箱 门 的 磁 封 条 3.3.生物的磁现象生物的磁现象 心磁图心磁图:人体人体心脏心脏的的生物电流生物电流产生产生微弱的心微弱的心 磁磁所形成的图象所形成的图象,它已成为发现某些它已成为发现某些心脏疾病心脏疾病 的重要手段的重要手段. 核磁共振核磁共振: :善于发现善于发现脑颅疾病脑颅疾病. . 鸽子长途飞行不会迷失方向鸽子长途飞行不会迷失方向. 研究表明,鸽子、蜜蜂身上有微量的强磁 性物质.关于信鸽”认家”的现象,有一种解释 说,信鸽是通过地球的磁场来导航的. 二、地磁场二、地磁场 1. 1.地球是一个巨大地球是一个巨大 的磁

4、体的磁体. . 2.2.地磁场地磁场: :地球地球由于由于 本身本身具有磁性具有磁性而在而在 其周围其周围形成的磁场形成的磁场 叫地磁场叫地磁场. . 地磁的北地磁的北(N)(N)极极在在 地理的南极地理的南极附近附近, ,地地 磁的南磁的南(S)(S)极极在在地理地理 的北极的北极附近附近. . 近百年地球磁场衰减近百年地球磁场衰减. . 地磁场的减弱是可能导地磁场的减弱是可能导 致致 的预兆。的预兆。 地磁场很弱地磁场很弱, ,其表面的磁其表面的磁 场比一条小条形磁铁近旁场比一条小条形磁铁近旁 的磁场弱得多的磁场弱得多. . 注意注意: :地磁极与地理极地磁极与地理极 并不完全重合，它们之

5、间并不完全重合，它们之间 的夹角称为的夹角称为磁偏角磁偏角。 ( (地磁轴和地球自转轴两者的夹角约地磁轴和地球自转轴两者的夹角约 为为11 11, ,因而水平放置的磁针指向跟因而水平放置的磁针指向跟 地理子午线之间有一夹角地理子午线之间有一夹角, ,称磁偏角称磁偏角.) .) 指南针在静止时沿地球南北方向取向指南针在静止时沿地球南北方向取向. . 指 南 车 练习:有人说,指南针所指的南方朝向地球 磁体的南极.你认为这种说法对吗? 答:不正确.指南针所指 的南方是指地理的南方, 朝向地理的南极附近,即 地球磁极北极; 太太 阳阳 耀耀 斑斑 太太 阳阳 风风 太太 阳阳 黑黑 子子 4.4.宇

6、宙中很多天体都宇宙中很多天体都 有磁场有磁场. .如太阳、月亮、火如太阳、月亮、火 星等都存在磁场星等都存在磁场. .但它们的但它们的 磁场有不同的特点磁场有不同的特点. .火星上火星上 不可使用指南针不可使用指南针. . 1.磁性材料磁性材料:通常指磁化后磁性很强的物质(铁 磁性物质) 三、磁性材料三、磁性材料 2.分类:按磁化后去磁的难易去磁的难易分为两类: 软磁性材料软磁性材料:磁化后容易去磁的物质.如软 铁、硅钢、镍铁合金和锰锌铁氧体、镍锌铁 氧体等. 硬磁性材料硬磁性材料:磁化后不易去磁的物质.如碳 钢、钨钢、铝镍钴合金和钡铁氧体、锶铁氧 体等. 按化学成分化学成分来分,常见的有两大

7、类: 金属磁性材料;铁氧体:是以氧化铁为主 要成分的磁性氧化物. 3.磁性材料特性及应用磁性材料特性及应用: 软磁性材料软磁性材料:. 适用于需要反复磁化的场合适用于需要反复磁化的场合,可用来制 造半导体收音机的天线磁棒、录音机和录 像机的磁头、电子计算机中的记忆元件, 以及变压器、电动机、交流发电机、电磁 铁和各种高频元件的铁芯等. 硬磁性材料硬磁性材料:. 适合制成永久磁铁(应用在磁电式仪 表、扬声器、话筒、永磁电机等)、磁记 录材料(可用于录音磁带、银行卡、计算 机磁盘等). 最初发现的磁体是被称为最初发现的磁体是被称为“天然磁石天然磁石”的的 矿物，其主要成分为矿物，其主要成分为FeF

