物理：3.1磁现象和磁场分解

1、教学目标 l（一）知识与技能（一）知识与技能l1了解磁现象，知道磁性、磁极的概念。l2知道电流的磁效应、磁极间的相互作用。l3知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的.知道地球具有磁性。l（二）过程与方法（二）过程与方法l利用类比法、实验法、比较法使学生通过对磁场的客观认识去理解磁场的客观实在性。l（三）情感态度与价值观（三）情感态度与价值观l通过类比的学习方法，培养学生的逻辑思维能力，体现磁现象的广泛性l二重点与难点：二重点与难点：l重点：重点：电流的磁效应和磁场概念的形成l难点：难点：磁现象的应用l三、教具三、教具：多媒体、条形磁铁、直导线、小磁针若干、

2、投影仪 我国是世界上最早发现磁现象的国家，早在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就是其中之一，指南针的发明为世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大的贡献界的航海业做出了巨大的贡献在现代，磁现象与日常生活、科技密切相在现代，磁现象与日常生活、科技密切相关关导入导入中国古代对磁的认识中国古代对磁的认识东汉王充中国古代四大发明之一司南（指南针） 最初发现的磁体是被称为最初发现的磁体是被称为“天然磁天然磁石石”的矿物，的矿物，其主要成分为其主要成分为FeFe3 3O O4 4

3、，能吸，能吸引铁质物体引铁质物体. .磁铁多是由铁、钴、镍等金属或某些氧化物制成。磁铁多是由铁、钴、镍等金属或某些氧化物制成。注意：天然磁石和人造磁铁都是永磁体。注意：天然磁石和人造磁铁都是永磁体。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

4、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，东专线西起上海地铁龙阳路站，东至上海浦东国际机场至上海浦东国际机场,列车加速到平稳运行之后，速度列车加速到平稳运行之后，速度是是430公里公里/小时小时。这个速度超过了。这个速度超过了F1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

5、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。列车头的电磁体（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

6、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. “司南司南” 一、磁现象一、磁现象 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

7、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.一、磁现象一、磁现象1.磁性磁性：能够吸引铁质物体的性质：能够吸引铁质物体的性质.2.磁磁体：具有磁性的物体叫磁体体：具有磁性的物体叫磁体.3.磁极：磁体上磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极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极极; 指北的磁极叫做指北的磁极叫做北极北极,又叫又叫N极极.4.磁极间的相互作用磁极间的相互作用: 同名磁极相斥，异名磁极相吸同名磁极相斥，异名磁极相吸.5.变无磁性物体为有磁性物体叫变无磁性物体为有磁性物体叫磁

8、化磁化, 变有磁性物体为无磁性物体叫变有磁性物体为无磁性物体叫退磁退磁.一、磁现象一、磁现象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，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

9、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转动平行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】 磁体之间是通过什么发生相互作用磁体之间是通过什

10、么发生相互作用的呢的呢?【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?电荷之间的相互作用是通过电荷之间的相互作用是通过电场电场发生的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的电场和电场和磁场磁场都都是一种物质是一种物质1.磁场磁场: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.三、磁场三、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2.电流的磁效应：电流的磁效应： 电流能在周围空间产生磁场电流能在周围空间产生磁场. . 磁磁铁不是磁场的唯一来源铁不是磁场

11、的唯一来源. .磁体磁体磁体磁体磁场磁场三、磁场三、磁场1.磁场磁场: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.结论：结论： 磁体对通电导磁体对通电导体有力的作用体有力的作用磁体与电流之间的相互作用磁体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磁体和通电导体之间的相互作用 是通过什么发生的呢是通过什么发生的呢?问题：问题：磁体和通电导体之间的相互作用磁体和通电导体之间的相互作用 是通过什么发生的呢是通过什么发生的呢?磁体磁体电流电流磁场磁场三、磁场三、磁场磁体磁体磁体磁体磁体磁体电流电流磁场磁场磁场磁场2、电流的磁效应：电流的磁效应： 电流能在周围空间产生

12、磁场电流能在周围空间产生磁场. .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:同向同向电流相互电流相互吸引吸引。结论结论:反向反向电流相互电流相互排斥排斥。问题问题:电流和电流之间的相互电流和电流之间的相互作用是通过什么发生的呢作用是通过什么发生的呢?电流电流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?三、磁场三、磁场磁体磁体磁体磁体磁体磁体电流电流磁场磁场磁场磁场2、电流的磁效应、电流的磁效应:电流能在周围空间产生磁场电流能在周围空间产生磁场.1、磁场、磁场: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

13、.电流电流电流电流磁场磁场 磁场对放入其中的磁体或通电导体会磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。产生磁力作用。 （磁体与磁体之（磁体与磁体之间、磁体与通电导体间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的）用都是通过磁场发生的）3、磁场的性、磁场的性质质磁体磁体磁体磁体磁场磁场电流电流电流电流三、磁场三、磁场四、地磁场四、地磁场1.地球是一个巨大的磁体地球是一个巨大的磁体2.地球周围空间存在的磁地球周围空间存在的磁场叫地磁场场叫地磁场3.地磁的北极在地理的南地磁的北极在地理的南极附近极附近,地磁的南极在地地磁的南极在地理

