第三章第1、2節(jié)磁現(xiàn)象和磁場【新】

1、東漢王充在東漢王充在論衡論衡中寫道：中寫道：“司南之杓司南之杓, ,投之于地投之于地, ,其柢指南其柢指南”最初發(fā)現(xiàn)的磁體是被稱為最初發(fā)現(xiàn)的磁體是被稱為“天天然磁石然磁石”的礦物的礦物, ,其中含有主其中含有主要成分為要成分為FeFe3 3OO4 4, ,能吸引其他物能吸引其他物體體, ,很像磁鐵很像磁鐵 我國是世界上最早發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象的國家，早我國是世界上最早發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象的國家，早在戰(zhàn)國末年就有磁鐵的記載，我國古代的四大在戰(zhàn)國末年就有磁鐵的記載，我國古代的四大發(fā)明之一的指南針就是其中之一，指南針的發(fā)發(fā)明之一的指南針就是其中之一，指南針的發(fā)明為世界的航海業(yè)做出了巨大的貢獻在現(xiàn)代，明為世界的航海業(yè)做出

2、了巨大的貢獻在現(xiàn)代，磁現(xiàn)象與日常生活、科技密切相關(guān)磁現(xiàn)象與日常生活、科技密切相關(guān)2 2. .磁性：能夠吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)磁性：能夠吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)1 1. .永永磁體：磁體：天然磁石和人造磁鐵天然磁石和人造磁鐵3.3.磁極：磁體上磁性最強的部分叫磁極磁極：磁體上磁性最強的部分叫磁極小磁針靜止時小磁針靜止時 指南的磁極叫做指南的磁極叫做南極南極, ,又叫又叫S S極極; ; 指北的磁極叫做指北的磁極叫做北極北極, ,又叫又叫N N極極4.4.磁極間的相互作用磁極間的相互作用: : 同名磁極相斥，異名磁極相吸同名磁極相斥，異名磁極相吸* *5.5.變無磁性物體為有磁性物體叫變無磁性物體為有磁性物

3、體叫磁化磁化, , 變有磁性物體為無磁性物體叫變有磁性物體為無磁性物體叫退磁退磁一一、磁現(xiàn)象磁現(xiàn)象磁現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用磁現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用思考：思考：是否只有磁鐵周圍才存在磁場是否只有磁鐵周圍才存在磁場? ?奧斯特奧斯特丹麥物理學(xué)家奧斯特丹麥物理學(xué)家奧斯特(1777(17771851)1851)生生于丹麥朗格蘭德島一個藥劑師家庭于丹麥朗格蘭德島一個藥劑師家庭1212歲歲開始幫助父親在藥房里干活，同時堅持學(xué)開始幫助父親在藥房里干活，同時堅持學(xué)習(xí)化學(xué)由于刻苦攻讀，習(xí)化學(xué)由于刻苦攻讀，1717歲以優(yōu)異的成歲以優(yōu)異的成績考取了哥本哈根大學(xué)的免費生他一邊績考取了哥本哈根大學(xué)的免費生他一邊當(dāng)家庭教師，一邊

4、在學(xué)校學(xué)習(xí)藥物學(xué)、天當(dāng)家庭教師，一邊在學(xué)校學(xué)習(xí)藥物學(xué)、天文、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等文、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等18061806年任哥本年任哥本哈根大學(xué)物理學(xué)教授，哈根大學(xué)物理學(xué)教授，18211821年被選為英國年被選為英國皇家學(xué)會會員，皇家學(xué)會會員，18231823年被選為法國科學(xué)院年被選為法國科學(xué)院院士，后來任丹麥皇家科學(xué)協(xié)會會長院士，后來任丹麥皇家科學(xué)協(xié)會會長 奧斯特早在讀大學(xué)時就深受康德哲學(xué)思想的奧斯特早在讀大學(xué)時就深受康德哲學(xué)思想的影響，認(rèn)為各種自然力都來自同一根源，可以相互影響，認(rèn)為各種自然力都來自同一根源，可以相互轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化。二、電流的磁效應(yīng)二、電流的磁效應(yīng)二、電流的磁效應(yīng)二、電流的磁效應(yīng)奧

