高中物理新課標(biāo)人教版選修3-1第三章《磁場》

新課標(biāo)人教版課件系列《高中物理》選修1-1精選課件第二章

《磁場》

精選課件2.1《指南針與

遠(yuǎn)洋航?！肪x課件教學(xué)目標(biāo)１、遠(yuǎn)洋航海（1）我國的遠(yuǎn)洋探險（2）歐洲人的遠(yuǎn)洋探險（3）遠(yuǎn)洋航海的偉大意義２、磁場（1）磁體在空間產(chǎn)生磁場。（2）磁感線（3）磁性的地球精選課件最早的磁性指向器——它由青鈾盤和磁石琢磨的勺組成，磁勺頭為磁性的北極，尾為南極。磁勺放置在地盤中心，受地磁作用，勺尾指向南方。精選課件2.1指南針和遠(yuǎn)洋航海新課標(biāo)高中物理選修1－1第二章磁場精選課件一、早期對磁的研究和使用1、鄭和下西洋：

我國是最早在航海上使用指南針的國家，導(dǎo)航時兼用羅盤和觀星，二者相互補充，相互修正。 用羅盤指引航向，探索航道，將船只航向的變動與指南針指向的變動的關(guān)系總結(jié)出來，畫出的航線在古代稱為針路或針徑。

1405—1433年間，鄭和先后7次下西洋。他率領(lǐng)當(dāng)時世界上最強大的船隊，先后到達(dá)了亞洲、非洲的三十幾個國家。是世界航海史上偉大的壯舉。

鄭和下西洋，不但是中國海上探險事業(yè)的巨大成就，也是世界地理發(fā)現(xiàn)史上的光輝紀(jì)錄。精選課件2、歐洲人的遠(yuǎn)洋探險：

在宋、元兩代，我國發(fā)明的指南針傳到了歐洲和亞洲的許多國家，使得近代歐洲的遠(yuǎn)洋探險成為可能。

意大利航海家哥倫布（約1451—1506

）進(jìn)行了遠(yuǎn)洋探險，在這次航行中，觀察到了磁偏角。

葡萄牙航海家麥哲倫（約1480—1521

）也進(jìn)行了遠(yuǎn)洋探險，用了三年時間完成了舉世聞名的環(huán)球航行。

所有這些遠(yuǎn)洋航行的成功，離不開磁學(xué)知識的最初應(yīng)用——指南針。精選課件二、磁場——對比電場學(xué)習(xí)1、磁場：磁體周圍存在磁場2、磁場的基本性質(zhì)：對磁體有力的作用磁體上磁性最強的部分叫磁極，同名磁極相斥，異名磁極相吸。3、作用過程：通過磁場實現(xiàn)。磁體是通過磁場對鐵一類物質(zhì)發(fā)生作用的，磁場和電場一樣，是物質(zhì)存在的另一種形式，是客觀存在．4、磁場的方向：規(guī)定小磁針北極受力的方向，也即小磁針靜止時北極所指的方向，就是那一點的磁場方向．精選課件5、磁感線：（1）定義：在磁場中畫出一些有方向的曲線,在這些曲線上，每一點的切線方向，都跟該點的磁場方向相同。這樣的曲線叫磁感線 磁感線的疏密

表示磁場強弱。

(2)目的：為形象地描述磁場而人為引入的假想曲線

(3)特點：

a.磁感線某點的切線方向表示該點的磁場方向

b.磁感線的疏密可以反映磁場的強弱

c.磁感線是封閉曲線

d.任何兩條磁感線都不相交精選課件（4）模擬磁感線：實驗中常用鐵屑在磁場中被磁化的性質(zhì)，來模擬磁感線的形狀。條形磁體磁感線模擬圖1精選課件（4）模擬磁感線：實驗中常用鐵屑在磁場中被磁化的性質(zhì)，來模擬磁感線的形狀。條形磁體磁感線模擬圖2精選課件（5）條形磁體和蹄形磁體的磁感線：磁感線方向外部：從N極到S極，內(nèi)部：從S極到N極精選課件磁感線與電場線的聯(lián)系與區(qū)別1、磁場的方向：規(guī)定小磁針北極受力的方向（或小磁針靜止時北極所指的方向）2、磁感線（1）為形象描述磁場而假想的曲線，實際不存在（2）疏密表示強弱，切線方向表示磁場方向（3）磁鐵外部從N極到S極，內(nèi)部從S極到N極，形成閉合曲線（4）不相交1、電場的方向：規(guī)定正電荷所受電場力的方向

