物理磁场新人教选修分解学习教案

1、会计学1物理物理(wl)磁场新人教选修分解磁场新人教选修分解第一页，共65页。 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(gngxin)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、科技密切相关导入导入第1页/共65页第二页，共65页。第2页/共65页第三页，共65页。电磁炉采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热电磁炉采用磁场

2、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、当用含原理，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，锅具即切割铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割(qig)(qig)交变磁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）感线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，用来加热和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。烹饪食物。 第3页/共65页第四页，共65页。 上海磁悬浮列车专线西起上海地铁

3、龙阳路站，东至上海浦东国际机场,列车加速到平稳运行之后，速度是430公里/小时(xiosh)。这个速度超过了F1赛事的最高时速。第4页/共65页第五页，共65页。“司南司南(snn)” 一、磁现象一、磁现象(xinxing)(xinxing)第5页/共65页第六页，共65页。 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(csh)”(csh)”的矿物，其中含有主要成分为的矿物，其中含有主要成分为Fe3O4Fe3O4，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(xinxin(xinxing)g)第6页/共65页第七页，共65页。1.磁性：能够磁

4、性：能够(nnggu)吸引铁质物体的性质吸引铁质物体的性质.2.磁体磁体(ct)：具有磁性的物体叫磁体：具有磁性的物体叫磁体(ct).3.磁极磁极(cj)：磁体上磁性最强的部分叫磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极(cj).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

5、第7页/共65页第八页，共65页。【问题【问题(wnt)(wnt)】 1. 1.电现象与磁现象有何相似电现象与磁现象有何相似? ?2.电现象电现象(xinxing)与磁现象与磁现象(xinxing)有何区别有何区别?3.为什么丹麦物理学家奥斯特相信为什么丹麦物理学家奥斯特相信(xingxn)电和磁之间存在关系电和磁之间存在关系?4.为什么之前的实验都失败了为什么之前的实验都失败了?纵向力纵向力横向作用横向作用第8页/共65页第九页，共65页。1777年8月14日生于丹麦朗格兰德岛一个药剂师家庭12岁开始帮助父亲在药房里干活，同时坚持学习化学由于(yuy)刻苦攻读，17岁以优异的成绩考取了哥本哈

6、根大学的免费生他一边当家庭教师，一边在学校学习药物学、天文、数学、物理、化学等1806年任哥本哈根大学物理学教授，1820年4月发现了电流的磁效应.1821年被选为英国皇家学会会员，1823年被选为法国科学院院士，后来任丹麦皇家科学协会会长 二、电流二、电流(dinli)(dinli)的磁效应的磁效应第9页/共65页第十页，共65页。二、电流二、电流(dinli)(dinli)的的磁效应磁效应奥斯特实验奥斯特实验(shyn)第10页/共65页第十一页，共65页。奥斯特实验奥斯特实验(shyn)(shyn)1、实验、实验(shyn)装置装置2、实验、实验(shyn)现象现象当给导线通电时当给导线

7、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二、电流的磁效应二、电流的磁效应第11页/共65页第十二页，共65页。【问题】【问题】 磁体磁体(ct)(ct)之间是通过什么发生相互之间是通过什么发生相互作用的呢作用的呢? ?【联想】【联想】 电荷电荷(dinh)(dinh)之间是通过什么发之间是通过什么发生相互作用的呢生相互作用的呢? ?电荷之间的相互作用是通过电荷之间的相互作用是通过(tnggu)(tnggu)电电场发生的场

8、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第12页/共65页第十三页，共65页。1.磁场磁场:磁体周围空间磁体周围空间(kngjin)存在的一种特存在的一种特殊物质殊物质.三、磁场三、磁场(cchng)【问题】是否只有磁铁周围【问题】是否只有磁铁周围(zhuwi)才存才存在磁场在磁场? 磁体磁体磁体磁体磁场磁场第13页/共65页第十四页，共65页。2.电流的磁效应：电流的磁效应： 电流能在周围电流能在周围(zhuwi)空间产生磁场空间产生磁场. 磁铁不是磁场的唯一来源磁铁不是磁场的唯一来源.磁体磁体(ct)磁体磁体(c