5、斯特實驗奧斯特實驗注意事項：導(dǎo)線應(yīng)沿注意事項：導(dǎo)線應(yīng)沿南北南北方向方向水平水平放置放置實驗結(jié)論實驗結(jié)論: :通電導(dǎo)線周圍存在磁場通電導(dǎo)線周圍存在磁場, ,即電流可以即電流可以產(chǎn)生磁場產(chǎn)生磁場磁體磁體磁體磁體磁場磁場磁體磁體電流電流磁場磁場結(jié)論：結(jié)論： 磁體對通電導(dǎo)體有磁體對通電導(dǎo)體有力的作用力的作用問題：問題： 磁體和通電導(dǎo)體之間磁體和通電導(dǎo)體之間的相互作用力是通過什么的相互作用力是通過什么發(fā)生的呢？發(fā)生的呢？磁場與電流之間的相互作用磁場與電流之間的相互作用問題：問題： 磁體和通電導(dǎo)體之間的相互作用力是通過磁體和通電導(dǎo)體之間的相互作用力是通過什么發(fā)生的呢？什么發(fā)生的呢？磁體磁體電流電流磁場磁場

6、問題：問題：電流與電流之間是否有力的作用？電流與電流之間是否有力的作用？結(jié)論結(jié)論: :同向電流相互吸引。同向電流相互吸引。結(jié)論結(jié)論: :反向電流相互排斥。反向電流相互排斥。問題：問題： 電流和電流之間的相互作電流和電流之間的相互作用力是通過什么發(fā)生的呢？用力是通過什么發(fā)生的呢？電流的磁效應(yīng)：電流的磁效應(yīng)： 電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場. .電流電流電流電流磁場磁場 磁場對放入其中的磁體或通電導(dǎo)磁場對放入其中的磁體或通電導(dǎo)體會產(chǎn)生磁力作用。體會產(chǎn)生磁力作用。 （磁體之間、磁體與通電導(dǎo)體之（磁體之間、磁體與通電導(dǎo)體之間、通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互間、通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相

7、互作用都是通過磁場發(fā)生的）作用都是通過磁場發(fā)生的）三、磁場的基本性質(zhì)三、磁場的基本性質(zhì)磁體磁體磁體磁體磁場磁場電流電流電流電流四、地磁場四、地磁場1.1.地球是一個巨大的磁體地球是一個巨大的磁體2.2.地球周圍空間存在的磁場叫地磁場地球周圍空間存在的磁場叫地磁場3.3.地磁的北極在地理的地磁的北極在地理的南極附近南極附近, ,地磁的南極在地磁的南極在地理的北極附近地理的北極附近, ,但兩者但兩者并不完全重合并不完全重合, ,它們之間它們之間的夾角稱為磁偏角的夾角稱為磁偏角4.4.磁偏角的數(shù)值在地球上磁偏角的數(shù)值在地球上不同地方是不同的不同地方是不同的磁懸浮列車磁懸浮列車磁懸浮列車上裝有電磁體，

8、鐵路底部則安裝線圈。通電后，地面線圈產(chǎn)生的磁場極性與列車上的電磁體極性總保持相同，兩者“同性相斥”，排斥力使列車懸浮起來。鐵軌兩側(cè)也裝有線圈，交流電使線圈變?yōu)殡姶朋w。它與列車上的電磁體相互作用，使列車前進。列車頭的電磁體（N極）被軌道上靠前一點的電磁體（S極）所吸引，同時被軌道上稍后一點的電磁體（N極）所排斥。例v鐵棒A能吸引小磁針，鐵棒B能排斥小磁針，若將鐵棒A靠近鐵棒B時，則（）A.A、B一定互相吸引 B.A、B一定互相排斥C.A、B間有可能無磁場力作用D.A、B間可能互相吸引，也可能互相排斥D例v把鐵棒甲的一端靠近鐵棒乙的中部，發(fā)現(xiàn)兩者吸引，而把乙的一端靠近甲的中部時兩者互不吸引，則（）

9、A.甲有磁性，乙無磁性B.甲無磁性，乙有磁性C.甲和乙都有磁性D.甲和乙都沒有磁性A下列關(guān)于磁場的說法中下列關(guān)于磁場的說法中, ,正確的是正確的是 ( )( )A A磁場跟電場一樣磁場跟電場一樣, ,是人為假設(shè)的是人為假設(shè)的B B磁極或電流在自己周圍的空間會產(chǎn)生磁場磁極或電流在自己周圍的空間會產(chǎn)生磁場C C指南針指南說明地球周圍有磁場指南針指南說明地球周圍有磁場D D磁極對磁極的作用、電流對電流的作用都磁極對磁極的作用、電流對電流的作用都 是通過磁場發(fā)生的是通過磁場發(fā)生的 下列說法中正確的是下列說法中正確的是 （ ）A A磁體上磁性最強的部分叫磁極磁體上磁性最強的部分叫磁極, ,任何磁體都任何

