物理人教版2019必修第三册13.1磁场 磁感线（共29张ppt）

(共29张PPT)
第1节 磁场 磁感线
第十三章
电磁感应与电磁波初步
课标定位
1、通过实验认识磁场，理解电和磁之间的联系；
2、理解磁感线的定义以及如何描述磁场；
3、应用安培定则（右手螺旋定则）确定电流和磁场方向。
素养阐释
1、物理观念：磁场、磁感线、安培定则
2、科学思维：通过奥斯特实验认识通电导线周围存在着磁场，利用小磁针、铁屑等方式认识磁场，并抽象出磁感线概念。
引入
我国春秋战国时期的一些著作已有磁石的记载和描述。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？
你知道电和磁之间有着怎样的联系吗？
一、电和磁的联系
自然界中的磁体总存在着两个磁极，自然界中同样存在着两种电荷。
两种电荷
两个磁极
同名磁极或同种电荷相互排斥，异名磁极或异种电荷相互吸引。
这种相似性是否意味着电和磁之间有某种联系呢？
+
-
-
+
库伦
安培
托马斯·杨
直到19世纪初很多著名的科学家如库伦、安培、托马斯.杨都认为电与磁是互不相关的两回事。在18世纪和19世纪之交，随着人们对摩擦生热及热机做功等现象认识的深化，发现自然界各种运动形式之间存在着相互联系并相互转化，那么电和磁之间也可能存在着某种联系。
1820 年 4 月，奥斯特在一次讲课中，偶然发现在通电导线下方的指南针转动了，然后花了三个月，做了
许多次实验，发现磁针在有电流的闭
合电路周围都会偏转。
实验现象：给导线通电时，与导线平行的小磁针发生了转动；
实验结论：通电导线周围存在磁场，即电流可以产生磁。
电流对磁体有作用力，那么磁体对电流是否也会产生作用力呢？
通过实验可以看到磁体对通电导线也存在作用力。
思考：电流和电流之间呢？
通过实验发现电流之间也有相互作用。
同方向的电流相互吸引，
反方向的电流相互排斥。
通过前面的实验我们知道磁体和磁体之间，电流和磁体之间，电流和电流之间均存在相互作用，
那么它们之间的相互作用是怎样发生的呢？
同向相吸、异向相斥
【课堂反馈1】物理实验都需要有一定的控制条件。奥斯特做电流磁效应实验时，应排除地磁场对实验的影响。关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是(　　)
A.该实验必须在地球赤道上进行
B.通电直导线应该竖直放置
C.通电直导线应该水平东西方向放置
D.通电直导线应该水平南北方向放置
AC
二、磁场
电荷
电荷
正如电荷间的相互作用是通过电场发生的
电场
磁体间，电流间，磁体和电流间的作用力是通过磁场发生的。
磁体
磁体
电流
电流
磁体
电流
磁场
磁场
磁场
1.定义：磁体或电流周围空间存在的一种特殊物质。
磁场和电场一样是一种物质，是客观存在的。
2.基本性质：对放入其中的磁体或电流会产生力的作用。
那么，我们如何形象的描述磁场呢？
我们可以通过磁体或电流受力来感知磁场的存在，来研究磁场。
规定：小磁针静止时 N 极所指的方向为该点磁场的方向。
在静电场中研究电场强度时，用画电场线的方法来描述电场。
为了描述磁场的强度和方向，可不可以也假象一些列曲线来形象描述磁场的强度和方向呢？
沿磁场中的细铁屑画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。
三、磁感线
（5）磁感线是为了形象地描述磁场而假想出的曲线，真是并不存在。
（4）任何两条磁感线都不相交
特点：
（2）磁感线的疏密可以反映磁场的强弱
（1）磁感线上每一点的切线方向表示该点磁场的方向
（3）磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，磁体外部由N极到S极，磁体内部由S极到N极。
直线电流的磁感线实验模拟
条形磁铁磁感线
蹄形磁铁磁感线
通电螺旋管的磁场
【课堂反馈2】下列对磁感线的描述正确的是（ ）
A.由于可以用铁屑模拟磁场中的磁感线，因此磁感线是真实存在的。
B.两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交。
C.磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度的方向。
D.磁感线分布越密的地方，同一通电直导线所受的磁场力也越大。
C
四、安培定则
用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。
1.直线电流的磁场
立体图
横截面图
（俯视图）
纵截面图
（左视图）
“×”表示垂直平面向里
“ ”表示垂直平面向外
2. 通电螺旋管的磁场
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线管内部磁感线的方向。（大拇指指向螺线管北极）
横截面（左视）图
3.环形电流的磁场
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。
【课堂反馈3】在下列各图中，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向
N
S
X
·
1.分子电流假说内容：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。
分子电流实际上是由核外电子绕核运动形成的。
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
3.磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场本质上都是电荷定向运动产生的。
安培分子流假说
课堂小结
一、电和磁的联系
二、磁场
三、磁感线
四、安培定则
【课堂检测1】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
【课堂检测2】物理实验都需要有一定的控制条件。奥斯特做电流磁效应实验时，应排除地磁场对实验的影响。关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是(　　)
A.该实验必须在地球赤道上进行
B.通电直导线应该竖直放置
C.通电直导线应该水平东西方向放置
D.通电直导线应该水平南北方向放置
D
【课堂检测3】如图所示，圆环带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是(　　)
A．a、b、c的N极都向纸内转
B．b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸内转
C．b、c的N极都向纸内转，而a的N极向纸外转
D．b的N极向纸内转，而a、c的N极向纸外转
B