3.1磁現(xiàn)象和磁場

1、第三章 磁場 3.1 磁現(xiàn)象和磁場 我國是世界上最早發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象的國家,我國古代的四大發(fā)明之一的哪項(xiàng)發(fā)明是利用了磁現(xiàn)象? 在現(xiàn)代，磁現(xiàn)象與日常生活、科技密切相關(guān)你還知道哪些磁現(xiàn)象?司南一、磁現(xiàn)象臣心一片磁針石，不指南方不肯休電磁爐磁懸浮列車 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,列車加速到平穩(wěn)運(yùn)行之后，速度是430公里/小時(shí)。這個速度超過了F1賽事的最高時(shí)速。 最初發(fā)現(xiàn)的磁體是被稱為“天然磁石”的礦物，其中含有主要成分為Fe3O4，能吸引其他物體，很像磁鐵.一、磁現(xiàn)象閱讀課本80頁,填空1.磁性：能夠 的性質(zhì).2.磁體：具有 的物體叫磁體.3.磁極：磁體上 的部分叫磁極.

2、小磁針靜止時(shí) 指南的磁極叫做 極,又叫 極; 指北的磁極叫做 極,又叫 極.4.磁極間的相互作用:同名磁極 ，異名磁極 .5. 變無磁性物體為有磁性物體叫 , 變有磁性物體為無磁性物體叫 .磁化退磁【問題】 1.電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何相似?2.電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何區(qū)別?3.電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何聯(lián)系? 1.電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何相似?(1)兩極(2)相互作用2.電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何區(qū)別?電動力學(xué)是研究電磁現(xiàn)象的經(jīng)典的動力學(xué)理論，它主要研究電磁場的基本屬性、運(yùn)動規(guī)律以及電磁場和帶電物質(zhì)的相互作用。同所有的認(rèn)識過程一樣，人類對電磁運(yùn)動形態(tài)的認(rèn)識，也是由特殊到一般、由現(xiàn)象到本質(zhì)逐步深入的。人們對電磁現(xiàn)象的認(rèn)識范圍，

3、是從靜電、靜磁和似穩(wěn)電流等特殊方面逐步擴(kuò)大，直到一般的運(yùn)動變化的過程。在電磁學(xué)發(fā)展的早期，人們認(rèn)識到帶電體之間以及磁極之間存在作用力，而作為描述這種作用力的一種手段而引入的場的概念，并未普遍地被人們接受為一種客觀的存在?，F(xiàn)在人們已經(jīng)認(rèn)識清楚，電磁場是物質(zhì)存在的一種形態(tài)，它可以和一切帶電物質(zhì)相互作用，產(chǎn)生出各種電磁現(xiàn)象。電磁場本身的運(yùn)動服從波動的規(guī)律。這種以波動形式運(yùn)動變化的電磁場稱為電磁波。電動力學(xué)的任務(wù)就是闡述電磁場及與物質(zhì)相互作用的各個特殊范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)定律，并在此基礎(chǔ)上闡明電磁現(xiàn)象的本質(zhì)和它的一般規(guī)律，以及運(yùn)用這些規(guī)律定量地處理各種電磁問題、研究各種電磁過程。電動力學(xué)中解釋電磁現(xiàn)象的基本規(guī)

4、律的理論，是19世紀(jì)偉大的物理學(xué)家麥克斯韋建立的方程組。麥克斯韋方程組是在庫侖定律(適用于靜電)、畢奧-薩伐爾定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等實(shí)驗(yàn)定律的基礎(chǔ)上建立起來的。通過提取上述實(shí)驗(yàn)定律中帶普遍性的因素，并根據(jù)電荷守恒定律引入位移電流，就可以導(dǎo)出麥克斯韋方程組。在物理上，麥克斯韋方程組其實(shí)就是電磁場的運(yùn)動方程，它在電動力學(xué)中占有重要的地位。另一個基本的規(guī)律就是電荷守恒定律，它的內(nèi)容是：一個封閉系統(tǒng)的總電荷不隨時(shí)間改變。近代的實(shí)驗(yàn)表明，不僅在一般的物理過程、化學(xué)反應(yīng)過程和原子核反應(yīng)過程中電荷是守恒的，就是在基本粒子轉(zhuǎn)化的過程中，電荷也是守恒的。麥克斯韋方程組給出了電磁場運(yùn)動變化的規(guī)律，包括電荷電流

5、對電磁場的作用。對于電磁場對電荷電流的作用，則是由洛倫茲工是給出的。將麥克斯韋方程組、洛倫茲里公式和帶電體的力學(xué)運(yùn)動方程聯(lián)立起來，就可以完全確定電磁場和帶電體的運(yùn)動變化。因此，麥克斯韋方程組和洛倫茲力公式構(gòu)成了描述電磁場運(yùn)動和電磁作用普遍規(guī)律的完整體系。在電磁場的作用下，靜止的媒質(zhì)中一般可能發(fā)生三種過程：極化、磁化和傳導(dǎo)。這些過程都會使媒質(zhì)中出現(xiàn)宏觀電流。極化和磁化的公式的另一個重要限制是不能應(yīng)用于鐵電和鐵磁情況。鐵磁質(zhì)是常用的磁性媒質(zhì)之一。另外，在強(qiáng)場情況，即使普通的媒質(zhì)，也會出現(xiàn)非線性現(xiàn)象。當(dāng)電場超過一定限值時(shí)，電介質(zhì)甚至?xí)粨舸ｋ姶挪ㄔ诟飨虍愋越橘|(zhì)中傳播時(shí)，常會發(fā)生一些復(fù)雜的現(xiàn)象，如雙

