5.1 磁场及其描述 第1课时 (共25张PPT) 课件 2024-2025学年高一物理鲁科版（2019）必修第三册

(共25张PPT)
第1节 磁场及其描述 第1课时
第五章 初识电磁场与电磁波
学习目标
1. 知道磁场的基本特性。
2.知道磁感应强度的定义，理解磁感应强度的方向、大小、定义式和单位。
3.知道磁感线的定义和特点，知道几种常见磁场磁感线的空间分布情况。
4.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。
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
1.(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。
怎样描述磁场的强弱呢？
磁 场
磁感应强度
电场
磁场
＋
研究试探电荷
在电场中的受力情况
电场强度
研究磁体或通电
导体在电场中的受力情况
磁感应强度
F
磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。
思考：通电导线受到的磁场力与哪些因素有关
导线长度、电流大小、磁场的强弱、放置的位置（导线与磁场方向平行、垂直及任意夹角受力情况不同）
实验方法：
控制变量法
①保持磁场和通电导线的长度不变，改变电流的大小。
长度不变，改变电流大小
电流越大，受力越大
②保持磁场和导线中的电流不变，改变通电导线的长度。
电流不变，改变导线长度
长度越长，受力越大
1.磁感应强度（B）
（1）定义：
在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。
（2）定义式：
B=（不成比例关系）
（3）单位：
特斯拉，简称特，符号是T
1T=1
①式中B 是比例系数，它与导线长度和电流大小都没有关系。
②在同一磁场中，无论IL如何变化，B都是相同的。
③在不同磁场中，B 一般不同。
B是能够反映磁场性质的物理量，是由磁场自身决定的，是客观存在。
应用条件：通电导线与磁场方向垂直
2.磁感应强度的方向
物理学规定：
小磁针N极(北极)的受力方向或小磁针静止时N极的指向，规定为该点的磁场方向, 即磁感应强度的方向。
3.磁感应强度的大小
思考：能不能通过N极受力的大小来确定磁感应强度的大小呢？
断裂处形成新的N、S极
不能，因为小磁针不存在单独的一个磁极，它静止时两个磁极所受合力为零。
磁感应强度B 电场强度E
物理意义
定义式
大小
方向
场的 叠加
单位
磁感应强度与电场强度的比较
描述电场的力的性质的物理量
由磁场决定与检验电流无关
由电场决定与检验电荷无关
磁感线切线方向或
小磁针N极受力方向
电场线切线方向或
放入该点正电荷受力方向
合磁感应强度等于
各磁场的磁感应强度的矢量和
合电场强度等于
各电场的场强的矢量和
描述磁场的力的性质的物理量
1T=1N/(A)
1N/C=1V/
E=F/q
B=F/IL
（多选）下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是(　　)
A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向
B．小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
C．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向
D．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
BD
我们可以用小铁针或细铁屑来反映磁场的分布。
磁感线
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
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
C
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。
电流的磁场
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。
1.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。
×
2.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
通电螺线管：拇指→磁感线，弯曲四指→电流