8、e3 3OO4 4 ，能吸引铁质物，能吸引铁质物 体，很像磁铁体，很像磁铁. . 磁铁多是由铁、钴、镍等金属或某些氧化磁铁多是由铁、钴、镍等金属或某些氧化 物制成。物制成。 注意注意：天然磁石和人造磁铁都是永磁体。天然磁石和人造磁铁都是永磁体。 练习: 1._叫 地磁场.地磁场很_(填”强”或”弱”).地球磁 体的_极位于地理南极附近,地球磁体的_极 位于地理北极附近. 2.磁性材料按去磁的难易分为_和 _.磁化后容易去磁的叫_, 不容易去磁的物质叫_. 3.下列各种物质中,可由软磁性材料制成的是 _,可由硬磁性材料制成的是_. 电磁铁 变压器铁芯 话筒 录音机磁 头 录音磁带 IC卡 电动机

9、 地球本身具有磁性而在其周围形成的磁场 弱 北 南 软磁性材料 硬磁性材料软磁性材料 硬磁性材料 4.实验表明:磁体能吸引一元硬币,对这种现象解 释正确的是 ( ) A.硬币一定是铁做的,因为磁体能吸引铁. B.硬币一定是铝做的,因为磁体能吸引铝. C.磁体的磁性越强,能吸引的物质种类越多. D.硬币中含有磁性材料,磁化后能被吸引. D 解析:一元硬币为钢芯镀镍,钢和镍都是磁性材 料,放在磁体的磁场中能够被磁化获得磁性,因 而能够被磁体吸引. 5.下列天体周围都有磁场,其中指南针不能在其上 工作的是( ) A.地球 B.太阳 C.月亮 D.火星 D 解析:火星不象其地球那样有一个全球性的 磁场

10、,因此指南针不能在火星上工作. 6.关于宇宙中的天体的磁场,下列说法正确的是 A.宇宙中的许多天体都有与地球相似的磁场 B.宇宙中的所有天体都有与地球相似的磁场 C.指南针在任何天体上都能像在地球上一样正 常工作 D.指南针只有在类似于地球磁场的天体上才能 正常工作 A D 【问题】【问题】 磁体之间是通过什么发生相互作用的呢磁体之间是通过什么发生相互作用的呢? ? 【联想】【联想】 电荷之间是通过什么发生相互作用的呢电荷之间是通过什么发生相互作用的呢? ? 电荷之间的相互作用是通过电场发生的电荷之间的相互作用是通过电场发生的 磁体之间的相互作用是通过磁体之间的相互作用是通过磁场磁场发生的发生

11、的 电场和磁场一样都是一种物质电场和磁场一样都是一种物质 一、磁场一、磁场 【问题】【问题】 是否只有磁铁周围才存在磁场是否只有磁铁周围才存在磁场? ? 磁体磁体磁体磁体磁场磁场 1.1.磁体周围空间存在的一种特殊物质。磁体周围空间存在的一种特殊物质。 磁场和电场一样都是一种客观物质,是客 观存在的,看不见摸不着,但是很多磁现象感知 了它的存在.在同一空间区域,可以有几个磁场 共同占有,实物做不到 二、电流的磁效应二、电流的磁效应 奥斯特实验奥斯特实验 奥斯特实验奥斯特实验 、实验装置如图、实验装置如图 、实验现象、实验现象 当给导线通电时当给导线通电时, ,与导线与导线 平行放置的小磁针发生

12、转动平行放置的小磁针发生转动 、注意事项：导线应沿、注意事项：导线应沿南北南北方向方向水平水平放置放置 、实验结论、实验结论: :通电导线周围存在磁场通电导线周围存在磁场, ,即电流即电流 可以产生磁场可以产生磁场 1.1.磁体周围空间存在的一种特殊物质。磁体周围空间存在的一种特殊物质。 一、磁场一、磁场 磁体磁体磁体磁体磁场磁场 2.2.电流的磁效应：电流的磁效应： 电流电流能在周围空间产生能在周围空间产生磁场磁场. .磁铁不磁铁不 是磁场的唯一来源是磁场的唯一来源. . 结论：结论： 磁体对通电导体有磁体对通电导体有 力的作用力的作用 问题：问题： 磁体和通电导体之间磁体和通电导体之间 的

