第三章第1、2节磁现象和磁场【新】

1、东汉王充在东汉王充在论衡论衡中写道：中写道：“司南之杓司南之杓, ,投之于地投之于地, ,其柢指南其柢指南”最初发现的磁体是被称为最初发现的磁体是被称为“天天然磁石然磁石”的矿物的矿物, ,其中含有主其中含有主要成分为要成分为FeFe3 3OO4 4, ,能吸引其他物能吸引其他物体体, ,很像磁铁很像磁铁 我国是世界上最早发现磁现象的国家，早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就是其中之一，指南针的发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大的贡献在现代，明为世界的航海业做出

2、了巨大的贡献在现代，磁现象与日常生活、科技密切相关磁现象与日常生活、科技密切相关2 2. .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1 1. .永永磁体：磁体：天然磁石和人造磁铁天然磁石和人造磁铁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, ,又叫又叫N N极极4.4.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* *5.5.变无磁性物体为有磁性物体叫变无磁性物体为有磁性物

3、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一一、磁现象磁现象磁现象在生活中的应用磁现象在生活中的应用思考：思考：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? ?奥斯特奥斯特丹麦物理学家奥斯特丹麦物理学家奥斯特(1777(17771851)1851)生生于丹麦朗格兰德岛一个药剂师家庭于丹麦朗格兰德岛一个药剂师家庭1212岁岁开始帮助父亲在药房里干活，同时坚持学开始帮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，1717岁以优异的成岁以优异的成绩考取了哥本哈根大学的免费生他一边绩考取了哥本哈根大学的免费生他一边当家庭教师，一边

4、在学校学习药物学、天当家庭教师，一边在学校学习药物学、天文、数学、物理、化学等文、数学、物理、化学等18061806年任哥本年任哥本哈根大学物理学教授，哈根大学物理学教授，18211821年被选为英国年被选为英国皇家学会会员，皇家学会会员，18231823年被选为法国科学院年被选为法国科学院院士，后来任丹麦皇家科学协会会长院士，后来任丹麦皇家科学协会会长 奥斯特早在读大学时就深受康德哲学思想的奥斯特早在读大学时就深受康德哲学思想的影响，认为各种自然力都来自同一根源，可以相互影响，认为各种自然力都来自同一根源，可以相互转化。转化。二、电流的磁效应二、电流的磁效应二、电流的磁效应二、电流的磁效应奥

5、斯特实验奥斯特实验注意事项：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, ,即电流可以即电流可以产生磁场产生磁场磁体磁体磁体磁体磁场磁场磁体磁体电流电流磁场磁场结论：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？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

6、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电流和电流之间的相互作用力是通过什么发生的呢？用力是通过什么发生的呢？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 磁场对放入其中的磁体或通电导磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。体会产生磁力作用。 （磁体之间、磁体与通电导体之（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间、通电导体与通电导体之间的相

7、互作用都是通过磁场发生的）作用都是通过磁场发生的）三、磁场的基本性质三、磁场的基本性质磁体磁体磁体磁体磁场磁场电流电流电流电流四、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2.2.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3.3.地磁的北极在地理的地磁的北极在地理的南极附近南极附近, ,地磁的南极在地磁的南极在地理的北极附近地理的北极附近, ,但两者但两者并不完全重合并不完全重合, ,它们之间它们之间的夹角称为磁偏角的夹角称为磁偏角4.4.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磁悬浮列车磁悬浮列车磁悬浮列车上装有电磁体，

8、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电磁体极性总保持相同，两者“同性相斥”，排斥力使列车悬浮起来。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，使列车前进。列车头的电磁体（N极）被轨道上靠前一点的电磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。例v铁棒A能吸引小磁针，铁棒B能排斥小磁针，若将铁棒A靠近铁棒B时，则（）A.A、B一定互相吸引 B.A、B一定互相排斥C.A、B间有可能无磁场力作用D.A、B间可能互相吸引，也可能互相排斥D例v把铁棒甲的一端靠近铁棒乙的中部，发现两者吸引，而把乙的一端靠近甲的中部时两者互不吸引，则（）

9、A.甲有磁性，乙无磁性B.甲无磁性，乙有磁性C.甲和乙都有磁性D.甲和乙都没有磁性A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 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 B磁极或电流在自己周围的空间会产生磁场磁极或电流在自己周围的空间会产生磁场C 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 D磁极对磁极的作用、电流对电流的作用都磁极对磁极的作用、电流对电流的作用都 是通过磁场发生的是通过磁场发生的 下列说法中正确的是下列说法中正确的是 （ ）A A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, ,任何磁体都任何

10、磁体都 有两个磁极有两个磁极B B磁体与磁体间的相互作用是通过磁场而发生磁体与磁体间的相互作用是通过磁场而发生 的的, ,而磁体与通电导体间以及通电导体与通而磁体与通电导体间以及通电导体与通 电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的C C地球的周围存在着磁场地球的周围存在着磁场, ,地球是一个大磁体地球是一个大磁体, , 地球的地理两极与地磁两极并不重合地球的地理两极与地磁两极并不重合, ,其间其间 有一个交角有一个交角, ,这就是磁偏角这就是磁偏角, ,磁偏角的数值在磁偏角的数值在 地球上不同地方是相同的地球上不同地方是相同的D D磁场是客观存在的一种物质

