第三节 磁场 磁感应强度 （教学课件）-【中职专用】高中物理同步课堂（高教版）

物理第三节

磁场

磁感应强度主题五

电与磁及其应用通用类主要内容345621磁感应强度磁场磁感线匀强磁场磁通量电流的磁场1

磁

场

同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。

1.磁场

在磁体周围存在着一种特殊形式的物质，这种物质叫做磁场。

一、磁场人工磁体（磁铁等）天然磁体（地球）

2.磁场的性质

3.磁场的方向

规定：放在磁场中某一点的可以自由转动的小磁针，它静止时N

极（北极）所指的方向为该点磁场的方向。

把一些可以自由转动的小磁针放在条形磁铁的周围，在磁场力的作用下，小磁针将发生偏转，静止时，小磁针不再指向南北。2

磁

感

线

【观察与体验】

观察磁体周围的模拟磁场

将一块玻璃板水平地放在条形磁铁或U形磁铁上，在玻璃板面上均匀地撒一些细铁屑，然后轻敲玻璃板，细铁屑会由于震动而移动，最终呈现出一定的形状，如右图所示。

【思考与讨论】

小组讨论，在本实验中为什么要用细铁屑？如果换成细木屑行不行？将一些可以自由转动的小磁针放在条形磁铁的周围，在磁场力的作用下，小磁针将发生偏转，当小磁针静止时，小磁针的指向如右图所示。可以看出磁铁周围不同位置的小磁针，N极所指的方向是不同的。

1.磁感应线在磁场中画出一系列带箭头的曲线，使这些曲线上任一点的切线方向都和该点的磁场方向相同，这样的曲线就叫做磁感应线，简称磁感线。

条形磁铁的磁感线和U型磁铁的磁感线如图所示。

二、磁感应线

3.磁感线的特点

（1）在磁体外部，磁感线是从

N极指向

S极；在磁体内部，磁感线是从S极指向N极,磁感线是闭合曲线。

（2）磁感线不相交。

（3）磁感线密集的地方磁场强，磁感线稀疏的地方磁场弱。

说明：磁感线和电场线一样，都是理想化的物理模型，实际上并不存在。但它可以比较直观地、形象地描述磁场中各点的方向。我国早在公元前3世纪的战国时代就已认识到磁石的指极性。《韩非子》中提到“先王立司南以端朝夕”。公元1世纪初东汉王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”这些文献表明司南是最早的指南针。3

磁感应强度

如图，将通电导线垂直放入匀强磁场中，导线要受到磁场力的作用。磁场对电流的作用力叫做安培力。

一、安培力

实验表明，安培力F的大小会随I、L的变化而变化，但F/IL的比值保持不变，比值大小反映了磁场的强弱。

安培力大小跟什么有关呢？

（1）保持导线中电流不变，改变磁场中导线的长度:

（2）保持磁场中导线长度不变，改变导线中的电流:

磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受的磁场力F与电流I和导线长度L乘积的比值，叫做磁感应强度。

二、磁感应强度

1.定义3.单位T（特）

2.公式

磁感应强度B的大小反映了磁场的强弱程度。地磁场的磁感应强度大约是0.5×10-4T；一般永久磁铁的磁感应强度大约是0.4~0.7T，在电机和变压器的铁心中，磁感应强度可达0.8~1.4T。BILF

（2）磁感应强度B是矢量，它的方向就是该点的磁场方向，可以用磁感线形象地描绘。磁感线的切线方向表示该点B的方向。4.说明

（1）磁感应强度B的大小只与磁场本身性质有关，而与F，I，L无关。

【应用与拓展】

地磁探矿

根据地磁场的变化的规律性。我们可以根据地磁的异常现象来探测磁铁矿区。4

匀强磁场

匀强磁场

在磁场的某一区域内，如果各处的磁场的强弱和方向都相同，这个区域的的磁场就叫做匀强磁场。

匀强磁场的磁感线的示意图匀强磁场的磁感线是一些疏密均匀、互相平行的直线。5

磁

通

量在电磁学中，经常要讨论某一区域内的磁场和它的变化情况，为此我们引入一个新的物理量——磁通量。

三、磁通量1.定义设在磁感应强度为

B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为

S，我们把

B与

S的乘积称为穿过该平面的磁通量，如下图所示。

B2.公式

=0（B与S平行）S3.单位Wb

（韦）

=BS（B与S垂直）

【例】已知某匀强磁场的磁感应强度B为0.5T，在该磁场中有一面积为0.02m2的矩形线圈，当线圈平面与磁感线垂直和平行时，穿过线圈的磁通量各是多少？BSB

解：当线圈平面与磁感线垂直时，穿过线圈的磁通量为

当线圈平面与磁感线平行时，穿过线圈的磁通量为6

电流的磁场

【观察与体验】

观察通电直导线周围的磁场方向按照图示的装置进行实验，将一根直导线竖直穿过水平放置的硬纸板，在纸板上放置几个小磁针，观察通电后小磁针N极所指的方向；改变导线中电流的方向，观察小磁针N极指向的变化情况。【思考与讨论】

小组讨论，试着归纳小磁针

N极的指向与电流方向有怎样的关系呢？

电流能产生磁场的现象叫做电流的磁效应。

电流的磁场

电流的磁效应奥斯特安培

1.直线电流的磁场

用右手握住直导线，让大拇指指向电流方向，则弯曲的四指所指的方向就是磁感应线的方向。

2.环形电流的磁场

用右手握住圆环，让弯曲的四指向电流方向，则与四指垂直的大拇指所指的方向，就是圆环内磁感线的方向。

3.通电螺线管的磁场

用右手握住螺线管，让弯曲的四指向电流方向，则与四指垂直的大拇指所指的方向，就是通电螺线管内部磁感线的方向。

磁现象的电本质

安培分子电流假说

安培根据环形电流及通电螺线管的磁性与条形磁铁的磁性相似，提出了分子电流假说。他认为，在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流。假说法就是在观察和实验的基础上，根据科学原理和事实进行理性思维，对未知的自然现象和规律所作的假定性解释和说明的方法。假说内容的正确与否，还需要等待实验的检验或实践的证明。【思维与方法】

假说法这是物理学中的一种重要的科学方法，虽然利用假说提出的理论不一定正确，但依然对科学研究有着促进作用，人类就是在不断地质疑、假设、推理、创新中不断进步的。

例如，一根铁棒在未磁化时，内部各个分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外界不显磁性，如图所示。

当铁棒受到外界磁场作用时，各分子电流的取向变得大致相同，物体就被磁化了，两端形成磁极，如图所示。在钢铁产品生产车间或废钢铁回收部门，经常可以见到的机器就是电磁起重机，其主要结构是通电线圈。它在接近钢铁制品时，接通电路，产生强大磁场，将钢铁吸起。运到目的地后，断开电路，磁场消失，将钢铁放下。我国时速600公里高速磁浮试验样车在青岛下线，如下图所示。

【应用与拓展】

贴地飞行的磁悬浮列车

练习1.下图中磁场方向如图中箭头所示，请说明小磁针将怎样转动以及停在哪个方向。2.如图所示，请确定图中电源的正极和负极。3.如图所示，当电流通过线圈时，磁针的N极指向读者，试确定线圈中电流的方向。