人教版（2019）高一物理必修第三册 13.1磁场和磁感线 课件(共28张PPT)

(共28张PPT)
13.1
磁场
磁感线
基础复习
1.物体有吸引铁一类物质的性质叫磁性。
2.具有磁性的物体叫磁体。
3.磁体上磁性最强的部分叫磁极。
（北极：N
南极：S）
4.磁化------将无磁性物质变为有磁性物质
5.同名磁极相斥，异名磁极相吸。
磁体之间相互作用是怎样发生的？
一、电和磁的联系
1.
磁体周围空间存在磁场
磁体A
磁体B
磁场
产生
作用于
产生
作用于
2.
电流周围空间存在磁场
(1820年
奥斯特实验)
？
磁体对电流有没有作用力？
电流A
磁体B
磁场
产生
作用于
产生
1820年4月奥斯特偶然发现通电导线沿南北方向水平放置时，放在下面的指南针发生了转动。奥斯特的实验首先发现电流周围也存在着磁场。揭示了电与磁之间存在联系，打开了电磁学的大门，为后来法拉第的研究工作(电能生磁、磁也可以生电)奠定了基础。
实验演示一
电流A
磁体B
磁场
产生
作用于
产生
作用于
磁体对电流有作用力
电流对电流有没有作用力？
实验演示二
电流A
电流B
磁场
产生
作用于
产生
作用于
磁体对电流有作用力
电流对电流也有作用力
同向电流间相互吸引
反向电流间相互排斥
一、电和磁的联系
⑵磁场的基本性质：对处于其中的磁极和电流有力的作用.这为我们检验磁场的存在提供了根据．
⑴磁场是媒介物：磁体间、磁体与电流间、电流间的相互作用都是通过磁场发生的.
⑶磁场的物质性：磁场是一种特殊形态的物质：场（电场、磁场、引力场等）它虽不同于由原子和分子所组成的实物，但也是不依赖于我们的感觉而客观存在的物质．
磁体和电流都能产生磁场，磁场对磁体和电流都有作用力，那么磁现象的本质是否相同？
3.
重要说明
运动的电荷（电流）产生磁场，磁场对运动电荷（电流）有磁场力的作用．一切磁现象都可以归结为运动电荷（电流）之间通过磁场发生的相互作用．这就是磁现象的电本质．　
一、电和磁的联系
4.
磁现象的电本质
安培所提出的“分子电流”的假说认为，在原子、分子或分子团等物质微粒内部，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形成一个微小的磁体．未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显磁性；磁化时，分子电流的方向大致相同，于是对外界显示出磁性．
罗兰实验:把大量的电荷加在橡胶盘上,然后使盘绕中心轴线转动,如图:在盘附近用小磁针来检验运动电荷产生的磁场.
结果发现：带电盘转动时，小磁针发生了偏转，而且改变转盘方向，小磁针偏转方向也发生转变。
此实验说明：电荷运动时产生磁场,即磁场是由运动电荷产生;(即:一切磁场都来源于运动电荷,揭示了磁现象的电本质。)
运动电荷
运动电荷
磁场
产生
作用于
产生
作用于
二、磁场的方向
磁感线
1．磁场具有方向性．
2．磁场方向的规定，在磁场中的任一点，小磁针N极受力的方向(小磁针S极受力的反方向），亦即小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向．
N
S
F1
F2
N
S
如图所示，把小磁针放入磁场中，磁场方向如图所示，说明小磁针将怎么样转动以及停在哪个方向？
二、磁场的方向
磁感线
1.物理意义：磁感线是为了形象地描述磁场的强弱及方向而人为画出的一系列曲线．曲线上每一点的切线方向跟该点的磁场方向相同。
（1）磁感线是假想的曲线．用假想的、形象的磁感线来描写实在的、抽象的磁场．
（2）磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线较密的地方磁场较强．没有画到磁感线的地方不表示那里没有磁场存在．
（3）磁感线不相交，也不相切．
（4）磁感线总是闭合曲线，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．
A
C
B
跟等量异种电荷形成电场的电场线相似．
N、S极之间有一条直线电场线．
三、安培定则
1.判断直线电流产生的磁场方向
　
安培定则（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．
纵截面图
横截面图
．
2.环形电流周围磁场
三、安培定则
　
安培定则：用右手握住螺线管（或环形导线），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（或环形导线）内部磁感线的方向．
3.通电螺旋管周围磁场
三、安培定则
　安培定则：用右手握住螺线管（或环形导线），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（或环形导线）内部磁感线的方向．
立体图
横截面图
纵截面图
磁倾角
1.地磁场像一个条形磁铁形成的磁场．地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近．地球内部磁场方向由北向南，地球外部磁场方向由南向北．
2.在南（北）半球地磁场的方向向北偏上（下），在赤道上方磁场方向水平向北．
3.地球上的人类和某些生物常利用地磁场来确定方向．
四、地磁场
专题一　对磁场和磁感线概念的理解
磁场虽然看不见，摸不着，但它是运动电荷周围客观存在的一种物质，而磁感线是为了形象描述磁场而人为引入的假想曲线．磁感线每一点的切线方向跟该点的磁场方向相同，磁感线的疏密表示磁场的强弱．磁感线是闭合曲线，而电场线是非闭合曲线．
运动电荷
运动电荷
磁场
产生
作用于
产生
作用于
磁场是一种特殊形态的物质：场（电场、磁场、引力场等）它虽不同于由原子和分子所组成的实物，但也是不依赖于我们的感觉而客观存在的物质．
熟悉六种常见磁场的磁感线的空间分布．学会把空间立体图变成平面图．
【例题1】关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有
A.
磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质
B.
磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向
C.
磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止
D.
磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线
A
B
磁场是客观存在的，而磁感线是一种假想曲线．磁感线的形状可用铁屑来模拟只是研究磁场的一种方法，使得看不见、摸不着的磁场变得具体形象．但是决不能认为磁感线是由铁屑排列形成的．另外被磁化的铁屑所显示的磁感线分布仅是在一个平面上的磁感线的分布情况，而磁体周围的磁感线应分布在三维空间内．
【例题2】磁场中某点的磁场方向
A.
放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向
B.
放在该点的小磁针N极的受力方向　　　　　　　　　C.
放在该点的小磁针静止时N极所指的方向
D.
通过该点磁场线的切线方向
B
C
D
磁场的方向，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　小磁针N极的受力方向，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　小磁针静止时N极的指向，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　磁感线在该点的切向方向，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　磁感应强度B的方向　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
五个方向是一致的
【例题3】试确定如图中电源的正极和负极。
电源
N
S
N
S
讨论:若小磁针在通电螺线管的内部,如图所示.结果又如何?
+
结果相同
“同斥异吸”磁极的相互作用规律仅适用于磁极外部.判断小磁针静止时N极的指向问题应按跟所在处的磁场方向相同普适规律进行.
S
N
专题二　安培定则的应用
安培定则适用于电流产生磁场这一物理现象中根据电流(磁场）方向，判断磁场（电流）方向．
电流方向规定为正电荷定向运动的方向，跟负电荷定向运动的方向相反．
磁场的方向，小磁针N极的受力方向，小磁针静止时N极的指向，磁感线在该点的切向方向，磁感应强度B的方向是一致的．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
使用安培定则时要注意对直线电流和环形电流右手拇指和四指各指什么方向．要掌握几种通电导线周围的磁场分布情况，同时又要搞清楚所给图示是平面图还是立体图．
B
C
【例题4】如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向读者，那么这束带电粒子可能是
A.向右飞行的正离子束
B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束
D.向左飞行的负离子束
N
S
电流方向规定为正电荷定向运动的方向，跟负电荷定向运动的方向相反．
【例题5】电子束沿x轴正向运动，则电子束产生的磁场在y轴上的A点的方向是：
A.
z轴正方向
B.
z轴负方向
C.
y轴正方向
D.
y轴负方向
A
x
y
z
o
●
电流方向规定为正电荷定向运动的方向，跟负电荷定向运动的方向相反．
B
培养空间想像能力是磁场和电磁感应两章的重要教学目标．
【例题6】一竖直放置的长直导线通过由下向上的电流,在它正东方某点的磁场方向为:
A.向东
B.向西
C.向南
D.向北
东
南
西
北
·
B
直线电流形成磁场的磁感线是在与通电直导线垂直的平面内以通电直导线各点为圆心的同心圆,环绕的四指指向同心圆磁感线的环绕方向(走向),空间某点的磁场方向是过该点圆型磁感线的切线方向,它与该点的圆型磁感线的半径垂直.
【例题7】
在如图中，当电流逆时针方向通过线圈时，小磁针的S极将
A.
向纸内偏转
B.
向纸外偏转　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　C.
在图示位置不动
D.
转过1800
N
S
A
磁场的方向，小磁针N极的受力方向，小磁针静止时N极的指向，磁感线在该点的切向方向，是一致的．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
判定直线电流和通电螺线管（环形电流）周围的小磁针如何转动问题，基本思路是判断小磁针所在处的磁场方向小磁针将转动到N极的指向与所在点的磁场方向相同为止．在说明小磁针的转动方向时，必须说明是从什么方向观察的，而且观察的方向应垂直于小磁针的旋转平面．
【例题8】如图所示，一个电子沿逆时针方向做匀速圆周运动，则此电子的运动：
A.不产生磁场
B.产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向里
C.产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向外
D.只在圆周内侧产生磁场
B
电流方向跟负电荷定向运动的方向相反．
模型化归：环形电流
【例题9】如图所示，一个用毛皮摩擦过的橡胶圆盘处在竖直面内，可以绕过其圆心的水平轴高速旋转，当它不动时，放在它左侧轴线上的小磁针处于静止状态，当橡胶盘从左向右看逆时针高速旋转时，小磁针N极的指向
A.不偏转
B.向左偏
C.向右偏
D.向纸内偏转
C
电流方向与负电荷定向运动的方向相反．
模型化归：环形电流
判定小磁针如何转动问题，首先应确定小磁针所在处的磁场方向．小磁针将转动到N极的指向与所在点的磁场方向相同为止．
N
S
【例题10】根据安培的假设的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对于地球定向移动的电荷，那么由此推断，地球应该：
A.带负电
B.不带电
C.带正电
D.无法确定
A
N
S
N
S
专题三
磁场知识与力学知识的综合应用
电学搭台，力学唱戏．
2.受力分析（按顺序受力分析，画出受力分析示意图）
3.运动分析（物体的运动性质要搞清）
1.选择研究对象（整体法和隔离法）
4.选择合适物理规律解题（质点的s问题，t问题，a问题还是系统的相互作用问题等等）
D
整体法和隔离法
对研究对象认真受力分析和运动分析是解力学题的关键
【例题11】如图，A为电磁铁，C为胶木大秤盘，A和C（包括支架）的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升过程中，轻绳上拉力F的大小为_______
A.F=mg
B.MgC.F=(M+m)g
D.F>(M+m)g
【例题12】在光滑的水平杆上有两个通有同方向的金属圆环，则两环的运动情况是
A.
彼此相向运动，具有大小相等的加速度
B.
彼此相向运动，电流大的加速度大
C.
彼此相向运动，质量小的速度大
D.
彼此背向运动，质量大的速度小
A
B
C