物理32磁现象和磁场磁感应强度基础知识讲解课件新人教版选修31

1、本章的重点内容是磁场、磁感线、磁感应强度、本章的重点内容是磁场、磁感线、磁感应强度、安培力、洛伦兹力的概念以及磁场对通电导线、运动电安培力、洛伦兹力的概念以及磁场对通电导线、运动电荷的作用；难点是安培力作用下物体的平衡和运动，带荷的作用；难点是安培力作用下物体的平衡和运动，带电粒子在匀强磁场以及复合场中的运动等问题电粒子在匀强磁场以及复合场中的运动等问题本章分析、推理和推导内容较多如：分析引出本章分析、推理和推导内容较多如：分析引出磁感应强度的概念；由安培力公式导出洛伦兹力公式；磁感应强度的概念；由安培力公式导出洛伦兹力公式；由洛伦兹力导出带电粒子在匀强磁场中的运动规律由洛伦兹力导出带电粒子在

2、匀强磁场中的运动规律等在这些分析推导过程中，运用的知识比较综合因等在这些分析推导过程中，运用的知识比较综合因此，除了掌握重点知识，突破难点知识，还要在学习过此，除了掌握重点知识，突破难点知识，还要在学习过程中提高自己的分析，推理和推导能力，发展综合运用程中提高自己的分析，推理和推导能力，发展综合运用知识的能力和提高抽象思维的能力知识的能力和提高抽象思维的能力本章高考的热点是安培力的应用和带电粒子在磁本章高考的热点是安培力的应用和带电粒子在磁场中的运动；在洛伦兹力的考查中，大多数试题是以带场中的运动；在洛伦兹力的考查中，大多数试题是以带电粒子在复合场中的运动为主电粒子在复合场中的运动为主 第一、

3、二节第一、二节磁现象和磁场磁感应强度磁现象和磁场磁感应强度学习目标：学习目标：1.知道磁场的概念，认识磁场是客观知道磁场的概念，认识磁场是客观存在的物质，了解磁现象及电流的磁效应存在的物质，了解磁现象及电流的磁效应2掌握地磁场的产生，理解地磁两极与地理两极掌握地磁场的产生，理解地磁两极与地理两极的关系的关系3理解掌握磁感应强度的大小、方向理解掌握磁感应强度的大小、方向4学会类比法，知道比值定义物理量的方法是常学会类比法，知道比值定义物理量的方法是常用的物理方法用的物理方法重点难点：重点难点：1.了解磁现象、磁场及电流的磁效了解磁现象、磁场及电流的磁效应应2地磁场中磁感线的分布地磁场中磁感线的分

4、布3磁感应强度概念的建立和计算磁感应强度概念的建立和计算易错问题：易错问题：磁感应强度的计算式磁感应强度的计算式bf/il中中f应是应是bi时的磁场力时的磁场力一、磁现象一、磁现象1天然磁石和人造磁铁都叫永磁体，它们都能吸天然磁石和人造磁铁都叫永磁体，它们都能吸引铁质物体，我们把这种性质叫做引铁质物体，我们把这种性质叫做2磁体上磁性最强的区域叫做磁极能够自由转磁体上磁性最强的区域叫做磁极能够自由转动的磁针，静止时指南的磁极叫做动的磁针，静止时指南的磁极叫做，又叫，又叫 s极，极，指北的磁极叫做指北的磁极叫做 ，又叫，又叫 n极极磁性磁性南极南极北极北极二、电流的磁效应二、电流的磁效应图图311

5、1奥斯特实验：奥斯特发现，电流能使磁针偏转，奥斯特实验：奥斯特发现，电流能使磁针偏转，如图如图311所示所示2不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这个现象称为电流的个现象称为电流的 磁效应磁效应三、磁场三、磁场电荷之间的相互作用是通过电荷之间的相互作用是通过发生的，磁体发生的，磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间以及通电导体与通电与磁体之间、磁体与通电导体之间以及通电导体与通电导体之间的相互作用，是通过导体之间的相互作用，是通过 发生的发生的电场电场磁场磁场四、地球的磁场四、地球的磁场1地球本身是一个大磁体，它的地球本身是一个大磁体，它的 n极位于极位于

6、 附近，附近，s极位于极位于 附近附近2地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针的地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针的指 向 与 南 北 方 向 有 一 个 夹 角 ， 这 个 夹 角 称 做指 向 与 南 北 方 向 有 一 个 夹 角 ， 这 个 夹 角 称 做 如图如图312所示所示南极南极地理的地理的地理的北极地理的北极磁偏角磁偏角图图312五、磁感应强度五、磁感应强度 1物理学中用物理学中用来描述磁场的强弱来描述磁场的强弱2放入磁场中的小磁针，在磁场中受力将会发生放入磁场中的小磁针，在磁场中受力将会发生转动当磁针静止时，转动当磁针静止时，极所指的方向规定为该点的极所指的方向规定为该

7、点的磁感应强度的方向，简称为磁场的方向磁感应强度的方向，简称为磁场的方向磁感应强度磁感应强度n3探究实验探究实验(1)如图如图313所示的实验装置，可以认为磁极间所示的实验装置，可以认为磁极间的磁场是的磁场是 的，直导线的方向与磁感应强度的方向的，直导线的方向与磁感应强度的方向 图图313垂直垂直均匀均匀(2)有电流通过时导线将摆动一个角度，观察摆动有电流通过时导线将摆动一个角度，观察摆动角度的大小可以比较角度的大小可以比较 的大小的大小(3)实验表明，通电导线与磁场方向垂直时，它受实验表明，通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小与导线的长度力的大小与导线的长度l，导线中的电流，导线中的电流i

