高中物理新课标人教版选修3-1第三章《磁场》PPT课件

1、高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 新课标人教版课件系列 高中物理 选修选修1-11-1 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 、远洋航海、远洋航海 （1）我国的远洋探险 （2）欧洲人的远洋探险 （3）远洋航海的伟大意义 、磁场、磁场 （1）磁体在空间产生磁场。 （

2、2）磁感线 （3）磁性的地球 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 最早的磁性指向器最早的磁性指向器它由青铀盘和磁石琢磨的勺组成，磁勺头为磁性的北它由青铀盘和磁石琢磨的勺组成，磁勺头为磁性的北 极，尾为南极。磁勺放置在地盘中心，受地磁作用，勺尾指向南方。极，尾为南极。磁勺放置在地盘中心，受地磁作用，勺尾指向南方。 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 新课标高中物理选修11 第二章 磁场磁场 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章

3、磁场PPTPPT课件课件 1 1、郑和下西洋：郑和下西洋： 我国是最早在航海上使用指南针的国家，导航时兼我国是最早在航海上使用指南针的国家，导航时兼 用用罗盘罗盘和和观星观星 ，二者相互补充，相互修正。，二者相互补充，相互修正。 用罗盘指引航向，探索航道，将船只航向的变动与用罗盘指引航向，探索航道，将船只航向的变动与 指南针指向指南针指向的变动的关系总结出来，画出的航线在古代的变动的关系总结出来，画出的航线在古代 称为称为针路针路或或针径针径。 1405140514331433年间，郑和先后年间，郑和先后7 7次下西洋。他率领当次下西洋。他率领当 时世界上最强大的船队，先后到达了亚洲、非洲的三

4、十时世界上最强大的船队，先后到达了亚洲、非洲的三十 几个国家。是世界航海史上伟大的壮举。几个国家。是世界航海史上伟大的壮举。 郑和下西洋，郑和下西洋，不但是中国海上探险事业的巨大成不但是中国海上探险事业的巨大成 就，也是世界地理发现史上的光辉纪录。就，也是世界地理发现史上的光辉纪录。 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 2 2、欧洲人的远洋探险：欧洲人的远洋探险： 在宋、元两代，我国发明的指南针传到了欧洲和亚洲的许在宋、元两代，我国发明的指南针传到了欧洲和亚洲的许 多国家，使得近代欧洲的远洋探险成为可能。多国家，使得近代欧洲的远

5、洋探险成为可能。 意大利航海家哥伦布（约意大利航海家哥伦布（约1451150614511506 ）进行了）进行了远洋探险，远洋探险，在在 这次航行中，观察到了这次航行中，观察到了磁偏角磁偏角 。 葡萄牙葡萄牙航海家麦哲伦（约航海家麦哲伦（约1480152114801521 ）也进行了）也进行了远洋探远洋探 险险，用了三年时间，用了三年时间完成了举世闻名的环球航行。完成了举世闻名的环球航行。 所有这些远洋航行的成功，离不开磁学知识的最初应用所有这些远洋航行的成功，离不开磁学知识的最初应用 指南针。指南针。 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPP

6、T课件课件 二、磁场二、磁场对比电场学习对比电场学习 1、磁场：、磁场：磁体周围存在磁场磁体周围存在磁场 2、磁场的、磁场的基本性质基本性质：对磁体有力的作用对磁体有力的作用 磁体上磁性最强的部分叫磁体上磁性最强的部分叫磁极磁极， 同名磁极同名磁极相斥相斥 ，异名磁极，异名磁极相吸相吸 。 3、作用过程：、作用过程：通过磁场实现通过磁场实现。磁体是通过。磁体是通过磁场磁场 对铁对铁 一类物质发生作用的，磁场和电场一样，是一类物质发生作用的，磁场和电场一样，是物质物质 存在的另一种形式，是客观存在存在的另一种形式，是客观存在 4、磁场的方向：、磁场的方向：规定小磁针北极规定小磁针北极 受力的方向

7、，也即小磁针静止时北受力的方向，也即小磁针静止时北 极所指的方向，极所指的方向，就是那一点的磁场就是那一点的磁场 方向方向 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 5、磁感线：、磁感线： （1）定义：在磁场中画出一些有方向的曲线）定义：在磁场中画出一些有方向的曲线,在这些在这些 曲线上，每一点的曲线上，每一点的切线切线方向，都跟该点的方向，都跟该点的磁场方磁场方 向向相同。这样的曲线叫磁感线相同。这样的曲线叫磁感线 磁感线的磁感线的疏密疏密 表示磁场强弱。表示磁场强弱。 (2)目的目的：为形象地描述磁场而人为引入的：为形象地描述磁场