2、電場線（1）為形象描述電場而假想的曲線，實際不存在（2）疏密表示強弱，切線方向表示電場方向（3）始于正電荷，終止于負(fù)電荷的非閉合曲線（4）不相交精選課件三、地磁場：1、定義：地球是個磁體，具有磁場，叫地磁場。地磁場的分布大致上就像一個條形磁體各地磁感線近似平行地面2、磁偏角：（1）地球的地理南北極與地磁場的南北相反（2）地球的地理兩極與地磁場的兩極并不重合，磁針并非準(zhǔn)確地指南或指北，有個夾角，叫地磁偏角，簡稱磁偏角3、地磁場的磁感線分布圖：見上圖4、說明：宇宙中的許多天體都具有磁場。月球也有磁場。但月球不象地球那樣有一個全球性的磁場?；鹦且矝]有全球性

的磁場，所以火星上指南針不起作用。精選課件精選課件地磁場的分布大致上就像一個條形磁體。各地磁感線近似平行地面精選課件精選課件精選課件小結(jié)一、磁場1、磁場：磁體周圍存在磁場。類似電場。2、磁場的基本性質(zhì)：對磁體有力的作用。 同名磁極相斥，異名磁極相吸。3、作用過程：通過磁場實現(xiàn)。4、磁場的方向：規(guī)定小磁針北極受力的方向，也即小磁針靜止時北極所指的方向，就是那一點的磁場方向．二、磁感線：

1、作用：形象地描述磁場。

切線方向表示磁場方向；疏密

表示磁場強弱。

2、磁感線方向：

外部：從N極到S極，內(nèi)部：從S極到N極

3、特點：不相交、不中斷閉合曲線

精選課件小結(jié)4、模擬磁感線：實驗中常用鐵屑在磁場中被磁化的性質(zhì)，來模擬磁感線的形狀。5、條形磁體和蹄形磁體的磁感線形狀。注意：內(nèi)部：從S極到N極6、磁感線與電場線的聯(lián)系與區(qū)別三、地磁場1、地磁場的分布大致上就像一個條形磁體。南北極相反。各地磁感線近似平行地面2、磁偏角：地理兩極與地磁場的兩極并不重合，有個夾角，叫地磁偏角。3、說明：許多天體都具有磁場。月球也有磁場。火星沒有全球性的磁場，所以火星上指南針不起作用。精選課件課堂練習(xí)和課外作業(yè)課堂練習(xí)：P28問題與練習(xí)1、2、3、4，探索者課外作業(yè)：P28

問題與練習(xí)作業(yè)本精選課件1．分別用字母在圖中空白處標(biāo)出磁體的南北極2．確定磁場方向的方法是：將一不受外力的

放入磁場中需測定的位置，當(dāng)小磁針在該位置靜止時，小磁針N極的指向即為該點的磁場方向3．小磁針的指南指北性表明地球是一個

小磁針大磁體

精選課件4．地理的

是地磁的北南極。指南針并不指向地球的正南正北，其間有一個交角叫

。在地球兩極附近，地磁場的磁感應(yīng)強度約為5×10-5T，而永久磁鐵兩極附近的磁感應(yīng)強度約為0.5T.地磁場是非常弱的。5．關(guān)于磁感線的下列說法中，正確的是（）Ａ．磁感線是真實存在于磁場中的有方向的曲線Ｂ．磁感線上任一點的切線方向，都跟該點磁場的方向相同Ｃ．磁鐵的磁感線從磁鐵的北極出發(fā)，終止于磁鐵的南極Ｄ．磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況南北極磁偏角B精選課件6．下列情況可以肯定鋼針沒有磁性的是（

）Ａ．將鋼針的一端接近磁體的北極，兩者相互吸引，再將鋼針的另一端接近磁體的南極，則兩者相互排斥Ｂ．將鋼針的一端接近磁體的北極，兩者相互吸引，再將鋼針的另一端接近磁體的北極，則兩者相互排斥Ｃ．將鋼針的一端接近磁體的北極，兩者相互排斥，再將鋼針的另一端接近磁體的北極，則兩者相互吸引,Ｄ．將鋼針的一端接近磁體的北極，兩者相互吸引，再將鋼針的另一端接近磁體的北極,則兩者相互吸引

