《物理》课件 7.1 磁场 磁感应强度

第7章电与磁

7.1磁场磁感应强度磁场磁力线磁通量

磁感应强度电流的磁效应安培定则中国古代四大发明是哪几个？指南针的原理是什么？指南针的应用有哪些？7.1.1磁场为什么磁体间没有接触也会产生相互作用?这是因为在磁体周围空间存在一种特殊物质———磁场,磁场能够对磁体产生力的作用,从而使磁体与磁体间相互吸引或排斥。磁场与电场类似,都是不依赖于我们的感觉而客观存在的物质,并且也都是在跟别的物体发生相互作用时表现出自己的特性。小磁针有两个磁极,它在磁场中静止后就会显示出这一点的磁场对小磁针N极和S极作用力的方向。物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向。实验中我们常用铁屑的分布来反映磁场的分布。7.1.2磁力线将条形磁铁放置在水平玻璃板下方,在玻璃板上均匀地撒上细铁屑,轻轻敲击玻璃板,观察铁屑在磁场作用下的排列情况;用小磁针代替铁屑放置在条形磁铁周围任意一点,观察该点处磁场的方向。活动：模拟条形磁铁磁场的分布当轻轻敲击玻璃板后,我们发现铁屑在磁场作用下按一定规律排列起来,如图所示是用铁屑显示的条形磁铁磁场空间分布情况。为了形象地描绘磁场,根据铁屑在磁场中的排列情况,在磁场中画一系列带箭头的曲线,使曲线上每一点的切线方向与该点的磁场方向一致，这些曲线就叫作磁力线。【条形磁铁磁场】/video/BV14Q4y1Z7am/?share_source=copy_web&vd_source=9493cd9a6405fbae0bd51257aa6df460条形磁铁和蹄形磁铁周围的磁感线如图所示。

磁力线是不相交的闭合曲线,磁体外部磁力线从N极出发,到达S极;磁体内部磁力线从S极到N极。磁力线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向。7.1.2磁力线与用电场线的疏密表示电场强弱一样,用磁力线的疏密程度可以描述磁场的强弱。磁力线密集的地方磁场强,磁力线稀疏的地方磁场弱。

为了定量地描述磁场的强弱,我们引入一个新的物理量———磁通量。

在分布均匀的磁场中,一平面与磁力线方向垂直,我们把穿过该平面的磁力线的条数称为穿过这个平面的磁通量,用φ表示。

磁场越强,磁力线越密,穿过单位面积的磁力线的条数就越多。在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,简称韦（Wb）,面积的单位是平方米（m2）7.1.3磁通量磁感应强度物理学中,把垂直穿过某平面的磁通量与该平面的面积之比称为磁感应强度,用B表示。磁场中某处磁感应强度的大小表示该处磁场的强弱,即

磁感应强度的单位是特斯拉,简称特(T),则1T=1Wb/m2。高斯也是一种常用来表示磁感应强度的单位,符号为G,1G=10-4T。

7.1.3磁通量磁感应强度如果磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同,这个磁场称为匀强磁场。匀强磁场的磁力线互相平行且疏密均匀。距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场,除边缘部分外,可以认为是匀强磁场。

匀强磁场是一个常用的物理概念,是一个理想化模型。7.1.3磁通量磁感应强度【奥斯特实验】/video/BV14q4y1u7fM/?share_source=copy_web&vd_source=9493cd9a6405fbae0bd51257aa6df4607.1.4电流的磁效应我们发现把一条通电导线平行地放在小磁针的上方,小磁针就会发生偏转。早在1820年,丹麦物理学家奥斯特在授课时无意中发现了这个现象,并把这个现象命名为电流的磁效应。他经过大量研究后得出结论:电流能够产生磁场。正是由于电流产生的磁场对小磁针有力(力矩)的作用,导致小磁针发生了偏转。这个发现首次揭示了电流与磁场之间的联系,此后电学和磁学不再是两个孤立的研究领域,人们在之后的电磁研究中又有了很多重要的发现。7.1.5安培定则通电直导线周围的磁力线是一圈圈的同心圆,这些同心圆都在与导线垂直的平面上。改变电流的方向,各点的磁场方向都会变成相反的方向。直线电流的方向与其磁力线方向之间的关系可以用安培定则(又称右手螺旋定则)来判断:用右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁力线环绕的方向。7.1.5安培定则通电螺线管可以看作是由多匝环形电流串联而成的。环形电流的磁场和通