選修3-1,3-2_磁現(xiàn)象_磁場

1、第三章第三章 磁場磁場 3.1 磁現(xiàn)象和磁場磁現(xiàn)象和磁場3.2 3.2 磁感應強度磁感應強度 上海上海磁懸浮列車磁懸浮列車專線西起上海地鐵龍陽路站，東專線西起上海地鐵龍陽路站，東至上海浦東國際機場至上海浦東國際機場,列車加速到平穩(wěn)運行之后，速度列車加速到平穩(wěn)運行之后，速度是是430公里公里/小時小時。這個速度超過了。這個速度超過了F1賽事的最高時速。賽事的最高時速。一磁現(xiàn)象（一磁現(xiàn)象（閱讀課本閱讀課本80頁頁,填空填空.2分鐘）分鐘）1.磁性：能夠磁性：能夠 的性質(zhì)的性質(zhì).2.磁體：具有磁體：具有 的物體叫磁體的物體叫磁體.3.磁極：磁體上磁極：磁體上 的部分叫磁極的部分叫磁極. 任何磁體都有

2、任何磁體都有 個磁極個磁極懸吊的小磁針靜止時懸吊的小磁針靜止時 指南的磁極叫做指南的磁極叫做 極極,又叫又叫 極極; 指北的磁極叫做指北的磁極叫做 極極,又叫又叫 極極.4.磁極間的相互作用磁極間的相互作用:同名磁極同名磁極 ，異名磁極，異名磁極 自主學習自主學習能吸引鐵、鈷、鎳能吸引鐵、鈷、鎳磁性磁性磁性最強磁性最強兩兩南南S S北北N N相互排斥相互排斥相互吸引相互吸引【問題問題】 1 1. .電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何相似電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何相似? 問題探究問題探究（1 1）電荷存在正負、）電荷存在正負、磁體存在兩極磁體存在兩極；（2 2）同號電荷相斥，異號電荷相吸；）同號電荷相斥，異號電荷相吸；

3、 同名磁極相斥，異名磁極相吸。同名磁極相斥，異名磁極相吸?！締栴}】【問題】2.小組討論小組討論 閱讀教材閱讀教材80頁和頁和81頁前兩段，頁前兩段，思考問題：（思考問題：（5分鐘）分鐘）（1）人們是通過那些自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，開始有了電和磁相互聯(lián)系）人們是通過那些自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，開始有了電和磁相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化的思想的？和轉(zhuǎn)化的思想的？（2）開始時，奧斯特的實驗研究均以）開始時，奧斯特的實驗研究均以“失敗失敗”告終，為什么？你告終，為什么？你從中有何啟發(fā)？從中有何啟發(fā)？（3）奧斯特是如何發(fā)現(xiàn)電流磁效應的？奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應的）奧斯特是如何發(fā)現(xiàn)電流磁效應的？奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應的實驗有何意義？實驗有何

4、意義？奧斯特實驗奧斯特實驗1、實驗裝置、實驗裝置2、實驗現(xiàn)象、實驗現(xiàn)象當給導線通電時當給導線通電時, ,與導線與導線平行放置的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動平行放置的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動3、實驗結論、實驗結論:通電導線有磁通電導線有磁性，對小磁針有力的作用性，對小磁針有力的作用二、電流的磁效應二、電流的磁效應磁體與磁體間的相互作用是通過什么發(fā)生的呢磁體與磁體間的相互作用是通過什么發(fā)生的呢?【聯(lián)想聯(lián)想】電荷間的相互作用是通過什么發(fā)生的呢電荷間的相互作用是通過什么發(fā)生的呢?電荷之間的相互作用是通過電荷之間的相互作用是通過電場電場發(fā)生的發(fā)生的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)生的電場和磁場都