D精選課件7、下列說法正確的是（）Ａ．磁極間的相互作用是通過磁場發(fā)生的Ｂ．磁場和電場一樣也是客觀存在的的物質(zhì)Ｃ．磁感線是實際存在的線，可由實驗得到Ｄ．磁感線類似于電場線，它總是從磁體的Ｎ極出發(fā)終止于ＳAB精選課件補充:我們周圍的磁現(xiàn)象一、無處不在的磁1.我們的祖先發(fā)明指南針，對世界文明產(chǎn)生重大影響。2.現(xiàn)代人好比被“磁?！卑鼑?。3.生物磁性的研究為人類開辟了嶄新的視野。…………二.地磁場地理的南北極與地磁的N、S極相反。精選課件第一節(jié)我們周圍的磁現(xiàn)象三.磁性材料1.磁化——使不具有磁性的物質(zhì)具有磁性的過程叫磁化。任何物質(zhì)在外磁場中都能或多或少地被磁化。2.磁性材料——磁化后磁性很強的物質(zhì)叫磁性材料，又稱為鐵磁性物質(zhì)3.磁性材料的分類①軟磁性物質(zhì)：磁化后容易去磁的物質(zhì)稱軟磁性物質(zhì)。

軟磁性物質(zhì)剩磁較小。②硬磁性物質(zhì)：磁化后不易去磁的物質(zhì)稱硬磁性物質(zhì)。

硬磁性物質(zhì)剩磁較大。精選課件我們周圍的磁現(xiàn)象4.磁性材料的應(yīng)用軟磁性材料的剩磁弱，容易去磁，適用于需要反復(fù)磁化的場合。硬磁性材料的剩磁強，不易去磁，適用于制成永磁體?！締栴}】以下物品，應(yīng)用哪種材料制成？精選課件磁感線與電場線的聯(lián)系與區(qū)別電場線磁感線1．電場線從

出發(fā)，終止于

，電場線是

的曲線，正、負(fù)電荷可單獨存在．1．在磁體內(nèi)部，磁感線是從

極指向

極，外部是從

出發(fā)從

進(jìn)去，磁感線是

的曲線，Ｎ、Ｓ極是不可分割的．2．

電荷在電場中某點受到電場力的方向與該點的

方向一致，也與該點所在電場線的

方向一致．2．小磁針在磁場中靜止時

極的指向或

極的受力方向與該點的

方向一致，也與該點所在磁感線的

方向致．3．電場中任何兩條電場線都

相交．3．磁場中任何兩條磁感線都

相交．4．電場線的疏密表示電場的

．4．磁場線的疏密表示磁場的

．精選課件2.2《電流的磁場》精選課件教學(xué)目標(biāo)知識與能力１、電流的磁效應(yīng)

（１）直線電流：安培定則：右手握住導(dǎo)線，伸直的拇指的方向代表電流的方向，那么彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向

（２）環(huán)形電流：右手握住環(huán)形導(dǎo)線,彎曲的四指所指的方向代表電流的方向，拇指所指的方向就是圓環(huán)中心周線上的磁感線的方向

（３）螺線管：右手握住螺線管，彎曲的四指所指的方向代表電流的方向，拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向?qū)嶒瀮x器：直導(dǎo)線、硬紙板、細(xì)鐵屑、直流電源精選課件在現(xiàn)代社會,磁鐵除了能夠用于指示方向,還有廣泛的其他用途精選課件磁懸浮列車有速度快、爬坡能力強、能耗低的優(yōu)點，每個坐位的能耗僅為飛機的三分小、安全舒適、不燃油，污染少.

精選課件電磁起重機電磁起重機可以產(chǎn)生強大的磁性，來回搬運物品.精選課件帶電體和磁體有一些相似的性質(zhì)，這些相似是一種巧合呢？還是它們之間存在著某些聯(lián)系呢？

精選課件一、奧斯特實驗科學(xué)家們基于這種想法，一次又一次地尋找電與磁的聯(lián)系.1820年丹麥物理學(xué)家奧斯特終于用實驗證實通電導(dǎo)體的周圍存在著磁場.這一重大發(fā)現(xiàn)轟動了科學(xué)界，使電磁學(xué)進(jìn)入一個新的發(fā)展時期．

精選課件丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流磁效應(yīng)，是科學(xué)史上的重大發(fā)現(xiàn)．揭開了物理學(xué)史上的一個新紀(jì)元．奧斯特不只是一位著名的物理學(xué)家，還是一位優(yōu)秀的教師．他的講課有表演，有分析．他非常重視實驗，他說過“我不喜歡那種沒有實驗的枯燥的講課，因為歸根到底，所有的科學(xué)進(jìn)展都是從實驗開始的．精選課件演示實驗將直導(dǎo)線與小磁針平行并放在小磁針的上方和下方.觀察（點擊觀看實驗視頻）1．當(dāng)直導(dǎo)線通電時產(chǎn)生什么現(xiàn)象．