10、磁體都 有兩個磁極有兩個磁極B B磁體與磁體間的相互作用是通過磁場而發(fā)生磁體與磁體間的相互作用是通過磁場而發(fā)生 的的, ,而磁體與通電導(dǎo)體間以及通電導(dǎo)體與通而磁體與通電導(dǎo)體間以及通電導(dǎo)體與通 電導(dǎo)體之間的相互作用不是通過磁場發(fā)生的電導(dǎo)體之間的相互作用不是通過磁場發(fā)生的C C地球的周圍存在著磁場地球的周圍存在著磁場, ,地球是一個大磁體地球是一個大磁體, , 地球的地理兩極與地磁兩極并不重合地球的地理兩極與地磁兩極并不重合, ,其間其間 有一個交角有一個交角, ,這就是磁偏角這就是磁偏角, ,磁偏角的數(shù)值在磁偏角的數(shù)值在 地球上不同地方是相同的地球上不同地方是相同的D D磁場是客觀存在的一種物質(zhì)

11、磁場是客觀存在的一種物質(zhì) 對放入其中的電荷有電場力的作用對放入其中的電荷有電場力的作用3.3.磁場的基本性質(zhì)是什么？磁場的基本性質(zhì)是什么？對放入其中的對放入其中的磁體磁體或或通電導(dǎo)體通電導(dǎo)體有磁力的作用有磁力的作用電場強度電場強度:試探電荷所受電場力跟電荷量的比值試探電荷所受電場力跟電荷量的比值正試探電荷的受力方向正試探電荷的受力方向溫故知新溫故知新4.4.如何如何描述磁場的方向與強弱呢？描述磁場的方向與強弱呢？描述磁場的強弱描述磁場的強弱和和方向方向類比思想類比思想一一. . 磁感應(yīng)強度的方向磁感應(yīng)強度的方向物理學(xué)規(guī)定：物理學(xué)規(guī)定：小磁針小磁針N極極(北極北極)的受力方向的受力方向或或小磁針

12、小磁針靜止靜止時時N極的指向，規(guī)極的指向，規(guī)定為該點的定為該點的磁場方向磁場方向, 即即磁感應(yīng)磁感應(yīng)強度的方向強度的方向二二. .磁感應(yīng)強度的大小磁感應(yīng)強度的大小思考思考1：磁感應(yīng)強度的大小能否從小磁針受力的磁感應(yīng)強度的大小能否從小磁針受力的情況來研究情況來研究?思考思考2：磁場不僅能對磁體有作用力磁場不僅能對磁體有作用力, ,還對通電導(dǎo)體還對通電導(dǎo)體有作用力有作用力. .能否用很小一段通電導(dǎo)體來檢驗磁場的能否用很小一段通電導(dǎo)體來檢驗磁場的強弱強弱?二二. .磁感應(yīng)強度的大小磁感應(yīng)強度的大小很短一段通電導(dǎo)線中的電流很短一段通電導(dǎo)線中的電流I I與導(dǎo)線與導(dǎo)線長度長度L L的乘積的乘積ILIL電流

13、元：電流元：理想模型理想模型思考思考3 3：通電導(dǎo)線所受到的：通電導(dǎo)線所受到的磁場力與什么有關(guān)呢？磁場力與什么有關(guān)呢？通電電流、通電電流、導(dǎo)體長度、導(dǎo)體長度、實驗方法實驗方法: :控制變量法控制變量法磁場強弱磁場強弱、保持磁場和、保持磁場和L L不變，不變，改變改變I I、保持磁場和、保持磁場和I I不變，不變，改變改變L L實驗方案設(shè)計實驗方案設(shè)計結(jié)論：在通電導(dǎo)線的長度和磁場不變時，電流越結(jié)論：在通電導(dǎo)線的長度和磁場不變時，電流越大，導(dǎo)線所受的安培力就越大。大，導(dǎo)線所受的安培力就越大。結(jié)論：在通電導(dǎo)線的電流和磁場不變時，導(dǎo)線結(jié)論：在通電導(dǎo)線的電流和磁場不變時，導(dǎo)線越長，導(dǎo)線所受的安培力就越大