8、而人为引入的假想曲线假想曲线 (3)特点：特点： a.磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向 b.磁感线的疏密可以反映磁场的强弱磁感线的疏密可以反映磁场的强弱 c. 磁感线是封闭曲线磁感线是封闭曲线 d. 任何两条磁感线都不相交任何两条磁感线都不相交 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 （4）模拟）模拟磁感线：实验中常用铁屑在磁场中被磁化磁感线：实验中常用铁屑在磁场中被磁化 的性质，来的性质，来模拟模拟磁感线的形状。磁感线的形状。条形磁体磁感线模拟条形磁体磁感线模拟 图图1 高中物理新课标人

9、教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 （4）模拟）模拟磁感线：实验中常用铁屑在磁场中被磁化磁感线：实验中常用铁屑在磁场中被磁化 的性质，来的性质，来模拟模拟磁感线的形状。磁感线的形状。条形磁体磁感线模拟条形磁体磁感线模拟 图图2 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 （5）条形磁体和蹄形磁体的磁感线：）条形磁体和蹄形磁体的磁感线： 磁感线方向磁感线方向 外部：从外部：从N极到极到S极极，内部：从内部：从S极到极到N极极 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三

10、章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 磁感线与电场线的联系与区别磁感线与电场线的联系与区别 1 1、磁场的方向：、磁场的方向：规定规定小磁针小磁针北极北极 受力的方向受力的方向（或小磁针静止时（或小磁针静止时 北极所指的方向）北极所指的方向） 2 2、磁感线、磁感线 （1 1）为形象描述磁场而）为形象描述磁场而假想假想的曲的曲 线，实际不存在线，实际不存在 （2 2）疏密表示强弱，切线疏密表示强弱，切线方向表方向表 示磁场方向示磁场方向 （3 3）磁铁）磁铁外部从外部从N N极到极到S S极极，内部，内部 从从S S极到极到N N极，形成闭合曲线极，形成闭合曲线 （4 4）不相交）不相交 1

11、1、电场的方向：、电场的方向：规定正电荷规定正电荷所所 受电场力的方向受电场力的方向 2 2、电场线、电场线 （1 1）为形象描述电场而）为形象描述电场而假想假想 的曲线，实际不存在的曲线，实际不存在 （2 2）疏密表示强弱疏密表示强弱，切线切线方方 向表示电场方向向表示电场方向 （3 3）始于正电荷，终止于负始于正电荷，终止于负 电荷电荷的非闭合曲线的非闭合曲线 （4 4）不相交）不相交 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 三、地磁场：三、地磁场： 1、定义：、定义：地球是个磁体，具有磁场，叫地磁场。地球是个磁体，具有磁场，叫

12、地磁场。 地磁场的分布大致上就像一个地磁场的分布大致上就像一个条形磁体条形磁体 各地磁感线近似平行地面各地磁感线近似平行地面 2、磁偏角：、磁偏角： （1）地球的地理南北极与地磁场的南北相反）地球的地理南北极与地磁场的南北相反 （2）地球的地理两极与地磁场的两极并不重合，磁地球的地理两极与地磁场的两极并不重合，磁 针并非准确地指南或指北，有个夹角，针并非准确地指南或指北，有个夹角，叫地磁偏叫地磁偏 角角，简称磁偏角，简称磁偏角 3、地磁场的磁感线分布图：见上图、地磁场的磁感线分布图：见上图 4、说明：宇宙中的许多、说明：宇宙中的许多天体天体 都具有磁场。月球也有都具有磁场。月球也有磁场磁场。但

13、。但 月球不象地球那样有一个月球不象地球那样有一个全球性全球性 的磁场。火星也没有的磁场。火星也没有全球性全球性 的磁场，所以火星上的磁场，所以火星上指南针指南针不起作用。不起作用。 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 地磁场的地磁场的 分布大致分布大致 上就像一上就像一 个条形个条形 磁磁 体。体。 各地磁感各地磁感 线近似平线近似平 行地面行地面 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁

14、场PPTPPT课件课件 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 小结小结 一、磁场一、磁场 1、磁场：、磁场：磁体周围存在磁场。磁体周围存在磁场。类似电场。类似电场。 2、磁场的、磁场的基本性质基本性质：对磁体有力的作用。对磁体有力的作用。 同名磁极同名磁极相斥相斥 ，异名磁极，异名磁极相吸相吸 。 3、作用过程：、作用过程：通过磁场实现通过磁场实现。 4、磁场的方向：、磁场的方向：规定小磁针北极受力的方向，规定小磁针北极受力的方向