2．?dāng)嚯姾蟀l(fā)生什么現(xiàn)象．

3．改變通電電流的方向后發(fā)生什么現(xiàn)象.精選課件觀察到的物理現(xiàn)象

通電時小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；斷電時小磁針轉(zhuǎn)回到指南北的方向；說明：……通電導(dǎo)線周圍存在磁場．通電電流方向相反，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也相反．說明：……磁場方向與電流方向有關(guān)．精選課件總結(jié)奧斯特實驗：現(xiàn)象：導(dǎo)線通電，周圍小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；通電電流方向改變，小磁針偏轉(zhuǎn)方向相反．規(guī)律：通電導(dǎo)線周圍存在磁場；磁場方向與電流方向有關(guān)．精選課件直線電流

的磁場精選課件二.環(huán)形電流的磁場1.單個環(huán)精選課件2、通電螺線管的磁場觀察鐵屑的分布和小磁針的指向．在板上均勻撒滿鐵屑在螺線管兩端各放一個小磁針，通電后觀察小磁針的指向．輕輕敲板，觀察鐵屑的排列．改變電流方向再觀察一次．實驗演示在板上均勻撒滿鐵屑，通電后輕輕敲板，觀察鐵屑的排列．實驗演示精選課件想一想通電前小磁針如何指向，通電后發(fā)生什么現(xiàn)象？原來小磁針指南北，通電后磁針偏轉(zhuǎn)．精選課件想一想改變通電方向，小磁針的指向有什么不同，說明什么？小磁針指向相反，說明通電螺線管兩端的極性與通電電流有關(guān).精選課件想一想通電后，輕輕敲板，鐵屑為什么會產(chǎn)生規(guī)則排列？鐵屑的排列與什么現(xiàn)象一樣？鐵屑磁化變成“小磁針”，輕敲使鐵屑可自由轉(zhuǎn)動．使鐵屑按磁場進(jìn)行排列．其排列與條形磁體的排列相同，通電螺線管相當(dāng)于條形磁體．精選課件安培定則用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極．注意：內(nèi)部磁場的方向：從S極指向N極，外部磁場N極指向S極。通電螺線管外部磁場與條形磁體類似。精選課件在通電螺線管內(nèi)部有一點A,通過A點的磁感線方向一定是（）A．從螺線管的N極指向S極B．放在該點的小磁針北極受力的方向C．從螺線管的S極指向N極D．放在該點的小磁針的南極受力的方向BC精選課件返回精選課件返回精選課件奧斯特實驗返回精選課件2.3《磁場對通電導(dǎo)線

的作用》精選課件教學(xué)目標(biāo)知識能力

1、安培力：通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用

２、磁感應(yīng)強度------磁場的強弱

３、安培力的方向：左手定則：伸開左手．使拇指跟其余四指垂直．并且都跟手掌在同一個平面內(nèi)，讓磁感線穿入手心．并使四指指向電流的方向．那么．拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向。

４、電動機原理實驗儀器：三塊相同的蹄形磁鐵、一根直導(dǎo)線、直流電源、支架精選課件一.安培力的定義：通電導(dǎo)線在磁場中受的力通常稱為安培力。二.安培力的大?。?/p>