13、相互作用力是通过什么的相互作用力是通过什么 发生的呢？发生的呢？ 3.3.磁场与电流之间的相互作用磁场与电流之间的相互作用 问题：问题： 磁体和通电导体之间的相互作用力是通过磁体和通电导体之间的相互作用力是通过 什么发生的呢？什么发生的呢？ 磁体磁体电流电流磁场磁场 问题：问题：电流与电流之间是否有力的作用？电流与电流之间是否有力的作用？ 结论结论: :同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。 结论结论: :反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。 问题：问题： 电流和电流之间的相互作用力是电流和电流之间的相互作用力是 通过什么发生的呢？通过什么发生的呢？ 电流的磁效应：电流的磁效应： 电流能在周围空

14、间产生磁场电流能在周围空间产生磁场. . 电流电流电流电流 磁场磁场 磁体磁体磁体磁体电流电流电流电流 ？ ？ 思考：思考： 磁体磁体 磁体磁体 电流电流 电流电流 磁体磁体 电流电流 磁磁 场场 4、 磁场的来源磁场的来源：磁体、电流：磁体、电流 五、磁场方向和磁感线 复习：复习： 在学习电场时为了在学习电场时为了形象形象的描述电场强度的描述电场强度E E的大的大 小和方向，小和方向，我们引入了什么物理量？我们引入了什么物理量？ （1 ）电场线的疏密代表场强的强弱电场线的疏密代表场强的强弱 （2）电场线的切线方向代表场强的方向）电场线的切线方向代表场强的方向 (3）在电场中电场线不相交）在电

15、场中电场线不相交 （4）电场线始于正电荷，终止于负电荷）电场线始于正电荷，终止于负电荷,不闭合不闭合 曲线曲线 （5）电场线是假想线，实际不存在）电场线是假想线，实际不存在 电场线电场线 电场线有那些电场线有那些特点特点 【问题】磁场中各点的磁场方向如【问题】磁场中各点的磁场方向如 何判定呢何判定呢? 将一个小磁针放在磁场中某一点将一个小磁针放在磁场中某一点, 小磁针静止时小磁针静止时,北极北极N所指的方向所指的方向,就是就是 该点的磁场方向该点的磁场方向. 如何如何形象地描述形象地描述磁场中各点的磁场方向磁场中各点的磁场方向? 是在磁场中画出一些有方向是在磁场中画出一些有方向 的曲线，使曲线

16、上每一点的切线方向的曲线，使曲线上每一点的切线方向 都跟这点的磁感应强度的方向一致。都跟这点的磁感应强度的方向一致。 磁感线磁感线: A B C 几种常见磁场磁感线分布几种常见磁场磁感线分布 课堂课堂练习练习 课堂课堂练习练习 安培定则：安培定则： 用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一 致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。 直线电流的磁场的磁感线直线电流的磁场的磁感线 I 侧视图侧视图 俯视图俯视图 直线电流的磁场的磁感线直线电流的磁场的磁感线由直到曲 课堂训练课堂训

17、练 1、如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小、如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小 磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针 的的N极转向同学们，那么这束带电粒子可能是极转向同学们，那么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 BC 环形电流周围环形电流周围磁感线磁感线 安培定则：安培定则： 让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致， 伸直的大拇指所指的方向就是环形

18、导线伸直的大拇指所指的方向就是环形导线 轴线上磁感线的方向。轴线上磁感线的方向。 2、如图所示，环形导线周围有三只如图所示，环形导线周围有三只 小磁针小磁针a、b、c，闭合开关，闭合开关S后，三后，三 只小磁针只小磁针N极的偏转方向是（极的偏转方向是（ ） A、全向里、全向里 B、全向外、全向外 C、a向里，向里，b、c向外向外 D、a、c向外，向外，b向里向里 课堂训练课堂训练 D 通电螺旋管周围通电螺旋管周围磁感线磁感线 等效等效 安培定则：安培定则： 用右手握住螺旋管，让弯用右手握住螺旋管，让弯 曲的四指所指的方向跟电曲的四指所指的方向跟电 流方向一致，大拇指所指流方向一致，大拇指所指

19、的方向就是螺旋管内部磁的方向就是螺旋管内部磁 感线的方向。（大拇指指感线的方向。（大拇指指 向螺旋管北极）向螺旋管北极） 练习练习3 3：如图所示，当开关闭合时：如图所示，当开关闭合时： (1)判断通电螺线管的磁极；判断通电螺线管的磁极； 练习练习3 3：如图所示，当开关闭合时：如图所示，当开关闭合时： (1)判断通电螺线管的磁极；判断通电螺线管的磁极； （2）指出每个小磁针的）指出每个小磁针的N、S极。极。 N S 甲甲 乙乙 丙丙 丁丁 S N N N N 练习练习4 4：根据图中所示，小磁针所指方向，根据图中所示，小磁针所指方向， 画出通电螺线管的绕线情况。画出通电螺线管的绕线情况。 N

