高中物理磁场1-2.3节上课用-新人教版选修3培训资料

1、高中物理磁场1-2.3节上课用-新人教版选修3电磁炉电磁炉电磁炉采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物。 磁悬浮列车磁悬浮列车磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，两者“同性相斥”，排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用，使列车前进。列车头

2、的电磁体（N极）被轨道上靠前一点的电磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。东汉王充在东汉王充在论衡论衡中写道：中写道：“司南之杓司南之杓, ,投之于地投之于地, ,其柢指南其柢指南”最初发现的磁体是被最初发现的磁体是被称为称为“天然磁石天然磁石”的的矿物矿物, ,其中含有主要成其中含有主要成分为分为FeFe3 3OO4 4, ,能吸引其能吸引其他物体他物体, ,很像磁铁很像磁铁2 2. .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1 1. .永磁体：天然磁石和人造磁铁永磁体：天然磁石和人造磁铁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

3、部分叫磁极小磁针静止时小磁针静止时 指南的磁极叫做指南的磁极叫做南极南极, ,又叫又叫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，异名磁极相吸同名磁极相斥，异名磁极相吸* *5.5.变无磁性物体为有磁性物体叫变无磁性物体为有磁性物体叫磁化磁化, , 变有磁性物体为无磁性物体叫变有磁性物体为无磁性物体叫退磁退磁思考：是否只有磁铁周围才存在磁场思考：是否只有磁铁周围才存在磁场? ?一、磁现象一、磁现象二、电流的磁效应二、电流的磁效应奥斯特实验奥斯特实验注意事项：导线应沿注意事项：导线应沿南北南北方向方向

4、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通电导线周围存在磁场, ,即电流可以即电流可以产生磁场产生磁场磁体磁体磁体磁体磁场磁场磁体磁体电流电流磁场磁场结论：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： 磁体和通电导体之间磁体和通电导体之间的相互作用力是通过什么的相互作用力是通过什么发生的呢？发生的呢？磁场与电流之间的相互作用磁场与电流之间的相互作用问题：问题： 磁体和通电导体之间的相互作用力是通过磁体和通电导体之间的相互作用力是通过什么发生的呢？什么发生的呢？磁体磁体电流电流磁场磁场问题：问题：电流与电流之间是否有力的作用？电流与电流之间是否有力的作用

5、？问题：问题： 电流和电流之间的相互作电流和电流之间的相互作用力是通过什么发生的呢？用力是通过什么发生的呢？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. .电流电流电流电流磁场磁场 磁场对放入其中的磁场对放入其中的磁体或通电导磁体或通电导体体会产生磁力作用。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）三、磁场的基本性质三、磁场的基本性质磁体磁体磁体磁体磁场磁场电流电流电流电流四、地磁场四、地磁场1.1.地球是一个巨大的

6、磁体地球是一个巨大的磁体2.2.地球周围空间存在的磁场叫地磁场地球周围空间存在的磁场叫地磁场3.3.地磁的北极在地理的地磁的北极在地理的南极附近南极附近, ,地磁的南极在地磁的南极在地理的北极附近地理的北极附近, ,但两者但两者并不完全重合并不完全重合, ,它们之间它们之间的夹角称为的夹角称为磁偏角磁偏角4.4.磁偏角的数值在地球上磁偏角的数值在地球上不同地方是不同的不同地方是不同的2.2 磁感应强度磁感应强度1、电场的强弱是用哪个物理量来描述的？、电场的强弱是用哪个物理量来描述的？电场强度2、电场强度是如何定义的？其定义式是什么？、电场强度是如何定义的？其定义式是什么？+Q+qF(2) 定义

7、：将一检验电荷放在电场中某一点，检验电荷所受的电场力定义：将一检验电荷放在电场中某一点，检验电荷所受的电场力F跟电荷电量跟电荷电量q 的比值，叫做电场强度。的比值，叫做电场强度。(3)定义式：定义式：E=Fq(4)电场强度的方向：物理学中电场强度的方向：物理学中规定规定，电场中某点的电场强度的方向，电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受电场力的方向相同。跟正电荷在该点所受电场力的方向相同。(1)研究方法：将一检验电荷放入电场中某一点，分析检验电荷所受到研究方法：将一检验电荷放入电场中某一点，分析检验电荷所受到的电场力的电场力F，计算电场力，计算电场力F与电荷电量与电荷电量q的比值。的比值

