资源简介

(共63张PPT)
第十三章 电磁感应与电磁波初步
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？
信鸽千里归巢是一件再普通不过的事情了，可是鸽子导航的“地图”在哪里？为什么在暴风雨天气或者在有日食的日子鸽子会迷路？
万磁王
科幻人物万磁王有没有
科学依据？
1.能列举磁现象在生产生活中的应用。了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。关注与磁相关的现代技术发展。
2.通过实验，认识磁场。
3.会用磁感线描述磁场。体会物理模型在探索自然规律中的作用。
1.了解磁现象，知道磁性、磁极、磁体的概念。
2.知道电流的磁效应，体会奥斯特发现的重要意义。
3.知道磁场的概念，认识磁场是客观存在的物质。
4.理解磁感线概念。知道5种典型磁场的磁感线分布情况。
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。
6.知道安培分子电流假说，并能解释有关现象。
7.理解匀强磁场的概念，明确两种情形的匀强磁场。
（物理观念）
（物理观念）
（科学思维）
（物理观念）
（物理观念）
（科学思维）
（科学思维）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
一、电和磁的联系
1. 磁体周围空间存在磁场
磁体A
磁体B
磁场
产生
作用于
产生
作用于
古代人们就发现了天然磁石吸引铁器的现象。东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”,被公认为最早的磁性指 南工具。指南针是我国古代四大发明之一。
磁体磁场——我国古代磁现象的应用
1.磁性：能够吸引铁质物体的性质.
2.磁体：具有磁性的物体叫磁体.
3.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.
4.磁极间的相互作用:同名磁极相斥，异名磁极相吸.
问题：只有磁体产生磁场吗？有没有其他方法产生磁场？
【探究一：电流的磁效应】
问题1.电现象与磁现象有何相似之处
问题2.为什么丹麦物理学家奥斯特相信电和磁之间存在联系
问题3.为什么之前的实验都失败了
纵向力
横向作用
2. 电流周围空间存在磁场 (1820年 奥斯特实验)
　　1777年8月14日生于丹麦兰格朗岛一个药剂师家庭。12岁开始帮助父亲在药房里干活，同时坚持学习化学。由于刻苦攻读，17岁以优异的成绩考取了哥本哈根大学的免费生。他一边当家庭教师，一边在学校学习药物学、天文、数学、物理、化学等。1806年任哥本哈根大学物理学教授，1820年4月发现了电流的磁效应。1821年被选为英国皇家学会会员，1823年被选为法国科学院院士，后来任丹麦皇家科学协会会长。
奥斯特简介：
【探究实验：电流的磁效应】
【探究归纳】
奥斯特实验
1.实验装置
2.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
3.注意事项:导线应沿南北方向水平放置
【探究结论】通电导线对小磁针有力的作用
【互动探究】
磁体间的相互作用是通过什么发生的呢
【类比】
电荷间的相互作用是通过什么发生的呢
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
1.磁场:磁体周围空间存在的一种特殊物质。
二、磁场
磁体
磁体
磁场
是否只有磁体周围才存在磁场
2.电流的磁效应：
电流能在周围空间产生磁场。
磁体
电流
磁场
磁体对电流有没有作用力呢？
【探究二：磁体对电流的作用】
磁体对电流的作用
【探究归纳】
磁体对通电导线有力的作用
磁体
电流
磁场
磁体对通电导线的作用力是通过什么发生的呢
【探究三：电流与电流之间的作用力】
电流
电流
磁场
【探究归纳】
通电导线对通电导线有力的作用
【规律总结】
磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。(磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的）
3.磁场的性质
4．对磁场的三点理解
（1）磁场是一种特殊物质，它是客观存在的。
（2）磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间通过磁场发生相互作用。
（3）磁场是有方向的，自由小磁针静止时N极的指向即为该磁场的方向。
5.电场与磁场的比较
比较项目 电场 磁场
不同点 产生 电场周围 磁体、电流、运动电荷周围
基本性质 对放入其中的电荷有力的作用 对放入其中的磁体、电流有力的作用
作用特点 对放入其中的磁体无力的作用 对放入其中的静止电荷无力的作用
相同点 磁场和电场都是不依赖人的意志而客观存在的特殊物质，具有能量
磁感线:在磁场中画出一系列有方向的闭合曲线，且使曲线上每一点的切线方向与该点的磁场方向一致。
三、磁感线
A
B
C
磁感线的特点
1.磁感线是假想的曲线，
用假想的、形象的磁感线来描述实在的、抽象的磁场。
2.磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线较密的地方磁场较强,反之，磁场较弱。
3.磁感线不相交，也不相切。
4.磁感线总是闭合曲线，在磁体的外部是从N极出来，进入S极，在内部则由S极回到N极，形成闭合曲线。
【探究归纳】
磁感线
①磁场方向看切线；
②磁场强弱看疏密。
条形磁铁的磁场分布
【探究一：磁铁的磁场分布特点】
条形磁铁的磁感线分布
【探究归纳】两极分布密，中央疏，且中央正上方处磁场方向与条形磁铁平行。
B
蹄形磁铁的磁场分布
【探究归纳】两极分布密，中央疏，近两极内部分布均匀，在磁体外部：N极→S极；在磁体内部：S极→N极。
B
探究归纳：条形（蹄形）磁体的磁感线
【探究二：直线电流的磁场的分布】
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，且靠近导线处分布密。
I
