1.磁场、磁感线(上课课件)

1、 磁场磁场 生活中的磁与磁的应用生活中的磁与磁的应用 一一、磁场磁场、磁感线磁感线 最初发现的磁体是被称为最初发现的磁体是被称为 “天然磁石天然磁石”的矿物的矿物, ,其中含其中含 有铁有铁, ,能吸引其他物体能吸引其他物体, ,很像磁很像磁 铁铁. . 东汉王充在东汉王充在论衡论衡中写道：中写道： “司南之杓，投之于地，其柢指南司南之杓，投之于地，其柢指南” 上海磁悬浮列车专线西起上海地铁龙阳路站，东上海磁悬浮列车专线西起上海地铁龙阳路站，东 至浦东国际机场，列车平稳运行时，速度是至浦东国际机场，列车平稳运行时，速度是430430公里公里/ / 小时。这个速度超过了小时。这个速度超过了F F

2、1 1赛事的最高时速，车厢里上赛事的最高时速，车厢里上 下颠簸很小，左右摇摆得相对还大一些下颠簸很小，左右摇摆得相对还大一些. . 鸽子鸽子是利用地球磁场来是利用地球磁场来 识别飞行路线的。识别飞行路线的。 一、有关磁的几个问题一、有关磁的几个问题 1.1.磁性磁性-物体有吸引铁一类物质的性质物体有吸引铁一类物质的性质. . 2.2.磁体磁体-具有磁性的物体具有磁性的物体. . 3.3.磁极磁极-磁体上磁性最强的部分磁体上磁性最强的部分. . （北极：（北极：N N 南极南极S S）. . 同名磁极相斥，异名磁极相吸。同名磁极相斥，异名磁极相吸。 5.5.磁化磁化-将无磁性物质变为有磁性物质将

3、无磁性物质变为有磁性物质. . 4. 磁体磁体( (铁铁) )间相互作用的规律是什么？间相互作用的规律是什么？ 磁体磁体( (铁铁) )间的相互作用是不接触的。间的相互作用是不接触的。 电荷间的相互作用是通过电场传递的电荷间的相互作用是通过电场传递的. . 电场电场 电荷电荷Q Q1 1 电荷电荷Q Q2 2 类比类比: :磁体间的相互作用是通过磁场传递的！磁体间的相互作用是通过磁场传递的！ 磁场磁场 磁体磁体甲甲磁体磁体乙乙 【问题【问题1 1】: :磁体间是通过什么发生相互作用的磁体间是通过什么发生相互作用的? ? 回顾回顾: :电荷间是通过什么发生相互作用的电荷间是通过什么发生相互作用的

4、? ? 结论：结论：电流也能产生磁场电流也能产生磁场-电流的磁效应电流的磁效应. . 丹麦物理学家奥斯特丹麦物理学家奥斯特( (1777-1851).121777-1851).12岁开始在自家的药岁开始在自家的药 房里干活，同时坚持学习化学房里干活，同时坚持学习化学1717岁考取了哥本哈根大岁考取了哥本哈根大 学他一边当家庭教师，一边学习药物学、天文、数学、学他一边当家庭教师，一边学习药物学、天文、数学、 物理、化学等物理、化学等18061806年任哥本哈根大学物理学教授，年任哥本哈根大学物理学教授，18211821 年被选为英国皇家学会会员，年被选为英国皇家学会会员，18231823年被选为

5、法国科学院院年被选为法国科学院院 士，后来任丹麦皇家科学协会会长士，后来任丹麦皇家科学协会会长 【问题【问题2 2】是否只有磁体】是否只有磁体( (铁铁) )周围才存在磁场周围才存在磁场? ? 奥斯特实验奥斯特实验: : 1.1.磁场：磁场：磁体、电流产生磁场磁体、电流产生磁场. . 磁场是存在于磁体、电流周围的一种特殊物质磁场是存在于磁体、电流周围的一种特殊物质 2.2.磁场的基本特性：磁场的基本特性： 对放入其中的磁体、电流有磁场力的作用对放入其中的磁体、电流有磁场力的作用. . 3.3.磁极之间、磁体和电流之间、电流之间的相磁极之间、磁体和电流之间、电流之间的相 互作用都是通过磁场来传递

6、。互作用都是通过磁场来传递。 二、磁场二、磁场: : 磁体磁体 电流电流 电流电流 磁体磁体 磁场磁场 综上所述综上所述 磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导 体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发 生的生的 磁体和通电导线都能在周围空间产生（激磁体和通电导线都能在周围空间产生（激 发）磁场发）磁场 磁场的基本性质是对放在其中的磁体和电磁场的基本性质是对放在其中的磁体和电 流产生磁场力的作用流产生磁场力的作用 三、磁场方向三、磁场方向 演示：演示：在磁铁周围的不同点放入一些小磁针在磁铁周围的不同点放入一些小磁针, ,