15、，也即小磁也即小磁 针静止时北极所指的方向，针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向就是那一点的磁场方向 二、磁感线：二、磁感线： 1、作用、作用：形象地描述磁场。：形象地描述磁场。 切线切线方向表示方向表示磁场方向；疏密磁场方向；疏密 表示磁场强弱。表示磁场强弱。 2、磁感线方向：、磁感线方向： 外部：从外部：从N极到极到S极极，内部：从，内部：从S极到极到N极极 3、特点：、特点：不相交、不中断闭合曲线不相交、不中断闭合曲线 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 小结小结 4、 模拟模拟磁感线：实验中常用铁屑在磁场中被磁化

16、的性磁感线：实验中常用铁屑在磁场中被磁化的性 质，来质，来模拟模拟磁感线的形状。磁感线的形状。 5、条形磁体和蹄形磁体的磁感线形状条形磁体和蹄形磁体的磁感线形状。 注意：内部：从注意：内部：从S极到极到N极极 6、磁感线与电场线的联系与区别磁感线与电场线的联系与区别 三、地磁场三、地磁场 1、 地磁场的分布大致上就像一个地磁场的分布大致上就像一个条形条形 磁体。磁体。 南北极相反。南北极相反。各地磁感线近似平行地面各地磁感线近似平行地面 2、磁偏角：、磁偏角：地理两极与地磁场的两极并不重合，有个地理两极与地磁场的两极并不重合，有个 夹角，夹角，叫地磁偏叫地磁偏 角角。 3、说明：许多、说明：许

17、多天体天体 都具有磁场。月球也有都具有磁场。月球也有磁场磁场。火星。火星 没有没有全球性全球性 的磁场，所以火星上的磁场，所以火星上指南针指南针不起作用。不起作用。 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 课堂练习和课外作业课堂练习和课外作业 课堂练习：课堂练习： P P28 28 问题与练习 问题与练习 1 1、2 2、3 3、4 4，探索者，探索者 课外作业课外作业： P P28 28 问题与练习 问题与练习 作业本作业本 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 1

18、1分别用字母在图中空白处标出磁体的南北极分别用字母在图中空白处标出磁体的南北极 2 2确定磁场方向的方法是：将一不受外力的确定磁场方向的方法是：将一不受外力的 放入磁场中需测定的位置，当小磁针在该位置静止放入磁场中需测定的位置，当小磁针在该位置静止 时，小磁针时，小磁针N N极的指向即为该点的磁场方向极的指向即为该点的磁场方向 3 3小磁针的指南指北性表明地球是一个小磁针的指南指北性表明地球是一个 小磁针小磁针 大磁体大磁体 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 4 4地理的地理的 是地磁的北南极。指南针并不是地磁的北南极。指南针

19、并不 指向地球的正南正北，其间有一个交角叫指向地球的正南正北，其间有一个交角叫 。在地球两极附近，地磁场的磁感应强度。在地球两极附近，地磁场的磁感应强度 约为约为5 51010-5 -5T T，而永久磁铁两极附近的磁感应强 ，而永久磁铁两极附近的磁感应强 度约为度约为0.5T.0.5T.地磁场是非常弱的。地磁场是非常弱的。 5 5关于磁感线的下列说法中，正确的是（关于磁感线的下列说法中，正确的是（ ） 磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲线磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲线 磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场 的方向相同的方向相同 磁铁的磁感线从磁

20、铁的北极出发，终止于磁磁铁的磁感线从磁铁的北极出发，终止于磁 铁的南极铁的南极 磁感线有可能出现相交的情况磁感线有可能出现相交的情况 南北极南北极 磁偏角磁偏角 B 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 6 6下列情况可以肯定钢针没有磁性的是（下列情况可以肯定钢针没有磁性的是（ ） 将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互吸引，将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互吸引， 再将钢针的另一端接近磁体的南极，则两者相互再将钢针的另一端接近磁体的南极，则两者相互 排斥排斥 将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互吸引，将钢针的一端接近磁体的北极，

21、两者相互吸引， 再将钢针的另一端接近磁体的北极，则两者相互再将钢针的另一端接近磁体的北极，则两者相互 排斥排斥 将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互排斥，将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互排斥， 再将钢针的另一端接近磁体的北极，则两者相互再将钢针的另一端接近磁体的北极，则两者相互 吸引吸引, , 将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互吸引，将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互吸引， 再将钢针的另一端接近磁体的北极再将钢针的另一端接近磁体的北极 , ,则两者相互则两者相互 吸引吸引 D 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 7 7、

22、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（ ） 磁极间的相互作用是通过磁场发生的磁极间的相互作用是通过磁场发生的 磁场和电场一样也是客观存在的的物质磁场和电场一样也是客观存在的的物质 磁感线是实际存在的线，可由实验得到磁感线是实际存在的线，可由实验得到 磁感线类似于电场线，它总是从磁体的磁感线类似于电场线，它总是从磁体的 极出发终止于极出发终止于 AB 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 1.我们的祖先发明指南针，对世界文明产生重大影响。我们的祖先发明指南针，对世界文明产生重大影响。 2.现代人好比被现代人好比被“磁海磁海”包围。包