11、磁场是客观存在的一种物质 对放入其中的电荷有电场力的作用对放入其中的电荷有电场力的作用3.3.磁场的基本性质是什么？磁场的基本性质是什么？对放入其中的对放入其中的磁体磁体或或通电导体通电导体有磁力的作用有磁力的作用电场强度电场强度:试探电荷所受电场力跟电荷量的比值试探电荷所受电场力跟电荷量的比值正试探电荷的受力方向正试探电荷的受力方向温故知新温故知新4.4.如何如何描述磁场的方向与强弱呢？描述磁场的方向与强弱呢？描述磁场的强弱描述磁场的强弱和和方向方向类比思想类比思想一一. . 磁感应强度的方向磁感应强度的方向物理学规定：物理学规定：小磁针小磁针N极极(北极北极)的受力方向的受力方向或或小磁针

12、小磁针静止静止时时N极的指向，规极的指向，规定为该点的定为该点的磁场方向磁场方向, 即即磁感应磁感应强度的方向强度的方向二二. .磁感应强度的大小磁感应强度的大小思考思考1：磁感应强度的大小能否从小磁针受力的磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究情况来研究?思考思考2：磁场不仅能对磁体有作用力磁场不仅能对磁体有作用力, ,还对通电导体还对通电导体有作用力有作用力. .能否用很小一段通电导体来检验磁场的能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱强弱?二二. .磁感应强度的大小磁感应强度的大小很短一段通电导线中的电流很短一段通电导线中的电流I I与导线与导线长度长度L L的乘积的乘积ILIL电流

13、元：电流元：理想模型理想模型思考思考3 3：通电导线所受到的：通电导线所受到的磁场力与什么有关呢？磁场力与什么有关呢？通电电流、通电电流、导体长度、导体长度、实验方法实验方法: :控制变量法控制变量法磁场强弱磁场强弱、保持磁场和、保持磁场和L L不变，不变，改变改变I I、保持磁场和、保持磁场和I I不变，不变，改变改变L L实验方案设计实验方案设计结论：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，导线所受的安培力就越大。大，导线所受的安培力就越大。结论：在通电导线的电流和磁场不变时，导线结论：在通电导线的电流和磁场不变时，导线越长，导线所受的安培力就越大

14、。越长，导线所受的安培力就越大。现象：现象：I越大，导线的偏角越大。越大，导线的偏角越大。 研究表明：研究表明：通电导线与磁场方向垂直时通电导线与磁场方向垂直时，它受力，它受力的大小既与导线的的大小既与导线的长度长度L L 成正比，成正比，又与导线中的电又与导线中的电流流I I 成正比，即与成正比，即与I I和和L L的乘积的乘积 IL IL 成正比成正比，即：，即：（2 2）说明：说明：（1 1）FBILBIN1T=1A m2、定义式：、定义式：3、单位：、单位：1、定义：、定义：在磁场中在磁场中垂直于磁场方向垂直于磁场方向的通电导线，所受的的通电导线，所受的磁场力磁场力F 跟跟电流电流I

15、和和导线长度导线长度L 的乘积的乘积IL的比值的比值叫磁感应强度叫磁感应强度二二. .磁感应强度的大小磁感应强度的大小3、方向：方向：1、物理意义：物理意义：三三. .对对磁感应强度磁感应强度B B的的认识认识FBILBI2、大小：、大小：思考思考5 5：有人根据有人根据B BF/IL F/IL 提出：磁场中某点的提出：磁场中某点的磁感应强度磁感应强度B B 跟磁场力跟磁场力F F 成正比，跟电流强度成正比，跟电流强度I I 和导线长度和导线长度L L 的乘积的乘积IL IL 成反比，这种提法对吗？成反比，这种提法对吗？有什么问题？有什么问题？例例1 1、下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是

16、、下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是（ ） A A通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B B通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大C C放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同处处相同D D磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关受力的大小和方向无关例例2 2、下列说法中错误的是（、下列说法中错误的是（ ）A A磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以

17、电流I I、长为长为L L的一小段导线放在该处时所受磁场力的一小段导线放在该处时所受磁场力F F与与I I、L L的乘积的比值的乘积的比值B B一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则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该处一定没有磁场C 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 A处时受磁场力比放处时受磁场力比放在在B B处大，则处大，则A A处磁感应强度比处磁感应强度比B B处的磁感应强度大处的磁感应强度大D D因为因为B =F/ILB =F/IL，所以某处磁感应强度的大小与放，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线在该处的通电小段导线ILIL乘积

18、成反比乘积成反比例例3、一根导线长、一根导线长0.2m，通过，通过3A的电流，的电流，垂直放入磁场中某处受到的磁场力是垂直放入磁场中某处受到的磁场力是610-2N，则该处的磁感应强度，则该处的磁感应强度B的大小的大小是是_；如果该导线的长度和电流都减；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度的大小是小一半，则该处的磁感应强度的大小是_。 例例4.磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流强度是电流强度是2.5 A，导线长，导线长1 cm，它受到的安培力为，它受到的安培力为510-2 N，则这个位置的磁感应强度是多大？，则这个位置的磁感应强度是多大？例例5.接上题，如果把通电导线中的电流强度增大到接上题，如果把通电导线中的电流强度增大到5 A