6、折射等。在電動力學(xué)中，處理有媒質(zhì)的電磁問題時(shí)，需要將麥克斯韋方程組和媒質(zhì)的本構(gòu)方程聯(lián)立起來求解。對上面提到的那些特殊情況，須根據(jù)其本構(gòu)方程作特殊研究，其中有的方面甚至發(fā)展成為電動力學(xué)的專門分支。在媒質(zhì)運(yùn)動的情況，不僅媒質(zhì)中還會出現(xiàn)新類型的電荷電流，媒質(zhì)的電磁性質(zhì)也會不同。此外，由于電磁場還對媒質(zhì)產(chǎn)生有質(zhì)動力，媒質(zhì)的力學(xué)運(yùn)動將和其中的電荷電流以及電磁場的運(yùn)動變化互相影響，有時(shí)可以形成十分復(fù)雜的狀態(tài)，這種情況在等離子體中常常見到。電動力學(xué)中求解的問題相當(dāng)廣泛，如求解靜電場和靜磁場的分布，媒質(zhì)在靜電場或靜磁場中所受的力，電磁波的輻射和傳播，帶電粒子在電磁場中的運(yùn)動，電磁波和媒質(zhì)的相互作用甚至媒質(zhì)的運(yùn)

7、動等。另外，狹義相對論的提出與電動力學(xué)的研究有密切的關(guān)系，其內(nèi)容中還包括電磁場在不同參照系中的變換關(guān)系，所以也常常放在電動力學(xué)中討論。其它電學(xué)分支學(xué)科磁學(xué)、電學(xué)、電動力學(xué)其它物理學(xué)分支學(xué)科物理學(xué)概覽、力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、電磁學(xué)、核物理學(xué)、固體物理學(xué)3.電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何聯(lián)系?1731年，一名商人發(fā)現(xiàn)，雷電過后，刀叉有了磁性1751年，富蘭克林發(fā)現(xiàn)放電可使衣針磁化19世紀(jì)左右人們對電和磁的聯(lián)系的研究1777年8月14日生于丹麥朗格蘭德島一個藥劑師家庭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)

8、、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，1820年4月發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng).1821年被選為英國皇家學(xué)會會員，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)會會長 二、電流的磁效應(yīng)奧斯特1.奧斯特實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)裝置2、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象當(dāng)給導(dǎo)線通電時(shí),與導(dǎo)線平行放置的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動3、注意事項(xiàng):導(dǎo)線應(yīng)沿南北方向水平放置4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通電導(dǎo)線對小磁針有力的作用把一段直導(dǎo)線懸掛在蹄形磁鐵的兩極間，通以電流，導(dǎo)線就會運(yùn)動。2.磁體對通電導(dǎo)體有力的作用結(jié)論：磁體對通電導(dǎo)體有力的作用（3）電流與電流之間有力的作用 極性相反極性相同電流的磁效應(yīng)1.磁體間有力的作用2.通電導(dǎo)體 對 磁體 有力

9、的作用3.磁體 對 通電導(dǎo)體 有力的作用4.通電導(dǎo)體間 有力的作用這些力的作用怎樣發(fā)生的？磁體間的相互作用是通過什么發(fā)生的呢?【聯(lián)想】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場發(fā)生的磁體之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的電場和磁場都是實(shí)際存在的物質(zhì)2.電流的磁效應(yīng)：磁體磁體磁場三、磁場1.磁場:磁體周圍空間存在的一種特殊物質(zhì).電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場.磁體電流磁場 磁場對放入其中的磁體或通電導(dǎo)體會產(chǎn)生磁力作用。（磁體與磁體之間、磁體與通電導(dǎo)體之間、通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的）3、磁場的性質(zhì)磁體電流磁場問題歸納磁體磁體磁場電流磁體磁場電流電流磁場四、地磁

10、場1.地球是一個巨大的磁體2.地球周圍空間存在的磁場叫地磁場3.地磁的北極在地理的南極 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4.磁偏角的數(shù)值在地球上 不同地方是不同的磁現(xiàn)象和磁場課堂小結(jié)磁懸浮列車上裝有電磁體，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(jìn)。列車頭的電磁體（N極）被軌道上靠前一點(diǎn)的電磁體（S極）所吸引，同時(shí)被軌道上稍后一點(diǎn)的電磁體（N極）所排斥。文天祥（12361283） 漢族，吉州吉水（今屬江西吉安）人。原名云孫，字履善,又字宋瑞,自號文山、浮休道人，南宋杰出