23、围。 3.生物磁性的研究为人类开辟了崭新的视野。生物磁性的研究为人类开辟了崭新的视野。 地理的南北极与地磁的地理的南北极与地磁的N、S极相反。极相反。 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 使不具有磁性的物质具有磁性的过程叫磁化。使不具有磁性的物质具有磁性的过程叫磁化。 任何物质在外磁场中都能或多或少地被磁化。任何物质在外磁场中都能或多或少地被磁化。 磁化后磁性很强的物质叫磁性材料，又称为铁磁性物质磁化后磁性很强的物质叫磁性材料，又称为铁磁性物质 软磁性物质：磁化后容易去磁的物质称软磁性物质。软磁性物质：磁化后容易去磁的物质称软磁

24、性物质。 。 硬磁性物质：磁化后不易去磁的物质称硬磁性物质。硬磁性物质：磁化后不易去磁的物质称硬磁性物质。 。 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 软磁性材料的剩磁弱，容易去磁，适用于需要反复磁化的场合。软磁性材料的剩磁弱，容易去磁，适用于需要反复磁化的场合。 硬磁性材料的剩磁强，不易去磁，适用于制成永磁体。硬磁性材料的剩磁强，不易去磁，适用于制成永磁体。 以下物品，应用哪种材料制成？以下物品，应用哪种材料制成？ 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 磁感线与电场线

25、的联系与区别磁感线与电场线的联系与区别 电场线电场线磁感线磁感线 1电场线从电场线从 出发，出发， 终止于终止于，电场线是，电场线是 的曲线，正、负电荷可单独的曲线，正、负电荷可单独 存在存在 1在磁体内部，磁感线是从在磁体内部，磁感线是从 极指向极指向 极，外部是从极，外部是从 出发从出发从进去，磁感线是进去，磁感线是 的曲线，、极是不可分割的的曲线，、极是不可分割的 2 电荷在电场中某点受电荷在电场中某点受 到电场力的方向与该点的到电场力的方向与该点的 方向一致，也与该点所在电方向一致，也与该点所在电 场线的场线的 方向一致方向一致 2小磁针在磁场中静止时小磁针在磁场中静止时 极的指向或极

26、的指向或 极的受力方极的受力方 向与该点的向与该点的 方向一致，也方向一致，也 与该点所在磁感线的与该点所在磁感线的方向方向 致致 3电场中任何两条电场线都电场中任何两条电场线都 相交相交 3磁场中任何两条磁感线都磁场中任何两条磁感线都 相交相交 4电场线的疏密表示电场的电场线的疏密表示电场的 4磁场线的疏密表示磁场的磁场线的疏密表示磁场的 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 知识与能力知识与能力 、电流的磁效应 （）直线电流：

27、安培定则：右手握住导线，伸 直的拇指的方向代表电流的方向，那么弯曲的四 指所指的方向就是磁感线的环绕方向 （）环形电流：右手握住环形导线,弯曲的四 指所指的方向代表电流的方向，拇指所指的方向 就是圆环中心周线上的磁感线的方向 （）螺线管：右手握住螺线管，弯曲的四指所 指的方向代表电流的方向，拇指所指的方向就是 螺线管内部磁感线的方向 实验仪器：实验仪器： 直导线、硬纸板、细铁屑、直流电源 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 高中

28、物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 电磁起重机 电磁起重机可以产生强大的磁性，来回搬运 物品. 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 带电体和磁体有一些相似的性 质，这些相似是一种巧合呢？ 还是它们之间存在着某些联系 呢？ 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 科学家们基于这种想法，一次又一次地寻找 电与磁的联系. 1820年丹麦物理学家奥斯特奥斯特终于用实验证实 通电导体的周围存在着磁场.这一重大发现轰

29、动了科学界，使电磁学进入一个新的发展时 期 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 丹麦物理学家奥斯特发 现的电流磁效应，是科 学史上的重大发现 揭开了物理学史上的一 个新纪元 奥斯特不只是一位著名 的物理学家，还是一位 优秀的教师他的讲课 有表演，有分析他非 常重视实验，他说过 “我不喜欢那种没有实 验的枯燥的讲课，因为 归根到底，所有的科学 进展都是从实验开始 的 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 将直导线与小磁针平行并放在小磁 针的上方和下方. 观察（点击观看

30、实验视频） 1当直导线通电时产生什么现 象 2断电后发生什么现象 3改变通电电流的方向后发生什 么现象 . 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 通电时小磁针发生偏转； 断电时小磁针转回到指南北的方向； 说明： 通电导线周围存在磁场 通电电流方向相反，小磁针偏转方向也相 反 说明：磁场方向与电流方向有关 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 现象：导线通电，周围小磁针发生偏转；通 电电流方向改变，小磁针偏转方向相反 规律：通电导线周围存在磁场；磁场方向与 电流方向有关