F=BIL

適用條件：1）勻強磁場

2）導(dǎo)線與磁場垂直

3）當(dāng)I與B有夾角時，F(xiàn)=BIL

sin（將B分解成B⊥和B∥，其中F=B⊥IL=BILsinθ）BIBIBI推廣:1）當(dāng)I

B，F(xiàn)=BIL2）當(dāng)I

//B，F(xiàn)=0精選課件三、實驗探究安培力的方向：下面請兩個同學(xué)上來，先述說自己的實驗方案，再進(jìn)行探究，并對實驗現(xiàn)象進(jìn)行小結(jié)精選課件實驗現(xiàn)象小結(jié)：既跟磁場方向垂直，又跟電流方向垂直，即安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面．安培力的方向：1）伸開左手，大拇指跟四指垂直，且在同一平面內(nèi)左手定則：2）讓磁感線穿過手心左手定則：3）使四指指向電流方向，則拇指指向安培力的方向精選課件例：左手定則運用IFFBB精選課件例4：將長度為20cm、通有0.1A電流的直導(dǎo)線放入一勻強磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強度為1T。試求出下列圖中導(dǎo)線受安培力的大小。精選課件上課時我們觀察了電動機的工作，當(dāng)電流方向發(fā)生變化時線圈轉(zhuǎn)動方向發(fā)生變化，現(xiàn)在我們學(xué)習(xí)了左手定則，能否解釋以上現(xiàn)象呢？精選課件三、磁電式電流表：1、基本組成部分：磁鐵和放在磁鐵兩極之間的線圈精選課件搶答（每小題10分，共5題）：①線圈的轉(zhuǎn)動是怎樣產(chǎn)生的？②線圈為什么不一直轉(zhuǎn)下去？答：線圈轉(zhuǎn)動是因為它受到安培力的作用答：當(dāng)線圈受力平衡時，將不再轉(zhuǎn)動精選課件③為什么指針偏轉(zhuǎn)角度的大小可以說明被測電流的強弱？答：螺旋彈簧變形，反抗線圈轉(zhuǎn)動。電流越大安培力越大，螺旋彈簧的形變也就越大，所以，從線圈偏轉(zhuǎn)的角度就能判斷通過電流的大小精選課件④如何根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的方向來確定電路上電流的方向？答：電流方向改變，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變，故根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向能判斷被測電流的方向⑤使用時要特別注意什么？答：所通電流不能太大精選課件1、安培力的大?。?、安培力的方向——左手定則1）當(dāng)I

B，F(xiàn)=BIL2）當(dāng)I

//B，F(xiàn)=03）當(dāng)I與B有夾角時，F(xiàn)=BIL

sin五、小結(jié)：3、電流表的工作原理精選課件2.4《磁場對運動電荷

的作用》精選課件教學(xué)目標(biāo)知訓(xùn)與能力１、洛侖茲力

（1）洛侖茲力：磁場對運動電荷力的作用

（2）洛侖茲力和安培力是微觀和宏觀的關(guān)系２、洛侖茲力的方向的判斷３、電子束的磁偏轉(zhuǎn)

1、磁場的強弱和電子的速度都能影響圓的半徑４、顯像管的工作原理實驗儀器：安裝一個陰極、一個陽極的真空玻璃管、高壓電源、磁鐵精選課件

電量為q電荷在磁場中受到的洛侖茲力：大小:1.洛侖茲力一、磁場對運動電荷的作用—洛侖茲力方向:

垂直由和構(gòu)成的平面。

洛侖茲力不對運動電荷作功，它只改變帶電粒子的運動方向，并不改變帶電粒子的速率和動能。精選課件

以速度v置入一帶電量為q的粒子，粒子受到電場和磁場的共同作用。+++---E速度選擇器FefLB

當(dāng)粒子速度較小時，電場力大于洛倫茲力，粒子向左偏轉(zhuǎn)被左極板吸收。4.帶電粒子在磁場和電場中的運動(1)質(zhì)譜儀的工作原理1.質(zhì)譜儀

當(dāng)粒子速度較大時，電場力小于洛倫茲力，粒子向右偏轉(zhuǎn)被右極板吸收。

當(dāng)粒子速度滿足電場力等于洛倫茲力時，粒子豎直向下運動穿過狹縫進(jìn)入下方磁場B’；

通過調(diào)整E和B可選擇粒子速度。精選課件RB’+++---vE速度選擇器FefLB質(zhì)量大的同位素粒子，軌道半徑大，質(zhì)量小的同位素粒子，軌道半徑小。不同質(zhì)量的粒子在膠片屏上留下不同的質(zhì)譜線。在B’中作圓周運動的軌道半徑為：根據(jù)質(zhì)譜線的位置，可推出同位素的質(zhì)量。(2)同位素

有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)，但中子數(shù)不同的元素。它們的化學(xué)性質(zhì)相同，無法用化學(xué)的方向?qū)⑺鼈兎蛛x開。由知:質(zhì)譜線：精選課件其結(jié)構(gòu)為金屬雙D形盒，在其上加有磁場和交變的電場。2.回旋加速器由于金屬具有靜電屏蔽作用，帶電粒子在磁場的作用下作圓周運動，進(jìn)入縫隙后，電場極性變換，粒子被反向加速，進(jìn)入右半盒，由于速度增加，軌道半徑也增加。然后又穿過縫隙，電場極性又變換，粒子不斷地被加速。

