電流與磁現(xiàn)象

電流與磁現(xiàn)象第1頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二2-1磁鐵(磁現(xiàn)象介紹)與磁場磁現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象的特色磁力的特性〝場〞和〝力〞磁力線磁力線與磁場地磁第2頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)石頭吸引鐵器(神秘的力量)石頭吸引鐵器的現(xiàn)象稱為─磁石頭吸引鐵器的力稱為─

磁力石頭吸引鐵器的性質(zhì)稱為─

磁性具有磁性的石頭稱為─

天然磁石天然磁石就是─磁鐵礦石天然磁石俗稱為─磁鐵第3頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁現(xiàn)象的特色不是所有的物質(zhì)都有磁性(磁性物質(zhì))磁鐵在不受任何阻礙下有一定的指向─南北向磁鐵的磁力以其兩端(磁極)最強(qiáng)，向中央減弱磁力的類型有兩種磁力是一種超距力磁化電與磁第4頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁力的特性磁力是一種超距力磁力的類型有兩種磁力的來源是磁極磁力的大小和兩磁極的磁性成正比和兩磁極距離平方成反比磁力的方向兩磁極連心線上磁力與靜電力最大的不同─力源不同第5頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁性物質(zhì)磁性物質(zhì)─可具有磁性的物質(zhì)鐵、鈷、鎳及鐵鈷鎳合金磁鐵只能用磁性物質(zhì)來製作第6頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁極原因：地球本身就是一塊大磁鐵磁極：磁鐵的兩端指北極(N極)─磁鐵自由指向後指向北的一端

指南極(S極)─磁鐵自由指向後指向南的一端特性：磁鐵的兩磁極相伴相隨不能單獨(dú)存在例：磁鐵斷裂成兩個時，會變成兩個磁鐵。不會

變成兩個各有一個磁極的磁鐵(磁單極)。自然界中沒有磁單極應(yīng)用：指南針(羅盤)【指示方向用】磁極第7頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二超距力磁力作用的物體間不需接觸就會有力的作用

例】磁鐵只要接近不必接觸迴紋針，迴紋針就會感受到磁鐵所

給予的磁力。

已學(xué)過的超距力─萬有引力(重力)、靜電力例】1.蘋果由樹上墬落(樹上的蘋果和地球間有萬有引力)

2.摩擦過毛皮的塑膠尺吸引小紙片(塑膠尺和小紙片間有靜電

力)

上述兩個例子的物體間都不需接觸就可感受到力的作用(吸

引)第8頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁化定義：使不具磁性的磁性物質(zhì)具有磁性的現(xiàn)象方法：1.利用磁鐵接近或接觸磁性物質(zhì)

2.利用電流磁效應(yīng)(電磁鐵原理)例】被磁鐵吸引的迴紋針，就是因為迴紋針被磁化的緣故特性：磁化物的磁場方向=外加磁場方向磁化物的磁極(由外加磁場方向判斷)1.以磁鐵磁化2.以電流磁化磁化物的磁性(和磁化物的性質(zhì)有關(guān))1.暫時磁鐵(軟磁鐵)：磁性隨時間減弱

例】磁化的鐵釘為軟磁鐵2.永久磁鐵(硬磁鐵)：磁性不隨時間減弱

例】磁化的鋼釘為硬磁鐵第9頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁和電相似處相異處1.力的特性超距力2種力型式：吸引力與排斥力力的大小與距離平方成反比與力源乘積成正比力的方向在力源的連心線上2.力源的數(shù)目─2種靜電力：正電荷、負(fù)電荷磁力：指北極(N極)、指南極(S極)1.力源靜電力力源：電荷磁力力源：磁極2.力源的特性：電荷可單獨(dú)存在磁極不能單獨(dú)存在第10頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二如何尋找磁力的方向？1.羅盤(指南針)N極的指向(羅盤受磁力的方向)羅盤受磁力後∵磁針可自由轉(zhuǎn)動∴磁針N極轉(zhuǎn)向磁力方向

2.磁力線的切線方向切線：和曲線相切於一點的直線磁力的方向第11頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二地球的磁性地

球SN赤道北極南極NS第12頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁力的類型1.排斥力(同名極間)2.吸引力(異名極間)

∵磁力有兩種類型∴磁極有另一種定義方式NSSNSNNSNSNS第13頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁鐵磁化NS近端(N極)遠(yuǎn)端(S極)＜＜＜＜＜磁力線靠近端磁化成異名極，遠(yuǎn)離端磁化成同名極磁力線方向第14頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁鐵與磁極N磁鐵SNSNSNS斷裂AB第15頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁極2磁極的定義：磁力的來源

(∵磁極處，磁力最強(qiáng))磁極的種類：2種

(∵磁力的類型有2種，如同靜電力之於電荷)

靜電力電荷

磁力磁極排斥力

吸引力正電荷

負(fù)電荷排斥力

吸引力N極

S極第16頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二尋找磁力的方法1FFFFFF第17頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二尋找磁力的方法2×甲F×乙F＞＞＞＜＜＜＜＜＜＜＜＜磁力線的方向第18頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二〝場〞和〝力〞場的定義場源與場的類型場的補(bǔ)充說明磁場磁力與磁場第19頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁力線磁力線的定義：靜止的小磁針在磁場中受磁力而偏轉(zhuǎn)，所形成的平滑曲線。磁力線的繪製：磁力線的特性：第20頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁力線與磁場磁力線→磁場的假想線(法拉第提出)磁力線的密度→磁場強(qiáng)度磁力線方向→磁場方向

