高二物理选修3-1第三章3.1磁现象和磁场2011

1、物理新人教版选修物理新人教版选修3-13-1 我国是世界上最早发现磁现象的国家，早在战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，指南针的发明为世界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的航海业做出了巨大的贡献 在现代，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、科技密切相关认识磁现象，我们先从认识磁场开始认识磁现象，我们先从认识磁场开始导入导入磁悬浮列车 速度超过了F1赛车的最高时速 东汉王充在东汉王充在论衡论衡中中写道：写道：“司南之杓司南之杓,

2、,投之投之于地于地, ,其柢指南其柢指南”，其中，其中描描述的述的“司南司南”, ,被公认为被公认为最早的磁性指南工具。最早的磁性指南工具。 指南针是我国古代四指南针是我国古代四大发明之一大发明之一 人们最人们最初发现的磁体是初发现的磁体是被称为被称为“天然磁石天然磁石”的的矿物矿物, ,其中含有主要成分其中含有主要成分为为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2.2.磁性：磁性： 1.1.永永磁体：磁体： 3.3.磁极：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： 指北的磁极叫做：指北的磁极叫做：4.4.磁极间相互作用规律磁极间

3、相互作用规律: : 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体叫 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一一、磁现象磁现象能够吸引铁质物体的性质能够吸引铁质物体的性质天然磁石和人造磁铁天然磁石和人造磁铁磁磁体上磁性最强的部分叫磁极体上磁性最强的部分叫磁极 南南极极, ,又叫又叫S S极极; ; 北北极极, ,又叫又叫N N极极同同名磁极相斥，异名磁极相吸名磁极相斥，异名磁极相吸 磁化磁化； 退磁退磁【思考】【思考】 磁体之间是通过什么发生相互作用的呢？磁体之间是通过什么发生相互作用的呢？1.1.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

4、物质。二、磁场二、磁场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，电场和磁场一样都是一种物质电场和磁场一样都是一种物质. .【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类比类比: 电荷之间的相互作用是通过电场；电荷之间的相互作用是通过电场； 2、电流的磁效应、电流的磁效应丹麦物理学家奥斯特(Hans Christian Oersted，1777851)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刻苦攻读，17岁以优异的成绩考取了哥本哈根大学的免费生他一边当家

5、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，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 奥斯特实验奥斯特实验、实验装置如左图、实验装置如左图、实验现象、实验现象奥斯特演示实验奥斯特演示实验奥斯特实验奥斯特实验、实验装置如左图、实验装置如左图、实验现象、实验现象： 当给导线通电时，与导线平当给导线通电时，与导线平行放置的小磁针发生转动。行放置的小磁针发生转动。、注意事项、注意事项：、实验结论：、实验结论： 导线应沿导线应沿南北南北方向方向水平水平放置放置2.2.电流的磁效应：电流的磁效应： 通电导线周

6、围存在磁场，即通电导线周围存在磁场，即电流可以产生磁场。电流可以产生磁场。 电流能在周围空间产生磁场电流能在周围空间产生磁场. 磁铁不是磁场的唯一来源磁铁不是磁场的唯一来源.演示演示实验实验结论：结论：磁体对通电磁体对通电导体有导体有力力的作用。的作用。 问题：问题：磁体和通电磁体和通电导体之间的相互作导体之间的相互作用力是通过什么发用力是通过什么发生的呢？生的呢？ 3.磁场与电流之间的相互作用磁场与电流之间的相互作用磁体磁体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？4. 通电导体之间相互作用通电导体之间相互作用演示演示实验实验1：同向电流：同向电

7、流演示演示实验实验2：反向电流：反向电流结论结论: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用力是通过什么电流和电流之间的相互作用力是通过什么发生的呢？发生的呢？电流电流电流电流磁场磁场aabb 磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。 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磁场发生的，磁场和电场一样都是一种客观物质，是客观存在的，看不见摸不着，但是很多磁现象感知了它的存在。 在同一空间区域，可以有几个磁场共同占有，实物做不到。 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

8、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偏角指南针所指的南北（磁场的指南针所指的南北（磁场的南北极）与地理上的南北极南北极）与地理上的南北极并不完全一致，两者之间存并不完全一致，两者之间

9、存在着偏角，即磁偏角。在着偏角，即磁偏角。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。这是世界上最早的关于磁偏角的记载。角的记载。注：水平放置的磁针的指向跟地理注：水平放置的磁针的指向跟地理子午线之间的交角即为磁偏角子午线之间的交角即为磁偏角思 考指南针为什么会指南？地球磁场很弱，其表面的磁场比一地球磁场很弱，其表面的磁场比一个条形磁铁近旁的磁场弱的多，但个条形磁铁近旁的磁场弱的多，但能自由旋转的小磁针已能显示出地能自由旋转的小磁针已能显示出地磁场对它的作用，指南针正是利用磁场对它的作用，指南针正是利用这个原理制成的。这个原理

10、制成的。地磁场如何产生？地磁场如何产生？到目前为至，没有明确的结论，有各种各样到目前为至，没有明确的结论，有各种各样的猜测的猜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。 太阳耀斑太阳耀斑太太阳阳风风太阳黑子太阳黑子地球磁场能抵挡大部分太阳风 小结：小结：一、磁现象：磁性；磁体；磁极；磁化；退磁一、磁现象：磁性；磁体；磁极；磁化；退磁二、磁场：二、磁场：1、磁体间的相互作用，、磁体间的相互作用，2、电流的磁效应、电流的磁效应3、磁体与电流间相互作用，、磁体与电流间相互作用，4、电流与电流间的相互作用。、电流与电流间

11、的相互作用。三、磁场的基本性质：三、磁场的基本性质：对其中的磁体或电流有力的作用对其中的磁体或电流有力的作用四、地磁场：四、地磁场： 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2、 铁棒铁棒A A能吸引小磁针，铁棒能吸引小磁针，铁棒B B能排斥小能排斥小磁针，若将铁棒磁针，若将铁棒A A靠近铁棒靠近铁棒B B时，则（）时，则（）A.A. A A、B B一定互相吸引一定互相吸引 B.B. A A、B B一定互相排斥一定互相排斥C.C. A A、B B间有可能无磁场力作用间有可能无磁场力作用D.D. A

12、A、B B间可能互相吸引，也可能互相排斥间可能互相吸引，也可能互相排斥D3 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 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是磁极对磁极的作用、电流对电流的作用都是通过磁场发生的通过磁场发生的 4、地球是一个大磁体，它的磁场分布情况与、地球是一个大磁体，它的磁场分布情况与一个条形磁铁的磁场分布情况相似，以下说一个条形磁铁的磁场分布情况相似，以下说法正确的是法正确的是( ) A.地磁场的方向是沿地球上经线方向的地磁场的方向是沿地球上经线方向的 B.地磁场的方向是与地面平行的地磁场的方向是与地面平行的 C.地磁场的方向是从北向南方向的地磁场的方向是从北向南方向的 D.在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的向下的D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