3-1磁现象-磁场解析

1、磁现象磁现象 磁场磁场第三章第第三章第1 1节节 高高 峰峰一、磁现象一、磁现象 我国是世界上最早发现磁现象的国家，早在战国末我国是世界上最早发现磁现象的国家，早在战国末年就有磁铁的记载，我国古代的四大发明之一的指南针年就有磁铁的记载，我国古代的四大发明之一的指南针就是其中之一，指南针的发明为世界的航海业做出了巨就是其中之一，指南针的发明为世界的航海业做出了巨大的贡献大的贡献在现代，磁现象与日常生活、科技密切相关在现代，磁现象与日常生活、科技密切相关司南司南电磁炉电磁炉采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用原理，通

2、过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁感线含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁感线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能使器具本身自行高速发热，用来加热摩擦而产生热能使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物。和烹饪食物。 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，东至专线西起上海地铁龙阳路站，东至上海浦东国际机场上海浦东国际机场, ,列车加速到平稳运行之后，速度是列车加速到平

3、稳运行之后，速度是430430公里公里/ /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。赛事的最高时速。磁悬浮列车磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，两者电磁体极性总保持相同，两者“同性相斥同性相斥”，排斥，排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用，使列车前进。列车头的电磁体（，使列车前进。列车

4、头的电磁体（N N极）被轨道上极）被轨道上靠前一点的电磁体（靠前一点的电磁体（S S极）所吸引，同时被轨道上极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体（稍后一点的电磁体（N N极）所排斥。极）所排斥。托卡马克磁约束装置托卡马克磁约束装置 一类一类控制热核聚变的装置控制热核聚变的装置。用特殊形态的磁场把。用特殊形态的磁场把氘、氚等轻原子核和自由电子组成的、处于热核反应氘、氚等轻原子核和自由电子组成的、处于热核反应状态的超高温等离子体约束在有限的体积内，使它受状态的超高温等离子体约束在有限的体积内，使它受控制地发生大量的原子核聚变反应，释放出原子核所控制地发生大量的原子核聚变反应，释放出原子核所蕴藏

5、的能量。磁约束热核聚变是当前开发聚变能源中蕴藏的能量。磁约束热核聚变是当前开发聚变能源中最有希望的途径最有希望的途径, ,是等离子体物理学的一项重大应用是等离子体物理学的一项重大应用. . 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”的矿物，其中含有主要成分为的矿物，其中含有主要成分为Fe3O4，能吸引其他物体，很像磁铁能吸引其他物体，很像磁铁.1.磁性：能够吸引铁质物体的性质.2.磁体：具有磁性的物体叫磁体.3.磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极.小磁针静止时小磁针静止时指南的磁极叫做指南的磁极叫做南极南极, ,又叫又叫S S极极; ;指北的磁极叫做指北的磁极叫做北极北极,

6、 ,又叫又叫N N极极. .4.磁极间的相互作用: 同名磁极相斥，异名磁极相吸.5.变无磁性物体为有磁性物体叫磁化, 变有磁性物体为无磁性物体叫退磁.【问题【问题】 磁体之间是通过什么发生相互作用磁体之间是通过什么发生相互作用的呢的呢?磁体磁体磁体磁体磁场磁场【联想【联想】 电荷之间是通过什么发生相互作用电荷之间是通过什么发生相互作用的呢的呢?电场和磁场都是一种物质电场和磁场都是一种物质1777年年8月月14日生于丹麦朗格兰日生于丹麦朗格兰德岛一个药剂师家庭德岛一个药剂师家庭12岁开始帮岁开始帮助父亲在药房里干活，同时坚持学助父亲在药房里干活，同时坚持学习化学由于刻苦攻读，习化学由于刻苦攻读，

7、17岁以优岁以优异的成绩考取了哥本哈根大学的免异的成绩考取了哥本哈根大学的免费生他一边当家庭教师，一边在费生他一边当家庭教师，一边在学校学习药物学、天文、数学、物学校学习药物学、天文、数学、物理、化学等理、化学等1806年任哥本哈根大年任哥本哈根大学物理学教授，学物理学教授，1820年年4月发现了月发现了电流的磁效应电流的磁效应.1821年被选为英国年被选为英国皇家学会会员，皇家学会会员，1823年被选为法国年被选为法国科学院院士，后来任丹麦皇家科学科学院院士，后来任丹麦皇家科学协会会长协会会长 二、电流的磁效应二、电流的磁效应奥斯特实验奥斯特实验1、实验装置、实验装置2、实验现象、实验现象当

8、给导线通电时当给导线通电时, ,与导线平行与导线平行放置的小磁针发生转动放置的小磁针发生转动3、注意事项、注意事项:导线应沿导线应沿南北南北方向方向水平水平放置放置4、实验结论、实验结论:通电导体对磁体有力的作用通电导体对磁体有力的作用【问题问题】磁体和通电导体之间的相互作用是通过磁体和通电导体之间的相互作用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三、磁场三、磁场 磁感线磁感线1.1.磁场磁场: :磁体或电流在周围空间产生的一种特殊物质磁体或电流在周围空间产生的一种特殊物质. .规定小磁针北极的受力方向或者静止时北极所指的方规定小磁针北极的受力方向或者静止时北极所指的方向为磁场

9、的方向。向为磁场的方向。例例1.如图，当电流通过线圈时，磁针如图，当电流通过线圈时，磁针A的的N极指极指向哪里？磁针向哪里？磁针B的的N极指向哪里？极指向哪里？I IAB例例2.如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿y轴正向运动，则由此产生的在轴正向运动，则由此产生的在z轴上轴上A点和点和x轴上轴上B点点的磁场方向是（的磁场方向是（ ）A.A点磁场沿点磁场沿x轴正方向，轴正方向，B点磁场沿点磁场沿z轴负方向轴负方向B.A点磁场沿点磁场沿x轴负方向，轴负方向，B点磁场沿点磁场沿z轴正方向轴正方向C.A点磁场沿点磁场沿z轴正方向，轴正方向，B点磁场沿点

10、磁场沿x轴负方向轴负方向D.A点磁场沿点磁场沿x轴正方向，轴正方向，B点磁场沿点磁场沿z轴正方向轴正方向例例3.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，能使小磁针的磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向读者，那么这束带电粒子可能是（极转向读者，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例例4.如图所示如图所示,a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线三枚小磁针分别在通电螺

11、线管的正上方、管内和右侧管的正上方、管内和右侧,当这些小磁针静止时当这些小磁针静止时,小小磁针磁针N极的指向是极的指向是 （ ） A a、b、c均向左均向左 B a、b、c均向右均向右 C a向左，向左，b向右，向右，c向右向右 D a向右，向右，b向左，向左，c向右向右例例5.在图中，已知磁场的方向，试画出产生在图中，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向相应磁场的电流方向NSXNS四、安培分子电流假说四、安培分子电流假说NS安培分子电流假说意义安培分子电流假说意义1.成功的解释了磁化现象和磁体退磁现象2.安培分子电流假说揭示了电和磁的本质联系3.安培的分子电流假说揭示了磁性的起源，认识到磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由运动的电荷产生的。五、匀强磁场五、匀强磁场磁场强弱、方向处处相同的磁场磁场强弱、方向处处相同的磁场磁感线分