5、是實際存在的物質(zhì)電場和磁場都是實際存在的物質(zhì)問題探究問題探究電荷電荷B電荷電荷A電場電場三、磁場三、磁場磁體磁體磁體磁體 磁場磁場問題歸納問題歸納思考：電流與磁針間的作用怎么產(chǎn)生的？思考：電流與磁針間的作用怎么產(chǎn)生的？磁體磁體電流電流磁磁 場場2.2.磁場的產(chǎn)生：磁場的產(chǎn)生：1.1.磁場：磁體和電流周圍存在的特殊的磁場：磁體和電流周圍存在的特殊的物質(zhì)物質(zhì)。（1 1） 周圍存在磁場周圍存在磁場磁體磁體通電導線通電導線（2 2） 周圍存在磁場周圍存在磁場-電流的磁效應。電流的磁效應。 思考：磁體是否對電流有力的作用？思考：磁體是否對電流有力的作用？問題探究問題探究電流電流磁體磁體磁場磁場3 3、磁

6、場的性質(zhì)、磁場的性質(zhì) 磁場對放入其中的磁場對放入其中的磁體磁體或或通電導體通電導體會產(chǎn)生磁力作用。會產(chǎn)生磁力作用。電流電流電流電流磁磁 場場思考：電流與電流間會有磁力作用嗎？思考：電流與電流間會有磁力作用嗎？問題歸納問題歸納磁體磁體磁體磁體磁場磁場電流電流磁體磁體磁場磁場電流電流電流電流磁場磁場磁體與磁體之間、磁體與通電導體之間、通電導體與磁體與磁體之間、磁體與通電導體之間、通電導體與通電導體之間的相互作用都是通過通電導體之間的相互作用都是通過磁場磁場發(fā)生的發(fā)生的 思考：指南針為什么會指南？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，地球周圍存在著磁場地球周圍存在著

7、磁場-地地磁場磁場2.2.地磁場的南北極地磁場的南北極與與 地理的南北極地理的南北極相反。相反。3.3.磁偏角：地理兩極與地磁兩極磁偏角：地理兩極與地磁兩極并不重合并不重合，其間有一個，其間有一個交角，這就是地磁偏角，簡稱交角，這就是地磁偏角，簡稱磁偏角磁偏角。地理地理北極北極磁南極磁南極地理地理南極南極磁北極磁北極N N太陽風太陽風太陽耀斑太陽耀斑磁現(xiàn)象和磁場磁現(xiàn)象和磁場課堂小結課堂小結反饋練習反饋練習1首先發(fā)現(xiàn)電流產(chǎn)生磁場的科學家是首先發(fā)現(xiàn)電流產(chǎn)生磁場的科學家是 （ ）A.牛頓牛頓 B.阿基米德阿基米德 C.奧斯特奧斯特 D.伏特伏特奧斯特實驗說明了奧斯特實驗說明了 （ ）A.磁場的存在磁

8、場的存在 B.磁場具有方向性磁場具有方向性C.通電導線周圍存在磁場通電導線周圍存在磁場 D.磁體間有相互作用磁體間有相互作用.下列關于磁場的說法中下列關于磁場的說法中,正確的是正確的是 （ ）A磁場跟電場一樣磁場跟電場一樣,是人為假設的是人為假設的B磁體或電流在自己周圍的空間會產(chǎn)生磁場磁體或電流在自己周圍的空間會產(chǎn)生磁場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磁體對磁體的作用、電流對電流的作用都是通過磁場發(fā)生的磁體對磁體的作用、電流對電流的作用都是通過磁場發(fā)生的 4磁體與磁體間、磁體和電流間、電流和電流間相互作用的示意圖，磁體與磁體間、磁體和電流間、電流和電流間相互作用的示

9、意圖，以下正確的是以下正確的是 （ ） A.磁體磁體 磁場磁場 磁體磁體B.磁體磁體 磁場磁場 電流電流 C.電流電流 電場電場 電流電流D.電流電流 磁場磁場 電流電流5下列說法正確的是下列說法正確的是 （ ）A磁體上磁性最強的部分叫磁極，任何磁體都有兩個磁極磁體上磁性最強的部分叫磁極，任何磁體都有兩個磁極B磁體與磁體之間的相互作用是通過磁場而發(fā)生的磁體與磁體之間的相互作用是通過磁場而發(fā)生的C地球的周圍存在著磁場，但地磁的兩極與地理的兩極并不重合，其間有一個地球的周圍存在著磁場，但地磁的兩極與地理的兩極并不重合，其間有一個交角這就是磁偏角，磁偏角的數(shù)值在地球上不同地點是相同的交角這就是磁偏角

