高中物理选修3-1第三章第1节磁现象和磁感线

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 指南针指南针是我国古代的四大发明之一，指南针是我国古代的四大发明之一，指南针的发明为世界的航海业做出了巨大的贡献的发明为世界的航海业做出了巨大的贡献“司南司南” 电磁炉电磁炉采用磁场感应电流（又称为涡流）采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，用来加热和烹饪食物。的加热原理，用来加热和烹饪食物。 磁悬浮列车磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电后，时速安装线圈。通电后，时速达达430430千米千米/ /小时小时。这个速度超过了这个速度超过了F1F1赛事的最高时速。赛事的最高时速。 最初发现的磁体是被称

2、为最初发现的磁体是被称为“天然磁石天然磁石”的矿物，的矿物，其主要成分为其主要成分为FeFe3 3O O4 4 ，能吸引铁质物，能吸引铁质物体体. .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。一、磁一、磁场场3.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. .1.1.磁体磁体：具有磁性的物体具有磁性的物体.2.2.磁极：磁极：磁体上磁体上磁性最强的部分磁性最强的部分.4.4.磁场磁场: :磁体（或电流）周围空间存在的一种特殊物质磁体

3、（或电流）周围空间存在的一种特殊物质. .电场和磁场都是客观存在的一种物质电场和磁场都是客观存在的一种物质小磁针静止时指南的磁极叫做小磁针静止时指南的磁极叫做南极南极，又，又叫叫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。【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奥斯特实验奥斯特实验奥斯特实验奥斯特实验5.5.电流的磁效应电流的磁效应1820年年4月发现了月发现了电流的磁效应电流的磁效应. 法拉第评论说：法拉第评论说：“他突然打开他突然打开了科学中的一个黑暗领域的大门，了科学中的一个黑暗领域的大门，使其充满光明。使其充

4、满光明。”磁体磁体磁体磁体磁体磁体电流电流磁场磁场磁场磁场5.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. .问题问题:电流与电流电流与电流之间是否有力的作用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:电流和电流之间为什么电流和电流之间为什么会发生相互作用呢会发生相互作用呢?电流电流电流电流磁场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产生磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生力的作用。力的作用。 磁体与磁体之间、磁体与

5、通电导体磁体与磁体之间、磁体与通电导体、通电、通电导体与通电导体导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场之间的相互作用都是通过磁场发生的。发生的。6.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 将一个小磁针放在磁场中某一点将一个小磁针放在磁场中某一点, ,小磁针静止时小磁针静止时, ,北极北极N N所指的方向所指的方向, ,就是就是该点的磁场方向。该点的磁场方向。7 7、磁场的方向规定：、磁场的方向规定： 海龟海龟，总在茫茫大海中漫游，有的一次就，总在茫茫大海中漫游，有的一次就要跋涉几千公里，要跋涉几千公里，才能回到自己的出生地。才能回到自己的出生地。大海大海无边无际，没有任

6、何参照物，海龟是靠什么定位无边无际，没有任何参照物，海龟是靠什么定位的的呢？呢？二、二、地磁场地磁场1.地磁场地磁场: :地球周围空地球周围空间存在的磁场。间存在的磁场。2.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夹角称为磁偏角。磁偏角。1、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

7、南针指南说明地球周围有磁场D磁极对磁极的作用、电流对电流的作磁极对磁极的作用、电流对电流的作用都是通过磁场发生的用都是通过磁场发生的 三三、 磁感线磁感线 1.1.磁感线磁感线：在磁场中画出一些：在磁场中画出一些曲线，曲线，使曲线使曲线上每一点的上每一点的切线切线方向都跟这点的磁感应强度的方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线就叫做磁感线。方向一致，这样的曲线就叫做磁感线。ABC认识磁感线几种常见的磁场的磁感线分布几种常见的磁场的磁感线分布同名磁极同名磁极异名磁极异名磁极三、磁感线三、磁感线2 2、特点、特点 ： 1)磁感线是假想的，不是真实的。磁感线是假想的，不是真实的。 2)磁感线

8、的疏密表示磁场的强弱。磁感线的疏密表示磁场的强弱。 3)磁感线上每一点的切线方向即为该点磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。的磁场的方向。 4)磁感线是闭合曲线。磁感线是闭合曲线。 5)磁感线不能相交磁感线不能相交。1、直线电流的磁场、直线电流的磁场安培定则安培定则:右手握住导线右手握住导线,让伸直的拇指所指让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向就是磁感线环绕的方向.(右手螺旋定则右手螺旋定则)四、四、几种常见的磁场几种常见的磁场直线电流的磁场的几种画法直线电流的磁场的几种画法2、环形电流的磁场、环形电流

9、的磁场安培定则安培定则:让右手弯曲的四指与环形电让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向环形导线轴线上磁感线的方向.安培定则安培定则四、几种常见的磁场四、几种常见的磁场横截面图横截面图 纵截面图纵截面图环形电流的磁场的几种画法环形电流的磁场的几种画法SN3 3、通电螺线管的磁场、通电螺线管的磁场安培定则：安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲四指用右手握住螺线管，让弯曲四指所指的方向与电流的方向一致，拇指所指的所指的方向与电流的方向一致，拇指所指的方向就是方向就是螺线管内部磁感线的方向。也就是螺线管内部磁感线的方向

10、。也就是说，拇指指向通电螺线管的北极。说，拇指指向通电螺线管的北极。四、几种常见的磁场四、几种常见的磁场等效等效 横截面图横截面图 纵截面图纵截面图通电螺线管的磁场的几种画法通电螺线管的磁场的几种画法 1、磁场强弱、方向处处相同的磁场、磁场强弱、方向处处相同的磁场 2、匀强磁场的磁感线：是一些间隔相、匀强磁场的磁感线：是一些间隔相同的平行直线同的平行直线五、匀强磁场五、匀强磁场任何物质的分子中都存在环形电流任何物质的分子中都存在环形电流分子电分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。未被磁化的铁棒未被磁化的铁棒磁化后的铁棒磁化后的铁棒六、安培

11、分子电流假说六、安培分子电流假说 3.3.磁现象的电本质：磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场本质上都是运动磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的电荷产生的 1 1、关于磁感线，下列说法中正确的是关于磁感线，下列说法中正确的是( )( ) A A磁感线上每一点的切线方向都跟该点磁感线上每一点的切线方向都跟该点 的磁场方向一致的磁场方向一致 B B两条磁感线的空隙处不存在磁场两条磁感线的空隙处不存在磁场 C C同一磁场形成的磁感线可以相交同一磁场形成的磁感线可以相交 D D磁感线是磁场中客观存在的、肉眼看磁感线是磁场中客观存在的、肉眼看不见的曲线不见的曲线A 如图，一束带电粒子沿水平方向平行的飞如图，一束带电粒子沿水平方向平行的飞过磁针上方时，磁针的过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是（则这束带电粒子可能是（ ）A. 向右飞行的正离子束向右飞行的正离子束B. 向左飞行的正离子束向左飞行的正离子束C. 向右飞行的负离子束向右飞行的负离子束D. 向左飞行的负离子束向左飞行的负离子束BCIAB3 3、如图所示，当开关闭合时、如图所示，当开关闭合时: : (1) (1)判断通电螺线管的磁极；判断通电螺线管的磁极； (2)(2)指出甲、乙小磁针的指出甲、乙小磁针的N N