实验学校高中物理新课标人教版选修3-1第三章3+1+磁现象和磁场及3+2+磁感应强度+课件

1、第一节第一节 磁现象和磁场磁现象和磁场第二节磁感应强度第二节磁感应强度学习目标：学习目标：1.知道磁场的概念，认识磁场是客观存在的物质，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、磁场及电流的磁效应了解磁现象、磁场及电流的磁效应2地磁场中磁感线的分布地磁场

2、中磁感线的分布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一、磁现象一、磁现象1磁性：物质具有吸引磁性：物质具有吸引_、_、镍等物质的性、镍等物质的性质质2磁体：具有磁体：具有_的物体、天然磁石和人造磁的物体、天然磁石和人造磁铁都叫做永磁体铁都叫做永磁体3磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性_的区域任何磁体都有两个磁极，即的区域任何磁体都有两个磁极，即_极极和和_极极4磁极间的相互作用磁极间的相互作用同名磁极相互同名磁极相互_，异名磁极相互，异名磁极相互_铁铁钴钴最强最强S排斥排斥吸引吸引磁性磁性N二、电流的磁效应二、电流的磁效应1奥斯特实验奥斯特

3、实验将导线沿将导线沿_方向放置在磁针的上方，通电时方向放置在磁针的上方，通电时磁针发生了转动磁针发生了转动2奥斯特实验的意义奥斯特实验的意义发现了发现了_，首次揭示了，首次揭示了_的的联系联系南北南北电流的磁效应电流的磁效应电与磁电与磁三、磁场三、磁场1磁场的定义磁场的定义磁体或电流周围存在的一种能够传递磁体与磁体磁体或电流周围存在的一种能够传递磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的_的特殊物质的特殊物质2磁场的基本性质磁场的基本性质对放入其中的磁体或对放入其中的磁体或 _产生力的作用产生力的作用相互作用相互作用电流电流 四、地球的磁场四、地球的

4、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 N极位于极位于_附近，附近，S极位于极位于_附附近近2地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针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，这个夹角称做的指向与南北方向有一个夹角，这个夹角称做_如图如图311所示所示地理的南极地理的南极地理的北极地理的北极磁偏角磁偏角图图311四、地磁场四、地磁场1 1、地球是一个巨大、地球是一个巨大的磁体的磁体2 2、地球周围空间存、地球周围空间存在的磁场叫地磁场在的磁场叫地磁场3 3、地磁的北极在地理、地磁的北极在地理的南极附近，地磁的的南极附近，地磁的南极在地理的北极附南极

5、在地理的北极附近，但两者并不完全近，但两者并不完全重合，它们之间的夹重合，它们之间的夹角称为磁偏角。角称为磁偏角。五、磁感应强度的方向五、磁感应强度的方向1小磁针：为了描述磁场而引入的检验用的小小磁针：为了描述磁场而引入的检验用的小磁体磁体2方向规定：小磁针静止时方向规定：小磁针静止时_所指的方向，所指的方向，也即小磁针在磁场中也即小磁针在磁场中_的受力方向的受力方向六、磁感应强度的大小六、磁感应强度的大小1定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的安培力受到的安培力F跟电流跟电流I和导线长度和导线长度L的乘积的乘积IL的的_，用，用B表示表示2定义式：

6、定义式：B_.3单位：特斯拉，简称特，符号单位：特斯拉，简称特，符号T.N极极N极极比值比值F/IL精讲点拨精讲点拨一、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，同时也形成的，因此运动电荷周围不但有电场，同时也产生磁场产

7、生磁场(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，但可作用，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，也是一种物质过的电场一样，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向的，即地磁两极与地理两极并不重合地磁南极在地理北

8、极附近，地磁北极在地理南极附近地磁在地理北极附近，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场方向与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，但它们的位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：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，地理北极正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

9、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，故射向影响：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能直接到达地球因此地磁场对地球生命有保护作用用即时应用即时应用1.地球是一个大磁体，地球是一个大磁体，在地面上放置一个小在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；地地磁场的北极在地理南极附近；磁场的北极在地理南极附近；赤道附近地磁赤道附近地磁场的方向和地面平行；场的方向和地面平行；北半球地磁场