31、 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 1. 单单 个个 环环 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 观察铁屑的分布和小磁针的指向在板上均匀撒 满铁屑在螺线管两端各放一个小磁针，通电后观 察小磁针的指向轻轻敲板，观察铁屑的排 列改变电流方向再观察一次 实验演示 在板上均匀撒满铁屑，通电后轻轻敲板，观察铁 屑的排列 实验演示 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版

32、选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 通电前小磁针如何指向，通电后发生什么现 象？ 原来小磁针指南北，通电后磁针偏转 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 改变通电方向，小磁针的指向有什么不同， 说明什么？ 小磁针指向相反，说明通电螺线管两端的极 性与通电电流有关. 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 通电后，轻轻敲板，铁屑为什么会产生规则 排列？铁屑的排列与什么现象一样？ 铁屑磁化变成“小磁针”，轻敲使铁屑可自 由转动使铁屑按磁场进行排列其排列

33、与 条形磁体的排列相同，通电螺线管相当于条 形磁体 用右手握螺线管，让用右手握螺线管，让 四指弯向螺线管电流四指弯向螺线管电流 的方向，则大拇指所的方向，则大拇指所 指的那端就是螺线指的那端就是螺线管管 的北极的北极 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 注意：内部磁场的方向：从注意：内部磁场的方向：从S S极指向极指向N N极，外部磁极，外部磁 场场N N极指向极指向S S极。极。 通电螺线管外部磁场与条形磁体类似。通电螺线管外部磁场与条形磁体类似。 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁

34、场PPTPPT课件课件 在通电螺线管内部有一点A,通过A点的磁感线 方向一定是 （ ） A从螺线管的N极指向S极 B放在该点的小磁针北极受力的方向 C从螺线管的S极指向N极 D放在该点的小磁针的南极受力的方向 B C 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 返回 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 返回 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 奥奥 斯斯 特特 实实 验验 返回 高中物理新课标人教版选修高中

35、物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 知识能力知识能力 1、安培力：通电导体在磁场中受到力的作用 、磁感应强度-磁场的强弱 、安培力的方向：左手定则：伸开左手使拇指 跟其余四指垂直并且都跟手掌在同一个平面内， 让磁感线穿入手心并使四指指向电流的方向那 么拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方 向。 、电动机原理 实验仪器：实验仪器： 三块相同的蹄形磁铁、一根直导线、直流电源、 支架 通电导线在通电导线在 磁场中受的力通常称为安培力。磁场中受的力通常称为安培

36、力。 F F= =BILBIL 适用条件：适用条件：1 1）匀强磁场）匀强磁场 2 2）导线与磁场垂直）导线与磁场垂直 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 3 3）当）当I I与与B B有夹角有夹角 时，时， F F= =BILBIL sinsin （将（将B B分解成分解成B B 和 和B B ，其中 ，其中 F=BF=B IL=BILsin IL=BILsin） B I B I B I 1 1）当）当I I B B， F F= =BILBIL 2 2）当）当I I / / B B， F F=0=0 高中物理新课标人教版选修高

37、中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 下面请两个同学上来，下面请两个同学上来， 先述说自己的实验方案，先述说自己的实验方案， 再进行探究，并对实验再进行探究，并对实验 现象进行小结现象进行小结 既跟磁场方向垂直，又既跟磁场方向垂直，又 跟电流方向垂直，即安跟电流方向垂直，即安 培力的方向总是垂直于培力的方向总是垂直于 磁感线和通电导线所在磁感线和通电导线所在 的平面的平面 l安培力的方向：安培力的方向： 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-

38、13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 例：左手定则运用例：左手定则运用 I B B 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 例例4：将长度为：将长度为20cm、通有、通有0.1A电流的直导线电流的直导线 放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所 示，已知磁感应强度为示，已知磁感应强度为1T。试求出下列图中导。试求出下列图中导 线受安培力的大小。线受安培力的大小。 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 上课时我们观察了电

39、动机的工上课时我们观察了电动机的工 作，当电流方向发生变化时线作，当电流方向发生变化时线 圈转动方向发生变化，现在我圈转动方向发生变化，现在我 们学习了左手定则，能否解释们学习了左手定则，能否解释 以上现象呢？以上现象呢？ 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 抢答（每小题抢答（每小题10分，共分，共5题）：题）： 线圈的转动是怎样产生的？线圈的转动是怎样产生的？ 线圈为什么不一直转下去？线圈为什么不一直转下去？ 答：线圈转动是因

