《磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)》教學(xué)課件

1、3.1 磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)課標(biāo)人教版選修課標(biāo)人教版選修3-13.1 3.1 磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)物理新人教版選修物理新人教版選修3-13-1 我國(guó)是世界上最早發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象的國(guó)家，早在戰(zhàn)國(guó)我國(guó)是世界上最早發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象的國(guó)家，早在戰(zhàn)國(guó)末年就有磁鐵的記載，我國(guó)古代的四大發(fā)明之一的指末年就有磁鐵的記載，我國(guó)古代的四大發(fā)明之一的指南針就是其中之一，指南針的發(fā)明為世界的航海業(yè)做南針就是其中之一，指南針的發(fā)明為世界的航海業(yè)做出了巨大的貢獻(xiàn)出了巨大的貢獻(xiàn)在現(xiàn)代，磁現(xiàn)象與日常生活、科技密切相關(guān)在現(xiàn)代，磁現(xiàn)象與日常生活、科技密切相關(guān)導(dǎo)入導(dǎo)入電磁爐電磁爐采用磁場(chǎng)感應(yīng)電流（又稱為渦流）的加熱原理采用磁場(chǎng)感應(yīng)電流（又稱為渦流

2、）的加熱原理，通過(guò)電子線路板組成部分產(chǎn)生交變磁場(chǎng)、當(dāng)用含鐵質(zhì)鍋，通過(guò)電子線路板組成部分產(chǎn)生交變磁場(chǎng)、當(dāng)用含鐵質(zhì)鍋具底部放置爐面時(shí)，鍋具即切割交變磁感線而在鍋具底部具底部放置爐面時(shí)，鍋具即切割交變磁感線而在鍋具底部金屬部分產(chǎn)生交變的電流（即渦流），渦流使鍋具鐵分子金屬部分產(chǎn)生交變的電流（即渦流），渦流使鍋具鐵分子高速無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，分子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能使器具高速無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，分子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能使器具本身自行高速發(fā)熱，用來(lái)加熱和烹飪食物。本身自行高速發(fā)熱，用來(lái)加熱和烹飪食物。 上海上海磁懸浮列車磁懸浮列車專線西起上海地鐵龍陽(yáng)路站，東至上專線西起上海地鐵龍陽(yáng)路站，東至上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)海浦

3、東國(guó)際機(jī)場(chǎng),列車加速到平穩(wěn)運(yùn)行之后，速度是列車加速到平穩(wěn)運(yùn)行之后，速度是430公里公里/小時(shí)小時(shí)。這個(gè)速度超過(guò)了。這個(gè)速度超過(guò)了F1賽事的最高時(shí)速。賽事的最高時(shí)速。磁懸浮列車磁懸浮列車上裝有電磁體，鐵路底部則安裝線圈。上裝有電磁體，鐵路底部則安裝線圈。通電后，地面線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)極性與列車上的電磁體極通電后，地面線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)極性與列車上的電磁體極性總保持相同，兩者性總保持相同，兩者“同性相斥同性相斥”，排斥力使列車懸浮，排斥力使列車懸浮起來(lái)。鐵軌兩側(cè)也裝有線圈，交流電使線圈變?yōu)殡姶朋w起來(lái)。鐵軌兩側(cè)也裝有線圈，交流電使線圈變?yōu)殡姶朋w。它與列車上的電磁體相互作用，使列車前進(jìn)。列車頭。它與列車上的電

4、磁體相互作用，使列車前進(jìn)。列車頭的電磁體（的電磁體（N極）被軌道上靠前一點(diǎn)的電磁體（極）被軌道上靠前一點(diǎn)的電磁體（S極）所極）所吸引，同時(shí)被軌道上稍后一點(diǎn)的電磁體（吸引，同時(shí)被軌道上稍后一點(diǎn)的電磁體（N極）所排斥極）所排斥。托卡馬克磁約束裝置托卡馬克磁約束裝置 一類一類控制控制熱核聚變熱核聚變的裝置的裝置。用特殊形態(tài)的磁場(chǎng)把氘、。用特殊形態(tài)的磁場(chǎng)把氘、氚等輕原子核和自由電子組成的、處于熱核反應(yīng)狀態(tài)的超氚等輕原子核和自由電子組成的、處于熱核反應(yīng)狀態(tài)的超高溫等離子體約束在有限的體積內(nèi)，使它受控制地發(fā)生大高溫等離子體約束在有限的體積內(nèi)，使它受控制地發(fā)生大量的原子核聚變反應(yīng)，釋放出原子核所蘊(yùn)藏的能量。