8、。一、磁感应强度的方向： 物理学中把小磁针静止时，N极所指的方向规定为该点磁感应强度的方向，简称磁场方向。实验：探究影响通电导线受力的因素实验：探究影响通电导线受力的因素二、磁感应强度的大小： 电流元：物理学中将很短一段通电导线中的电电流元：物理学中将很短一段通电导线中的电流流I I和导线长度和导线长度L L的乘积的乘积ILIL叫做电流元叫做电流元1 1、保持磁场和通电导线的长度不变，改变电流的大小、保持磁场和通电导线的长度不变，改变电流的大小2 2、保持磁场和电流不变，改变通电导线的长度。、保持磁场和电流不变，改变通电导线的长度。研究通电导线受力的影响因素研究通电导线受力的影响因素研究方法：

9、研究方法：控制变量法控制变量法 精确的实验表明：通电导线和磁场垂直时,导线受力的大小和导线中的电流I I成正比，和导线的长度L L成正比，即和电流I和长度L L的乘积ILIL成正比。F= BILF= BIL1、单位：特斯拉，简称特、单位：特斯拉，简称特1T=1 AmN3、物理意义：磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量、物理意义：磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量磁感应强度的定义式磁感应强度的定义式: B=（电流和磁场方向垂直）（电流和磁场方向垂直）ILILF F2、B为矢量，大小表示磁场的强弱，方向即为磁场的方向。为矢量，大小表示磁场的强弱，方向即为磁场的方向。和爱迪生同一时期和爱迪生同

10、一时期的非常著名的发明的非常著名的发明家、物理学家家、物理学家发明了交流电、粒发明了交流电、粒子束武器、旋转磁子束武器、旋转磁场等场等5050多项专利发明多项专利发明40岁以后的发明被美国封藏，百年后才允许公开例题例题1： 磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是电流是2.5A，导线长，导线长1cm,它受的磁场力为它受的磁场力为510-2 N ，则，则这个位置的磁感应强度多大？这个位置的磁感应强度多大？解：解：B=FIL=510-22.50.01T=2T例题例题2： 接上题，如果把导线中的电流增大到接上题，如果把导线中的电流增大到5A，这一，这

11、一点的磁感应强度多大点的磁感应强度多大?该通电导线受到的磁场力多大？该通电导线受到的磁场力多大？解：解： 磁感应强度磁感应强度B是由磁场和空间位置决定的，是由磁场和空间位置决定的，和导线长度和导线长度L和电流和电流I I的大小无关，所以该点的磁的大小无关，所以该点的磁感应强度仍为感应强度仍为2T。F=I ILB=50.012N=0.1N3 3、关于磁感应强度的三个注意点：、关于磁感应强度的三个注意点：(1)(1)磁感应强度是反映磁场磁感应强度是反映磁场本身性质本身性质的物理量，的物理量，跟磁场中是否存在通电导线，以及导线的长度跟磁场中是否存在通电导线，以及导线的长度L L和电流的大小和电流的大

12、小I I无关。无关。(3)(3)导线很短很短时，由导线很短很短时，由B= B= 求得的数值即可求得的数值即可认为是导线所在位置那一点的磁感应强度大小认为是导线所在位置那一点的磁感应强度大小FIL(2)(2)磁感应强度为零时，通电导线受到的磁场力磁感应强度为零时，通电导线受到的磁场力F F一定为零；一定为零；通电导线受到的磁场力通电导线受到的磁场力F F为零时，为零时，磁感应强度不一定为零。磁感应强度不一定为零。1、有关磁感应强度、有关磁感应强度B的方向说法正确的是（的方向说法正确的是（ ）A、B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B、B的方向与小磁针的方向与小磁针N极的受