將一粒子置于雙D形盒的縫隙處，在電場的作用下，進(jìn)入左半盒。~BB精選課件(1)原因:是由于運動電荷在磁場中受洛倫茲力的結(jié)果。載流導(dǎo)體的寬為b，厚為d。通有電流I

。1879年霍耳發(fā)現(xiàn)，把一載流導(dǎo)體放在磁場中，如果磁場方向與電流方向垂直，則在與磁場和電流二者垂直的方向上出現(xiàn)橫向電勢差，這一現(xiàn)象稱之為霍耳現(xiàn)象。IbdVHq3.霍爾效應(yīng)以載流子是正電荷為例,為霍爾系數(shù)。精選課件描寫電流元在磁場中受安培力的規(guī)律。大?。河檬噶渴奖硎荆憾?、磁場對電流的作用1.安培定律1.內(nèi)容安培定律：一個電流元在磁場中所受磁場力為電流元與磁感應(yīng)強度的矢量積。方向：從

右旋到

，大拇指指向

垂直由和構(gòu)成的平面。精選課件

計算一段電流在磁場中受到的安培力時，應(yīng)先將其分割成無限多電流元，將所有電流元受到的安培力矢量求和----矢量積分。

均勻磁場中曲線電流受的安培力，等于從起點到終點的直線電流所受的安培力。由于，abI2.一段電流在磁場中受力3.均勻磁場中曲線電流受力精選課件例1：在無限長載流直導(dǎo)線I1旁，平行放置另一長為L的載流直導(dǎo)線I2,兩根導(dǎo)線相距為a，求導(dǎo)線I2所受到的安培力。解：由于電流

I2

上各點到電流I1

距離相同，I2各點處的B相同，I2受到的安培力方向如圖所示，其中

I2

受到

I1

的引力。同理I1

也受到I2

的引力。安培力大?。壕x課件例2：在無限長載流直導(dǎo)線I1旁，垂直放置另一長為L的載流直導(dǎo)線I2

,I2

導(dǎo)線左端距I1為a，求導(dǎo)線I2

所受到的安培力。解：建立坐標(biāo)系,坐標(biāo)原點選在I1上，電流元受安培力大小為：其中分割電流元，長度為dx,精選課件例3：在均勻磁場中，放置一半圓形半徑為R

通有電流為I的載流導(dǎo)線，求載流導(dǎo)線所受的安培力。解：由均勻磁場中曲線電流受力的結(jié)論：半圓形電流受到的安培力相當(dāng)于沿直徑電流受到的安培；R⊙精選課件將平面載流線圈放入均勻磁場中，

電磁系列電表指針轉(zhuǎn)動：在永久磁鐵的兩極之間的空氣隙內(nèi)放一個可繞固定軸轉(zhuǎn)動的線圈，載流線圈在磁場中受力矩的結(jié)果。2.磁場對載流線圈的作用1.載流線圈在磁場中受到的力矩規(guī)定：與電流滿足右手定則的法線方向為正向。da邊受到安培力:bc邊受到安培力:Fda與Fbc大小相等方向相反，作用在一條直線上，相互抵消。精選課件ab邊受到安培力:cd邊受到安培力:Fab與Fcd大小相等方向相反，不在一條直線上，不能抵消，為一對力偶，產(chǎn)生力矩。作俯視圖,線圈受到的力矩大小為：精選課件如果為N匝平面線圈：S閉合電流所包圍的面積！大?。簡挝唬喊才唷っ?方向:線圈正法線方向；定義：磁矩法線方向的單位矢量。考慮方向：力矩方向為：四指從右旋到，大拇指指向。上述結(jié)論具有普遍意義（也適用于帶電粒子沿任意閉合回路的運動或自旋磁矩在磁場中受的力矩）。精選課件1.=0

時，

線圈處于穩(wěn)定平衡態(tài)。這時如果外界的擾動使線圈稍有偏離，磁場的力矩會使它回到平衡位置。2.=90

時：線圈受力矩最大。3.=180

時：

線圈處于非穩(wěn)定平衡態(tài)。這時如果外界的擾動使線圈稍有偏離，磁場的力矩會使它繼續(xù)偏轉(zhuǎn)。線圈受力矩為0。2.討論線圈受力矩為0。精選課件例1：一半徑為R的薄圓盤,放在磁感應(yīng)強度為B