5、磁約量的原子核聚變反應(yīng)，釋放出原子核所蘊(yùn)藏的能量。磁約束熱核聚變是當(dāng)前開(kāi)發(fā)聚變能源中最有希望的途徑束熱核聚變是當(dāng)前開(kāi)發(fā)聚變能源中最有希望的途徑,是等離是等離子體物理學(xué)的一項(xiàng)重大應(yīng)用子體物理學(xué)的一項(xiàng)重大應(yīng)用. 一、磁現(xiàn)象一、磁現(xiàn)象古代人們就發(fā)現(xiàn)了天然磁石吸引鐵器的古代人們就發(fā)現(xiàn)了天然磁石吸引鐵器的現(xiàn)象。東漢學(xué)者王充在現(xiàn)象。東漢學(xué)者王充在論衡論衡一書(shū)中一書(shū)中描述的描述的“司南司南”,”,被公認(rèn)為最早的磁性指被公認(rèn)為最早的磁性指 南工具。指南針是我國(guó)古代四大發(fā)明之一南工具。指南針是我國(guó)古代四大發(fā)明之一。 東漢王充在東漢王充在論衡論衡中寫道：中寫道：“司南之司南之杓，投之于地，其柢指南杓，投之于地，其

6、柢指南” ” 最初發(fā)現(xiàn)的磁體是被稱為最初發(fā)現(xiàn)的磁體是被稱為“天然磁石天然磁石”的礦的礦物，其中含有主要成分為物，其中含有主要成分為FeFe3 3O O4 4，能吸引其他物體，能吸引其他物體，很像磁鐵很像磁鐵. .1.磁性磁性：能夠吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)：能夠吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì).2.磁磁體：具有磁性的物體叫磁體體：具有磁性的物體叫磁體.3.磁極：磁體上磁極：磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極磁性最強(qiáng)的部分叫磁極.小磁針靜止時(shí)小磁針靜止時(shí) 指南的磁極叫做指南的磁極叫做南極南極,又叫又叫S極極; 指北的磁極叫做指北的磁極叫做北極北極,又叫又叫N極極.4.磁極間的相互作用磁極間的相互作用: 同名磁極相斥，異名磁極

7、相吸同名磁極相斥，異名磁極相吸.5.變無(wú)磁性物體為有磁性物體叫變無(wú)磁性物體為有磁性物體叫磁化磁化, 變有磁性物體為無(wú)磁性物體叫變有磁性物體為無(wú)磁性物體叫退磁退磁.一一、有關(guān)磁現(xiàn)象幾個(gè)概念有關(guān)磁現(xiàn)象幾個(gè)概念【問(wèn)題】【問(wèn)題】 1.電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何相似電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何相似?2.電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何區(qū)別電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何區(qū)別?3.為什么丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特相信電為什么丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特相信電和磁之間存在關(guān)系和磁之間存在關(guān)系?4.為什么他之前的實(shí)驗(yàn)都失敗了為什么他之前的實(shí)驗(yàn)都失敗了?縱向力縱向力橫向作用橫向作用二、電流的磁效應(yīng)二、電流的磁效應(yīng)丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特(Hans Christi

8、an (Hans Christian OerstedOersted，17778511777年年8 8月月1414日生于丹日生于丹麥朗格蘭德島一個(gè)藥劑師家庭麥朗格蘭德島一個(gè)藥劑師家庭1212歲開(kāi)始?xì)q開(kāi)始幫助父親在藥房里干活，同時(shí)堅(jiān)持學(xué)習(xí)化幫助父親在藥房里干活，同時(shí)堅(jiān)持學(xué)習(xí)化學(xué)由于刻苦攻讀，學(xué)由于刻苦攻讀，1717歲以優(yōu)異的成績(jī)考?xì)q以優(yōu)異的成績(jī)考取了哥本哈根大學(xué)的免費(fèi)生他一邊當(dāng)家取了哥本哈根大學(xué)的免費(fèi)生他一邊當(dāng)家庭教師，一邊在學(xué)校學(xué)習(xí)藥物學(xué)、天文、庭教師，一邊在學(xué)校學(xué)習(xí)藥物學(xué)、天文、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等18061806年任哥本哈根年任哥本哈根大學(xué)物理學(xué)教授

9、，大學(xué)物理學(xué)教授，18211821年被選為英國(guó)皇家年被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，學(xué)會(huì)會(huì)員，18231823年被選為法國(guó)科學(xué)院院士，年被選為法國(guó)科學(xué)院院士，后來(lái)任丹麥皇家科學(xué)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)后來(lái)任丹麥皇家科學(xué)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng) 奧斯特實(shí)驗(yàn)奧斯特實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)裝置如左圖、實(shí)驗(yàn)裝置如左圖 、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象當(dāng)給導(dǎo)線通時(shí)，當(dāng)給導(dǎo)線通時(shí)，與導(dǎo)線平行放置的小與導(dǎo)線平行放置的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。思考1 1、該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么、該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么? ?揭示了電和磁的聯(lián)系揭示了電和磁的聯(lián)系為以后法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象奠定了基礎(chǔ)為以后法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象奠定了基礎(chǔ) 2、該實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵該實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵? ?通電直導(dǎo)線要南北水平放

