选修3-1,3-2_磁现象_磁场

1、第三章第三章 磁场磁场 3.1 磁现象和磁场磁现象和磁场3.2 3.2 磁感应强度磁感应强度 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。一磁现象（一磁现象（阅读课本阅读课本80页页,填空填空.2分钟）分钟）1.磁性：能够磁性：能够 的性质的性质.2.磁体：具有磁体：具有 的物体叫磁体的物体叫磁体.3.磁极：磁体上磁极：磁体上 的部分叫磁极的部分叫磁极. 任何磁体都有

2、任何磁体都有 个磁极个磁极悬吊的小磁针静止时悬吊的小磁针静止时 指南的磁极叫做指南的磁极叫做 极极,又叫又叫 极极; 指北的磁极叫做指北的磁极叫做 极极,又叫又叫 极极.4.磁极间的相互作用磁极间的相互作用:同名磁极同名磁极 ，异名磁极，异名磁极 自主学习自主学习能吸引铁、钴、镍能吸引铁、钴、镍磁性磁性磁性最强磁性最强两两南南S S北北N N相互排斥相互排斥相互吸引相互吸引【问题问题】 1 1. .电现象与磁现象有何相似电现象与磁现象有何相似? 问题探究问题探究（1 1）电荷存在正负、）电荷存在正负、磁体存在两极磁体存在两极；（2 2）同号电荷相斥，异号电荷相吸；）同号电荷相斥，异号电荷相吸；

3、 同名磁极相斥，异名磁极相吸。同名磁极相斥，异名磁极相吸。【问题】【问题】2.小组讨论小组讨论 阅读教材阅读教材80页和页和81页前两段，页前两段，思考问题：（思考问题：（5分钟）分钟）（1）人们是通过那些自然现象的发现，开始有了电和磁相互联系）人们是通过那些自然现象的发现，开始有了电和磁相互联系和转化的思想的？和转化的思想的？（2）开始时，奥斯特的实验研究均以）开始时，奥斯特的实验研究均以“失败失败”告终，为什么？你告终，为什么？你从中有何启发？从中有何启发？（3）奥斯特是如何发现电流磁效应的？奥斯特发现电流磁效应的）奥斯特是如何发现电流磁效应的？奥斯特发现电流磁效应的实验有何意义？实验有何

4、意义？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、实验结论、实验结论:通电导线有磁通电导线有磁性，对小磁针有力的作用性，对小磁针有力的作用二、电流的磁效应二、电流的磁效应磁体与磁体间的相互作用是通过什么发生的呢磁体与磁体间的相互作用是通过什么发生的呢?【联想联想】电荷间的相互作用是通过什么发生的呢电荷间的相互作用是通过什么发生的呢?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磁场都

5、是实际存在的物质电场和磁场都是实际存在的物质问题探究问题探究电荷电荷B电荷电荷A电场电场三、磁场三、磁场磁体磁体磁体磁体 磁场磁场问题归纳问题归纳思考：电流与磁针间的作用怎么产生的？思考：电流与磁针间的作用怎么产生的？磁体磁体电流电流磁磁 场场2.2.磁场的产生：磁场的产生：1.1.磁场：磁体和电流周围存在的特殊的磁场：磁体和电流周围存在的特殊的物质物质。（1 1） 周围存在磁场周围存在磁场磁体磁体通电导线通电导线（2 2） 周围存在磁场周围存在磁场-电流的磁效应。电流的磁效应。 思考：磁体是否对电流有力的作用？思考：磁体是否对电流有力的作用？问题探究问题探究电流电流磁体磁体磁场磁场3 3、磁

6、场的性质、磁场的性质 磁场对放入其中的磁场对放入其中的磁体磁体或或通电导体通电导体会产生磁力作用。会产生磁力作用。电流电流电流电流磁磁 场场思考：电流与电流间会有磁力作用吗？思考：电流与电流间会有磁力作用吗？问题归纳问题归纳磁体磁体磁体磁体磁场磁场电流电流磁体磁体磁场磁场电流电流电流电流磁场磁场磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过通电导体之间的相互作用都是通过磁场磁场发生的发生的 思考：指南针为什么会指南？四、地磁场四、地磁场1.1.地球是一个巨大的磁体，地球是一个巨大的磁体，地球周围存在着磁场地球周围存在着

