人教版必修三 13.1 磁场磁感线 课件（51张PPT）

(共51张PPT)
第十三章 电磁感应与电磁波初步
1. 磁场 磁感线
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
指南针的鼻祖－－司南
我国春秋战国时期的一些著作已有关于磁石的记载和描述。指南针是我国古代四大发明之一。12世纪初，我国已将指南针用于航海，宋俑持罗盘者就记录了这个科技史实。你是否感受到，凡是用到电的地方，几乎都有磁现象相伴随？你知道电和磁有怎样的联系吗？
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.
一、磁现象
二、电和磁的联系
电现象和磁现象的相似性
电现象 磁现象
自然界存在着 两种电荷 自然界存在着 两个磁极
同种电荷相互 异种电荷相互 同名磁极相互
异名磁极相互
正 、负
N 、S
排斥
吸引
排斥
吸引
信鸽千里归巢是一件再普通不过的事情了，可是鸽子导航的“地图”在哪里？为什么在暴风雨天气或者在有日食的日子鸽子会迷路？
电和磁之间有什么联系？
二、电和磁的联系
库仑(1736-1806)法国物理学家
安培（1775年-1836年）法国物理学家
电与磁是互不相关的两回事
电和磁之间有什么联系？
二、电和磁的联系
奥斯特
电和磁之间应该存在某种联系
问：怎么才能说明电和磁之间存在某种联系？
1731年，一名英国商人发现，雷击后的刀叉竟具有了磁性
1751年，富兰克林发现，莱顿瓶放电可使缝衣针磁化
既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德
Since I have already embarked on this path, then, nothing should prevent me to go down this road.
为什么奥斯特之前的实验都失败了
研究通电导线对小磁针有没有作用
纵向力
电流
电流的磁效应
1820年4月，在一次讲课中，他偶然把通电导线放置在一个指南针的上方，通电时指针发生了转动。
二、电和磁的联系
奥斯特实验
1.实验装置
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:通电导体对磁体有力的作用
二、电流的磁效应
【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真实存在的物质
【猜想】电流对磁体的作用力是通过什么发生的？
电场Or磁场？
1.磁场:磁体周围空间存在的一种特殊物质。
三、磁场
磁体
磁体
磁场
是否只有磁体周围才存在磁场
2.电流的磁效应：
电流能在周围空间产生磁场。
磁体
电流
磁场
磁体对电流有没有作用力呢？
【探究归纳】
磁体对通电导线有力的作用
磁体
电流
磁场
磁体对通电导线的作用力是通过什么发生的呢
电流
电流
磁场
【探究归纳】通电导线对通电导线有力的作用
电流
电流
磁场
【探究归纳】
通电导线对通电导线有力的作用
【规律总结】
磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。
(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
4．对磁场的三点理解
（1）磁场是一种特殊物质，它是客观存在的。
（2）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通过磁场发生相互作用。
（3）磁场是有方向的，自由小磁针静止时N极的指向即为该磁场的方向。
5.电场与磁场的比较
比较项目 电场 磁场
不同点 产生 电场周围 磁体、电流、运动电荷周围
基本性质 对放入其中的电荷有力的作用 对放入其中的磁体、电流有力的作用
作用特点 对放入其中的磁体无力的作用 对放入其中的静止电荷无力的作用
相同点 磁场和电场都是不依赖人的意志而客观存在的特殊物质，具有能量 四、地球的磁场
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。
地球磁场能抵挡大部分太阳风
沈括在《梦溪笔谈》中指出：“常微偏东，不全南也”。这是世界上最早的关于磁偏角的记载。
11.5°
11.5°
3.磁偏角：地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针的指向与南北方向有一个夹角。
磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的。
地球磁极在缓慢移动，磁偏角也在缓慢变化。
4．地磁场的三大特点
（1）地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近。
（2）地磁场的方向在南半球斜向上，在北半球斜向下，与地表面并不平行。
（3）在赤道平面上，到地心等距离的各点，地磁场强度相等，且方向水平。
观察常见磁场的分布 I在条形磁体上方放置一块玻璃板，在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，细铁屑就在磁场里磁化成了“小磁针”。轻敲玻璃板，细铁屑就会有规则地排列起来。再将通电直导线穿过另一块玻璃板。重复以上操作。观察条形磁体和通电直导线周围细铁屑的分布情况。
磁感线:在磁场中画出一系列有方向的闭合曲线，且使曲线上每一点的切线方向与该点的磁场方向一致。
五、磁感线
A
B
C
磁感线的特点
1.磁感线是假想的曲线，
用假想的、形象的磁感线来描述实在的、抽象的磁场。
2.磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线较密的地方磁场较强,反之，磁场较弱。
3.磁感线不相交，也不相切。
4.磁感线总是闭合曲线，在磁体的外部是从N极出来，进入S极，在内部则由S极回到N极，形成闭合曲线。
【探究归纳】
磁感线
①磁场方向看切线；
②磁场强弱看疏密。
条形磁铁的磁感线分布
【探究归纳】两极分布密，中央疏，且中央正上方处磁场方向与条形磁铁平行。
B
【探究归纳】两极分布密，中央疏，近两极内部分布均匀，在磁体外部：N极→S极；在磁体内部：S极→N极。
B
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。