40、为它受到安培力的作用答：线圈转动是因为它受到安培力的作用 答：当线圈受力平衡时，将不再转动答：当线圈受力平衡时，将不再转动 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 为什么指针偏转角度的大小可以说明被为什么指针偏转角度的大小可以说明被 测电流的强弱？测电流的强弱？ 答：螺旋弹簧变形，反抗线圈转动。电流答：螺旋弹簧变形，反抗线圈转动。电流 越大安培力越大，螺旋弹簧的形变也就越越大安培力越大，螺旋弹簧的形变也就越 大，所以，从线圈偏转的角度就能判断通大，所以，从线圈偏转的角度就能判断通 过电流的大小过电流的大小 高中物理新课标人教版选修高

41、中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 如何根据指针偏转的方向来确定电路上如何根据指针偏转的方向来确定电路上 电流的方向？电流的方向？ 答：电流方向改变，安培力的方向也随之答：电流方向改变，安培力的方向也随之 改变，指针的偏转方向也随着改变，故根改变，指针的偏转方向也随着改变，故根 据指针的偏转方向能判断被测电流的方向据指针的偏转方向能判断被测电流的方向 使用时要特别注意什么？使用时要特别注意什么？ 答：所通电流不能太大答：所通电流不能太大 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 1 1、安培力的

42、大小：、安培力的大小： 2 2、安培力的方向、安培力的方向左手定则左手定则 3 3、电流表的工作原理、电流表的工作原理 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 知训与能力知训与能力 、洛仑兹力 （1）洛仑兹力：磁场对运动电荷力的作用 （2）洛仑兹力和安培力是微观和宏观的关系 、洛仑兹力的方向的判断 、电子束的磁偏转 1、磁场的强弱和电子的速度都能影响圆的半径 、显像管的工作原理 实验仪器：实验仪器： 安装一个阴极、一个阳极的真空玻璃

43、管、高压电 源、磁铁 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 B 电量为电量为 q 电荷在磁场中受到的洛电荷在磁场中受到的洛 仑兹力：仑兹力： v Bvqf L 大小大小: Bvfq L /, 0 Bvfq L )/(, 0 L f B L f 1.1.洛仑兹力洛仑兹力 一、磁场对运动电荷的作用一、磁场对运动电荷的作用洛仑兹力洛仑兹力 sinqvBf L 方向方向: 垂直由垂直由 和和 构成的平面。构成的平面。 L f v B q B v q v q 洛仑兹力不对运动电荷作功，洛仑兹力不对运动电荷作功， 它只改变带电粒子的运动方向，

44、它只改变带电粒子的运动方向， 并不改变带电粒子的速率和动能。并不改变带电粒子的速率和动能。 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 以速度以速度 v v 置入一带电量置入一带电量 为为 q 的粒子，粒子受到电场的粒子，粒子受到电场 和磁场的共同作用。和磁场的共同作用。 + + + - - - E E 速度选择器速度选择器 F Fe f fL B B 当粒子速度较小时，电场力大于洛伦兹力，粒子向当粒子速度较小时，电场力大于洛伦兹力，粒子向 左偏转被左极板吸收。左偏转被左极板吸收。 4.4.带电粒子在磁场和电场中的运动带电粒子在磁场和电

45、场中的运动 (1)质谱仪的工作原理质谱仪的工作原理 1. .质谱仪质谱仪 当粒子速度较大时，电场力小于洛伦兹力，粒子向当粒子速度较大时，电场力小于洛伦兹力，粒子向 右偏转被右极板吸收。右偏转被右极板吸收。 当粒子速度满足电场力等于洛伦兹力时，当粒子速度满足电场力等于洛伦兹力时， , Le fF ,qvBqE B E v 粒子竖直向下运动穿过狭缝进入下方磁场粒子竖直向下运动穿过狭缝进入下方磁场 B B； 通过调整通过调整 E E 和和 B B 可可 选择粒子速选择粒子速 度。度。 v 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 R B B

46、 + + + - - - v v E E 速度选择器速度选择器 F Fef fL B B qB mv R 质量大的同位素粒子，轨道半径大，质量小的同位素粒质量大的同位素粒子，轨道半径大，质量小的同位素粒 子，轨道半径小。不同质量的粒子在胶片屏上留下不同子，轨道半径小。不同质量的粒子在胶片屏上留下不同 的质谱线。的质谱线。 在在 B B 中作圆周运动的轨道半中作圆周运动的轨道半 径为：径为： 根据质谱线的位置，可推出同位素的质量。根据质谱线的位置，可推出同位素的质量。 (2)同位素同位素 有相同的质子数和电子数，有相同的质子数和电子数， 但中子数不同的元素。它们的但中子数不同的元素。它们的 化学

