新人教版高二物理選修3-1第1節(jié)磁現(xiàn)象和磁場第2節(jié)磁感強(qiáng)度

1、第三章第三章 磁場磁場3.1 3.1 磁現(xiàn)象和磁場磁現(xiàn)象和磁場 東漢王充在東漢王充在論衡論衡中寫道：中寫道：“司南之杓，投之于地，其柢指南司南之杓，投之于地，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“天然磁天然磁石石”的礦物，其中含有主要成分為的礦物，其中含有主要成分為FeFe3 3O O4 4. . 上海磁懸浮列車專線西起上海地鐵龍陽路站，東至上上海磁懸浮列車專線西起上海地鐵龍陽路站，東至上海浦東國際機(jī)場海浦東國際機(jī)場, ,列車加速到平穩(wěn)運(yùn)行之后，速度是列車加速到平穩(wěn)運(yùn)行之后，速度是430430公公里里/ /小時(shí)。這個(gè)速度超過了小時(shí)。這個(gè)速度超過了F1F1賽事的最高時(shí)速，車廂

2、里上賽事的最高時(shí)速，車廂里上下顛簸很小，左右搖擺得相對還大一些。下顛簸很小，左右搖擺得相對還大一些。1.1.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)2.2.磁體：具有磁性的物體叫磁體。磁體：具有磁性的物體叫磁體。3.3.磁極：磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極。磁極：磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極。 小磁針靜止時(shí)指南的磁極叫做小磁針靜止時(shí)指南的磁極叫做南極南極，又，又叫叫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，異名磁極同名磁極相斥，異名磁極相吸相吸。5.5.變無磁性物體為有磁性物體叫變無磁性物體為

3、有磁性物體叫磁化磁化，變有磁，變有磁性物體為無磁性物體叫性物體為無磁性物體叫退磁退磁一磁現(xiàn)象一磁現(xiàn)象【問題【問題】 磁體之間是通過什么發(fā)生相互作用的磁體之間是通過什么發(fā)生相互作用的呢？呢？1.1.磁場：磁場：磁體周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)。磁體周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)。二、磁場二、磁場類比類比: : 電荷之間的相互作用是通過電場；電荷之間的相互作用是通過電場； 磁體之間的相互作用是通過磁體之間的相互作用是通過磁場磁場發(fā)生的，發(fā)生的，電場和磁場一樣都是一種物質(zhì)電場和磁場一樣都是一種物質(zhì). .【問題【問題】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? ? 磁體磁體磁體磁體磁場磁場2 2

4、、電流的磁效應(yīng)、電流的磁效應(yīng)丹麥物理學(xué)家奧斯特(Hans Christian Oersted，1777851)1777年8月14日生于丹麥朗格蘭德島一個(gè)藥劑師家庭12歲開始幫助父親在藥房里干活，同時(shí)堅(jiān)持學(xué)習(xí)化學(xué)由于刻苦攻讀，17歲以優(yōu)異的成績考取了哥本哈根大學(xué)的免費(fèi)生他一邊當(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1806年任哥本哈根大學(xué)物理學(xué)教授，1821年被選為英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，1823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(huì)會(huì)長 奧斯特實(shí)驗(yàn)奧斯特實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)裝置如左圖、實(shí)驗(yàn)裝置如左圖、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象當(dāng)給導(dǎo)線通電時(shí)，當(dāng)給導(dǎo)線通電時(shí)，與導(dǎo)線平行放置的小磁與導(dǎo)線平行放置

5、的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。、注意事項(xiàng)：導(dǎo)線應(yīng)沿、注意事項(xiàng)：導(dǎo)線應(yīng)沿南北南北方向方向水平水平放置放置、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通電導(dǎo)線周圍存在磁場，即通電導(dǎo)線周圍存在磁場，即電流可以產(chǎn)生磁場。電流可以產(chǎn)生磁場。1 1. .磁場：磁場： 磁體周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)。磁體周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)。 2.2.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. . 磁鐵不磁鐵不是磁場的唯一來源是磁場的唯一來源. .二、磁場二、磁場磁體磁體磁體磁體磁場磁場演示演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)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)體之磁體和

6、通電導(dǎo)體之間的相互作用力是通間的相互作用力是通過什么發(fā)生的呢？過什么發(fā)生的呢？3 3、磁場與電流之間的相互作用、磁場與電流之間的相互作用磁體磁體電流電流磁場磁場電流電流電流電流磁場磁場問題：電流與電流之間是否有力的作用？問題：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。結(jié)論：結(jié)論：磁體磁體周圍、周圍、電流電流周圍、周圍、運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷周圍周圍都存在著磁場、所有磁作用都是通過都存在著磁場、所有磁作用都是通過磁場磁場發(fā)生的，磁場和電場一樣都是一種客觀物發(fā)生的，磁場和電場一樣都是一種客觀物質(zhì)，是客觀存在的，看不見摸

7、不著，但是質(zhì)，是客觀存在的，看不見摸不著，但是很多磁現(xiàn)象感知了它的存在。很多磁現(xiàn)象感知了它的存在。 在同一空間區(qū)域，可以有幾個(gè)磁場共在同一空間區(qū)域，可以有幾個(gè)磁場共同占有，實(shí)物做不到。同占有，實(shí)物做不到。三、磁場的基本性質(zhì)：三、磁場的基本性質(zhì)： 磁場對放入其中的磁體、通電導(dǎo)磁場對放入其中的磁體、通電導(dǎo)體、體、運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)電荷會(huì)產(chǎn)生磁力作用。電荷會(huì)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）四、地磁場四、地磁場1 1、地球是一個(gè)巨大、地球是一個(gè)巨大的磁體的磁體2