7、磁场-地地磁场磁场2.2.地磁场的南北极地磁场的南北极与与 地理的南北极地理的南北极相反。相反。3.3.磁偏角：地理两极与地磁两极磁偏角：地理两极与地磁两极并不重合并不重合，其间有一个，其间有一个交角，这就是地磁偏角，简称交角，这就是地磁偏角，简称磁偏角磁偏角。地理地理北极北极磁南极磁南极地理地理南极南极磁北极磁北极N N太阳风太阳风太阳耀斑太阳耀斑磁现象和磁场磁现象和磁场课堂小结课堂小结反馈练习反馈练习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.牛顿牛顿 B.阿基米德阿基米德 C.奥斯特奥斯特 D.伏特伏特奥斯特实验说明了奥斯特实验说明了 （ ）A.磁场的存在磁

8、场的存在 B.磁场具有方向性磁场具有方向性C.通电导线周围存在磁场通电导线周围存在磁场 D.磁体间有相互作用磁体间有相互作用.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磁体或电流在自己周围的空间会产生磁场磁体或电流在自己周围的空间会产生磁场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磁体对磁体的作用、电流对电流的作用都是通过磁场发生的磁体对磁体的作用、电流对电流的作用都是通过磁场发生的 4磁体与磁体间、磁体和电流间、电流和电流间相互作用的示意图，磁体与磁体间、磁体和电流间、电流和电流间相互作用的示

9、意图，以下正确的是以下正确的是 （ ） A.磁体磁体 磁场磁场 磁体磁体B.磁体磁体 磁场磁场 电流电流 C.电流电流 电场电场 电流电流D.电流电流 磁场磁场 电流电流5下列说法正确的是下列说法正确的是 （ ）A磁体上磁性最强的部分叫磁极，任何磁体都有两个磁极磁体上磁性最强的部分叫磁极，任何磁体都有两个磁极B磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场而发生的磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场而发生的C地球的周围存在着磁场，但地磁的两极与地理的两极并不重合，其间有一个地球的周围存在着磁场，但地磁的两极与地理的两极并不重合，其间有一个交角这就是磁偏角，磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的交角这就是磁偏角

10、，磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的D在地球表面各点磁场强弱相同在地球表面各点磁场强弱相同C CC CBCDBCDABDABDABAB磁体的磁性磁体的磁性强弱是不同强弱是不同怎样描述磁场的强弱呢？怎样描述磁场的强弱呢？情景情景1：小磁针静止时为什么有一定的指向？：小磁针静止时为什么有一定的指向？ 问题问题2：磁场看不见，摸不着，怎样认识和描述磁场的：磁场看不见，摸不着，怎样认识和描述磁场的 强弱呢？强弱呢？问题问题1：当条形磁铁出现时，地磁场吓跑了？：当条形磁铁出现时，地磁场吓跑了？情景情景2：当条形磁铁靠近小磁针时，小磁针出现了什么：当条形磁铁靠近小磁针时，小磁针出现了什么 现象？为什么会

11、这样？现象？为什么会这样？因为有地磁场的存在因为有地磁场的存在 当条形磁铁靠近小磁针时，小磁针出现了偏转。当条形磁铁靠近小磁针时，小磁针出现了偏转。 说明了条形磁铁对它有力的作用。说明了条形磁铁对它有力的作用。 不！是因为条形磁铁的磁性比地磁场要强。说不！是因为条形磁铁的磁性比地磁场要强。说 明磁场也有强有弱明磁场也有强有弱 磁感应强度磁感应强度-描述磁场强弱的物理量描述磁场强弱的物理量思考：为了描述电场的强弱，我思考：为了描述电场的强弱，我们是怎么做的？们是怎么做的？情景情景3：将一检验电荷放在电场中不同的地方，探究其受将一检验电荷放在电场中不同的地方，探究其受 力。发现：电荷所受的电场力与

