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13.1 磁场 磁感线
第十三章 电磁感应与电磁波初步
上海磁悬浮列车加速到平稳运行之后，速度是430千米每小时，速度之高竟超过了F1赛车的最高时速，这其中包含的物理知识是什么呢？
磁悬浮列车
引入新课
0
这是绚丽多彩的极光现象，要弄明白它形成的原理，就得学习有关磁场的相关知识。
极光现象
引入新课
0
电现象和磁现象有何相似
两种电荷
两种磁极
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
库仑：电流体和磁流体是两种完全不同的实体，他们不可能相互转化
托马斯·杨：没有任何理由去设想电和磁之间存在任何直接的联系
安培：电和磁是相互独立的两种不同实体
电和磁的联系
1
1687年，牛顿万有引力定律
1785年， 库仑定律
2、奥斯特之前的实验都失败了
18世纪和19世纪之交自然界各种运动形式之间存在着相互联系并相互转化的思想在哲学界和科学界逐渐形成，深受康德哲学思想影响的丹麦物理学家奥斯特相信，就像电和热、电和光之间存在联系一样，电和磁也存在联系。
纵向力
总是把磁针放在导线的延长线上，均以失败告终
1、奥斯特相信电与磁之间存在联系
力的方向在他们的连线上
电和磁的联系
1
法拉第：他突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充满光明
实验现象：当给导线通电时,与导线平行放置的小磁针发生转动
实验结论:通电导体对磁体有力的作用
安培：奥斯特先生已经永远把他的名字和一个新纪元联系在一起了.
电和磁的联系
1
自奥斯特试验之后，安培等人又做了很多实验研究，他们发现不仅通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力。他们还发现，任意两条通电导线之间也有作用力。
磁场对通电导线有力的作用
两条通电导线之间发生相互作用
电和磁的联系
1
电流
电流
这些作用是通过什么发生相互作用的呢
类比：电荷之间的相互作用是通过电场发生的
磁体
磁场
磁体
磁体
电流
磁场
磁场
磁场
2
磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生力的作用。
2、磁场的性质
1、磁场:磁体或电流周围空间存在的一种特殊物质.
3、磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用是通过磁场发生的。
磁场
2
将一个小磁针放在磁场中某一点,小磁针静止时,北极N所指的方向,就是该点的磁场方向。
【问题】磁场中各点的磁场方向如何判定呢
在学习电场时为了形象的描述电场的强弱和方向，我们引入了电场线，
我们为了形象地描述磁场，引入磁感线。
磁感线
3
在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁场的方向一致。
A
B
C
强弱？
疏密！
磁感线
3
2．磁感线的基本特点：
磁感线上每一点的切线方向表示该处的磁场方向。
　 磁感线的疏密程度表示该处的磁场的强弱。
磁体外部磁感线从N极出发指向S极，在磁体内部由S极到N极，形成闭合曲线。
磁感线不相交（不相切）。
磁感线
3
直线电流的磁场
安培定则
4
安培定则：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向.
1.直线电流磁场的磁感线
特点：一系列的同心圆，且近导线处分布密.
安培定则
4
环形电流的磁场
安培定则
4
2.环形电流周围的磁感线
安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向.
特点：一系列的同心圆，且近导线处及环内分布密.
安培定则
4
通电螺线管内外小磁针的指向
安培定则
4
通电螺线管的磁场就是环形电流磁场的叠加.所以环形电流的安培定则也可以用来判定通电螺线管的磁场,这时,大拇指所指的方向是螺线管内部的磁场的方向.
3.通电螺线管周围的磁感线
安培定则
4
例1.(多选)下列有关磁场的说法中，正确的是(　 　)
A.磁体周围的空间存在看不见、摸不着的磁场
B.磁极间的相互作用是通过磁场发生的
C.磁场是有方向的，在磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同
D.在磁场中的某点，小磁针南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相同
解析　磁场虽然看不见、摸不到，但它是一种客观存在的物质，它的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用，磁极间的相互作用就是通过磁场发生的，磁场具有方向性，在磁场中的某点，小磁针北极所受磁场力的方向与该点的磁场方向一致，南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相反(磁场方向的另一种描述方法)，故A、B、C正确，D错误。　
ABC
典型例题分析
5
例2. 物理实验都需要有一定的控制条件。奥斯特做电流磁效应实验时，应排除地磁场对实验的影响。关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是(　　)
A.该实验必须在地球赤道上进行
B.通电直导线应该竖直放置
C.通电直导线应该水平东西方向放置
D.通电直导线应该水平南北方向放置
解析　小磁针静止时指向南北，说明地磁场的方向为南北方向，当导线南北方向放置时，能产生东西方向的磁场，把小磁针放置在该处时，可有明显的偏转，故选D。
D
典型例题分析
5
例3.电路没接通时三个小磁针方向如图所示，接通电路后确定三个小磁针的转向及最后N极的指向。(其中小磁针3在螺线管内部)
解析　由安培定则可知螺线管内部磁场方向由左向右，故小磁针3顺时针转动，最后N极指右；小磁针1所在位置处磁场方向向左，故小磁针1逆时针转动，最后N极指左；小磁针2所在位置处磁场方向向右，小磁针2顺时针转动，最后N极指右。
答案　小磁针1逆时针转动，最后N极指左；小磁针2顺时针转动，最后N极指右；小磁针3顺时针转动，最后N极指右。
典型例题分析
5
一、电和磁的联系
二、磁场
三、磁感线
在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁场的方向一致。
四、安培定则
小结
6

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