9、t)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.第14页/共65页第十五页，共65页。结论结论(jiln)(jiln)： 磁体对通电导磁体对通电导体有力体有力(yul)(yul)的作的作用用磁体磁体(ct)(ct)与电流之间的相互作用与电流之间的相互作用第15页/共65页第十六页，共65页。问题：磁体问题：磁体(ct)和通电导体之间的和通电导体之间的相互作用相互作用 是通过什么发生的呢是通过什么发生的呢?磁体磁体(ct)电流电流(dinli)磁场磁场第16页/共65页第十七页，共65页。三、磁场三、磁场(cchng)磁体磁体磁体磁体磁体磁

10、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： 电流能在周围电流能在周围(zhuwi)空间产生磁场空间产生磁场.问题问题(wnt):(wnt):电流与电流之间电流与电流之间是否有力的作用是否有力的作用? ?第17页/共65页第十八页，共65页。结论结论(jiln):(jiln):同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。结论结论: :反向电流相互反向电流相互(xingh)(xingh)排斥。排斥。问题问题:电流和电流之间电流和电流之间的相互作用是通过什的相互作用是通过什么么(shn me)发生的呢发生的呢?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

11、有力的作用?第18页/共65页第十九页，共65页。第19页/共65页第二十页，共65页。三、磁场三、磁场(cchng)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:电流能在周围电流能在周围(zhuwi)空间产生磁场空间产生磁场.1、磁场、磁场:磁体周围空间存在的一种特殊磁体周围空间存在的一种特殊(tsh)物质物质.电流电流电流电流磁场磁场第20页/共65页第二十一页，共65页。 磁场对放入其中的磁体磁场对放入其中的磁体(ct)(ct)或或通电导体会产生磁力作用。通电导体会产生磁力作用。 （磁体（磁体(ct)(ct)与磁体与磁体(ct)(ct)之间、之间、磁体磁

12、体(ct)(ct)与通电导体之间、通电导与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的）过磁场发生的）3、磁场、磁场(cchng)的性质的性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(cchng)第21页/共65页第二十二页，共65页。3.2 3.2 磁感应强度磁感应强度(qingd) (qingd) 3-1 3-1 第三章第三章 磁场磁场(cchng)(cchng)第22页/共65页第二十三页，共65页。1.1.用哪个物理量来描述电场用哪个物理量来描述电场(din chng)(din chng)的强弱的强弱和方向？和方向？用

13、电场强度来描述电场的强弱用电场强度来描述电场的强弱(qin ru)(qin ru)和方向和方向. . 2.2.电场强度电场强度(qingd)(qingd)是如何定义的？其定义式是如何定义的？其定义式是什么？是什么？ 电场强度是通过将一试探电荷放在电场中分电场强度是通过将一试探电荷放在电场中分析电荷所受的电场力与试探电荷量的比值来定义析电荷所受的电场力与试探电荷量的比值来定义的的. . 定义式为定义式为E E = = qF. 第23页/共65页第二十四页，共65页。一一.磁感应强度磁感应强度(qingd)的方向：的方向： 小磁针北极受力的方向，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极亦即小磁针

14、静止时北极(N)所所指的方向规定指的方向规定(gudng)为该为该点的磁感应强度的方向，简点的磁感应强度的方向，简称为磁场方向。称为磁场方向。 磁场对电流磁场对电流(dinli)(dinli)的作用力通常称为安培力的作用力通常称为安培力. .第24页/共65页第二十五页，共65页。1：保持磁场和通电导线：保持磁场和通电导线(doxin)的长度的长度不变，改变电流的大小。不变，改变电流的大小。2：保持磁场和导线中的电流不变，改变通：保持磁场和导线中的电流不变，改变通电电(tng din)导线的长度。导线的长度。探究探究(tnji)影响通电导线受力的因素影响通电导线受力的因素第25页/共65页第二

15、十六页，共65页。1：保持磁场和通电导线：保持磁场和通电导线(doxin)的长度不变，改变电流的的长度不变，改变电流的大小。大小。现象现象(xinxing)：电流越大，导线的偏角越大。：电流越大，导线的偏角越大。结论：在通电结论：在通电(tng din)导线的长度和磁场不变时，导线的长度和磁场不变时，电流越大，导线所受的安培力就越大。电流越大，导线所受的安培力就越大。2：保持磁场和导线中的电流不变，改变通电导线的长度。：保持磁场和导线中的电流不变，改变通电导线的长度。结论：结论：在通电导线的电流和磁场不变时，导线越长，在通电导线的电流和磁场不变时，导线越长，导线所受的安培力就越大。导线所受的安