→磁性物體在磁場中受磁力的方

向第21頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二地磁地磁存在的證據(jù)：∵地表附近所有指南針皆指向特性方向→指南針被其他磁性物體作用，而且此磁性物體必定很大，才會使所有指南針皆指向同一方向。地磁的圖像第22頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二場的定義當(dāng)空間具有某一種特性時，就稱空間有某種〝場〞例】天氣圖─氣壓場＊甲乙＊天氣圖(氣壓場)任何地點的氣壓值任何地點具有氣壓的特性甲處的氣壓：1000百帕乙處的氣壓：1000百帕第23頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二場源與場的類型場源：使空間具有場的東西例：磁鐵使附近空間具有和磁性物質(zhì)作用的特性(磁力)。所以，磁鐵建立的場為何？磁鐵是這個場的什麼？Ans：1.磁鐵建立的場為磁場

2.磁鐵是這個磁場的場源場的類型：存量場：和方向無關(guān)的場(只有大小沒有方向)例：雨量場：每個位置雨量的大小和方向無關(guān)向量場：和方向有關(guān)的場(有大小也有方向)例：磁場：每個位置的磁場有大小也有方向第24頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二場的補(bǔ)充說明解決瞬間作用矛盾(數(shù)學(xué)方法)作用力傳遞需要時間依據(jù)相對論，光速為自然界速度的上限以場源建立場，使空間具有特性使進(jìn)入場中的作用物能產(chǎn)生瞬間作用

〝場〞具有能量有場的空間較無場的空間有較高能量(超導(dǎo)現(xiàn)象中證實)第25頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁場定義：

空間具有一種會使進(jìn)入此空間的磁性物質(zhì)感受到磁力作用的特性時。這樣的空間特性稱為磁場。例】磁鐵會使其附近的羅盤指針偏轉(zhuǎn)。

1.〝磁力〞解釋2.〝磁場〞解釋場源：具磁性的物體例：磁鐵磁場的表示法：磁力線磁場的特性=磁力線的特性第26頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁力與磁場磁場和磁力表面看來不一樣，實際上是一體(磁現(xiàn)象)的兩面?！邇烧咛幚砦矬w磁現(xiàn)象的結(jié)果相同為什麼磁現(xiàn)象以〝場〞代替〝力〞呢？∵磁力的力源(磁極)無法單獨(dú)存在

使得〝力〞的處理每次皆須考慮兩極

增加複雜度∴直接使用〝場〞，可以避開上述麻煩

使問題單純化第27頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁力線＞＞＞＜＜＜＜＜＜＜＜磁力線的方向>第28頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁力線的特性1.磁力線是一種假想線2.磁力線用來代表磁場3.磁力線為一封閉曲線4.任兩條磁力線不相交5.磁力線的密度和磁場強(qiáng)度成正比6.磁力線的方向=磁力線上磁針N極的指向

=磁場的方向(法拉第提出)第29頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁力線的繪製利用羅盤(按磁力線的定義)步驟一：步驟二：步驟三：利用鐵粉(將鐵粉視為羅盤)步驟一：步驟二：兩種方法的比較第30頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二地磁的圖像地磁的S極(地磁的指南極)=地磁北極[位在地理北極附近]

地磁的N極(地磁的指北極)=地磁南極[位在地理南極附近]地磁的方向=地磁的N極指向地磁的S極(地理南極指向地理北極)∵磁針N極指向=地磁方向(由地理南極向地理北極)∴磁針N極指向地理北極第31頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁鐵與羅盤第32頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二羅盤偏轉(zhuǎn)的磁力解釋羅盤和磁鐵間有磁力，此磁力使羅盤指針偏轉(zhuǎn)。FFFFFF第33頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二羅盤偏轉(zhuǎn)的磁場解釋×甲F×乙F＞＞＞＜＜＜＜＜＜＜＜＜磁力線的方向磁鐵在其附近空間建立一個磁場，當(dāng)具磁性的羅指針進(jìn)入此磁場時，就感受到磁力作用而偏轉(zhuǎn)。第34頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁力線密度(磁場強(qiáng)度)磁力線密度：以磁鐵內(nèi)最密集，向兩極逐漸變

疏鬆，再向磁鐵外逐漸變疏鬆。

∴磁場強(qiáng)度：以磁鐵內(nèi)最強(qiáng)，向兩極逐漸變?nèi)?，再向磁鐵外逐

漸變?nèi)酢５?5頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二磁力線的方向>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>磁鐵外磁鐵內(nèi)磁力線的方向N→SS→N第36頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二羅盤繪製磁場─步驟一羅盤置於磁鐵N極附近待羅盤磁針靜止不動以筆在磁針S、N極做記第37頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二羅盤繪製磁場─步驟二移動羅盤使磁針S極移至先前磁針N極做記處待磁針靜止不動以筆在磁針N極做記第38頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二羅盤繪製磁場─步驟三重複步驟一、二，直至