(推荐学习)高中物理磁场-超牛教育课件

.《磁场》.3.1《磁现象和磁场》.东汉王充在《论衡》中写道：“司南之杓,投之于地,其柢指南”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.1.磁性：能够吸引铁质物体的性质2.磁体：具有磁性的物体叫磁体3.磁极：磁体上磁性最强的部分叫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:同名磁极相斥，异名磁极相吸5.变无磁性物体为有磁性物体叫磁化,变有磁性物体为无磁性物体叫退磁复习回顾.【问题】磁体之间是通过什么发生相互作用的呢?【联想】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一样都是一种物质.一、磁场【问题】是否只有磁铁周围才存在磁场?磁体磁体磁场1.磁体周围空间存在的一种特殊物质。磁场和电场一样都是一种客观物质,是客观存在的,看不见摸不着,但是很多磁现象感知了它的存在.在同一空间区域,可以有几个磁场共同占有,实物做不到.二、电流的磁效应奥斯特实验.奥斯特实验１、实验装置如图２、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３、注意事项：导线应沿南北方向水平放置４、实验结论:通电导线周围存在磁场,即电流可以产生磁场因为通电直导线产生的磁场分布在一族以导线为轴的同心圆柱面上（磁场方向可用右手定则判断，大拇指指电流方向，四指弯曲指向磁场方向），小磁针自然静止时是指向南北方向的，如果导线沿东西方向放的话产生的磁场对小磁针的力矩为零，不会观察到小磁针偏转的现象。只有当导线南北放置时，导线产生的磁场对小磁针的力矩不为零才有可能观察到小磁针偏转的现象。.1.磁体周围空间存在的一种特殊物质。一、磁场磁体磁体磁场2.电流的磁效应：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：磁体对通电导体有力的作用问题：磁体和通电导体之间的相互作用力是通过什么发生的呢？3.磁场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力是通过什么发生的呢？磁体电流磁场.问题：电流与电流之间是否有力的作用？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力是通过什么发生的呢？电流的磁效应：电流能在周围空间产生磁场.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力作用。（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）三、磁场的基本性质.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3.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4.磁偏角的数值在地球上不同地方是不同的.下列关于磁场的说法中,正确的是()A．磁场跟电场一样,是人为假设的B．磁极或电流在自己周围的空间会产生磁场C．指南针指南说明地球周围有磁场D．磁极对磁极的作用、电流对电流的作用都是通过磁场发生的BCD.下列说法中正确的是（）A．磁体上磁性最强的部分叫磁极,任何磁体都有两个磁极B．磁体与磁体间的相互作用是通过磁场而发生的,而磁体与通电导体间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的C．地球的周围存在着磁场,地球是一个大磁体,地球的地理两极与地磁两极并不重合,其间有一个交角,这就是磁偏角,磁偏角的数值在地球上不同地方是相同的D．磁场是客观存在的一种物质AD.3.2《磁感应强度》.电场的基本性质是什么？对放入其中的电荷有电场力的作用磁场的基本性质是什么？对放入其中的磁体或通电导体有磁力的作用电场强度:试探电荷所受电场力跟电荷量的比值正试探电荷的受力方向如何描述电场的强弱和方向？如何描述磁场的强弱和方向？是否类似电场的研究方法,分析磁体或电流在磁场中所受的力,找出表示磁场强弱和方向的物理量?复习类比.如何描述磁场的强弱和方向呢?电场电场力FF/q表示电场的强弱电荷q磁场磁场力F磁场的强弱电流磁体电场强度E磁场强度磁感应强度描述磁场的强弱和方向.电场正试探电荷的受力方向磁场磁体或电流的受力方向小磁针N极的受力方向一、磁感应强度的方向物理学规定：小磁针N极(北极)的受力方向或小磁针静止时N极的指向，规定为该点的磁场方向,即磁感应强度的方向观察小磁针北极指向→归纳方向.电流元：很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL.方法：用检验电流元来研究磁场强弱思考：通电导线受到的磁场力与哪些因素有关?导线长度、电流大小、磁场的不同、放置的位置（导线与磁场方向平行、垂直及任意夹角受力情况不同）（演示方向问题）实验方案二、磁感应强度的大小理想模型实验方法:控制变量法.1、保持磁场和通电导线的长度不变，改变电流的大小。2、保持磁场和导线中的电流不变，改变通电导线的长度。实验方案设计结论：在通电导线的长度和磁场不变时，电流越大，导线所受的安培力就越大。结论：在通电导线的电流和磁场不变时，导线越长，导线所受的安培力就越大。现象：电流越大，导线的偏角越大。探究实验探究实验逻辑推理.逻辑推理FLFIFILF=B·IL精确的实验研究表明：通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和L的乘积IL成正比。（2）不同磁场中，比值F/IL一般不同;（1）同一磁场中，比值F/IL为恒量；FIL.磁感应强度1、定义：3、单位：4、方向：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,国际符号是T1T=1N/A·m磁感应强度是矢量,方向与该点磁场的方向一致2、定义式：ILFB..有人根据B=F/IL提出：磁场中某点的磁感应强度B跟磁场力F成正比，跟电流强度I和导线长度L的乘积IL成反比，这种提法有什么问题？错在哪里？答：这种提法不对.因为实验证明，F和IL的乘积成正比，故比值（F/IL）在磁场中某处是一个恒量，它反映了磁场本身的特性，不随F及IL的变化而变化.思考.1、下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是（）A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关D例题.2、下列说法中错误的是（）A．磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流I、长为L的一小段导线放在该处时所受磁场力F与I、L的乘积的比值B．一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场C．一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力比放在B处大，则A处磁感应强度比B处的磁感应强度大D．因为B=F/IL，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线IL乘积成反比ABCD.0.1T3、一根导线长0.2m，通过3A的电流，垂直放入磁场中某处受到的磁场力是6×10-2N，则该处的磁感应强度B的大小是______；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度的大小是______.0.1T.3.3《几种常见的磁场》.复习：在学习电场时为了形象的描述电场强度E的大小和方向，我们引入了什么物理量？（1）电场线的疏密代表场强的强弱（2）电场线的切线方向代表场强的方向(3）在电场中电场线不相交（4）电场线始于正电荷，终止于负电荷,不闭合曲线（5）电场线是假想线，实际不存在电场线电场线有那些特点.几种常见磁场磁感线分布..安培定则：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。直线电流的磁场的磁感线.I侧视图俯视图直线电流的磁场的磁感线由直到曲.课堂训练1、如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向同学们，那么这束带电粒子可能是（）A.向右飞行的正离子束B.向左飞行的正离子束C.向右飞行的负离子束D.向左飞行的负离子束BC.环形电流周围磁感线安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。.2、如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是（）A、全向里B、全向外C、a向里，b、c向外D、a、c向外，b向里课堂训练D.通电螺旋管周围磁感线等效安培定则：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向。（大拇指指向螺旋管北极）.练习3：如图所示，当开关闭合时：(1)判断通电螺线管的磁极；.练习3：如图所示，当开关闭合时：(1)判断通电螺线管的磁极；（2）指出每个小磁针的N、S极。NS甲乙丙丁SNNNN.练习4：如图所示，根据小磁针所指方向及电流方向，画出通电螺线管的绕线情况。NN.练习4：根据图中所示，小磁针所指方向，画出通电螺线管的绕线情况。NN.1磁感线是假想的，不是真实的。2磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。3磁感线是闭合曲线。4磁感线的疏密表示磁场的强弱。5磁感线不能相交或相切。思考：磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场是否有什么联系？磁感线的特点.安培定则（右手螺旋定则）1．判断直线电流周围的磁场：大拇指方向--电流方向四指弯曲方向--周围磁感线环绕方向.2．判断环形电流周围的磁场：四指弯曲方向—电流方向环形电流中心磁场方向大拇指方向—.3．判断载流螺线管的磁场：四指弯曲方向--电流方向大拇指方向—载流螺线管中心磁场方向.安培分子电流假说磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的1.分子电流假说任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。2.安培分子环流假说对一些磁现象的解释：未被磁化的铁棒磁化后的铁棒.1、定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通。用字母Φ表示磁通量。2、在匀强磁场中，公式为Φ=BS⊥S⊥表示某一面积在垂直于磁场方向上的投影面磁通量3、物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。由点到面.课堂训练1.如图，线圈平面与水平方向成θ角，磁感应线竖直向下，设匀强磁场的磁感应强度为B，线圈面积为S，则φ＝______dθbcaBBScosθ.4、单位：在SI制中是韦伯，简称韦，符号Wb5、磁通量是有正负的，若在某个面积有方向相反的磁场通过，求磁通量，应考虑相反方向抵消以后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通量的代数和．--------标量磁通量.1磁通量变化ΔΦ＝Φ2－Φ1是某两个时刻穿过某个平面S的磁通量之差，即ΔΦ取决于末状态的磁通量Φ2与初状态磁通量Φ1的代数差。2不能用ΔΦ＝(ΔB)(ΔS)磁通量的变化×.1、磁场强弱、方向处处相同的磁场2、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线匀强磁场亥姆霍兹线圈.课堂训练4.如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿y轴正向运动，则由此产生的在z轴上A点和x轴上B点的磁场方向是（）A.A点磁场沿x轴正方向，B点磁场沿z轴负方向B.A点磁场沿x轴负方向，B点磁场沿z轴正方向C.A点磁场沿z轴正方向，B点磁场沿x轴负方向D.A点磁场沿x轴正方向，B点磁场沿z轴正方向A.3.4《磁场对通电导线的作用力》.安培力——磁场对电流的作用力称为安培力。一.安培力的方向左手定则：——伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。.【例题1】画出图中第三者的方向。【答案】由左手定则作答。FFFF×【注意】安培力的方向永远与导线垂直。.【例题2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。【答案】由左手定则作答。【注意】安培力的方向永远与导线垂直。.1.当电流与磁场方向垂直时，F=ILB2.当电流与磁场方向夹θ角时，F=ILBsinθ二.安培力的大小.B1B2F=ILBsinθ.【例题3】如