16、培力就越大。 精确的实验表明，通电导线在磁场中受到的安培力精确的实验表明，通电导线在磁场中受到的安培力的大小，既与导线的长度的大小，既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流成正比，又与导线中的电流I成成正比，即与正比，即与I和和L的乘积成正比。的乘积成正比。B=F/IL第26页/共65页第二十七页，共65页。磁感应强度磁感应强度(qingd)：1.定义：在磁场定义：在磁场(cchng)中垂直于磁场中垂直于磁场(cchng)方方向的通电导线，所受的安培力向的通电导线，所受的安培力F 跟电流跟电流 I 和导线长和导线长度度L的乘积的乘积 IL 的比值叫磁感应强度的比值叫磁感应强度.2.定义式：定义

17、式：B= ILF思考思考1：一根长度为：一根长度为L的导线通有电流的导线通有电流I，当放，当放到磁场中某点时受到的安培力为到磁场中某点时受到的安培力为F，问导线所，问导线所在处的磁感应强度一定为在处的磁感应强度一定为 吗？吗？ILF电流元：很短的一段通电电流元：很短的一段通电(tng din)(tng din)导线中的电流导线中的电流I I与导线长度与导线长度L L的乘积的乘积ILIL叫叫做电流元。做电流元。第27页/共65页第二十八页，共65页。 思考思考 有人根据有人根据B=F/ILB=F/IL提出：磁场中某点的磁感应提出：磁场中某点的磁感应强度强度B B 跟磁场力跟磁场力F F成正比，跟

18、电流强度成正比，跟电流强度I I和导线长和导线长度度(chngd)L(chngd)L的乘积的乘积ILIL成反比，这种提法有什么成反比，这种提法有什么问题？错在哪里？问题？错在哪里？ 磁场中某点的磁感应强度只决定于场源和该磁场中某点的磁感应强度只决定于场源和该点在场中的位置，与在该点放不放通电导线、通点在场中的位置，与在该点放不放通电导线、通电导线的长度电导线的长度(chngd)(chngd)、导线中的电流以及导线、导线中的电流以及导线受力情况无关。受力情况无关。第28页/共65页第二十九页，共65页。 4.4.在国际单位在国际单位(dnwi)(dnwi)制中，磁感应强度的单位制中，磁感应强度的

19、单位(dnwi)(dnwi)是是特斯拉，简称特，国际符号是特斯拉，简称特，国际符号是T.T. 1 T=1 N/(A 1 T=1 N/(Am)m)3.3.物理意义：物理意义：B B是表示是表示(biosh)(biosh)磁场强弱和方向的物理量，磁场强弱和方向的物理量，是描述磁场力的性质的物理量。是描述磁场力的性质的物理量。第29页/共65页第三十页，共65页。 若在某一空间同时存在几个若在某一空间同时存在几个磁场磁场(cchng)，那么该空间中的，那么该空间中的某点的磁感应强度某点的磁感应强度B应如何确定？应如何确定？想一想想一想 第30页/共65页第三十一页，共65页。6.磁场的叠加磁场的叠加

20、 若某一空间同时存在几个磁场，空间的磁场应由若某一空间同时存在几个磁场，空间的磁场应由这几个磁场叠加而成，某点的磁感应强度这几个磁场叠加而成，某点的磁感应强度(qingd)为为B，则有，则有B=B1+B2+B3（矢量和）（矢量和） 第31页/共65页第三十二页，共65页。磁感应强度磁感应强度(qingd) B(qingd) BB B的方向的方向(fngxing)(fngxing)：小磁针静止时小磁针静止时N N极所指的方极所指的方向向(fngxing)(fngxing)。B B的大小的大小(dxio)(dxio)：ILFB （B BL L）注：磁感应强度注：磁感应强度B B为为矢量矢量，其由磁

21、场本身，其由磁场本身属性决定。属性决定。第32页/共65页第三十三页，共65页。第33页/共65页第三十四页，共65页。一一.磁感线磁感线第34页/共65页第三十五页，共65页。磁感线磁感线第35页/共65页第三十六页，共65页。实验实验(shyn)中常用铁屑来模拟磁感线的形状。中常用铁屑来模拟磁感线的形状。磁感线：磁场中画出一系列有方向磁感线：磁场中画出一系列有方向的曲线，且使曲线上每一点的切线的曲线，且使曲线上每一点的切线方向与该点的磁感应强度方向与该点的磁感应强度(qingd)(qingd)的方向一致。的方向一致。第36页/共65页第三十七页，共65页。磁感线磁感线第37页/共65页第三