13、力方向一致极的受力方向一致C、B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D、B的方向垂直于该处磁场的方向的方向垂直于该处磁场的方向B2、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（ ）A、磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小、磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小 段通电导线放在该点，导线受到的磁场力段通电导线放在该点，导线受到的磁场力F与该导与该导 线的长度线的长度L，通过的电流，通过的电流I乘积乘积IL的比值，即为该处的比值，即为该处 磁感应强度的大小。磁感应强度的大小。B、通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应、通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感

14、应 强度一定为零强度一定为零C、磁感应强度、磁感应强度B= 只是定义式，它的大小取决于只是定义式，它的大小取决于 场源以及磁场中的位置，与场源以及磁场中的位置，与I I、L以及通电导线在磁场以及通电导线在磁场 中的方向无关中的方向无关FI LD、通电导线所受磁场力的大小与磁感应强度的大小无关、通电导线所受磁场力的大小与磁感应强度的大小无关C3、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

15、强度比B处的磁感应强度大D因为B =F/IL，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4、一根导线长0.2m，通过3A的电流，垂直放入磁场中某处受到的磁场力是610-2N，则该处的磁感应强度B的大小是_；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_。 磁感应强度（1) 大小大小B= （条件：电流（条件：电流I I 和磁场方向垂直）和磁场方向垂直）FIL（2）方向：小磁针静止时所指的方向为该处磁感应强度的方向）方向：小磁针静止时所指的方向为该处磁感应强度的方向（3）物理意义：磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量）物理意义：磁感应强度是表示磁场强弱和方向的

16、物理量 若在某一空间中某一点同时存在几个磁场，磁感应强度分别为B1、B2、B3、B4，则此空间中该点的磁感应强度应为多少？如何计算？思维拓展3、3 几种常见的磁场几种常见的磁场复习：复习：1 1、 为描述磁场的强弱和方向，为描述磁场的强弱和方向，我们引入了什么物理量？我们引入了什么物理量？磁感应强度磁感应强度 B2 2、电场线可以形象的描述电场、电场线可以形象的描述电场强度强度E E的大小和方向，那么我们的大小和方向，那么我们怎样形象地描述磁感应强度的大怎样形象地描述磁感应强度的大小和方向呢？小和方向呢？一一. 磁感线磁感线 是在磁场中画出一些有方向是在磁场中画出一些有方向的曲线的曲线,使曲线

17、上每一点的切线方向都使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。跟这点的磁感应强度的方向一致。1、磁感线、磁感线:ABC【问题】【问题】 条形磁铁条形磁铁,蹄形磁铁磁场的磁感蹄形磁铁磁场的磁感 线分布情况是怎样的线分布情况是怎样的?2、几种常见的磁场：、几种常见的磁场： 1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线：）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线：外部从外部从N N到到S S，内部从，内部从S S到到N N 形成形成闭合闭合曲线曲线【问题】直线电流，环形电流，通电螺线管的磁【问题】直线电流，环形电流，通电螺线管的磁场磁感线分布有什么特点？它们遵循什么定则呢？场磁感线分布有什么特点？它们遵循

18、什么定则呢？2）直线电流的磁场的磁感线）直线电流的磁场的磁感线： 安培定则安培定则1（内容（内容）3）环形电流的磁场的磁感线）环形电流的磁场的磁感线 安培定则安培定则2（内容）（内容）4）通电螺线管的磁场的磁感线）通电螺线管的磁场的磁感线 安培定则安培定则2（内容）（内容） 3、磁感线的特点、磁感线的特点 v磁感线磁感线是假想的，不是真实的。是假想的，不是真实的。v磁感线是闭合曲线磁感线是闭合曲线。v磁感线磁感线的疏密表示磁场的强弱。的疏密表示磁场的强弱。v磁感线磁感线不能相交或相切。不能相交或相切。v磁感线上每一点的切线方向即为该磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。点的磁场的方向。

19、课堂训练课堂训练1、一细长的小磁针，放在一螺线管的轴线上，、一细长的小磁针，放在一螺线管的轴线上，N极在管内，极在管内，S极在管外。若此小磁针可左右极在管外。若此小磁针可左右自由移动，则当螺线管通以图所示电流时，自由移动，则当螺线管通以图所示电流时，小磁针将怎样移动小磁针将怎样移动？ IabNISIabNIS 课堂训练课堂训练2、如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针、如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转极转向读者，那么这束带电粒子可能是向读者，那么这束带电粒子可能是 （ ）A.向右飞行的正离子束向右飞