10、方向相北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；对地面是斜向上的；地球上任何地方的地磁地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的以上关于地磁场的场方向都是和地面平行的以上关于地磁场的描述正确的是描述正确的是()ABC D答案：答案：D2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线受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

11、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，相当于静电场中的场中的“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要足够的短即时应用即时应用2.在磁场中某一点，已经测出一段在磁场中某一点，已经测出一段0.5 cm长的导长的导线中通入线中通入0.01 A电流时，受到的安培力为电流时，受到的安培力为5.0106 N，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是()A该点

12、磁感应强度大小一定是该点磁感应强度大小一定是0.1 TB该点磁感应强度大小一定不小于该点磁感应强度大小一定不小于0.1 TC该点磁感应强度大小一定不大于该点磁感应强度大小一定不大于0.1 TD该点磁感应强度的方向即为导线所受磁场该点磁感应强度的方向即为导线所受磁场力的方向力的方向三、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两个物理量比较如下特别提醒：特别提醒：电场强度电场强度E的方向是放在该

13、点的正的方向是放在该点的正电荷所受到的电场力的方向，但磁感应强度电荷所受到的电场力的方向，但磁感应强度B的方向并不是放在该点的电流元所受力的方的方向并不是放在该点的电流元所受力的方向向即时应用即时应用3.下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法中，不正确的是说法中，不正确的是()A电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同同B电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同相同C磁感应强度的方向与小磁针磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的极所受磁场力的方向相同方向相同

14、D磁感应强度的方向与小磁针静止时磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的极所指的方向相同方向相同解析：解析：选选A.电场强度的方向就是正电荷受的电电场强度的方向就是正电荷受的电场力的方向，磁感应强度的方向是磁针场力的方向，磁感应强度的方向是磁针N极受极受力的方向只有力的方向只有A项错误项错误例例1、铁棒铁棒A能吸引小磁针，铁棒能吸引小磁针，铁棒B能排斥小能排斥小磁针，若将铁棒磁针，若将铁棒A靠近铁棒靠近铁棒B时，下述说法时，下述说法中正确的是中正确的是()AA、B一定相互吸引一定相互吸引BA、B一定相互排斥一定相互排斥CA、B间可能无磁场力作用间可能无磁场力作用DA、B可能相互吸引，也可能相互

15、排斥可能相互吸引，也可能相互排斥类型一类型一 对磁现象和磁场的理解对磁现象和磁场的理解典例剖析典例剖析【思路点拨】磁体可以使原来没有磁性的磁体可以使原来没有磁性的铁棒磁化而吸引铁棒，也可以是因为两个铁棒磁化而吸引铁棒，也可以是因为两个磁体的异名磁极相互吸引，这是吸引的两磁体的异名磁极相互吸引，这是吸引的两种情况，而排斥只有两个磁体间才可能发种情况，而排斥只有两个磁体间才可能发生生解析：小磁针本身有磁性，能够吸引没有磁性小磁针本身有磁性，能够吸引没有磁性的铁棒，故铁棒的铁棒，故铁棒A可能有磁性，也可能没有可能有磁性，也可能没有磁性，只是在小磁针磁场作用下暂时被磁化磁性，只是在小磁针磁场作用下暂时

16、被磁化的结果铁棒的结果铁棒B能排斥小磁针，说明铁棒能排斥小磁针，说明铁棒B一定有磁性，若一定有磁性，若A无磁性，当无磁性，当A靠近靠近B时，在时，在B的磁场作用下也会被磁化而发生相互吸引的磁场作用下也会被磁化而发生相互吸引作用；若作用；若A有磁性，则有磁性，则A、B两磁体都分别有两磁体都分别有北极和南极，当它们的同名磁极互相靠近时，北极和南极，当它们的同名磁极互相靠近时，互相排斥；当异名磁极互相靠近时，互相吸互相排斥；当异名磁极互相靠近时，互相吸引，这说明不论引，这说明不论A有无磁性，它们之间总有有无磁性，它们之间总有磁场的作用，故正确答案为磁场的作用，故正确答案为D.答案：D【跟踪发散】1

