磁场-磁感线李喜昌.ppt

北极 N南极 S 5 同名磁极相斥 异名磁极相吸 4 磁化 将无磁性物质变为有磁性物质 磁体之间相互作用是怎样发生的 3 磁体上磁性最强的部分叫磁极 2 具有磁性的物体叫磁体 1 物体有吸引铁一类物质的性质叫磁性 一 复习初中学过的磁现象 1 磁体周围空间存在磁场 二 磁场 要实现物体间力的作用 可以采取直接接触的方法 也可以采取通过第三者间接作用的方式 除此之外 别无他法 磁体A 磁体B 磁场 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 电流和电流之间有没有相互作用力 电流A 磁体B 磁场 电流A 电流B 磁场 反向电流间相互排斥 同向电流间相互吸引 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 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 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 3 磁现象的电本质 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 运动电荷 运动电荷 磁场 三 磁场的方向 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 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 磁场和电场的比较 电荷周围的特殊物质 磁体和通电导线周围的特殊物质 电荷间通过电场发生相互作用 磁体和电流间通过磁场发生相互作用 放在电场中的正试探电荷受力方向即该点电场方向 放在磁场中的小磁针N极受力方向即该点的磁场方向 可以用电场线形象地描述电场 可以用磁感线形象地描述磁场 电场 磁场 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 四 磁感线 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 2 几种常见磁场磁感线分布 条形磁铁 蹄形磁铁周围磁场 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 直线电流周围磁场 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 立体图 环形电流周围磁场 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 立体图 通电螺旋管周围磁场 通电的长直螺线管外部的磁场分布跟条形磁铁外部的磁场分布情况相同 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 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 地磁场 磁倾角 竖直向上 水平向北 水平向南 竖直向下 B B北 B下 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 磁感线和电场线的比较 磁感线 电场线 形象化表示磁场的方法 形象化表示电场的方法 线上各点的切线方向即该点的电场方向 线上各点的切线方向即该点的电场方向 线的疏密反映电场的强弱 线的疏密反映磁场的强弱 电场线不闭合 也不相交 磁感线是闭合曲线 但不相交 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 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 AB 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 BCD 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3 试确定如图中电源的正极和负极 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 BC 例1 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 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2 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 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3 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 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3 在如图中 当电流逆时针方向通过线圈时 小磁针的S极将 N S A 向纸内偏转B 向纸外偏转C 在图示位置不动D 转过1800 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4 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5 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 例8 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 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