物理人教版（2019）必修第三册 13.1磁场 磁感线 （19张PPT）

学习目标
1.了解磁现象，电和磁的联系，电流磁效应的发展过程。体会奥斯特发现的重要意义，体会探索自然奥秘的艰难与克服困难带来的成就感。
2.知道磁场的基本特性。知道磁感线，知道几种常见磁感线的空间分布情况。体会如何使用形象化的手段描述物理现象。
3.会应用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。
4.了解安培分子电流假说。
12.1 磁场 磁感线
磁现象
1.磁性：
能够吸引铁质物体的性质
2.磁体：
具有磁性的物体
3.磁极：
磁体上磁性最强的部分
可自由转动的小磁针静止时：
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。
一、电和磁的联系
电现象和磁现象的相似性
电现象
磁现象
自然界存在着正、负两种电荷
自然界存在着N、S两个磁极
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
奥斯特实验说明了电流对磁体有力的作用
一、电和磁的联系
通电导线南北方向放置
电流的磁效应
二、磁场
2、磁场是磁体和电流周围空间客观存在的一种特殊物质。
1、磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用，是通过磁场发生的 。
4、磁场是有方向的
3、磁场的基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用
磁场某点的方向：（1）放在该点的小磁针静止时N极指向
（2）放在该点的小磁针N极受力方向
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。
三、磁感线
1、定义：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。
2、特点：
（1）任何一条磁感线都是封闭曲线，磁体外部N→S，磁体内部S→N
（2）磁感线的切线方向表示该点的磁场方向
（3）磁感线的疏密表示磁场的强弱（密集的地方磁场强）
（4）磁感线是为了形象描述磁场而引入的（由英国科学家法拉第引入），是假想的线，本身不存在
（5）磁感线不会相交
四、安培定则 1、通电直导线
(立体)图
纵截面(平视)图
横截面(俯视)图
安培定则(右手螺旋定则）：
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。
说明：可方便、直观地描述磁感线的分布
用“×”表示磁场方向垂直于纸面向里，“×”可想象成从箭尾向箭头看到的情景
用“·”表示磁场方向垂直于纸面向外，“·”可想象成迎着箭头看到的情景
用“?”表示电流方向垂直于纸面向里
用“⊙”表示电流方向垂直于纸面向外
四、安培定则（环形电流）
安培定则(右手螺旋定则）：
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。
立体图
平面图（从右向左）
平面图
四、安培定则 3、通电螺线管
安培定则（右手螺旋定则）
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线管内部磁感线的方向。（大拇指指向螺线管北极）
平面图（从左向右看）
立体图
平面图
三种电流磁场磁感线的分布
练习、如图所示,a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧，当这些小磁针静止时，小磁针N极的指向是(　　)
A.a、b、c均向左
B.a、b、c均向右
C.a向左，b向右，c向右
D.a向右，b向左，c向右
C
练习、（多选）如图，一束带电粒子沿水平方向平行的飞过磁针上方时，磁针的N极向纸内偏转，则这束带电离子可能是（　　）
A.向右飞行的正粒子束
B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负粒子束
D.向左飞行的负离子束
AD
N
S
五、地球的磁场
1、地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近
2、存在磁偏角
在忽略磁偏角时
5、在北半球处的磁场方向是北偏下
3、地理北极处的磁场方向是竖直向下
4、在赤道位置处的磁场方向是水平由南向北
6、在南半球处的磁场方向是北偏上
（竖直分量向下、水平分量向北）
（竖直分量向上、水平分量向北）
六、安培分子电流假说
所有磁现象都可以归结为运动电荷（电流）之间通过磁场而发生的相互作用。在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。
磁铁和电流的磁场本质上都是由运动电荷产生的（磁现象的电本质）
安培分子电流假说对一些磁现象的解释：例如磁化现象
????
?
N
?
S
?
未被磁化的铁棒
磁化后的铁棒
注：并不是所有磁场都是由运动电荷产生的，在电磁波中我们将学到麦克斯韦发现，变化的电场也能产生磁场。
安培分子电流假说揭示了电和磁的本质联系
课堂小结
磁场和磁感线
1、电与磁的联系：奥斯特发现电流的磁效应
2、磁场
存在：磁体周围、电流周围、地磁场
性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用
方向：与放入该点的小磁针的N极的受力方向一致
3、磁场线
定义：为形象描述磁场而引入的一系列假想曲线，本身并不存在。
特点：
4、电流周围磁感线的判断的方法：安培定则（右手螺旋定则）
（1）磁感线是封闭曲线。外部由N极指向S极， 内部由S极回到N极
（2）磁感线的切线方向，表示磁场的方向
（3）磁感线密的地方磁场强，磁感线疏的地方磁场弱
（4）磁感线不会相交
5、地磁场分布
6、安培分子电流假说：磁铁和电流的磁场本质上都是由运动的电荷产生的
练习、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
练习、（多选）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
练习、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