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(共24张PPT)
13.1 磁场 磁感线
第十二章电磁感应与电磁波初步
教学目标
1.了解电流的磁效应以及电流磁效应的发现过程及其重要意义。
2.知道磁场的概念及其基本特性,知道磁场是客观存在的物质。
3.知道地磁场的特点及对人类生活的影响。
4.知道磁感线的定义和特点,了解几种常见磁场的磁感线分布。
5.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。
引入
东汉王充在《论衡》中写道：
“司南之杓,投之于地,其柢指南”
1405年，郑和下西洋，在茫茫大海中能准确地辨别方向，靠的就是罗盘
引入
鸽子的上喙具有一种能够感应地磁场的晶胞，正是这种器官为鸽子的飞行导航
最初发现的磁体是被称为“天然磁石”的矿物,其中含有主要成分为Fe3O4,能吸引其他物体,很像磁铁
引入
电磁炉采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理用来加热和烹饪食物。
上海磁悬浮列车专线行驶平稳时的速度是430公里/小时。这个速度超过了F1赛事的最高时速。
磁现象
永磁体：
天然磁石和人造磁铁
磁性：
能够吸引铁质物体的性质
磁极：
磁体上磁性最强的部分叫磁极
小磁针静止时
指南的磁极叫做南极,又叫S极
指北的磁极叫做北极,又叫N极
磁极间的相互作用：同名磁极相斥，异名磁极相吸
变无磁性物体为有磁性物体叫磁化
变有磁性物体为无磁性物体叫退磁
磁极间的相互作用：
同名磁极相斥，异名磁极相吸
电荷间的相互作用：
同种电荷相斥，异种电荷相吸
自然界中的磁体总存在两个磁极
自然界中同样存在着两种电荷
电现象与磁现象之间是否有某种联系？
磁现象
电流的磁效应
奥斯特
奥斯特实验
操作：
结论:
导线沿南北方向水平放置
通电导体对磁体有力的作用
电流的磁效应
磁体之间是通过什么发生相互作用的呢
电荷之间的相互作用是通过电场发生的
磁体之间的相互作用是通过磁场发生的
电场和磁场都是一种物质
电流的磁效应
观察三幅图片,请思考:
甲图中的小磁针为什么会发生偏转 乙图中的通电导线为什么会运动 丙图中通电导线之间的相互作用是怎样发生的
电流的磁效应
产　生 磁体的周围和电流的周围都存在磁场
基本性质 对放入其中的磁体或通电导体产生力的作用
物质性 磁场虽然不是由分子、原子组成,但是它和常见的桌子、房屋、水和空气一样,是一种客观存在的物质
方向性 磁场的方向就是小磁针在磁场中北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向
电流的磁效应
例1 以下说法正确的是(　　)
A.磁体与磁体间的相互作用是通过磁场产生的
B.通电导体与通电导体间的相互作用是通过电场产生的
C.磁体与通电导体间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的
D.磁场和电场是同一种物质
解析:在通电导体的周围有磁场存在,无论是磁体与磁体间还是通电导体与通电导体间、磁体与通电导体间,都有相互作用的磁场力。磁场是磁现象中的一种特殊物质,它的基本特点是对放入其中的磁体、通电导体有磁场力的作用;而电场是电荷周围存在的一种特殊物质,其最基本的性质是对放入电场中的电荷有静电力的作用,因此,磁场和电场是两种不同的物质,各自具有其自身的特点。所以只有选项A正确。
磁感线
在学习电场时为了形象的描述电场强度E的大小和方向，我们引入了什么物理量？
2.实验模拟
在玻璃板的下面放上磁铁,上面放细铁屑,轻敲玻璃板,可以模拟出磁感线的形状,原因是细铁屑在磁场中被磁化成“小磁针”,轻敲玻璃板,铁屑就会有规则地排列起来,模拟出磁感线的形状。
磁感线
1.磁感线及其作用
在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一个点的切线方向都跟这点磁场的方向一致,这样的曲线叫作磁感线。利用磁感线可以形象地描述磁场。
磁感线
磁感线的特点:
①磁感线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向,即小磁针N极受力的方向。
②磁铁外部的磁感线从N极指向S极,内部从S极指向N极,磁感线是闭合曲线。
③磁感线的疏密表示磁场强弱,磁感线密集处磁场强,磁感线稀疏处磁场弱。
④磁感线在空间不相交。
磁感线
磁感线和电场线的比较:
比较项目 磁感线 静电场的电场线
相同点 方向 线上各点的切线方向就是该点的磁场方向 线上各点的切线方向就是该点的电场方向
疏密 表示磁场强弱 表示电场强弱
特点 在空间不相交、不相切、不中断 除电荷处外,在空间不相交、不相切、不中断
不同点 闭合曲线 始于正电荷或无穷远处,止于负电荷或无穷远处,不闭合的曲线
磁感线
例2(多选)关于磁感线的概念和性质,下列说法正确的是(　　)
A.磁感线上各点的切线方向就是各点的磁场方向
B.铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线
C.磁感线总是从磁体的N极指向S极
D.磁场中任意两条磁感线均不相交
解析:磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同,A对。磁感线是假想曲线,B错。磁感线为闭合曲线,在磁体的内部磁感线则由S极指向N极,C错。两条磁感线不能相交,磁感线也不相切,D对。
安培定则
1.判断直线电流产生的磁场方向
安培定则: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。这个规律也叫右手螺旋定则。
2.判断环形电流产生的磁场方向
安培定则: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。
3.判断通电螺线管产生的磁场方向
安培定则:让右手弯曲的四指与通电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,或拇指指向螺线管的北极。
安培定则
根据安培假说的物理思想:磁场来源于运动电荷。如果用这种思想解释地球磁场的形成,根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实,认为地磁场是由于地球的自转所形成。那么由此推断,地球总体应该是带正电还是带负电
因在地球的内部地磁场从地球北极指向地球的南极,根据右手螺旋定则可判断出地球表现环形电流的方向应从东到西,而地球是从西向东自转,所以只有地球表面带负电荷才能形成上述电流。综上所述,地球总体应该带负电。
安培定则
1.常见永磁体的磁场(如图所示)
安培定则
2.三种常见的电流的磁场
例3 如图所示,分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针静止时N极的指向或磁感线方向。请画出对应的磁感线(标上方向)或电流方向。
安培定则
安培定则
答案:用安培定则来判断,分别如下列各图所示。
判断磁场方向的四种方法
1.磁感线上某点的切线方向即为该点的磁场方向。
2.小磁针静止时N极的指向即为该点的磁场方向。
3.根据安培定则判断电流的磁场方向。
4.磁体外部的磁场方向由N极指向S极,磁体内部的磁场方向由S极指向N极。
安培定则
本课结束

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