8、 2、地球周圍空間存、地球周圍空間存在的磁場叫地磁場在的磁場叫地磁場3 3、地磁的北極在地理、地磁的北極在地理的南極附近，地磁的的南極附近，地磁的南極在地理的北極附南極在地理的北極附近，但兩者并不完全近，但兩者并不完全重合，它們之間的夾重合，它們之間的夾角稱為磁偏角。角稱為磁偏角。小結(jié)小結(jié)1、磁現(xiàn)象：磁性；磁體；磁極；磁化；退磁2、磁場：磁體和電流周圍有磁場 磁體間的相互作用，磁體與電流間相互作用，電流與電流間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的。3、電流的磁效應(yīng)：電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場4、磁場的基本性質(zhì)：對放入其中的磁體或通電導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生磁力作用。5、地磁場：地球周圍空間存在的磁場叫地磁場 地磁的北

9、極在地理的南極附近，地磁的南極在地理的北極附近，但兩者并不完全重合，它們之間的夾角稱為磁偏角。3.2 3.2 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度一、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理意義：磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理意義： 反映磁場的反映磁場的強(qiáng)弱和方向強(qiáng)弱和方向的物理量的物理量物理學(xué)規(guī)定：物理學(xué)規(guī)定： 把小磁針的把小磁針的N N極極（北極）受力方向或者?。ū睒O）受力方向或者小磁針磁針靜止靜止時(shí)時(shí)N N極的指向規(guī)定為該點(diǎn)的磁場方向，極的指向規(guī)定為該點(diǎn)的磁場方向，亦即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向亦即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向問題：問題：磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小能否從小磁針受力磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小能否從小磁針受力的情況來研究？的情況來研究

10、？N極不能單獨(dú)存在，也無法測量N極受力大小二、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小二、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小演示實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)（1 1）先保持導(dǎo)線通電部分的）先保持導(dǎo)線通電部分的 長度不變長度不變，改變電流改變電流的大小的大小。（2 2）然后保持）然后保持電流不變電流不變，改變改變導(dǎo)線通電部導(dǎo)線通電部分的分的長度長度。結(jié)論：電流越大，通電導(dǎo)線受結(jié)論：電流越大，通電導(dǎo)線受力越大力越大結(jié)論：長度越長，電流越大結(jié)論：長度越長，電流越大 精確的實(shí)驗(yàn)表明，通電導(dǎo)線與磁場垂直精確的實(shí)驗(yàn)表明，通電導(dǎo)線與磁場垂直時(shí)，受到的安培力的大小，時(shí)，受到的安培力的大小，既與導(dǎo)線的長度既與導(dǎo)線的長度L L成正比，又與導(dǎo)線中的電流成正比，又與導(dǎo)線中的

11、電流I I成正比，即與成正比，即與I I和和L L的乘積成正比。的乘積成正比。用公式表示為用公式表示為F=BF=BI IL L 式中式中B B為比例系數(shù)，與為比例系數(shù)，與I I和和L L無關(guān)，在不同的磁場中無關(guān)，在不同的磁場中B B不同。不同。 注意：此公式僅在注意：此公式僅在導(dǎo)線與磁場方向垂直導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí)才成立時(shí)才成立 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)的通電導(dǎo)線，所受的磁場力線，所受的磁場力F F跟電流跟電流I I和導(dǎo)線長度和導(dǎo)線長度L L的的乘積乘積I IL L的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度。的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度。2 2、公式、公式 在國際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單在國際單位制

12、中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，簡稱特，國際符號(hào)是位是特斯拉，簡稱特，國際符號(hào)是T T。 1T = 1N/A1T = 1N/Am 磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，方向與該點(diǎn)磁磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，方向與該點(diǎn)磁場的方向一致場的方向一致（與（與F F的方向不一致）的方向不一致）。磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度ILFB 1 1、定義：、定義：3 3、單位：、單位：4 4、方向：、方向：課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練1、下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的說法中正確的是（ ） A通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大B通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方受力一定大C放在勻強(qiáng)磁場中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同D磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線

13、受力的大小和方向無關(guān)課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練2、下列說法中錯(cuò)誤的是（ ）A磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，就是通以電流I、長為L的一小段導(dǎo)線放在該處時(shí)所受磁場力F與I、L的乘積的比值B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C一小段通電導(dǎo)線放在磁場中A處時(shí)受磁場力比放在B處大，則A處磁感應(yīng)強(qiáng)度比B處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大D因?yàn)锽 =FIL，所以某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放在該處的通電小段導(dǎo)線IL乘積成反比課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練3、一根導(dǎo)線長0.4m，通過20A的電流，垂直放入磁場中某處受到的磁場力是0.015N，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是_T；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(qiáng)度的大小是_T。 小小 結(jié)結(jié)1、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 規(guī)定：在磁場中的任一點(diǎn)，小磁針北極受力的方向，亦即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，就是該點(diǎn)的磁場方向，亦即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。2、磁感應(yīng)強(qiáng)度定義：在磁場中垂直于磁場方向的通