物理人教版（2019）必修第三册13.1磁场 磁感线（共23张ppt）

(共23张PPT)
第十三章 电磁感应与电磁波初步
§1 磁场 磁感线
上海磁悬浮列车加速到平稳运行之后，速度是430千米每小时，速度之高竟超过了F1赛车的最高时速，这其中包含的物理知识是什么呢？
一、电和磁的联系：
电现象和磁现象有何相似
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
库仑：电流体和磁流体是两种完全不同的实体，他们不可能相互转化
托马斯·杨：没有任何理由去设想电和磁之间存在任何直接的联系
安培：电和磁是相互独立的两种不同实体
一、电和磁的联系：
1、奥斯特相信电与磁之间存在联系
18世纪和19世纪之交自然界各种运动形式之间存在着相互联系并相互转化的思想在哲学界和科学界逐渐形成，深受康德哲学思想影响的丹麦物理学家奥斯特相信，就像电和热、电和光之间存在联系一样，电和磁也存在联系。
2、奥斯特之前的实验都失败了
总是把磁针放在导线的延长线上，均以失败告终
3、当给导线通电时，与导线平行放置的小磁针发生转动
法拉第：他突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充满光明
安培：奥斯特先生已经永远把他的名字和一个新纪元联系在一起了.
自奥斯特试验之后，安培等人又做了很多实验研究，他们发现不仅通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力。他们还发现，任意两条通电导线之间也有作用力。
磁场对通电导线有力的作用
两条通电导线之间发生相互作用
电流
电流
这些作用是通过什么发生相互作用的呢
类比：电荷之间的相互作用是通过电场发生的
磁体
磁场
磁体
磁体
电流
磁场
磁场
二、磁场：
1、磁场：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、磁场的性质:
磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生力的作用。
磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用是通过磁场发生的。
3、磁场的方向:
二、磁场：
小磁针静止时N极所指的方向（小磁针N所受磁场力的方向）
二、磁感线：
1、定义：
在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁场方向一致.
A
B
C
2、特点：
①是一种物理模型，并不实际存在。
②磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。
③磁感线的疏密表示磁场的强弱。
④磁感线不能相交或相切。
⑤磁感线是闭合曲线。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。
二、磁感线：
条形磁体的磁感线
蹄形磁体的磁感线
三、安培定则：
特点：
磁感线是以导线上的各点为圆心的同心圆，且在跟导线垂直的平面上，越靠近导线，磁场越强，磁感线越密集。
1、直线电流周围磁感线
三、安培定则：
1、直线电流周围磁感线
安培定则（也叫右手螺旋定则）：
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。
三、安培定则：
【例1】(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
Ｎ　
AD
三、安培定则：
2.环形电流周围的磁感线
三、安培定则：
2.环形电流周围的磁感线
特点：一系列的同心圆，且近导线处及环内分布密.
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。
[例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
三、安培定则：
D
三、安培定则：
3.通电螺线管周围的磁感线
通电螺线管的磁场就是环形电流磁场的叠加.
三、安培定则：
3.通电螺线管周围的磁感线
安培定则：
用右手握住螺线管，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）
电路未接通时三个小磁针的方向如图所示。(其中小磁针3在螺线管内部)
(1)接通后，三个小磁针的N极指向一致吗
(2)同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的规律在螺线管内部适用吗
三、安培定则：
四、分子电流假说：
1.安培分子电流假说的内容：
安培认为，在物质内部，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。
2.安培的假说可以解释一些磁现象:
当铁棒内部分子电流的取向大致相同时,铁棒被磁化，两端对外显磁性;当铁棒内部分子电流的取向变得杂乱无章时,它们的磁场相互抵消,铁棒对外不显磁性.
3.磁现象的电本质安培的分子电流假说揭示了磁场的起源，它使我们认识到磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由运动电荷产生的。
四、地磁场：
1. 地磁场：地球本身是一个大的磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场.如图所示,地球磁体的N极(北极)位于地理南极附近，地球磁体的S极(南极）位于地理北极附近.
2. 磁偏角她球的地理两极与地磁两极并不重合，水平放置的磁针的指向眼地理子午线之间有一个夹角，这个夹角叫作磁偏角。由于地球磁极的缓慢移动，磁偏角也在缓慢变化，磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的。
3. 地磁场的方向
(1)在赤道正上方，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同，且方向水平向北.
(2)在南半球，地磁场方向向北偏向上方;在北半球，地磁场方向向北偏向下方.
四、地磁场：
[例3]物理实验都需要有一定的控制条件，奥斯特做电流的磁效应实验时，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.通电直导线应该沿东西方向水平放置
D.通电直导线应该沿南北方向水平放置
D
四、地磁场：
[例3]为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。 在图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是哪一个？请简述理由。