20、行的正离子束 B.向左飞行的正离子束向左飞行的正离子束C.向右飞行的负离子束向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束向左飞行的负离子束BC课堂训练课堂训练3、如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿、如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿y轴正向运动，则由此产生的在轴正向运动，则由此产生的在z轴上轴上A点和点和x轴上轴上B点的磁场方向是（点的磁场方向是（ ）A.A点磁场沿点磁场沿x轴正方向，轴正方向，B点磁场沿点磁场沿z轴负方向轴负方向B.A点磁场沿点磁场沿x轴负方向，轴负方向，B点磁场沿点磁场沿z轴正方向轴正方向C.A点磁场沿点磁场沿z轴正方向，轴正方向，B点磁场沿点磁场沿x轴负方向

21、轴负方向D.A点磁场沿点磁场沿x轴正方向，轴正方向，B点磁场沿点磁场沿z轴正方轴正方向向A课堂训练课堂训练4、如图所示，弹簧秤下挂一条形磁棒，其、如图所示，弹簧秤下挂一条形磁棒，其中条形磁棒中条形磁棒N极的一部分位于未通电的螺极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是（线管内，下列说法正确的是（ ）A.若将若将a接电源正极，接电源正极，b接负极，弹簧秤的示接负极，弹簧秤的示数将减小数将减小B.若将若将a接电源正极，接电源正极，b接负极，弹簧秤的示接负极，弹簧秤的示数将增大数将增大C.若将若将b接电源正极，接电源正极，a接负极，弹簧秤的示接负极，弹簧秤的示数将增大数将增大D.若将若将b接电

22、源正极，接电源正极，a接负极，弹簧秤的示接负极，弹簧秤的示数将减小数将减小AC二、二、安培分子电流假说安培分子电流假说1 1、内容：在原子、分子等物质微粒内部，存在着、内容：在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流一种环形电流分子电流，分子电流使每个物质分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极，这就是分子电流假说。，这就是分子电流假说。2 2、用安培分子电流假说解释现象、用安培分子电流假说解释现象（1 1）为什么有些物质有磁性、有些物质没有磁性？）为什么有些物质有磁性、有些物质没有磁性？（2 2）为什么有些本来没

23、有磁性的物质有的可以被磁）为什么有些本来没有磁性的物质有的可以被磁化？本来有磁性的物质在高温或者受到猛烈撞击时化？本来有磁性的物质在高温或者受到猛烈撞击时会失去磁性？会失去磁性？三、匀强磁场三、匀强磁场 1、磁场强弱、方向处处相同的磁场、磁场强弱、方向处处相同的磁场 2、匀强磁场的磁感线：是一组相互平、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线行、方向相同、疏密均匀的直线四、磁通量：四、磁通量：1、定义：在磁感应强度为、定义：在磁感应强度为B的匀的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为直的平面，面积为S，我们把，我们把B与与S的乘积叫做穿过这

24、个面积的的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通。用字母磁通量，简称磁通。用字母表表示磁通量。示磁通量。2、在匀强磁场中，公式为、在匀强磁场中，公式为 =BS （S表示某一面积在垂直于磁表示某一面积在垂直于磁场方向上的投影面积）场方向上的投影面积）3、单位：在、单位：在SI制中是韦伯，简称韦，符号制中是韦伯，简称韦，符号Wb 1Wb=1Tm24、磁通量是有、磁通量是有正负正负的，若在某个面积有方向相的，若在某个面积有方向相反的磁场通过，求磁通量，应考虑相反方向抵反的磁场通过，求磁通量，应考虑相反方向抵消以后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通消以后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通量的量的代数和代数和5、磁通密度：、磁通密度： B=/S表示表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量。 1T=1Wb/m2=1N/Am课堂训练课堂训练5 5、面积、面积 S S0.5m0.5m2 2的闭合金属圆线圈处于磁感的