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第十三章
电磁感应与电磁波初步
13.1磁场
磁感线
我国春秋战国时期的一些著作已有关于磁石的记载和描述。指南针是我国古代四大发明之一。12世纪初，我国已将指南针用于航海，宋俑持罗盘者就记录了这个科技史实。
你是否感受到，凡是用到电的地方，几乎都有磁现象相伴随？你知道电和磁有怎样的联系吗？
一、电和磁的联系
1、电现象和磁现象的相似性
两种电荷
两个磁极
相似特征：同名磁极或同种电荷相斥，
异名磁极或异种电荷相吸
库仑
安培
电与磁是互不相关的两回事
2、电和磁的联系
电和磁之间应该存在某种联系
奥斯特
3、奥斯特实验
（1）实验现象:
3、奥斯特实验
（2）操作技巧:
（3）实验结论:
（4）实验意义:
当给导线通电时,与导线平行放置的小磁针发生转动.
为了排除地磁场的影响,导线应沿南北方向水平放置在小磁针的正上方.
电流具有磁效应,即电流可以产生磁场.
首次揭示了电与磁之间的联系,揭开了人类对电磁现象研究的新纪元.
二、磁场
1、磁体对通电导线产生作用力
2、电流对电流产生作用力
磁体与磁体之间
通电导体与磁体之间
通电导体与通电导体之间
这些作用力都不需要相互接触就能产生
那么，这些作用力是怎么发生的？
A磁体或电流
B磁体或电流
磁场
产生
产生
作用于
作用于
磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用都是通过磁场发生的.
1、磁场：磁体周围空间存在的一种特殊物质。
磁场和电场一样是一种物质,是客观存在的
2、磁场的基本性质：对处在它里面的磁体或电流有磁场力的作用.
3、磁场的方向：（1）小磁针N极在磁场中受力的方向
（2）小磁针静止时N极的指向。
三、磁感线
电场用电场线表示，磁场我们也用磁感线来表示。
条形磁体磁感线的实验模拟
条形磁体磁感线
蹄形磁体磁感线的实验模拟
蹄形磁体磁感线
沿磁场中的细铁屑画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向跟该点的磁场方向一致，这样的曲线叫作磁感线。
1、磁感线
3、与电场线的区别：
2、磁感线的特点：
(1)磁感线方向：磁体外部从N极指向S极，内部从S极指向N极
(2)磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向
(3)疏密程度表示磁场的强弱
(5)假想曲线，实际并不存在
(4)磁感线在空间不相交、不相切、不中断
磁感线是闭合曲线，电场线不是闭合曲线
四、安培定则
直线电流的磁感线实验模拟
直线电流的磁感线是一圈圈的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。实验表明，改变电流的方向，各点的磁场方向都变成相反的方向。
安培定则一（也叫右手螺旋定则）：
用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。
立体图
1.直线电流的磁场分布
用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向
纵截面图
横截面图
表示垂直纸面向外
表示垂直纸面向里
磁场特点：以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱
环形电流的磁感线实验模拟
环形电流的磁感线动画模拟
安培定则二（也叫右手螺旋定则）：
让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向。
2.环形电流的磁场分布
纵截面图
立体图
横截面图
让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向。
磁场特点：环内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏
通电螺线管的磁感线实验模拟
通电螺线管的磁感线动画模拟
让右手弯曲的四指与螺线管电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向
安培定则二（也叫右手螺旋定则）：
通电螺线管的磁场就是环形电流磁场的叠加（大拇指指向螺线管N极）
磁场特点：内部为匀强磁场且比外部强，内部由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极
等效
让右手弯曲的四指与螺线管电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向.
3.通电螺线管磁场分布
立体图
横截面图
纵截面图
磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的
1、下列关于电场线和磁感线的说法正确的是(　
　)
A．二者均为假想的线，实际上并不存在。
B．实验中常用铁屑来模拟磁感线形状，因此磁感线是真实存在的。
C．任意两条磁感线不相交，电场线也是。
D．磁感线是闭合曲线，静电场的电场线是不闭合的。
ACD
2、(多选)如图是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是(　　)
A.图甲中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极
B.图甲中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极
C.图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极，d端是S极
D.图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极
AD
3、（多选）如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向同学们，那么这束带电粒子可能是（
）
A、向右飞行的正离子束
B、向左飞行的正离子束
C、向右飞行的负离子束
D、向左飞行的负离子束
BC
4、如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是（
）
A、全向里
B、全向外
C、a向里，b、c向外
D、a、c向外，b向里
D
5、如图所示，a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧，当这些小磁针静止时，小磁针N极的指向是（
）
A．
a、b、c均向左
B．
a、b、c均向右　
C．
a向左，b向右，c向右
D．
a向右，b向左，c向右
C
6、如图所示,圆环上带有大量的负电荷,当圆环沿顺时针方向转动时,a、b、c三枚小磁针都要发生转动,以下说法正确的是(　　)
A.a、b、c的N极都向纸里转
B.b的N极向纸外转,而a、c的N极向纸里转
C.b、c的N极都向纸里转,而a的N极向纸外转
D.b的N极向纸里转,而a、c的N极向纸外转
B
7、下列关于小磁针在磁场中静止时的指向，正确的是(　　)
C
8、在下列各图中，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向
N
S
X
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