17、11 1：如果你看过中央电视：如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现，棋子在台体育频道的围棋讲座就会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来原来，棋盘和棋子都是由磁性材料制来原来，棋盘和棋子都是由磁性材料制成的棋子不会掉落是因为成的棋子不会掉落是因为( () )A A质量小，重力可以忽略不计质量小，重力可以忽略不计B B受到棋盘对它向上的摩擦力受到棋盘对它向上的摩擦力C C棋盘对它的吸引力与重力平衡棋盘对它的吸引力与重力平衡D D它一方面受到棋盘的吸引，另一方面还受它一方面受到棋盘的吸引，另一方面还受到空气的浮力到空气的浮力解析：答案：答案

18、：B 典例剖析典例剖析类型二类型二 对奥斯特实验的理解对奥斯特实验的理解在做在做“奥斯特实验奥斯特实验”时，下列操作中现象最时，下列操作中现象最明显的是明显的是()A沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上线上B沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方方C电流沿南北方向放置在磁针的正上方电流沿南北方向放置在磁针的正上方D电流沿东西方向放置在磁针的正上方电流沿东西方向放置在磁针的正上方【精讲精析精讲精析】把导线沿南北方向放置在地磁把导线沿南北方向放置在地磁场中处于静止状态的磁针的正上方，通电时磁场中处于静止状态的磁针的

19、正上方，通电时磁针发生明显的偏转，是由于南北方向放置的电针发生明显的偏转，是由于南北方向放置的电流的正下方的磁场恰好是东西方向流的正下方的磁场恰好是东西方向【答案答案】C【规律总结规律总结】通电直导线的磁场与磁体产生通电直导线的磁场与磁体产生的磁场本质相同的磁场本质相同变式训练变式训练1奥斯特实验说明了奥斯特实验说明了()A磁场的存在磁场的存在B磁场的方向性磁场的方向性C电流可以产生磁场电流可以产生磁场 D磁体间有相互作用磁体间有相互作用答案：答案：C类型三类型三 对磁感应强度的理解对磁感应强度的理解【精讲精析精讲精析】根据磁感应强度的定义，通电导线根据磁感应强度的定义，通电导线应为应为“在磁

20、场中垂直于磁场方向的通电导线在磁场中垂直于磁场方向的通电导线”，只，只有在这个方向上导线所受的力才最大，故有在这个方向上导线所受的力才最大，故A错；当错；当通电导线与磁场方向平行时，不受安培力作用，故通电导线与磁场方向平行时，不受安培力作用，故B错；在磁场源稳定的情况下，磁场内每一点的磁错；在磁场源稳定的情况下，磁场内每一点的磁感应强度是惟一确定的，与放入该点的检验电流无感应强度是惟一确定的，与放入该点的检验电流无关，关，C正确；安培力的方向与磁感应强度的方向并正确；安培力的方向与磁感应强度的方向并不相同，而是垂直，故不相同，而是垂直，故D错错【答案答案】C【规律总结规律总结】磁场的强弱由磁场

21、本身决定，与磁磁场的强弱由磁场本身决定，与磁场中是否放入通电导线、导线放入的位置无关用场中是否放入通电导线、导线放入的位置无关用垂直于磁场方向的通电导线所受安培力大小来量度垂直于磁场方向的通电导线所受安培力大小来量度磁场的强弱，导线的作用在于检测与电场不同的磁场的强弱，导线的作用在于检测与电场不同的是电场中只要场强不为零，带电粒子一定受力，而是电场中只要场强不为零，带电粒子一定受力，而磁场中即使磁感应强度不为零，通电导线受力也有磁场中即使磁感应强度不为零，通电导线受力也有可能为零安培力的大小与可能为零安培力的大小与B、I、L及电流与磁场及电流与磁场的夹角有关的夹角有关变式训练变式训练2有关磁感应强度的方向，下列说法正确有关磁感应强度的方向，下列说法正确的是的是()AB的方向就是小磁针的方向就是小磁针N极所指的方向极所指的方向BB的方向与小磁针在任何情况下的方向与小磁针在任何情况下N极受力方向一极受力方向一致致CB的方向就是通电导线的受力方向的方向就是通电导线的受力方向DB的方向就是该处磁场的方向的方向就是该处磁场的方向解析：解析：选选BD.磁场的方向就是磁感应强度的方向，磁场的方向就是磁感应强度的方向，规定为小磁针静止时规定为小磁针静止时N极所指方向或小磁