22、十八页，共65页。c.磁感线的疏密可以反映磁场的强弱磁感线的疏密可以反映磁场的强弱(qin ru) d.任何两条磁感线都不相交任何两条磁感线都不相交磁感线的特点磁感线的特点(tdin)：a.为形象为形象(xngxing)地描述磁场而人为引入的假想曲线地描述磁场而人为引入的假想曲线b.磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向e. 磁感线是封闭曲线磁感线是封闭曲线第38页/共65页第三十九页，共65页。二、几种常见磁场二、几种常见磁场(cchng)磁感线分布磁感线分布1 1、条形、条形(tio xn)(tio xn)磁磁铁铁第39页/共65页第四十页，共65页。

23、地磁场地磁场1.地球是一个地球是一个(y )巨大巨大的磁体的磁体2.地球周围地球周围(zhuwi)空间存空间存在的磁场叫地磁场在的磁场叫地磁场3.地磁地磁(dc)的北极在地理的北极在地理的南极附近的南极附近,地磁地磁(dc)的南的南极在地理的北极附近极在地理的北极附近,但两但两者并不完全重合者并不完全重合,它们之间它们之间的夹角称为磁偏角的夹角称为磁偏角4.磁偏角的数值在地球上不磁偏角的数值在地球上不同地方是不同的同地方是不同的第40页/共65页第四十一页，共65页。二、几种二、几种(j zhn)常见磁场磁感线分布常见磁场磁感线分布1 1、马蹄形磁铁马蹄形磁铁第41页/共65页第四十二页，共6

24、5页。3、直线电流、直线电流(dinli)周围磁周围磁场场（右手（右手(yushu)螺螺旋定则）旋定则）安培定则：用右手握住导线，让伸直的大拇安培定则：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致指所指的方向跟电流的方向一致(yzh)，弯，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。磁感线为以导线上的各点磁感线为以导线上的各点为圆心的同心圆，且在跟为圆心的同心圆，且在跟导线垂直的平面上。导线垂直的平面上。二、几种常见磁场磁感线分布二、几种常见磁场磁感线分布第42页/共65页第四十三页，共65页。直线电流直线电流 画出直线画出直线(zhxin)电

25、流的磁场的立体、顶视、底视、正视图电流的磁场的立体、顶视、底视、正视图课堂练习课堂练习第43页/共65页第四十四页，共65页。解决方案：用安培解决方案：用安培(npi)定则分定则分析析第44页/共65页第四十五页，共65页。4、环形、环形(hun xn)电流周围磁场电流周围磁场安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直向一致，伸直(shn zh)的大拇指所指的方向就的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。是环形导线中心轴线上磁感线的方向。环形电流的磁环形电流的磁场可等效场可等效(dn xio)(dn xio)为小磁针或条为小磁针或

26、条形磁铁形磁铁. .第45页/共65页第四十六页，共65页。画出下图环形画出下图环形(hun xn)电流磁感线的俯视图和电流磁感线的俯视图和正视图：正视图：立体图第46页/共65页第四十七页，共65页。通电螺线管的磁场也就是通电螺线管的磁场也就是(jish)这这些环形电流磁场的叠加。些环形电流磁场的叠加。环形电流的安培定则也可以环形电流的安培定则也可以(ky)用来判定通电螺线管的用来判定通电螺线管的磁场。磁场。第47页/共65页第四十八页，共65页。5、通电螺旋管周围、通电螺旋管周围(zhuwi)磁场磁场等效等效(dn xio)安培定则：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指安培定则：用右手握住螺旋管

27、，让弯曲的四指所指的方向所指的方向(fngxing)跟电流方向跟电流方向(fngxing)一致，大拇指所指的方向一致，大拇指所指的方向(fngxing)就是螺旋就是螺旋管内部磁感线的方向管内部磁感线的方向(fngxing)。第48页/共65页第四十九页，共65页。第49页/共65页第五十页，共65页。第50页/共65页第五十一页，共65页。三、安培三、安培(npi)分子电流假说分子电流假说第51页/共65页第五十二页，共65页。第52页/共65页第五十三页，共65页。第53页/共65页第五十四页，共65页。意义意义(yy):(yy):1)成功成功(chnggng)解释磁化和消磁现象解释磁化和消磁现象3)揭示揭示(jish)了电和磁的本质联系了电和磁的本质联系2)揭示了磁性的起源揭示了磁性的起源三、安培分子