的均勻磁場中,B

的方向與盤面平行,如圖所示,圓盤表面的電荷面密度為s,若圓盤以角速度w繞其軸線轉(zhuǎn)動,試求作用在圓盤上的磁力矩。解：取半徑為r,寬為dr的圓環(huán)。圓環(huán)帶電量：轉(zhuǎn)動形成電流磁矩：方向沿軸線向上,所受磁力矩：方向為精選課件順時鐘方向為為規(guī)定的坐標(biāo)正方向1.載流導(dǎo)線在磁場中運動時磁力的功2.載流線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時磁力矩的功3.磁力的功精選課件2.5《磁性材料》精選課件教學(xué)目標(biāo)

知識與能力1、了解磁化與退磁的概念。2、了解磁性材料及其應(yīng)用教學(xué)重點：磁化和退磁教學(xué)難點：磁記錄精選課件1.磁性材料

磁性材料按化學(xué)成分分類，基本上可分為金屬磁性材料與鐵氧體兩大類。金屬磁性材料主要是鐵、鎳、鈷元素及其合金，如鐵硅合金、鐵鎳合金、鐵鈷合金、釤鈷合金、鉑鈷合金、錳鋁合金等等。鐵氧體是指以氧化鐵為主要成分的磁性氧化物。性材料被磁化后，它們的磁性并不因為外磁場的消失而完全消失，仍然剩余一部分磁性。按剩磁的情形分為軟磁性材料和硬磁性材料。軟磁性材料的剩磁弱，而且容易退磁。硬磁性材料的剩磁強，而且不容易退磁，適合于制成永久磁鐵。精選課件2.磁化與退磁

使原來不顯磁性的物體在磁場中獲得磁性稱為磁化。分子電流假說可以解釋磁化過程。一根軟鐵棒在未被磁化前，內(nèi)部各分子電流的取向是雜亂無章的，它們的磁場互相抵消，對外界不顯磁性。當(dāng)軟鐵棒受到外界磁場的作用時，各分子電流的取向變得大體一致，軟鐵棒就被磁化了，兩端對外界顯示出較強的磁作用，形成磁極。何物質(zhì)在磁場中都能夠或多或少地被磁化，只是磁化的程度不同。物質(zhì)被磁化以后，就成為了一個磁體，與磁化它的磁體間發(fā)生同極相斥異極相吸的作用。鐵、鈷、錳能夠被強烈磁化，所以能被磁鐵吸住。像銅、鋁這些金屬，磁化非常弱，受到的磁力也就很弱，基本看不出來，這就是磁鐵不能吸銅和鋁的緣故。磁體受到高溫或猛烈的敲擊會失去磁性，這是因為在激烈的熱運動或機械運動的影響下，分子電流的取向又變得雜亂了。精選課件3.最新磁性材料磁性是物質(zhì)的基本屬性，磁性材料是古老而用途十分廣泛的功能材料，納米磁性材料是20世紀(jì)70年代后逐步產(chǎn)生、發(fā)展、壯大而成為最富有生命力與寬廣應(yīng)用前景的新型磁性材料。美國政府今年大幅度追加納米科技研究經(jīng)費，其原因之一是磁電于器件巨大的市場與高科技所帶來的高利潤，其中巨磁電阻效應(yīng)高密度讀出磁頭的市場估計為10億美元，目前己進(jìn)入大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，磁隨機存儲器的市場估計為1千億美無，預(yù)計不久將投入生產(chǎn)，磁電子傳感器件的應(yīng)用市場亦十分寬廣。精選課件納米磁性材料及應(yīng)用大致上可分三大類型：1．納米顆粒型*磁記錄介質(zhì)*磁性液體*磁性藥物*吸波材料2．納米微晶型*納米微晶永磁材料*納米微晶軟磁材料3．納米結(jié)構(gòu)型*人工納米結(jié)構(gòu)材料薄膜，顆粒膜，多層膜，隧道結(jié)*天然納米結(jié)構(gòu)材料鈣鈦礦型化合物精選課件納米磁性材料的特性不同于常規(guī)的磁性材料，其原因是關(guān)聯(lián)于與磁相關(guān)的特征物理長度恰好處于納米量級，例如：磁單疇尺寸，超順磁性臨界尺寸，交換作用長度，以及電子平均自由路程等大致處于1-100nm量級，當(dāng)磁性體的尺寸與這些特征物理長度相當(dāng)時，就會呈現(xiàn)反常的磁學(xué)性質(zhì)。磁性材料與信息化、自動化、機電一體化、國防，國民經(jīng)濟(jì)的方方面面緊密相關(guān)，磁記錄材料至今仍是信息工業(yè)的主體，磁記錄工業(yè)的產(chǎn)值約1千億美元，為了提高磁記錄密度，磁記錄介質(zhì)中的磁性顆粒尺寸已由微米，亞微米向納米尺度過度，例如合金磁粉的尺寸約80nm，鋇鐵氧體磁粉的尺寸約40nm，進(jìn)一步發(fā)展的方向是所謂"量子磁盤"，利用磁納米線的存儲特性，記錄密度預(yù)計可達(dá)400Gb／in2，相當(dāng)于每平方英寸可存儲20萬部紅樓夢，由超順磁性所決定的極限磁記錄密度理論值約為6000Gb／in2。近年來，磁盤記錄密度突飛猛進(jìn)，現(xiàn)己超過10Gb／in2，其中最主要的原因是應(yīng)用了巨磁電阻效應(yīng)讀出磁頭，而巨磁電阻效應(yīng)是基于電子在磁性納米結(jié)構(gòu)中與自旋相關(guān)的輸運特性。精選課件

