新人教版高二物理选修3-1第1节磁现象和磁场第2节磁感强度

1、第三章第三章 磁场磁场3.1 3.1 磁现象和磁场磁现象和磁场 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” 最初发现的磁体是被称为最初发现的磁体是被称为“天然磁天然磁石石”的矿物，其中含有主要成分为的矿物，其中含有主要成分为FeFe3 3O O4 4. . 上海磁悬浮列车专线西起上海地铁龙阳路站，东至上上海磁悬浮列车专线西起上海地铁龙阳路站，东至上海浦东国际机场海浦东国际机场, ,列车加速到平稳运行之后，速度是列车加速到平稳运行之后，速度是430430公公里里/ /小时。这个速度超过了小时。这个速度超过了F1F1赛事的最高时速，车厢

2、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。1.1.磁性：能够吸引铁质物体的性质磁性：能够吸引铁质物体的性质2.2.磁体：具有磁性的物体叫磁体。磁体：具有磁性的物体叫磁体。3.3.磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁极：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小磁针静止时指南的磁极叫做南极南极，又，又叫叫S S极极；指北的磁极叫做；指北的磁极叫做北极北极，又叫，又叫N N极极。4.4.磁极间的相互作用磁极间的相互作用: :同名磁极相斥，异名磁极同名磁极相斥，异名磁极相吸相吸。5.5.变无磁性物体为有磁性物体叫变无磁性物体为

3、有磁性物体叫磁化磁化，变有磁，变有磁性物体为无磁性物体叫性物体为无磁性物体叫退磁退磁一磁现象一磁现象【问题【问题】 磁体之间是通过什么发生相互作用的磁体之间是通过什么发生相互作用的呢？呢？1.1.磁场：磁场：磁体周围空间存在的一种特殊物质。磁体周围空间存在的一种特殊物质。二、磁场二、磁场类比类比: : 电荷之间的相互作用是通过电场；电荷之间的相互作用是通过电场； 磁体之间的相互作用是通过磁体之间的相互作用是通过磁场磁场发生的，发生的，电场和磁场一样都是一种物质电场和磁场一样都是一种物质. .【问题【问题】是否只有磁铁周围才存在磁场是否只有磁铁周围才存在磁场? ? 磁体磁体磁体磁体磁场磁场2 2

4、、电流的磁效应、电流的磁效应丹麦物理学家奥斯特(Hans Christian Oersted，1777851)1777年8月14日生于丹麦朗格兰德岛一个药剂师家庭12岁开始帮助父亲在药房里干活，同时坚持学习化学由于刻苦攻读，17岁以优异的成绩考取了哥本哈根大学的免费生他一边当家庭教师，一边在学校学习药物学、天文、数学、物理、化学等1806年任哥本哈根大学物理学教授，1821年被选为英国皇家学会会员，1823年被选为法国科学院院士，后来任丹麦皇家科学协会会长 奥斯特实验奥斯特实验、实验装置如左图、实验装置如左图、实验现象、实验现象当给导线通电时，当给导线通电时，与导线平行放置的小磁与导线平行放置

5、的小磁针发生转动。针发生转动。、注意事项：导线应沿、注意事项：导线应沿南北南北方向方向水平水平放置放置、实验结论、实验结论:通电导线周围存在磁场，即通电导线周围存在磁场，即电流可以产生磁场。电流可以产生磁场。1 1. .磁场：磁场： 磁体周围空间存在的一种特殊物质。磁体周围空间存在的一种特殊物质。 2.2.电流的磁效应：电流的磁效应： 电流能在周围空间产生磁场电流能在周围空间产生磁场. . 磁铁不磁铁不是磁场的唯一来源是磁场的唯一来源. .二、磁场二、磁场磁体磁体磁体磁体磁场磁场演示演示实验实验结论：结论： 磁体对通电导体有磁体对通电导体有力的作用。力的作用。问题问题： 磁体和通电导体之磁体和

6、通电导体之间的相互作用力是通间的相互作用力是通过什么发生的呢？过什么发生的呢？3 3、磁场与电流之间的相互作用、磁场与电流之间的相互作用磁体磁体电流电流磁场磁场电流电流电流电流磁场磁场问题：电流与电流之间是否有力的作用？问题：电流与电流之间是否有力的作用？结论结论: :同向电流相互吸引同向电流相互吸引。结论结论: :反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论：结论：磁体磁体周围、周围、电流电流周围、周围、运动电荷运动电荷周围周围都存在着磁场、所有磁作用都是通过都存在着磁场、所有磁作用都是通过磁场磁场发生的，磁场和电场一样都是一种客观物发生的，磁场和电场一样都是一种客观物质，是客观存在的，看不见摸