8、成正比，用公成正比，用公式表示为式表示为f.磁场力磁场力ilb(4)磁感应强度的定义公式是磁感应强度的定义公式是b ，在国际单，在国际单位制中，磁感应强度的单位是位制中，磁感应强度的单位是，符号是，符号是t.1 t特斯拉特斯拉在北半球的上空在北半球的上空, ,地磁场的方向水平吗？地磁场的方向水平吗？【思考【思考提示】提示】不水平；向北偏下不水平；向北偏下一、对磁场、地磁场的认识一、对磁场、地磁场的认识1磁场磁场(1)磁场的基本特性：对处在它里面的磁极或电流磁场的基本特性：对处在它里面的磁极或电流有力的作用有力的作用磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间，磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之

9、间，都是通过磁场发生力的相互作用都是通过磁场发生力的相互作用(2)运动电荷的磁场：电流是由于电荷做定向移动运动电荷的磁场：电流是由于电荷做定向移动形成的，因此运动电荷周围不但有电场，同时也产生磁形成的，因此运动电荷周围不但有电场，同时也产生磁场场(3)磁场的客观性：磁场虽然不是由分子、原子组磁场的客观性：磁场虽然不是由分子、原子组成的，但它能够对放入其中的磁极、电流产生力的作用，成的，但它能够对放入其中的磁极、电流产生力的作用，它是客观存在的，虽然我们看不见它，但可以通过很多它是客观存在的，虽然我们看不见它，但可以通过很多磁现象感知它的存在，因此它与前面学过的电场一样，磁现象感知它的存在，因此

10、它与前面学过的电场一样，也是一种物质也是一种物质2地磁场地磁场(1)地磁场特点：地磁场的方向并不是正南正北方地磁场特点：地磁场的方向并不是正南正北方向的，即地磁两极与地理两极并不重合地磁南极在地向的，即地磁两极与地理两极并不重合地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近地磁场方向与理北极附近，地磁北极在地理南极附近地磁场方向与正南正北方向间有一夹角叫磁偏角正南正北方向间有一夹角叫磁偏角(2)虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们的虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们的位置相对来说差别不是很大因此，一般我们认为：位置相对来说差别不是很大因此，一般我们认为：地理南极正上方磁场方向竖直向上，地

11、理北极地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下正上方磁场方向竖直向下在赤道正上方，地磁场方向水平向北在赤道正上方，地磁场方向水平向北在南半球，地磁场方向指向北上方；在北半球，在南半球，地磁场方向指向北上方；在北半球，地磁场方向指向北下方地磁场方向指向北下方(3)影响：由于磁场对运动电荷有力的作用，故射影响：由于磁场对运动电荷有力的作用，故射向地球的高速带电粒子，其运动方向会发生变化，不能向地球的高速带电粒子，其运动方向会发生变化，不能直接到达地球因此地磁场对地球生命有保护作用直接到达地球因此地磁场对地球生命有保护作用二、对磁感应强度公式二、对磁感应强度公式b 的理解的理解

12、1在定义式在定义式b中，通电导线必须垂直于磁中，通电导线必须垂直于磁场方向放置场方向放置因为磁场中某点通电导线受力的大小，除和磁场因为磁场中某点通电导线受力的大小，除和磁场强弱有关以外，还和导线的方向有关导线放入磁场中强弱有关以外，还和导线的方向有关导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同通电导线受力为零的方向不同，所受磁场力也不相同通电导线受力为零的地方，磁感应强度的地方，磁感应强度b的大小不一定为零，这可能是电的大小不一定为零，这可能是电流方向与流方向与b的方向在一条直线上的原因造成的的方向在一条直线上的原因造成的2磁感应强度磁感应强度b的大小只决定于磁场本身的性质，的大小只决定于磁场

13、本身的性质，与与f、i、l无关无关3研究磁感应强度是分步进行的，其方向由磁针研究磁感应强度是分步进行的，其方向由磁针受力确定，其大小根据电流元受力来计算通电导线受受力确定，其大小根据电流元受力来计算通电导线受力的方向不是磁场磁感应强度的方向力的方向不是磁场磁感应强度的方向4磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时时l应很短很短，应很短很短，il称作称作“电流元电流元”，相当于静电场中，相当于静电场中的的“试探电荷试探电荷”5我们要找的是磁场中某一点磁感应强度的大小，我们要找的是磁场中某一点磁感应强度的大小，因此要把电流元放入磁场中某一点，这要求电流元要

14、足因此要把电流元放入磁场中某一点，这要求电流元要足够的短够的短1对于定义式对于定义式b ，不能理解为，不能理解为b与与f成正比，成正比，与与il成反比成反比b由磁场本身决定由磁场本身决定2filb.通电导线必须与磁场方向垂直通电导线必须与磁场方向垂直 三、磁感应强度三、磁感应强度b与电场强度与电场强度e的比较的比较电场强度电场强度e是描述电场的力的性质的物理量，磁感是描述电场的力的性质的物理量，磁感应强度应强度b是描述磁场的力的性质的物理量现把这两个是描述磁场的力的性质的物理量现把这两个物理量比较如下物理量比较如下磁感应强度磁感应强度b电场强度电场强度e物理意义物理意义描述磁场的性质描述磁场的性质描述电场的性质描述电场的性质定义式定义式通电导线与通电导线与b垂直垂直磁感应强度磁感应强度b电场强度电场强度e方向方向矢量矢量小磁针小磁针 n极受力方极受力方向向矢量矢量放入该点正电放入该点正电荷受力方向荷受力方向场的叠加场的叠加合磁感应强度等于合磁感应强度等于各磁场的磁感应强各磁场的磁感应强度的矢量和度的矢量和合场强等于各合场强等于各个电场的