14、的北极附近理的北极附近,但两者并但两者并不完全重合不完全重合,它们之间的它们之间的夹角称为磁偏角夹角称为磁偏角4.磁偏角的数值在地球上磁偏角的数值在地球上不同地方是不同的不同地方是不同的地球的地理两极与地磁两极反向但并不重合，地球的地理两极与地磁两极反向但并不重合，其间有一个夹角，叫磁偏角。因此，指南针其间有一个夹角，叫磁偏角。因此，指南针所指方向不是正南方，而是和地磁南极有一所指方向不是正南方，而是和地磁南极有一个夹角。个夹角。磁南极磁南极地理地理北极北极地理地理南极南极磁北极磁北极沈括在沈括在梦溪笔谈梦溪笔谈中指出：中指出：“常微偏东，常微偏东，不全南也不全南也”。这是世界上最早的关于磁偏

15、。这是世界上最早的关于磁偏角的记载。角的记载。磁偏角在不同的地点不同，而且由于磁偏角在不同的地点不同，而且由于地球的缓慢移动，磁偏角也在变化。地球的缓慢移动，磁偏角也在变化。磁南极磁南极地理地理北极北极地理地理南极南极磁北极磁北极 指太阳在黑子活动高峰阶段产生的指太阳在黑子活动高峰阶段产生的剧烈爆发活动。太阳风暴爆发时释放大量带电粒子剧烈爆发活动。太阳风暴爆发时释放大量带电粒子所形成的高速粒子流，严重影响地球的空间环境，所形成的高速粒子流，严重影响地球的空间环境，破坏臭氧层，干扰无线通信，对人体健康也有一定破坏臭氧层，干扰无线通信，对人体健康也有一定的危害。的危害。 太阳耀斑太阳耀斑（Sola

16、r flare）是在太阳的色球）是在太阳的色球-日冕过渡层日冕过渡层中发生的一种局部辐射突然增加的太阳活动，是最剧烈的太阳中发生的一种局部辐射突然增加的太阳活动，是最剧烈的太阳活动。太阳上的等离子被加热至一千万度，电子、质子及一些活动。太阳上的等离子被加热至一千万度，电子、质子及一些重离子被加速到接近光速。这些离子发出的电磁波波段由电磁重离子被加速到接近光速。这些离子发出的电磁波波段由电磁波谱上的长波微波至最短波长的波谱上的长波微波至最短波长的射线。射线。 地球磁场能抵挡大部分太阳风 地磁场如何产生？地磁场如何产生？到目前为至，没到目前为至，没有明确的结论，有明确的结论，有各种各样的猜有各种各

17、样的猜测测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致磁场方向倒转的预兆。地磁场的减弱是可能导致磁场方向倒转的预兆。 月球也具有磁场，月球也具有磁场，火星没有全球性的磁场，所以火星没有全球性的磁场，所以指南针不能在火星上工作。指南针不能在火星上工作。1、磁现象：、磁现象：磁性；磁体；磁极；磁化；退磁磁性；磁体；磁极；磁化；退磁.2、电流的磁效应：、电流的磁效应：电流能在周围空间产生磁场电流能在周围空间产生磁场.3、磁场：、磁场：存在磁体或电流周围空间存在磁体或电流周围空间的一种特殊物质的一种特殊物质. 磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间的磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与

18、电流间的相互作用都是通过磁场发生的相互作用都是通过磁场发生的. 磁场的磁场的性质性质：对对放入其中的放入其中的磁体或电流磁体或电流会会产生磁产生磁力力作用作用.4、地磁场：、地磁场：地球周围空间存在的磁场叫地磁场地球周围空间存在的磁场叫地磁场. 地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，但两者并不完全重合，它们之间的夹理的北极附近，但两者并不完全重合，它们之间的夹角称为磁偏角角称为磁偏角. 1.首先发现电流产生磁场的科学家是首先发现电流产生磁场的科学家是( ) A富兰克林富兰克林 B法拉第法拉第 C安培安培 D奥斯特奥斯特例题分析例题分析 2、铁棒、铁棒A能吸引小磁针能吸引小磁针,铁棒铁棒B能排斥小磁能排斥小磁针针,若将铁棒若将铁棒A靠近铁棒靠近铁棒B时时,则（）则（）A.A、B一定互相吸引一定互相吸引 B.A、B一定互相排斥一定互相排斥C.A、B间有可能无磁场力作用间有可能无磁场力作用D.A、B间可能互相吸引间可能互相吸引,也可能互相排斥也可能互相排斥3、下列关于磁场的说法中、下列关于磁场的说法中,正确的是正确的是 A磁场跟电场一样磁场跟电场一样,是人为假设的是人为假设的B磁极或电流在自己周围的空间会产生磁极或电流在自己周围的空间会产生磁场磁场C指南针指南说明地球周围有磁场指南针指南说明地球周围有磁场D