47、性质相同，无法用化学的化学性质相同，无法用化学的 方向将它们分离开。方向将它们分离开。 qB mv R由由 知知:质谱线：质谱线： 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 其结构为金属双其结构为金属双 D 形盒，在形盒，在 其上加有磁场和交变的电场。其上加有磁场和交变的电场。 2. .回旋加速器回旋加速器 由于金属具有静电屏蔽作用，由于金属具有静电屏蔽作用， 带电粒子在磁场的作用下作带电粒子在磁场的作用下作 圆周运动，进入缝隙后，电圆周运动，进入缝隙后，电 场极性变换，粒子被反向加场极性变换，粒子被反向加 速，进入右半盒，由于速度速

48、，进入右半盒，由于速度 增加，轨道半径也增加。然增加，轨道半径也增加。然 后又穿过缝隙，电场极性又后又穿过缝隙，电场极性又 变换，粒子不断地被加速。变换，粒子不断地被加速。 将一粒子置于双将一粒子置于双 D形盒形盒 的缝隙处，在电场的作用的缝隙处，在电场的作用 下，进入左半盒下，进入左半盒。 B B B B 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 (1)原因原因: 是由于运动电荷在磁场中受是由于运动电荷在磁场中受 洛伦兹力的结果。洛伦兹力的结果。 载流导体的宽为载流导体的宽为 b，厚为厚为 d。通有电流。通有电流 I 。 1879年

49、霍耳发现，把一载流导体放在磁场中，如果磁场方向与年霍耳发现，把一载流导体放在磁场中，如果磁场方向与 电流方向垂直，则在与磁场和电流二者垂直的方向上出现横向电势电流方向垂直，则在与磁场和电流二者垂直的方向上出现横向电势 差，这一现象称之为霍耳现象。差，这一现象称之为霍耳现象。 I b d VH q 3. .霍尔效应霍尔效应 以载流子是正电荷为例以载流子是正电荷为例, B L f v e F E nq R H 1 为霍尔系数。为霍尔系数。 d IB RV HH 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 B 描写电流元在磁场中受安培力的规律

50、。描写电流元在磁场中受安培力的规律。 大小：大小： lId sinIdlBdF 用矢量式表示：用矢量式表示： BlIdFd Fd lId B Fd 二、磁场对电流的作用二、磁场对电流的作用 1.1.安培定律安培定律 1. .内容内容 安培定律：安培定律：一个电流元在磁场中所受磁场力为电流一个电流元在磁场中所受磁场力为电流 元元 与磁感应强度与磁感应强度 的矢量积。的矢量积。 lId B 方向：方向：从从 右旋到右旋到 ，大拇指指向，大拇指指向lId B 垂直由垂直由 和和 构成的平面。构成的平面。Fd lId B 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场

51、PPTPPT课件课件 计算一段电流在磁场中受到的安计算一段电流在磁场中受到的安 培力时，应先将其分割成无限多培力时，应先将其分割成无限多 电流元，将所有电流元受到的安电流元，将所有电流元受到的安 培力矢量求和培力矢量求和-矢量积分。矢量积分。 FdF BlId lId B 均匀磁场中曲线电流受均匀磁场中曲线电流受 的安培力，等于从起点到终的安培力，等于从起点到终 点的直线电流所受的安培力。点的直线电流所受的安培力。 b a FdF b a BlId Bl dI b a )( 由于由于 ，Lld b a ,BLIF sinILBF a b I 2. .一段电流在磁场中受力一段电流在磁场中受力 3

52、. .均匀磁场中曲线电流受力均匀磁场中曲线电流受力 L B BlIdFd 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 例例1：在无限长载流直导线在无限长载流直导线 I I1 旁，平行放置旁，平行放置 另一长为另一长为L的载流直导线的载流直导线 I I2 ,两根导线相距两根导线相距 为为 a，求导线，求导线 I I2所受到的安培力。所受到的安培力。 L a 1 I 2 I 解：解：由于电流由于电流 I I2 上各点到电流上各点到电流 I I1 距离相距离相 同，同，I I2 各点处的各点处的 B B 相同，相同， F 1 B I2 受到的

53、安培力方向如图所示，受到的安培力方向如图所示， sin 12LB IF 其中其中 , 2 10 1 a I B 2 sin 12LB IF 2 sin 2 10 2 a I LI a LII 2 210 I I2 受到受到 I I1 的引力。的引力。 同理同理 I1 也受到也受到 I I2 的引力。的引力。 安培力大小：安培力大小： 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 例例2：在无限长载流直导线在无限长载流直导线 I1 旁，垂直放旁，垂直放 置另一长为置另一长为 L 的载流直导线的载流直导线 I2 , I2 导线导线 左端距左端