正视图
俯视图
直线电流产生的磁场的磁感线
从箭头看
从箭尾看
例1.（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,并与小磁针指向平行,能使小磁针的N极转向读者,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
【探究三：环形电流的磁场的分布】
环形电流磁感线的立体图
环形电流磁感线的立体图
横截面图
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，且靠近导线处及环内分布密。
直线电流和环形电流的磁场
例2.试画出环形电流A、B、C三处的磁感应强度的方向。
例3.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
【探究四：通电螺线管的磁场的分布】
通电螺线管内外小磁针的指向
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
例4.如图所示，当开关闭合时: (1)判断通电螺线管的磁极；(2)指出每个小磁针的N、S极。
N
S
甲
乙
丙
丁
S
N
N
N
N
等效
思考
磁体和电流都能产生磁场, 它们的磁场是否有什么联系
的磁场
1.事实依据：通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场很相似。
2.理论：分子电流假说
法国科学家安培认为：在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。
N
S
四、安培分子电流假说
2.安培分子电流假说对一些磁现象的解释：
未被磁化的铁棒
磁化后的铁棒
B
3.安培分子电流假说意义
(1)成功的解释了磁化现象和磁体消磁现象；
(2)安培分子电流假说揭示了电和磁的本质联系；
(3)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.
说明：安培提出分子电流假说时，人们还不知道物质的微观结构、电子绕原子核高速旋转的说法，所以称为假说。如今，“假说”已成为真理。
磁体
磁体
磁场
电流
电流
3.磁现象的电本质：
一切磁场都是由运动电荷产生的；一切磁现象都是运动电荷周围磁场间的相互作用。
运动电荷
磁场
运动电荷
五、地球的磁场
1.地球是一个巨大的磁体。
2.地球周围空间存在的磁场叫地磁场。
地球磁场能抵挡大部分太阳风
沈括在《梦溪笔谈》中指出：“常微偏东，不全南也”。这是世界上最早的关于磁偏角的记载。
11.5°
11.5°
3.磁偏角：地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针的指向与南北方向有一个夹角。
磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的。
地球磁极在缓慢移动，磁偏角也在缓慢变化。
4．地磁场的三大特点
（1）地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近。
（2）地磁场的方向在南半球斜向上，在北半球斜向下，与地表面并不平行。
（3）在赤道平面上，到地心等距离的各点，地磁场强度相等，且方向水平。
观察常见磁场的分布 I在条形磁体上方放置一块玻璃板，在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，细铁屑就在磁场里磁化成了“小磁针”。轻敲玻璃板，细铁屑就会有规则地排列起来。再将通电直导线穿过另一块玻璃板。重复以上操作。观察条形磁体和通电直导线周围细铁屑的分布情况。
磁场
磁感线
电流
电流的磁效应
产生
描述方法
磁极间的相
互作用规律
方向：小磁针N极指向
磁场客观存在
异名磁极相互吸引
同名磁极
相互排斥
几种磁场
通电直导线的磁场
环形导线周围的磁场
通电螺线管周围的磁场
安培定则：判断磁场方向
1.（多选）下列关于电场线和磁感线的说法，正确的是（ ）
A．电场线和磁感线都是假想的曲线
B．电场线和磁感线都是闭合的曲线
C．电场线和磁感线的疏密都表示场的强弱
D．电场线上某点的切线方向表示电场方向，磁感线上某点的切线方向表示磁场方向
ACD
2.中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。进一步研究表明，地球周围地场的磁感线分布示意如图，结合上述材料，下列说法正确的是（　　）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极是重合的
B．地球表面磁场的竖直分量在南半球垂直于地面向上，
在北半球垂直于地面向下
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．地磁场对地球赤道上方任意放置的通电导线都有力的作用
B
【解题关键】解答本题时应从以下三点进行分析:
(1)磁极总是成对出现,目前为止还没有发现磁单极子。
(2)磁极间相互作用是通过磁场产生的。
(3)铁块被磁化后会产生磁场,通电导线周围也会产生磁场。
3.(多选)指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针,下列说法正确的是　(　　)
A.指南针可以仅具有一个磁极
B.指南针能够指向南北,说明地球具有磁场
C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰
D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时指南针不偏转
BC
4.如图，小磁针放在线圈中心，且两者处于同一平面内。当在线圈中通入逆时针方向的电流后，小磁针N极的指向是（ ）
A．向上 B．向下
C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里
C
人生是考场，你撕去一张日历时，就是交上了一份答卷。
名言警句

展开更多......

收起↑