5.1 磁场及其描述(一) 课件 (共28张PPT) 高一物理鲁科版（2019）必修三

(共28张PPT)
第5章　初识电磁场与电磁波
5.1 磁场及其描述(一)
磁场　磁感应强度
为什么磁体间没有接触也会产生相互作用？为什么通电导线周围的小磁针会发生偏转？
因为磁体或电流周围的空间存在一种特殊的物质——磁场。
同名磁极相斥
电流使磁针发生偏转
1.磁场
(1)磁体或电流周围的空间存在一种特殊的物质——磁场，磁场能够对磁体产生力的作用。
(2)磁场有方向，人们把磁场中某点小磁针静止时北极的指向规定为该点磁场的方向。
(3)①磁场有强弱，在磁场中的不同位置，其强弱不尽相同。
②磁极：磁体上磁性最强的区域。
实验中的变量
磁场（磁场不变）
导线长度
导线在磁场中的放置方式（通电导线与磁场方向垂直）
导线中的电流
控制变量法
实 验
结论：长度相同时，电流越大， 导线受磁场力越大
结论：电流相同时，长度越长， 通电导线受力越大。
2.磁感应强度
(1)定义：垂直于磁场方向的一小段通电直导线受到的力F与电流I和直导线的长度l的乘积之比。
(2)定义式：B＝ 。
(3)单位：在国际单位制中的单位是特斯拉，简称特，符号是T。
1 T＝1 N/(A·m)。
(4)磁感应强度的方向：小磁针静止时N极的指向规定为该点的磁感应强度的方向，即该点磁场的方向。
1.由B＝ 可知，磁感应强度的大小与电流成反比，与其受到的磁场力成
正比，这种说法正确吗？
答案　不正确。公式B＝ 是比值定义法，B不由F、I、l决定，由磁场本身决定。
2.通电导线受力为零的地方，磁感应强度B的大小一定为零吗？
答案　不一定，有可能是电流方向与磁感应强度B的方向平行造成的。
1.关于磁感应强度，下列说法中正确的是
A.由B＝ 可知，B与F成正比，与Il成反比
B.通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度，如果将通电导线
拿走，那点的磁感应强度就为零
C.通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场
力的地方一定不存在磁场
D.磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确
定的，与是否放入通电导线无关
√
2.(来自教材)在匀强磁场中，有一段0.1 m长的直导线和磁场方向垂直。导线通过的电流是5.0 A时，受磁场力的作用是0.2 N，磁感应强度是多少？现将直导线长度增加为原来的2倍，通过的电流减小为原来的一半，磁感应强度是多少？如果把该通电导线拿走，该处磁感应强度是多少？
答案　0.4 T　0.4 T　0.4 T
磁感线
我们可以用小铁针或细铁屑来反映磁场的分布。
1.磁感线
(1)定义：在磁场中画出的一些有方向的假想曲线，曲线上任意一点的切线方向都跟该点的磁感应强度的方向一致。
A
B
C
(2)特点：
①磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁场强的地方，磁感线较密；磁场弱的地方，磁感线较疏。
②磁感线上某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向。
2.匀强磁场：在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度的大小和方向都相同，则这个区域的磁场称为匀强磁场。在匀强磁场中，磁感线是一组平行且等距的直线。
B
3.磁铁的磁感线
条形磁铁
蹄形磁铁
(1)磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止。(　　)
(2)磁感线可以用铁粉来显示，因而是真实存在的。(　　)
×
×
3.(2023·福建福州市高二期中)如图所示为某条形磁铁磁场的部分磁感线。则下列说法正确的是
A.该磁场是匀强磁场
B.a点的磁感应强度比b点的磁感应强度小
C.a点的磁感应强度比b点的磁感应强度大
D.a、b两点的磁场方向相
√
电流的磁场
如图所示，把铁粉均匀撒在水平放置的有机玻璃板上。接通电源使垂直导线中短暂地通过大电流，同时轻轻敲打有机玻璃板，观察铁粉的分布情况。再将小磁针放在板上检测磁场的方向。
改变电流方向，重复上述步骤。你观察到了什么变化？这表明了什么？
小磁针的指向发生改变。表明通电直导线周围空间的磁场方向与电流方向有关。
1.直线电流的磁场
安培定则：用右手握住通电直导线，让伸直拇指的方向与电流方向一致，则四指弯曲的方向就是电流周围磁感线的环绕方向。
2.环形电流的磁场
环形电流的磁场可以用安培定则判断：让右手弯曲四指的方向与环形电流的方向一致，则伸直拇指所指的方向就是环形电流中心轴线处的磁感线方向。
3.通电螺线管的磁场
用右手握住螺线管，让弯曲四指所指的方向与电流方向一致，则伸直拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，即拇指指向螺线管的北极。
安培定则 立体图 横截面图 纵截面图
直线电流
以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱
环形电流
环内磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏
通电螺 线管
内部磁场为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部磁场类似条形磁铁的磁场，方向由N极指向S极
4.如图所示，(a)、(b)是直线电流的磁场，(c)、(d)是环形电流的磁场，(e)、(f)是通电螺线管的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。
×
5.(来自教材)请判断下列情形中电流的方向。
(1)图(a)中，当电流通过导线时，导线下磁针的N极转向纸外；
(2)图(b)中，当电流通过环形导线时，导线下磁针的N极转向纸外；
(3)当电流通过螺线管时，磁针N极的指向如图(c)所示。
磁感应强度 磁通量
磁感应强度
电流的磁场
方向：小磁针静止时N极所指的方向
大小：=
通电直导线：拇指→电流，弯曲四指→磁感线
磁感线—与电场线相似
通电螺线管：拇指→磁感线，弯曲四指→电流