1.磁现象磁场

南京市金陵中学黄皓燕,教科版高中物理选修3-1第三章磁场,磁现象和磁场,历史1：据古矿录记载，最早出现于战国时期的磁山一带。韩非子中就有:“先王立司南以端朝夕。”公元1世纪初，东汉王充在论衡一书中描述“司南之杓，投之于地，其柢指南”。,司南,20世纪：司南复原模型,1405年郑和下西洋,指南针是我国的四大发明之一，指南针的发明为世界的航海业做出了巨大的贡献。,哥伦布（约14511506）,说说生活中磁现象的应用,1.磁性：能够吸引铁质物体的性质。2.磁体：具有磁性的物体叫磁体。,一.磁现象,3.磁级：磁体上磁性最强的部分叫磁极。小磁针静止时，指南的磁极叫做南极，又叫S（South）极；指北的磁极叫做北极，又叫N（North）极。,正电荷（+）负电荷（-）,正,负,南,北,吸引,自然界中存在_电荷和_电荷,磁体上存在_极和_极,同种电荷相互_异种电荷相互_,电现象和磁现象相似性,排斥,问题1：磁体间有作用力吗？,学生探究1：磁体间的作用力,同名磁极相互_异名磁极相互_,排斥,吸引,正,负,南,北,吸引,自然界中存在_电荷和_电荷,磁体上存在_极和_极,同种电荷相互_异种电荷相互_,同名磁极相互_异名磁极相互_,电现象和磁现象相似性,排斥,吸引,排斥,问题2：电现象与磁现象间存在联系吗？,物理学史2：18世纪1731年，一名英国商人发现，雷电过后，他的一箱刀叉竟然有了磁性。1751年，富兰克林发现莱顿瓶放电能使缝衣针磁化。18世纪结束之际，电学达到的最高成绩就是库伦定律。,库仑(1736-1806),托马斯杨(1773-1829),安培(1775-1836),库伦、托马斯杨、安培等物理学家经过很长的实验研究，都相信电与磁没有联系。,奥斯特(1777-1851),电生热！,电发光！,电与磁应该也有联系？！,18世纪后期，德国掀起了自然哲学思潮，认为自然界的各种运动是相互联系并相互转化的。,物理学史3：19世纪开始了。有一位自然哲学的追随者，丹麦物理学家奥斯特，他坚信电和磁之间存在某种联系。,科学探究地一般步骤提出问题：电和磁有联系吗？猜想与假设：电流对磁体有力的作用制定计划与设计实验进行实验与收集证据分析与论证（反思）,然而。,如何设计实验？,反思：奥斯特失败的可能原因？,1687年，万有引力定律的发现1785年，库仑定律的提出,“纵向力”,1819年，他有了一个灵感，电流的磁效应可能不在电流流动的方向上。,“横向力？”,但是。,1820年4月，在一次讲演快结束的时候，奥斯特把一条非常细的铂导线沿南北方向上放在一根小磁针上方，接通电源的瞬间，发现磁针跳动了一下。,南,北,思考：导线为什么南北方向放置？,奥斯特惊喜万分，又反复实验，三个月后发表论文宣布发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系。开创了电磁学的新纪元。,【感想】听了19世纪科学家的探究电与磁联系的经历，同学们有何感想？,人类对电磁的认识经历了循序渐进、不断探索的过程。（知识的暂定性、发展性）科学知识以观察和经验为基础，需要逻辑和合理的想象（猜想）。科学不仰仗权威，科学探究的动力在于对以往科学知识的质疑。科学需要证据，在相同条件下，科学知识需要可以重复验证。新知识必须明确地和公开地表达。,【感想】听了19世纪科学家的探究电与磁联系的经历，同学们有何感想？,在相同条件下，科学知识需要可以重复验证。,学生探究2：奥斯特实验,注意事项:1.导线应沿南北方向水平放置。2.电流较大，连接时间短些。,实验结论:电流对磁体有力的作用。,二.电流的磁效应（奥斯特实验）,磁体,电流,磁体,电流,？,？,问题3：磁体对电流、电流对电流有力的作用吗？,探究3：磁体对电流有力的作用吗？,探究4：电流与电流之间是否有力的作用？,结论:电流对电流有力的作用。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。,磁体,电流,磁体,电流,实验探究总结,问题4：磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间并没有相互接触，他们之间的作用是怎么产生的呢？,B,F,+,+,A,磁场,磁场,磁场,磁场,三.磁场,（类比电场）,电场：电荷周围存在的一种特殊物质，电荷之间的相互作用通过电场发生。,电场对放入其中的电荷有力的作用。,磁场：电流、磁体周围存在的一种特殊物质，磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流的相互作用都通过磁场发生。,磁场对放入其中的电流和磁体有力的作用。,磁场的方向：小磁针静止时，北极N所指的方向，就是该点的磁场方向.,问题4：如何描述磁场？,四.磁感线,磁感线是在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，磁感线的疏密表示磁场的强弱。,2.磁感线可以形象地描述磁场。,用铁屑模拟磁体的磁场,3.磁感线是闭合曲线磁体外部：从N极到S极，磁体内部：从S极到N极,五、几种电流的磁场,1.直线电流的磁场,安培定则（右手螺旋定则）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。,从箭尾看,从箭头看,2.环形电流的磁场,2.环形电流周围的磁场,安培定则,N,安培定则（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的磁感线的方向。,3.通电螺线管的磁场,安培定则（右手螺旋定则）让右手弯曲的四指与电流的环绕方向一致，伸直的拇指所指的方向就是通电螺线管内部磁感线的方向。,1.