人教版（2019）必修第三册 13.1 磁现象和磁场 课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
第十三章 磁场
3.1 磁现象和磁场
牛顿力学理论构建了一幅自然界的机械运动图景
奥斯特、法拉第、麦克斯韦等是人类对自然现象的第二次综合
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。
一、电和磁的联系
+
+
+
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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
一、电和磁的联系
电和磁的联系
奥斯特
库仑
安培
托马斯·杨
光现象
磁现象
电现象
力现象
热现象
库伦、安培、托马斯.杨都认为电与磁是互不相关的两回事
丹麦物理学家奥斯特坚信电和磁之间存在着某种联系
三、磁感线
为了形象地描述磁场的强弱及方向而人为画出的一组曲线．
曲线上每一点的切线方向跟该点的磁场方向相同．
磁感线疏密表示磁场强弱
磁感线
磁场方向
磁场强弱
条形磁体的磁感线分布
直线电流的磁感线分布
四、安培定则
直线电流的磁感线动画模拟
直线电流的磁感线是一圈圈的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。实验表明，改变电流的方向，各点的磁场方向都变成相反的方向。
安培定则（也叫右手螺旋定则）一：
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。
四、安培定则
立体图
横截面图
纵截面图
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
直线电流的磁场分布
四、安培定则
环形电流的磁感线动画模拟
环形电流的磁场可以等效成小磁针产生的磁场
安培定则（也叫右手螺旋定则）二：
让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向。
四、安培定则
让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向。
环形电流的磁场分布
立体图
横截面图
纵截面图
四、安培定则
通电螺线管的磁感线动画模拟
通电螺线管的磁场可以等效成条形磁铁产生的磁场
安培定则（也叫右手螺旋定则）二：
让右手弯曲的四指与螺线管电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向。
四、安培定则
让右手弯曲的四指与螺线管电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向。
通电螺线管的磁场分布
立体图
横截面图
纵截面图
安培分子电流假说
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。
安培
磁感线 描述 磁场
用形象化的手段描述抽象的物理概念
总体思路和方法
直线电流
环形电流 安培定则
通电螺线管
电流的磁场
用简洁的手形语言
描述物理规律
立体图向平面图的转化
二、磁感线
沿着细铁屑画出一些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁场方向一致，这样的曲线叫磁感线。
三、安培定则
1、直线电流的磁场的磁感线
安培定则一：
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。
I
请判断导线上下的磁场情况？
若在导线上方放一可任意旋转的小磁针，小磁针N极最终指向哪里？
2、通电线圈的磁场方向判断
安培定则二（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。
请判断a、b、c三个小磁针的偏转方向
3、通电螺线管的磁场方向判断
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（等效条形磁铁北N极方向）。
N
S
请判断四个小磁针的偏转方向
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
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、地磁的南北极和地理的南北极不重合
4、磁偏角
5、近百年地球磁场衰减
23．(10分)【加试题】
某同学设计了一个电磁推动加喷气推动的火箭发射装置，如图所示。竖直固定在绝缘底座上的两根长直光滑导轨，间距为L。导轨间加有垂直导轨平面向单的匀强磁场B。绝缘火箭支撑在导轨间，总质量为m，其中燃料质量为m ，燃料室中的金属棒EF电阻为R，并通过电刷与电阻可忽略的导轨良好接触。
引燃火箭下方的推进剂，迅速推动刚性金属棒CD(电阻可忽略且和导轨接触良好)向上运动，当回路CEFDC面积减少量达到最大值ΔS，用时Δt，此过程激励出强电流，产生电磁推力加速火箭。在Δt时间内，电阻R产生的焦耳热使燃料燃烧形成高温高压气体．当燃烧室下方的可控喷气孔打开后。喷出燃气进一步加速火箭。
(1)求回路在Δt时间内感应电动势的平均值及通过金属棒EF的电荷量，并判断金属棒EF中的感应电流方向；
(2)经Δt时间火箭恰好脱离导轨．求火
箭脱离时的速度v0；(不计空气阻力)
(3)火箭脱离导轨时，喷气孔打开，在极短的时间内喷射出质量为m 的燃气，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度为u，求喷气后火箭增加的速度Δv。(提示：可选喷气前的火箭为参考系)