54、距 I1 为为 a，求导线，求导线 I2 所受到的安培所受到的安培 力。力。 解：解： La 1 I 2 I 建立坐标系建立坐标系,坐标原点选在坐标原点选在 I1上，上， ox x Fd dx 1 B 电流元受安培力大小为：电流元受安培力大小为： sin 12dxB IdF 其中其中 , 2 10 1 x I B 2 dFF dxBI La a2 sin 12 La ax dxI I 2 10 2 a LaII ln 2 210 分割电流元，分割电流元， 长度为长度为 dx , , 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 例例3：在

55、均匀磁场中，放置一半圆形在均匀磁场中，放置一半圆形 半径为半径为 R 通有电流为通有电流为 I 的载流导线，的载流导线， 求载流导线所受的安培力。求载流导线所受的安培力。 解：解：由均匀磁场中曲线电流受力的结论：半圆形电流由均匀磁场中曲线电流受力的结论：半圆形电流 受到的安培力相当于沿直径电流受到的安培；受到的安培力相当于沿直径电流受到的安培； 2 sinILBF RIB2 R o B I F 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 将平面载流线圈放入均匀磁场中，将平面载流线圈放入均匀磁场中， 电磁系列电表指针转动：在永久磁铁电磁系

56、列电表指针转动：在永久磁铁 的两极之间的空气隙内放一个可绕固定轴的两极之间的空气隙内放一个可绕固定轴 转动的线圈，载流线圈在磁场中受力矩的转动的线圈，载流线圈在磁场中受力矩的 结果。结果。 1 l 2 l o o a b c d I B n 2.2.磁场对载流线圈的作用磁场对载流线圈的作用 1. .载流线圈在磁场中受到的力矩载流线圈在磁场中受到的力矩 规定：规定：与电流满足右手定则的法线方向为正向。与电流满足右手定则的法线方向为正向。 da边受到安培力边受到安培力:) 2 sin( 2 BIlF da bc边受到安培力边受到安培力:) 2 sin( 2 BIlF bc bc F da F F

57、Fda 与与 F Fbc大小相等方向相反，作用在一条直线上，相互抵消。大小相等方向相反，作用在一条直线上，相互抵消。 cos 2B Il cos 2B Il 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 ab F cd F ab边受到安培力边受到安培力: 2 sin 1 BIlF ab cd边受到安培力边受到安培力: 2 sin 1 BIlF cd Fab与与Fcd大小相等方向相反，不在大小相等方向相反，不在 一条直线上，不能抵消，为一对力偶，一条直线上，不能抵消，为一对力偶， 产生力矩。产生力矩。 1 l 2 l o o a b c d

58、 I B n bc F da F 作俯视图作俯视图, sin 2 2 l ab F cd F )(ba )(cd I 2 l n B o sin 2 2 2 l FM ab sin 21 BlIl 线圈受到的力矩大小为：线圈受到的力矩大小为： sin 2 2 2 1 l BIl 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-13-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 如果为如果为N匝平面线圈：匝平面线圈： sin 21 BlNIlM sinNISB S 闭合电流所包围的面积！闭合电流所包围的面积！ 大小：大小：NISP m 单位：单位：安培安培米米2 方向方向:线圈正法线方向；线圈

59、正法线方向； nNISP m 定义：定义：磁矩磁矩 法线方向的单位矢量。法线方向的单位矢量。n sinBP m 考虑方向：考虑方向：BPM m sinNISBM 力矩方向为：力矩方向为：四指从四指从 右旋右旋 到到 ，大拇指指向。大拇指指向。 m P B 上述结论具有普遍上述结论具有普遍 意义意义（也适用于带电（也适用于带电 粒子沿任意闭合回路粒子沿任意闭合回路 的运动或自旋磁矩在的运动或自旋磁矩在 磁场中受的力矩）磁场中受的力矩） 。 ab F cd F 1 l 2 l o o a b c d I B n bc F da F M m P 高中物理新课标人教版选修高中物理新课标人教版选修3-1

60、3-1第三章磁场第三章磁场PPTPPT课件课件 B B 1. . = 0 时，时， 线圈处于线圈处于稳定平衡态稳定平衡态。这时如果。这时如果 外界的扰动使线圈稍有偏离，磁场的外界的扰动使线圈稍有偏离，磁场的 力矩会使它回到平衡位置。力矩会使它回到平衡位置。 F m P o I F B B o I m P F F M 2. . = 90 时：时： 线圈受力矩最大。线圈受力矩最大。 3. . = 180 时：时： 线圈处于线圈处于非稳定平衡态非稳定平衡态。这时如。这时如 果外界的扰动使线圈稍有偏离，磁果外界的扰动使线圈稍有偏离，磁 场的力矩会使它继续偏转。场的力矩会使它继续偏转。 线圈受力矩为线圈