10、，磁偏角的數(shù)值在地球上不同地點是相同的D在地球表面各點磁場強弱相同在地球表面各點磁場強弱相同C CC CBCDBCDABDABDABAB磁體的磁性磁體的磁性強弱是不同強弱是不同怎樣描述磁場的強弱呢？怎樣描述磁場的強弱呢？情景情景1：小磁針靜止時為什么有一定的指向？：小磁針靜止時為什么有一定的指向？ 問題問題2：磁場看不見，摸不著，怎樣認識和描述磁場的：磁場看不見，摸不著，怎樣認識和描述磁場的 強弱呢？強弱呢？問題問題1：當條形磁鐵出現(xiàn)時，地磁場嚇跑了？：當條形磁鐵出現(xiàn)時，地磁場嚇跑了？情景情景2：當條形磁鐵靠近小磁針時，小磁針出現(xiàn)了什么：當條形磁鐵靠近小磁針時，小磁針出現(xiàn)了什么 現(xiàn)象？為什么會

11、這樣？現(xiàn)象？為什么會這樣？因為有地磁場的存在因為有地磁場的存在 當條形磁鐵靠近小磁針時，小磁針出現(xiàn)了偏轉(zhuǎn)。當條形磁鐵靠近小磁針時，小磁針出現(xiàn)了偏轉(zhuǎn)。 說明了條形磁鐵對它有力的作用。說明了條形磁鐵對它有力的作用。 不！是因為條形磁鐵的磁性比地磁場要強。說不！是因為條形磁鐵的磁性比地磁場要強。說 明磁場也有強有弱明磁場也有強有弱 磁感應強度磁感應強度-描述磁場強弱的物理量描述磁場強弱的物理量思考：為了描述電場的強弱，我思考：為了描述電場的強弱，我們是怎么做的？們是怎么做的？情景情景3：將一檢驗電荷放在電場中不同的地方，探究其受將一檢驗電荷放在電場中不同的地方，探究其受 力。發(fā)現(xiàn)：電荷所受的電場力與

12、檢驗電荷電荷量的力。發(fā)現(xiàn)：電荷所受的電場力與檢驗電荷電荷量的 比比 值，反映該處電場的強弱，定義它為電場強度，值，反映該處電場的強弱，定義它為電場強度， 定義式為定義式為EF/q。問題問題3：電場強度是矢量，其方向與電場強度是矢量，其方向與F相同？相同？ 錯！物理學中規(guī)定錯！物理學中規(guī)定 正電荷正電荷 受到的電場力方向為該受到的電場力方向為該 點點 電場強度的方向。電場強度的方向。演示演示:將條形磁鐵放在規(guī)則排列小磁針正上方時，將條形磁鐵放在規(guī)則排列小磁針正上方時， 小磁針的小磁針的N極所指的方向各不相同。極所指的方向各不相同。磁感應強度方向磁感應強度方向物理學規(guī)定：物理學規(guī)定： 小磁針小磁針

13、N極極(北極北極)的受力方向的受力方向或或小磁針小磁針靜靜止止時時N極的指向，規(guī)定極的指向，規(guī)定為該點的為該點的磁場方向磁場方向, 即即磁感應強度的方向磁感應強度的方向問題問題1：磁感應強度有大小有方向，如何探究它的大小磁感應強度有大小有方向，如何探究它的大小 呢？呢？ 磁場除了對磁體有力的作用，還對電流有力的作磁場除了對磁體有力的作用，還對電流有力的作 用，能否用很小一段通電導體，來探究其強弱？用，能否用很小一段通電導體，來探究其強弱？問題問題3：怎么辦？怎么辦？ 不可行。因為與電場不同的是：不可行。因為與電場不同的是：N極不能單獨存極不能單獨存 在，小磁針靜止時所受的合力為零，不可能測出在