20、 N 练习练习4 4：如图所示，根据小磁针所指方向及如图所示，根据小磁针所指方向及 电流方向，画出通电螺线管的绕线情况。电流方向，画出通电螺线管的绕线情况。 N N 练习练习5 5：如图所示，甲乙两个通电螺线管并如图所示，甲乙两个通电螺线管并 排靠近放置，排靠近放置，a、b和和c、d分别是接线端，电分别是接线端，电 源的接线端为源的接线端为e、f，现将，现将a、e用导线连好。用导线连好。 若接通电源后，甲乙互相吸引，你看应怎样若接通电源后，甲乙互相吸引，你看应怎样 连接？连接？ cdab 甲甲乙乙 ef 练习练习5 5：如图所示，甲乙两个通电螺线管并如图所示，甲乙两个通电螺线管并 排靠近放置，

21、排靠近放置，a、b和和c、d分别是接线端，电分别是接线端，电 源的接线端为源的接线端为e、f，现将，现将a、e用导线连好。用导线连好。 若接通电源后，甲乙互相吸引，你看应怎样若接通电源后，甲乙互相吸引，你看应怎样 连接？连接？ cdab 甲甲乙乙 ef 练习练习5 5：如图所示，甲乙两个通电螺线管并如图所示，甲乙两个通电螺线管并 排靠近放置，排靠近放置，a、b和和c、d分别是接线端，电分别是接线端，电 源的接线端为源的接线端为e、f，现将，现将a、e用导线连好。用导线连好。 若接通电源后，甲乙互相吸引，你看应怎样若接通电源后，甲乙互相吸引，你看应怎样 连接？连接？ cdab 甲甲乙乙 ef 1

22、 1、磁场强弱、方向处处相同的磁场、磁场强弱、方向处处相同的磁场 2 2、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相 同、疏密均匀的直线同、疏密均匀的直线 1 1磁感线是假想的，不是真实的。磁感线是假想的，不是真实的。 2 2磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场 的方向的方向。 3 3磁感线是闭合曲线。磁感线是闭合曲线。 4 4磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线的疏密表示磁场的强弱。 5 5磁感线不能相交或相切。磁感线不能相交或相切。 磁感线的特点磁感线的特点 任何物质的分子中都存在环形电任何物质的分子中都存在环形

23、电 流流分子电流，分子电流使每个分子分子电流，分子电流使每个分子 都成为一个微小的磁体。都成为一个微小的磁体。 未被磁化的铁棒未被磁化的铁棒磁化后的铁棒磁化后的铁棒 3判断载流螺线判断载流螺线 管的磁场：管的磁场： 四指弯曲方向四指弯曲方向- 电流方向电流方向 大拇指方向大拇指方向 载流螺线管中心载流螺线管中心 磁场方向磁场方向 检测题检测题1、图、图16-2中当电流通过线圈时，磁针将发生偏转，中当电流通过线圈时，磁针将发生偏转， 以下的判断正确的是以下的判断正确的是 （ ） A当线圈通以沿顺时针方向的电流时，磁针当线圈通以沿顺时针方向的电流时，磁针N极将指向读者极将指向读者 B当线圈通以沿逆

24、时针方向的电流时，磁针当线圈通以沿逆时针方向的电流时，磁针S极将指向读者极将指向读者 C当磁针当磁针N极指向读者，线圈中电流沿逆时针方向极指向读者，线圈中电流沿逆时针方向 D不管磁针如何偏转，线圈中的电流总是沿顺时针方向不管磁针如何偏转，线圈中的电流总是沿顺时针方向 C 5 5、磁场的方向：、磁场的方向： 物理学规定：物理学规定：磁场中任意一点，小磁针磁场中任意一点，小磁针N N 极的指向极的指向，该点磁场方向。，该点磁场方向。 A B C NS 条形磁铁条形磁铁 请同学们比较这两种磁场的磁请同学们比较这两种磁场的磁 感线，能看出什么现象？感线，能看出什么现象？ 通电螺线管外部的磁感线与条通电螺线管外部的