选修3-1-3.1-磁现象和磁场

3.1磁现象和磁场第三章磁场东海县白塔高级中学高二物理组我国是世界上最早发现磁现象的国家，早在战国末年就有磁铁的记载，我国古代的四大发明之一的指南针就是其中之一，指南针的发明为世界的航海业做出了巨大的贡献．在现代，磁现象与日常生活、科技密切相关．导入磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，两者“同性相斥”，排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用，使列车前进。列车头的电磁体（N极）被轨道上靠前一点的电磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。东汉学者王充在《论衡》中描述的“司南”，是人们公认的最早的磁性定向工具。一、磁现象最初发现的磁体是被称为“天然磁石”的矿物，其中含有主要成分为Fe3O4，能吸引其他物体，很像磁铁.现在使用的磁体，多是用铁、钴、镍等金属或用某些氧化物制成的。1.磁性：2.磁体：3.磁极：每个磁体都有两个磁极，小磁针静止时指南的磁极叫做南极,又叫S极;指北的磁极叫做北极,又叫N极.4.磁极间的相互作用:5.使无磁性物体具有磁性的过程叫磁化,使有磁性物体失去磁性的过程叫退磁.能够吸引铁质物体的性质具有磁性的物体叫磁体磁体上磁性最强的区域叫磁极.同名相斥,异名相吸看书归纳1.电现象和磁现象有何相似?2.电现象与磁现象有何区别?3.为什么丹麦物理学家奥斯特相信电和磁之间存在关系?4.为什么之前的实验都失败了?纵向力横向作用两种电荷两种磁极同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引电荷可以单独存在，磁极不能单独存在（1）自然界中的很多现象好像预示电和磁之间有某种联系（2）奥斯特本人所持的哲学思想------康德哲学。【问题】1731年，一名英国商人发现，雷电过后，他的一箱刀叉竟然有了磁性1777年8月14日生于丹麦朗格兰德岛一个药剂师家庭．12岁开始帮助父亲在药房里干活，同时坚持学习化学．由于刻苦攻读，17岁以优异的成绩考取了哥本哈根大学的免费生．他一边当家庭教师，一边在学校学习药物学、天文、数学、物理、化学等．1806年任哥本哈根大学物理学教授，1820年4月发现了电流的磁效应.1821年被选为英国皇家学会会员，1823年被选为法国科学院院士，后来任丹麦皇家科学协会会长．二、电流的磁效应实验现象当给导线通电时,与导线平行放置的小磁针发生转动导线应沿南北方向水平放置通电导体对磁体有力的作用问题：奥斯特的实验证明了电流对磁体有力的作用。那么磁体对电流是否也有力的作用呢？理论分析：根据牛顿第三定律应该有。注意事项实验结论【问题】磁体之间是通过什么发生相互作用的呢?【回顾】电荷之间是通过什么发生相互作用的呢?电荷之间的相互作用是通过电场发生的磁体之间的相互作用是通过磁场发生的电场和磁场都是一种客观存在的物质1.磁场:磁体周围空间存在的一种特殊物质.三、磁场【问题】是否只有磁铁周围才存在磁场?磁体磁体磁场结论：磁体对通电导体有力的作用磁体与电流之间的相互作用问题：磁体和通电导体之间的相互作用是通过什么发生的呢?问题：磁体和通电导体之间的相互作用是通过什么发生的呢?磁体电流磁场磁体磁体磁体电流磁场磁场问题:电流与电流之间是否有力的作用?总结：电流能在周围空间产生磁场.磁铁不是磁场的唯一来源.结论:同向电流相互吸引。结论:反向电流相互排斥。问题:电流和电流之间的相互作用是通过什么发生的呢?电流电流磁场问题:电流与电流之间是否有力的作用?三、磁场磁体磁体磁体电流磁场磁场2、电流的磁效应:电流能在周围空间产生磁场.1、磁场:磁体周围空间存在的一种特殊物质.电流电流磁场磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁场力的作用。（磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的）3、磁场的性质磁体磁体磁场电流电流4、磁场的方向：规定小磁针北极受力的方向，也即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向．问题：磁场有方向吗？物理学是如何规定的？5、磁感线：（1）定义：在磁场中画出一些有方向的曲线,在这些曲线上，每一点的切线方向，都跟该点的磁场方向相同。这样的曲线叫磁感线。磁感线的疏密表示磁场强弱。（2）目的：为形象地描述磁场而人为引入的假想曲线模拟磁感线：实验中常用铁屑在磁场中被磁化的性质，来模拟磁感线的形状。条形磁体磁感线模拟图蹄形磁体的磁感线磁感线方向外部：从N极到S极，内部：从S极到N极条形磁体的磁感线5、磁感线特点：a.磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向b.磁感线的疏密可以反映磁场的强弱c.磁感线是封闭曲线d.任何两条磁感线都不相交蹄形磁体的磁感线条形磁体的磁感线答：由图中磁感线的疏密程度及弯曲程度可知，M点磁场强，P点磁场弱。M点和点磁场方向为各自磁感线的切线方向，它们的磁场方向不同。例：某磁场的磁感线如图2.2—8所示。图中的M点和P点相比，磁场的强弱和方向相同吗？磁场电场方向规定小磁针北极受力的方向（或小磁针静止时北极所指的方向）规定正电荷所受电场力的方向磁感线电场线是否存在为形象描述磁场而假想的曲线，实际不存在为形象描述电场而假想的曲线，实际不存在表示方法疏密表示强弱，切线方向表示磁场方向疏密表示强弱，切线方向表示电场方向是否闭合磁铁外部从N极到S极，内部从S极到N极，形成闭合曲线始于正电荷，终止于负电荷的非闭合曲线是否相交不相交不相交四、地磁场1.地球是一个巨大的磁体2.地球周围空间存在的磁场叫地磁场。地磁场的分布大致上就像一个条形磁体。问题：小磁针静止时为什么总是一端指南，一端指北？地磁的北极在地理的南极附近,地磁的南极在地理的北极附近,但两者并不完全重合,它们之间的夹角称为磁偏角磁偏角的数值在地球上不同地方是不同的3.磁偏角