14、。越長，導(dǎo)線所受的安培力就越大?，F(xiàn)象：現(xiàn)象：I越大，導(dǎo)線的偏角越大。越大，導(dǎo)線的偏角越大。 研究表明：研究表明：通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，它受力，它受力的大小既與導(dǎo)線的的大小既與導(dǎo)線的長度長度L L 成正比，成正比，又與導(dǎo)線中的電又與導(dǎo)線中的電流流I I 成正比，即與成正比，即與I I和和L L的乘積的乘積 IL IL 成正比成正比，即：，即：（2 2）說明：說明：（1 1）FBILBIN1T=1A m2、定義式：、定義式：3、單位：、單位：1、定義：、定義：在磁場中在磁場中垂直于磁場方向垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，所受的的通電導(dǎo)線，所受的磁場力磁場力F 跟跟電流電流I

15、和和導(dǎo)線長度導(dǎo)線長度L 的乘積的乘積IL的比值的比值叫磁感應(yīng)強度叫磁感應(yīng)強度二二. .磁感應(yīng)強度的大小磁感應(yīng)強度的大小3、方向：方向：1、物理意義：物理意義：三三. .對對磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B B的的認(rèn)識認(rèn)識FBILBI2、大?。?、大?。核伎妓伎? 5：有人根據(jù)有人根據(jù)B BF/IL F/IL 提出：磁場中某點的提出：磁場中某點的磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B B 跟磁場力跟磁場力F F 成正比，跟電流強度成正比，跟電流強度I I 和導(dǎo)線長度和導(dǎo)線長度L L 的乘積的乘積IL IL 成反比，這種提法對嗎？成反比，這種提法對嗎？有什么問題？有什么問題？例例1 1、下列關(guān)于磁感應(yīng)強度大小的說法中正確的是

16、、下列關(guān)于磁感應(yīng)強度大小的說法中正確的是（ ） A A通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強度一定大通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強度一定大B B通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強度大的地方受力一定大通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強度大的地方受力一定大C C放在勻強磁場中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向放在勻強磁場中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同處處相同D D磁感應(yīng)強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線磁感應(yīng)強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān)受力的大小和方向無關(guān)例例2 2、下列說法中錯誤的是（、下列說法中錯誤的是（ ）A A磁場中某處的磁感應(yīng)強度大小，就是通以電流磁場中某處的磁感應(yīng)強度大小，就是通以

17、電流I I、長為長為L L的一小段導(dǎo)線放在該處時所受磁場力的一小段導(dǎo)線放在該處時所受磁場力F F與與I I、L L的乘積的比值的乘積的比值B B一小段通電導(dǎo)線放在某處不受磁場力作用，則一小段通電導(dǎo)線放在某處不受磁場力作用，則該處一定沒有磁場該處一定沒有磁場C C一小段通電導(dǎo)線放在磁場中一小段通電導(dǎo)線放在磁場中A A處時受磁場力比放處時受磁場力比放在在B B處大，則處大，則A A處磁感應(yīng)強度比處磁感應(yīng)強度比B B處的磁感應(yīng)強度大處的磁感應(yīng)強度大D D因為因為B =F/ILB =F/IL，所以某處磁感應(yīng)強度的大小與放，所以某處磁感應(yīng)強度的大小與放在該處的通電小段導(dǎo)線在該處的通電小段導(dǎo)線ILIL乘積

18、成反比乘積成反比例例3、一根導(dǎo)線長、一根導(dǎo)線長0.2m，通過，通過3A的電流，的電流，垂直放入磁場中某處受到的磁場力是垂直放入磁場中某處受到的磁場力是610-2N，則該處的磁感應(yīng)強度，則該處的磁感應(yīng)強度B的大小的大小是是_；如果該導(dǎo)線的長度和電流都減；如果該導(dǎo)線的長度和電流都減小一半，則該處的磁感應(yīng)強度的大小是小一半，則該處的磁感應(yīng)強度的大小是_。 例例4.磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線，它的磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流強度是電流強度是2.5 A，導(dǎo)線長，導(dǎo)線長1 cm，它受到的安培力為，它受到的安培力為510-2 N，則這個位置的磁感應(yīng)強度是多大？，則這個位置的磁感應(yīng)強度是多大？例例5.接上題，如果把通電導(dǎo)線中的電流強度增大到接上題，如果把通電導(dǎo)線中的電流強度增大到5 A