12、检验电荷电荷量的力。发现：电荷所受的电场力与检验电荷电荷量的 比比 值，反映该处电场的强弱，定义它为电场强度，值，反映该处电场的强弱，定义它为电场强度， 定义式为定义式为EF/q。问题问题3：电场强度是矢量，其方向与电场强度是矢量，其方向与F相同？相同？ 错！物理学中规定错！物理学中规定 正电荷正电荷 受到的电场力方向为该受到的电场力方向为该 点点 电场强度的方向。电场强度的方向。演示演示:将条形磁铁放在规则排列小磁针正上方时，将条形磁铁放在规则排列小磁针正上方时， 小磁针的小磁针的N极所指的方向各不相同。极所指的方向各不相同。磁感应强度方向磁感应强度方向物理学规定：物理学规定： 小磁针小磁针

13、N极极(北极北极)的受力方向的受力方向或或小磁针小磁针静静止止时时N极的指向，规定极的指向，规定为该点的为该点的磁场方向磁场方向, 即即磁感应强度的方向磁感应强度的方向问题问题1：磁感应强度有大小有方向，如何探究它的大小磁感应强度有大小有方向，如何探究它的大小 呢？呢？ 磁场除了对磁体有力的作用，还对电流有力的作磁场除了对磁体有力的作用，还对电流有力的作 用，能否用很小一段通电导体，来探究其强弱？用，能否用很小一段通电导体，来探究其强弱？问题问题3：怎么办？怎么办？ 不可行。因为与电场不同的是：不可行。因为与电场不同的是：N极不能单独存极不能单独存 在，小磁针静止时所受的合力为零，不可能测出在

14、，小磁针静止时所受的合力为零，不可能测出 N极受力的大小。也就不能确定磁感应强度的大极受力的大小。也就不能确定磁感应强度的大 小。小。 问题问题2：可行吗？可行吗？ 与电场类似，放小磁针于磁场中，探究其受大小与电场类似，放小磁针于磁场中，探究其受大小 即可。即可。 电流元：很短的一段通电导线中的电流电流元：很短的一段通电导线中的电流I与导线长度与导线长度L的乘积的乘积IL.匀强磁场：磁场的强度、方向都一样的磁场匀强磁场：磁场的强度、方向都一样的磁场 思考：思考：通电导线受到的磁场力与通电导线受到的磁场力与哪些因素有关哪些因素有关? 导线长度导线长度、电流大小电流大小、磁场磁场的不同、的不同、放

15、置的位置（导线与磁放置的位置（导线与磁场方向的夹角）场方向的夹角）二、磁感应强度的大小二、磁感应强度的大小理想模型理想模型实验方法实验方法: :控制变量法控制变量法IL垂直于匀强磁场垂直于匀强磁场1、保持磁场和通电导线的长度不变，、保持磁场和通电导线的长度不变，改改变电流变电流的大小。的大小。2、保持磁场和导线中的电流不变，、保持磁场和导线中的电流不变，改变改变通电导线在磁场中的通电导线在磁场中的长度长度。实验实验:结论：在通电导线的长度和磁场不变时，电流越结论：在通电导线的长度和磁场不变时，电流越大，导线所受的磁场力就越大大，导线所受的磁场力就越大,发现发现FI；FI 。结论：在通电导线的电

16、流和磁场不变时，导线越结论：在通电导线的电流和磁场不变时，导线越长，导线所受的磁场力就越大长，导线所受的磁场力就越大,发现发现FL；FL 。现象：电流越大，导线的偏角越大。现象：电流越大，导线的偏角越大。结论：结论：FIL 精确的实验表明：精确的实验表明：在通电导线与磁场在通电导线与磁场方向垂直时方向垂直时，它受力的大小既与导线的，它受力的大小既与导线的长度长度L成正比，又与导线的电流成正比，又与导线的电流I成正比，成正比，即与即与I和和L的乘积的乘积IL成正比，用公式表示成正比，用公式表示为：为：F=BIL或或B=F/IL磁感应强度磁感应强度1、定义：、定义：3、单位：、单位：4、方向：方向

17、：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度 在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,国际符号是T1T=1N/Am磁感应强度是矢量,方向与该点磁场的方向一致(即小磁针静止时N极所指)。2、定义式：、定义式：ILFBB:导线导线L所在处的磁感应强度所在处的磁感应强度I：导线中的电流强度：导线中的电流强度L:导线在磁场中的长度导线在磁场中的长度F：导线收到的磁场力：导线收到的磁场力5、物理意义：、物理意义：磁感应强度B是表示磁场强弱的物理量. .人体器官内的磁场 10-1310-9地磁场在地面附近的平均值 510-5我国研制的作为磁谱