7、不着，但是质，是客观存在的，看不见摸不着，但是很多磁现象感知了它的存在。很多磁现象感知了它的存在。 在同一空间区域，可以有几个磁场共在同一空间区域，可以有几个磁场共同占有，实物做不到。同占有，实物做不到。三、磁场的基本性质：三、磁场的基本性质： 磁场对放入其中的磁体、通电导磁场对放入其中的磁体、通电导体、体、运动运动电荷会产生磁力作用。电荷会产生磁力作用。 （磁体之间、磁体与通电导体之（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间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的）作用都是通过磁场发生的）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

8、 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。小结小结1、磁现象：磁性；磁体；磁极；磁化；退磁2、磁场：磁体和电流周围有磁场 磁体间的相互作用，磁体与电流间相互作用，电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的。3、电流的磁效应：电流能在周围空间产生磁场4、磁场的基本性质：对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。5、地磁场：地球周围空间存在的磁场叫地磁场 地磁的北

9、极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，但两者并不完全重合，它们之间的夹角称为磁偏角。3.2 3.2 磁感应强度磁感应强度一、磁感应强度的方向一、磁感应强度的方向磁感应强度的物理意义：磁感应强度的物理意义： 反映磁场的反映磁场的强弱和方向强弱和方向的物理量的物理量物理学规定：物理学规定： 把小磁针的把小磁针的N N极极（北极）受力方向或者小（北极）受力方向或者小磁针磁针静止静止时时N N极的指向规定为该点的磁场方向，极的指向规定为该点的磁场方向，亦即磁感应强度的方向亦即磁感应强度的方向问题：问题：磁感应强度的大小能否从小磁针受力磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究？的情况来研究

10、？N极不能单独存在，也无法测量N极受力大小二、磁感应强度的大小二、磁感应强度的大小演示实验演示实验（1 1）先保持导线通电部分的）先保持导线通电部分的 长度不变长度不变，改变电流改变电流的大小的大小。（2 2）然后保持）然后保持电流不变电流不变，改变改变导线通电部导线通电部分的分的长度长度。结论：电流越大，通电导线受结论：电流越大，通电导线受力越大力越大结论：长度越长，电流越大结论：长度越长，电流越大 精确的实验表明，通电导线与磁场垂直精确的实验表明，通电导线与磁场垂直时，受到的安培力的大小，时，受到的安培力的大小，既与导线的长度既与导线的长度L L成正比，又与导线中的电流成正比，又与导线中的

11、电流I I成正比，即与成正比，即与I I和和L L的乘积成正比。的乘积成正比。用公式表示为用公式表示为F=BF=BI IL L 式中式中B B为比例系数，与为比例系数，与I I和和L L无关，在不同的磁场中无关，在不同的磁场中B B不同。不同。 注意：此公式仅在注意：此公式仅在导线与磁场方向垂直导线与磁场方向垂直时才成立时才成立 在磁场中在磁场中垂直于磁场方向垂直于磁场方向的通电导的通电导线，所受的磁场力线，所受的磁场力F F跟电流跟电流I I和导线长度和导线长度L L的的乘积乘积I IL L的比值叫磁感应强度。的比值叫磁感应强度。2 2、公式、公式 在国际单位制中，磁感应强度的单在国际单位制

12、中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，国际符号是位是特斯拉，简称特，国际符号是T T。 1T = 1N/A1T = 1N/Am 磁感应强度是矢量，方向与该点磁磁感应强度是矢量，方向与该点磁场的方向一致场的方向一致（与（与F F的方向不一致）的方向不一致）。磁感应强度磁感应强度ILFB 1 1、定义：、定义：3 3、单位：、单位：4 4、方向：、方向：课堂训练课堂训练1、下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是（ ） A通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大C放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线

13、受力的大小和方向无关课堂训练课堂训练2、下列说法中错误的是（ ）A磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流I、长为L的一小段导线放在该处时所受磁场力F与I、L的乘积的比值B一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场C一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力比放在B处大，则A处磁感应强度比B处的磁感应强度大D因为B =FIL，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线IL乘积成反比课堂训练课堂训练3、一根导线长0.4m，通过20A的电流，垂直放入磁场中某处受到的磁场力是0.015N，则该处的磁感应强度B的大小是_T；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度的大小是_T。 小小 结结1、磁感应强度的方向 规定：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，就是该点的磁场方向，亦即磁感应强度的方向。2、磁感应强度定义：在磁场中垂直于磁场方向的通