7、小磁针的小磁针的 指向不同指向不同. . 说明磁场具有方向性说明磁场具有方向性. . 磁场的方向规定：磁场的方向规定：在磁场中的任一点，小磁针北极受在磁场中的任一点，小磁针北极受 力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向就是那一力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向就是那一 点的磁场方向。点的磁场方向。 四、磁感线：四、磁感线： 在磁场中画出一系列有方向的闭合曲线（从在磁场中画出一系列有方向的闭合曲线（从N N极出极出 来到来到S S极进去），且使曲线上每一点的切线方向表示该极进去），且使曲线上每一点的切线方向表示该 点的磁场方向。点的磁场方向。 如何形象的描述磁场的方向和强弱？如何形象的描

8、述磁场的方向和强弱？ b Ca 类比：类比：电场的描述电场的描述. . 为了形象地描述磁场而为了形象地描述磁场而假想假想的曲线，不是真的曲线，不是真 实的。实的。 磁感线是磁感线是闭合曲线闭合曲线，在磁体的外部磁感线是，在磁体的外部磁感线是 从北极出来进入磁铁的南极，在磁体的内部是从北极出来进入磁铁的南极，在磁体的内部是 从南极到北极。从南极到北极。 磁感线的磁感线的疏密表示磁场的强弱疏密表示磁场的强弱；磁感线上每；磁感线上每 一点的一点的切线方向即为该点的磁场的方向切线方向即为该点的磁场的方向。 即：即：小磁针静止时小磁针静止时N N极的指向极的指向. . 磁感线不能相交或相切。磁感线不能相

9、交或相切。 2 2、磁感线的特点、磁感线的特点 与电场线相同与电场线相同. . 与电场线不同与电场线不同. . 与电场线相似与电场线相似. . 与电场线相似与电场线相似. . 五、磁感线的分布五、磁感线的分布 磁极产生的磁感线磁极产生的磁感线 外部看：从外部看：从N N极到极到S S极，极， 内部看：从内部看：从S S极到极到N N极极. . 1.条形磁铁条形磁铁2.蹄形磁铁蹄形磁铁 3.3.直线电流的磁感线的分布直线电流的磁感线的分布 与电流方向的关系的判断：与电流方向的关系的判断： 用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电 流的方向一致，弯曲

10、的四指所指的方向就是磁感线的流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的 环绕方向环绕方向. . 磁感线的分布特征磁感线的分布特征: :以直线上各点为圆心的同心圆以直线上各点为圆心的同心圆. . -安培定则（右手螺旋定则）安培定则（右手螺旋定则） I I 剖剖面面图图 俯俯 视视 图图 4.4.环形电流的磁感线的分布环形电流的磁感线的分布 与电流方向的关系的判断安培定则：与电流方向的关系的判断安培定则： 让右手弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，让右手弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致， 伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线的磁伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线的磁 感线的

11、方向感线的方向 磁感线的分布特征：磁感线的分布特征： 围绕环形导线的闭合曲线围绕环形导线的闭合曲线. . 5.5.通电螺线管的磁感线的分布通电螺线管的磁感线的分布 与电流方向的关系的判断安培定则：与电流方向的关系的判断安培定则： 用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟 电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部 磁感线的方向（大拇指指向螺旋管北极）磁感线的方向（大拇指指向螺旋管北极） 磁感线的分布特征：磁感线的分布特征： 其外部的磁感线与条形磁体的磁感线相似，其外部的磁感线与条形磁体的磁感线相似，

12、内部的磁感线与螺线管的轴线平行内部的磁感线与螺线管的轴线平行. . 等效等效 六、地磁场六、地磁场 地球在周围空间产生的磁场称为地磁场地球在周围空间产生的磁场称为地磁场 地磁场分布规律如何？地磁场分布规律如何？ 地磁场是怎样产生的？地磁场是怎样产生的？ 地磁场有什么样作用？地磁场有什么样作用？ 地磁场的分布规律地磁场的分布规律 类似于条形磁铁类似于条形磁铁 地磁场是怎样产生的？地磁场是怎样产生的？ 地磁场有什么样作用？地磁场有什么样作用？ 有人认为是由于地球内部电磁流体的运动产生的有人认为是由于地球内部电磁流体的运动产生的. . 也有人认为是由于地球带电且不停自转引起的也有人认为是由于地球带电

13、且不停自转引起的. . （1 1）行军、航海）行军、航海 （2 2）地球生命的）地球生命的“保护伞保护伞”, ,地球的磁场对来地球的磁场对来 自太空的宇宙射线有很好的阻挡作用，对地球自太空的宇宙射线有很好的阻挡作用，对地球 上的生命有非常重要的意义上的生命有非常重要的意义 地磁场和太阳风地磁场和太阳风 地球周围空间有地磁场地球周围空间有地磁场,两极强两极强,中间弱。中间弱。 从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能 粒子流放出，称为宇宙射线。粒子流放出，称为宇宙射线。 地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向， 对宇宙射线起了一定的阻挡作用。对宇宙射线起