磁性液體最先用于宇航工業(yè)，后應(yīng)用于民用工業(yè)，這是十分典型的納米顆粒的應(yīng)用，它是由超順磁性的納米微粒包覆了表面活性劑，然后彌散在基液中而構(gòu)成。目前美、英、日、俄等國都有磁性液體公司，磁性液體廣泛地應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)密封，如磁盤驅(qū)動器的防塵密封、高真空旋轉(zhuǎn)密封等，以及揚聲器、阻尼器件、磁印刷等應(yīng)用。磁性納米顆粒作為靶向藥物，細(xì)胞分離等醫(yī)療應(yīng)用也是當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)的一熱門研究課題，有的已步入臨床試驗。精選課件1967年SmCO5。第一代稀土永磁材料問世，樹立了永磁材料發(fā)展史上新的里程碑，1972年第二代Sm2CO17；；稀土永磁材料研制成功，1983年高性能。低成本的第三代稀土永磁材料NdFeB誕生，奠定了稀土永磁材料在永磁材料中的霸主地位。1993年日本稀土永磁的產(chǎn)值首次超過永磁鐵氧體，預(yù)計2000年全球燒結(jié)NdFeB的產(chǎn)值將達(dá)到30億美元，并超過永磁鐵氧體。燒結(jié)NdFeB的磁性能為永磁鐵氧體的12倍，因此，在相似的情況下，體積、重量均將大為減小，從而可實現(xiàn)高效、低能的目的。納米復(fù)合雙柏稀土永磁材料適用于制備微型、異型電機，是稀土永磁材料研究與應(yīng)用中的重要方向。軟磁材料的發(fā)展經(jīng)歷了晶態(tài)、非晶態(tài)、納米微晶態(tài)的歷程。納米做晶金屬軟磁材料具有十分優(yōu)異的性能，高磁導(dǎo)率，低損耗、高飽和磁化強度，己應(yīng)用于開關(guān)電源、變壓器。傳感器等，可實現(xiàn)器件小型化、輕型化、高頻化以及多功能化，近年來發(fā)展十分迅速。磁電子納米結(jié)構(gòu)器件是20世紀(jì)末最具有影響力的重大成果。除巨磁電阻效應(yīng)讀出磁頭、MRAM、磁傳感器外，全金屬晶體管等新型器件的研究正方興未艾。磁電子學(xué)已成為一門頗受青睞的新學(xué)科。精選課件4.地磁場磁場的溫差電自轉(zhuǎn)相對運動產(chǎn)生電磁場起源論英國物理學(xué)家吉伯(WilliamGilbert)于1600年首次證實地球存在地磁場。在近似情況下，地磁場和一均勻磁化球體或磁偶極子的磁場分布相類似，地磁場由穩(wěn)定磁場和變化磁場兩部分組成，其中大約94％為穩(wěn)定磁場。關(guān)于穩(wěn)定磁場的起源有多種假說，主要一種假說認(rèn)為地核中物質(zhì)對流動所形成的渦流是偶極子磁場的形成原因。變化磁場主要起因于電離層中存在的電流和太陽噴射出來的帶電粒子流。經(jīng)筆者對地磁場研究后認(rèn)為，地磁場的真正來源是地球溫差電的自轉(zhuǎn)相對運動產(chǎn)生的電磁場，其中的磁場就是電磁場。精選課件⑴