5.1 磁场及其描述 第1课时 (共26张PPT) 课件 2024-2025学年高一物理鲁科版（2019）必修第三册

(共26张PPT)
第五章 初识电磁场与电磁波
第1节 磁场及其描述 第1课时
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
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。
一、磁场 磁感应强度
在磁场中的不同位置，其强弱不尽相同。条形磁铁形成的磁场， 在靠近北极（N 极 ）和南极（S 极 ）处较强，在靠近中间位置处较弱。怎样描述磁场的强弱呢？
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
磁场对通电直导线的作用
结论：长度相同时，电流越大， 导线受磁场力越大
电流相同时，长度越长，通电导线受力越大。
2.磁感应强度
（1）物理意义：描述磁场的______及______的物理量．
（2）大小：①穿过垂直于磁感线的__________的磁感线条数等于该处的____________．在国际单位制中的单位是：________，简称特，国际符号：____，1 T＝1 N/(A m)．②比值定义：
（3）方向：磁感应强度是一个既有大小又有方向的物理量，是______，磁场中某点磁感应强度的方向是该点的______方向，也就是放在该点的小磁针____极的受力方向．
强弱
方向
单位面积
磁感应强度
特斯拉
T
矢量
磁场
N
思考：我们如何来形象地描述磁场呢
磁场是一种特殊的物质，不能为人们所看见，英国科学家法拉第在对磁场的描述方面表现出很强的想像力，为了“看见”磁场，法拉第在纸板上均匀洒满细小的铁
屑，在其下放置磁铁，然后轻敲纸板，
磁化后的铁屑在磁力的作用下就清清楚
楚地呈现出“磁感线”来。
二、磁感线
演示实验：观察常见磁场的分布
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视频：通电直导线周围磁场分布
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视频：条形磁铁磁场分布
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视频：蹄形磁铁磁场分布
1.磁感线：
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.磁感线的特点：
(1)磁感线方向：磁体外部从N极指向S极，内部从S极指向N极
(2)磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向
(3)疏密程度表示磁场的强弱
(5)假想曲线，实际并不存在
(4)磁感线在空间不相交、不相切、不中断
思考：磁感线与电场线有什么区别？
磁感线是闭合曲线，电场线不是闭合曲线
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？
通电导线在周围空间会产生磁场。电流产生的磁场的磁感线有何特点？
用铁粉和小磁针研究通电直导线周围的磁场
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。
安培定则一（也叫右手螺旋定则）：
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。
三、电流的磁场
立体图
1.直线电流的磁场分布
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
纵截面图
横截面图
表示垂直纸面向外
表示垂直纸面向里
磁场特点：以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱.
安培定则二（也叫右手螺旋定则）：
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。
2.环形电流的磁场分布
纵截面图
立体图
横截面图
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。
磁场特点：环内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏
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
安培定则二（也叫右手螺旋定则）：
通电螺线管的磁场就是环形电流磁场的叠加（大拇指指向螺线管N极）
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。
3.通电螺线管磁场分布
立体图
横截面图
纵截面图
磁场特点：内部为匀强磁场且比外部强，内部由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极。
1.下列关于电场线和磁感线的说法正确的是(　　 )
A．二者均为假想的线，实际上并不存在
B．实验中常用铁屑来模拟磁感线形状，因此磁感线是真实存在的
C．任意两条磁感线不相交，电场线也是
D．磁感线是闭合曲线，电场线是不闭合的
ACD
2.如图所示，小磁针甲放在水平通电螺线管的内部，小磁针乙放在水平通电螺线管的正上方，两小磁针均可在水平面内自由转动。闭合开关后，关于两小磁针静止时N极的指向，下列说法正确的是（ ）
A. 甲、乙的N极均水平向左
B. 甲、乙的N极均水平向右
C. 甲的N极水平向左，乙的N极水平向右
D. 甲的N极水平向右，乙的N极水平向左
C
3.在下列各图中，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向
N
S
X
·
4.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