1.直线电流磁场的磁感线
特点：一系列的同心圆，且靠近导线处分布密。
I
正视图
俯视图
直线电流产生的磁场的磁感线
从箭头看
从箭尾看
例1.（多选）如图所示,一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方,并与小磁针指向平行,能使小磁针的N极转向读者,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
环形电流磁感线的立体图
横截面图
2.环形电流周围的磁感线
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。
特点：一系列的同心圆，且靠近导线处及环内分布密。
例3.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
D
通电螺线管的磁场就是环形电流磁场的叠加。所以环形电流的安培定则也可以用来判定通电螺线管的磁场,这时,大拇指所指的方向是螺线管内部的磁场的方向。
3.通电螺线管周围的磁感线
例4.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。
N
S
甲
乙
丙
丁
S
N
N
N
N
等效
思考
磁体和电流都能产生磁场, 它们的磁场是否有什么联系
的磁场
1.事实依据：通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场很相似。
2.理论：分子电流假说
法国科学家安培认为：在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。
N
S
六、安培分子电流假说
磁体
磁体
磁场
电流
电流
3.磁现象的电本质：
一切磁场都是由运动电荷产生的；一切磁现象都是运动电荷周围磁场间的相互作用。
运动电荷
磁场
运动电荷
磁场
磁感线
电流
电流的磁效应
产生
描述方法
磁极间的相
互作用规律
方向：小磁针N极指向
磁场客观存在
异名磁极相互吸引
同名磁极
相互排斥
几种磁场
通电直导线的磁场
环形导线周围的磁场
通电螺线管周围的磁场
安培定则：判断磁场方向
1.磁铁吸引小铁钉与摩擦过的塑料尺吸引毛发碎纸屑两现象比较，下列说
法正确的是（ ）
A.两者都是电现象
B.两者都是磁现象
C.前者是电现象，后者是磁现象
D.前者是磁现象，后者是电现象
D
2.判断两根钢条甲和乙是否有磁性，可将它们的一端靠近小磁针的N极
或S极。当钢条甲靠近时，小磁针自动远离，当钢条乙靠近时小磁针自
动靠近，则(　　)
A．两根钢条均有磁性
B．两根钢条均无磁性
C．钢条甲一定有磁性，钢条乙一定无磁性
D．钢条甲一定有磁性，钢条乙可能有磁性
【解题关键】钢条有磁性与磁极间有磁力的作用，当钢条无磁性时，靠近磁极，被磁化后也可有磁力作用。
D
【解题关键】解答本题时应从以下三点进行分析:
(1)磁极总是成对出现,目前为止还没有发现磁单极子。
(2)磁极间相互作用是通过磁场产生的。
(3)铁块被磁化后会产生磁场,通电导线周围也会产生磁场。
3.(多选)指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针,下列说法正确的是　(　　)
A.指南针可以仅具有一个磁极
B.指南针能够指向南北,说明地球具有磁场
C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰
D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时指南针不偏转
BC
4.(多选)如图所示，通电直导线处在蹄形磁铁两极
间，受到力F的作用，以下说法正确的是( )
A．这个力是通过磁场产生的作用
B．这个力没有反作用力
C．这个力的反作用力作用在通电导线上
D．这个力的反作用力作用在蹄形磁铁上
AD
5.(2020·浙江7月选考)特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示,
两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流I1和I2,I1>I2。
a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直,b点位于两根导线间的中点,a、c两
点与b点距离相等,d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响,则 (　　)
A.b点处的磁感应强度大小为0
B.d点处的磁感应强度大小为0
C.a点处的磁感应强度方向竖直向下
D.c点处的磁感应强度方向竖直向下
C
6.(多选)(2018·全国卷II)如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2,
L1中的电流方向向左,L2中的电流方向向上;L1的正上方有a、b两点,它们相对于
L2对称。整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B0,方向垂直
于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为 B0和 B0,方向也垂直于
纸面向外。则(　　)
A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为
B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为
C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为
D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为
AC
7.如图，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行。用磁传感器测
量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是( )
C
【解题关键】通电螺线管外部中间处的磁感应强度最小，两端磁感应强度最大，沿两端往外磁感应强度减小。
人生是考场，你撕去一张日历时，就是交上了一份答卷。