18、仪核心部件的大型永磁体中心的磁场 0.1346电动机或变压器铁芯中的磁场 0.8 1.7电视机偏转线圈内的磁场 约0.1实验室使用的最强磁场 瞬时103恒定37中子星表面的磁场 106108原子核表面的磁场 约1012一些磁场的磁感应强度一些磁场的磁感应强度 例例1:有人根据有人根据BF/IL提出：磁场中某点的磁感提出：磁场中某点的磁感 应强度应强度B跟磁场力跟磁场力F成正比，跟电流强度成正比，跟电流强度I和和 导线长度导线长度L的乘积的乘积IL成反比，这种提法有什成反比，这种提法有什 么问题？错在哪里？么问题？错在哪里？ 答：这种提法不对。实验表明，答：这种提法不对。实验表明，F和和IL的乘

19、积的乘积 成正比，但比值（成正比，但比值（F/IL）在磁场中某处是）在磁场中某处是 确定了的，反映了磁场本身的特性，不随确定了的，反映了磁场本身的特性，不随 F及及IL的变化而变化。的变化而变化。例例2：有同学说：由：有同学说：由EF/q可知，可知，E的方向与的方向与正电荷受到的力正电荷受到的力F方向相同。同理由方向相同。同理由BF/IL可可知，知，B的方向也与的方向也与F相同。相同。解答：错误。分析演示实验可知：解答：错误。分析演示实验可知：B的方向与的方向与F的方向垂直。的方向垂直。例例3：如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，：如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否肯定这里没有磁场是否肯

20、定这里没有磁场.解：如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，解：如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则可能有两种可能：该处没有磁场；该处有磁则可能有两种可能：该处没有磁场；该处有磁场，只不过通电导线与磁场方向平行。场，只不过通电导线与磁场方向平行。例例4、一根导线长、一根导线长0.2m，通过，通过3A的电的电流，垂直放入磁场中某处受到的磁场流，垂直放入磁场中某处受到的磁场力是力是610-2N，则该处的磁感应强度，则该处的磁感应强度B的大小是的大小是_；如果该导线的长度；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应和电流都减小一半，则该处的磁感应强度的大小是强度的大小是_。 磁感应强度磁感应强度

21、B电场强度电场强度E 物理意义物理意义描述磁场的性质描述磁场的性质描述电场的性质描述电场的性质定义式定义式 通电导线与通电导线与B垂直垂直方向方向矢量矢量小磁针小磁针 N极受力方向极受力方向矢量矢量放入该点正电荷受力方向放入该点正电荷受力方向 场的叠加场的叠加合磁感应强度等于各磁场的磁合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和感应强度的矢量和合场强等于各个电场的场合场强等于各个电场的场强的矢量和强的矢量和 单位单位1 T1 N/(Am)1 V/m1 N/C磁感应强度磁感应强度B与电场强度与电场强度E的比较的比较电场强度E是描述电场的力的性质的物理量，磁感应强度B是描述磁场的力的性质的物理量现把

22、这两个物理量比较如下2、下列说法中错误的是（、下列说法中错误的是（ ）A磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流流I、长为、长为L的一小段导线放在该处时所受磁场的一小段导线放在该处时所受磁场力力F与与I、L的乘积的比值的乘积的比值B一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场则该处一定没有磁场C一小段通电导线放在磁场中一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力处时受磁场力比放在比放在B处大，则处大，则A处磁感应强度比处磁感应强度比B处的磁感处的磁感应强度大应强度大D因为因为B =F/IL，所以某处磁感应强度的大小，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线与放在该处的通电小段导线IL乘积成反比乘积成反比同步训练同步训练 轻松过关轻松过关 1下列说法中正确的是下列说法中正确的是 （ ） A电荷在某处不受电场力的作用电荷在某处不受电场力的作用,则该处的电场强度为零则该处的电场强度为零B一小段通电导线在某处不受安培力的作用一小段通电导线在某处不受安培力的作用,则该处磁感应则该处磁感应强度一定为零强度一定为零C把一个试探电荷放在电场中的某点把一个试探电荷放在