14、，小磁針靜止時所受的合力為零，不可能測出 N極受力的大小。也就不能確定磁感應強度的大極受力的大小。也就不能確定磁感應強度的大 小。小。 問題問題2：可行嗎？可行嗎？ 與電場類似，放小磁針于磁場中，探究其受大小與電場類似，放小磁針于磁場中，探究其受大小 即可。即可。 電流元：很短的一段通電導線中的電流電流元：很短的一段通電導線中的電流I與導線長度與導線長度L的乘積的乘積IL.勻強磁場：磁場的強度、方向都一樣的磁場勻強磁場：磁場的強度、方向都一樣的磁場 思考：思考：通電導線受到的磁場力與通電導線受到的磁場力與哪些因素有關哪些因素有關? 導線長度導線長度、電流大小電流大小、磁場磁場的不同、的不同、放

15、置的位置（導線與磁放置的位置（導線與磁場方向的夾角）場方向的夾角）二、磁感應強度的大小二、磁感應強度的大小理想模型理想模型實驗方法實驗方法: :控制變量法控制變量法IL垂直于勻強磁場垂直于勻強磁場1、保持磁場和通電導線的長度不變，、保持磁場和通電導線的長度不變，改改變電流變電流的大小。的大小。2、保持磁場和導線中的電流不變，、保持磁場和導線中的電流不變，改變改變通電導線在磁場中的通電導線在磁場中的長度長度。實驗實驗:結論：在通電導線的長度和磁場不變時，電流越結論：在通電導線的長度和磁場不變時，電流越大，導線所受的磁場力就越大大，導線所受的磁場力就越大,發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)FI；FI 。結論：在通電導線的電

16、流和磁場不變時，導線越結論：在通電導線的電流和磁場不變時，導線越長，導線所受的磁場力就越大長，導線所受的磁場力就越大,發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)FL；FL 。現(xiàn)象：電流越大，導線的偏角越大?，F(xiàn)象：電流越大，導線的偏角越大。結論：結論：FIL 精確的實驗表明：精確的實驗表明：在通電導線與磁場在通電導線與磁場方向垂直時方向垂直時，它受力的大小既與導線的，它受力的大小既與導線的長度長度L成正比，又與導線的電流成正比，又與導線的電流I成正比，成正比，即與即與I和和L的乘積的乘積IL成正比，用公式表示成正比，用公式表示為：為：F=BIL或或B=F/IL磁感應強度磁感應強度1、定義：、定義：3、單位：、單位：4、方向：方向

17、：在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，所受的磁場力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值叫磁感應強度 在國際單位制中,磁感應強度的單位是特斯拉,簡稱特,國際符號是T1T=1N/Am磁感應強度是矢量,方向與該點磁場的方向一致(即小磁針靜止時N極所指)。2、定義式：、定義式：ILFBB:導線導線L所在處的磁感應強度所在處的磁感應強度I：導線中的電流強度：導線中的電流強度L:導線在磁場中的長度導線在磁場中的長度F：導線收到的磁場力：導線收到的磁場力5、物理意義：、物理意義：磁感應強度B是表示磁場強弱的物理量. .人體器官內(nèi)的磁場 10-1310-9地磁場在地面附近的平均值 510-5我國研制的作為磁譜

18、儀核心部件的大型永磁體中心的磁場 0.1346電動機或變壓器鐵芯中的磁場 0.8 1.7電視機偏轉(zhuǎn)線圈內(nèi)的磁場 約0.1實驗室使用的最強磁場 瞬時103恒定37中子星表面的磁場 106108原子核表面的磁場 約1012一些磁場的磁感應強度一些磁場的磁感應強度 例例1:有人根據(jù)有人根據(jù)BF/IL提出：磁場中某點的磁感提出：磁場中某點的磁感 應強度應強度B跟磁場力跟磁場力F成正比，跟電流強度成正比，跟電流強度I和和 導線長度導線長度L的乘積的乘積IL成反比，這種提法有什成反比，這種提法有什 么問題？錯在哪里？么問題？錯在哪里？ 答：這種提法不對。實驗表明，答：這種提法不對。實驗表明，F(xiàn)和和IL的乘

19、積的乘積 成正比，但比值（成正比，但比值（F/IL）在磁場中某處是）在磁場中某處是 確定了的，反映了磁場本身的特性，不隨確定了的，反映了磁場本身的特性，不隨 F及及IL的變化而變化。的變化而變化。例例2：有同學說：由：有同學說：由EF/q可知，可知，E的方向與的方向與正電荷受到的力正電荷受到的力F方向相同。同理由方向相同。同理由BF/IL可可知，知，B的方向也與的方向也與F相同。相同。解答：錯誤。分析演示實驗可知：解答：錯誤。分析演示實驗可知：B的方向與的方向與F的方向垂直。的方向垂直。例例3：如果通電導線在磁場中某處不受磁場力，：如果通電導線在磁場中某處不受磁場力，是否肯定這里沒有磁場是否肯

20、定這里沒有磁場.解：如果通電導線在磁場中某處不受磁場力，解：如果通電導線在磁場中某處不受磁場力，則可能有兩種可能：該處沒有磁場；該處有磁則可能有兩種可能：該處沒有磁場；該處有磁場，只不過通電導線與磁場方向平行。場，只不過通電導線與磁場方向平行。例例4、一根導線長、一根導線長0.2m，通過，通過3A的電的電流，垂直放入磁場中某處受到的磁場流，垂直放入磁場中某處受到的磁場力是力是610-2N，則該處的磁感應強度，則該處的磁感應強度B的大小是的大小是_；如果該導線的長度；如果該導線的長度和電流都減小一半，則該處的磁感應和電流都減小一半，則該處的磁感應強度的大小是強度的大小是_。 磁感應強度磁感應強度

21、B電場強度電場強度E 物理意義物理意義描述磁場的性質(zhì)描述磁場的性質(zhì)描述電場的性質(zhì)描述電場的性質(zhì)定義式定義式 通電導線與通電導線與B垂直垂直方向方向矢量矢量小磁針小磁針 N極受力方向極受力方向矢量矢量放入該點正電荷受力方向放入該點正電荷受力方向 場的疊加場的疊加合磁感應強度等于各磁場的磁合磁感應強度等于各磁場的磁感應強度的矢量和感應強度的矢量和合場強等于各個電場的場合場強等于各個電場的場強的矢量和強的矢量和 單位單位1 T1 N/(Am)1 V/m1 N/C磁感應強度磁感應強度B與電場強度與電場強度E的比較的比較電場強度E是描述電場的力的性質(zhì)的物理量，磁感應強度B是描述磁場的力的性質(zhì)的物理量現(xiàn)把

22、這兩個物理量比較如下2、下列說法中錯誤的是（、下列說法中錯誤的是（ ）A磁場中某處的磁感應強度大小，就是通以電磁場中某處的磁感應強度大小，就是通以電流流I、長為、長為L的一小段導線放在該處時所受磁場的一小段導線放在該處時所受磁場力力F與與I、L的乘積的比值的乘積的比值B一小段通電導線放在某處不受磁場力作用，一小段通電導線放在某處不受磁場力作用，則該處一定沒有磁場則該處一定沒有磁場C一小段通電導線放在磁場中一小段通電導線放在磁場中A處時受磁場力處時受磁場力比放在比放在B處大，則處大，則A處磁感應強度比處磁感應強度比B處的磁感處的磁感應強度大應強度大D因為因為B =F/IL，所以某處磁感應強度的大小，所以某處磁感應強度的大小與放在該處的通電小段導線與放在該處的通電小段導線IL乘積成反比乘積成反比同步訓練同步訓練 輕松過關輕松過關 1下列說法中正確的是下列說法中正確的是 （ ） A電荷在某處不受電場力的作用電荷在某處不受電場力的作用,則該處的電場強度為零則該處的電場強度為零B一小段通電導線在某處不受安培力的作用一小段通電導線在某處不受安培力的作用,則該處磁感應則該處磁感應強度一定為零強度一定為零C把一個試探電荷放在電場中的某點把一個試探電荷放在