10、置通電直導(dǎo)線要南北水平放置, ,磁針要平行的磁針要平行的放置于導(dǎo)線的下方或者上方放置于導(dǎo)線的下方或者上方【問(wèn)題問(wèn)題】 磁體之間是通過(guò)什么發(fā)生相互作用的磁體之間是通過(guò)什么發(fā)生相互作用的呢呢?【聯(lián)想聯(lián)想】 電荷之間是通過(guò)什么發(fā)生相互作用的電荷之間是通過(guò)什么發(fā)生相互作用的呢呢?電荷之間的相互作用是通過(guò)電荷之間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)電場(chǎng)發(fā)生的發(fā)生的磁體之間的相互作用是通過(guò)磁體之間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)磁場(chǎng)發(fā)生的發(fā)生的電場(chǎng)和電場(chǎng)和磁場(chǎng)磁場(chǎng)都都是一種物質(zhì)是一種物質(zhì)1.磁場(chǎng)磁場(chǎng):磁體周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)磁體周圍空間存在的一種特殊物質(zhì).三、磁場(chǎng)三、磁場(chǎng)【問(wèn)題問(wèn)題】是否只有磁鐵周圍才存在磁場(chǎng)是否只有磁鐵周圍才

11、存在磁場(chǎng)? 磁體磁體磁體磁體磁場(chǎng)磁場(chǎng)2.電流的磁效應(yīng)：電流的磁效應(yīng)： 電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng). . 磁鐵不是磁場(chǎng)的唯一來(lái)源磁鐵不是磁場(chǎng)的唯一來(lái)源. .磁體磁體磁體磁體磁場(chǎng)磁場(chǎng)三、磁場(chǎng)三、磁場(chǎng)1.磁場(chǎng)磁場(chǎng):磁體周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)磁體周圍空間存在的一種特殊物質(zhì).結(jié)論：結(jié)論： 磁體對(duì)通電導(dǎo)體磁體對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用有力的作用磁體與電流之間的相互作用磁體與電流之間的相互作用問(wèn)題：?jiǎn)栴}：磁體和通電導(dǎo)體之間的相互作用是通過(guò)什磁體和通電導(dǎo)體之間的相互作用是通過(guò)什么發(fā)生的呢么發(fā)生的呢?問(wèn)題：?jiǎn)栴}：磁體和通電導(dǎo)體之間的相互作用磁體和通電導(dǎo)體之間的相互作用 是通過(guò)什么發(fā)生的呢是通

12、過(guò)什么發(fā)生的呢?磁體磁體電流電流磁場(chǎng)磁場(chǎng)三、磁場(chǎng)三、磁場(chǎng)磁體磁體磁體磁體磁體磁體電流電流磁場(chǎng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)2、電流的磁效應(yīng)：電流的磁效應(yīng)： 電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng). .問(wèn)題問(wèn)題:電流與電流之間是否有力的作用電流與電流之間是否有力的作用?結(jié)論結(jié)論:同向同向電流相互電流相互吸引吸引。結(jié)論結(jié)論:反向反向電流相互電流相互排斥排斥。問(wèn)題問(wèn)題:電流和電流之間的相互作電流和電流之間的相互作用是通過(guò)什么發(fā)生的呢用是通過(guò)什么發(fā)生的呢?電流電流電流電流磁場(chǎng)磁場(chǎng)問(wèn)題問(wèn)題:電流與電流之間是否有力的作用電流與電流之間是否有力的作用?三、磁場(chǎng)三、磁場(chǎng)磁體磁體磁體磁體磁體磁體電流電流磁場(chǎng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)

13、2、電流的磁效應(yīng)、電流的磁效應(yīng):電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng).1、磁場(chǎng)、磁場(chǎng):磁體周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)磁體周圍空間存在的一種特殊物質(zhì).電流電流電流電流磁場(chǎng)磁場(chǎng) 磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體或通電導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體或通電導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生磁力作用。生磁力作用。 （磁體與磁體之間、磁體與通電導(dǎo)體之（磁體與磁體之間、磁體與通電導(dǎo)體之間、通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用都間、通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的）是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的）3、磁場(chǎng)的性質(zhì)、磁場(chǎng)的性質(zhì)磁體磁體磁體磁體磁場(chǎng)磁場(chǎng)電流電流電流電流三、磁場(chǎng)三、磁場(chǎng)結(jié)論結(jié)論 磁體周圍、電流周圍都存在著磁場(chǎng)、所磁體周圍、電流

14、周圍都存在著磁場(chǎng)、所有磁作用都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的，磁場(chǎng)和有磁作用都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的，磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣都是一種客觀物質(zhì)，是客觀存電場(chǎng)一樣都是一種客觀物質(zhì)，是客觀存在的，看不見(jiàn)摸不著，但是很多磁現(xiàn)象在的，看不見(jiàn)摸不著，但是很多磁現(xiàn)象感知了它的存在。感知了它的存在。 在同一空間區(qū)域，可以有幾個(gè)磁場(chǎng)共同在同一空間區(qū)域，可以有幾個(gè)磁場(chǎng)共同存在，實(shí)物做不到。存在，實(shí)物做不到。四、地球的磁場(chǎng)四、地球的磁場(chǎng)1.地球是一個(gè)巨大的磁體地球是一個(gè)巨大的磁體2.地球周圍空間存在的磁場(chǎng)地球周圍空間存在的磁場(chǎng)叫地磁場(chǎng)叫地磁場(chǎng)3.地磁的北極在地理的南極地磁的北極在地理的南極附近附近,地磁的南極在地理的地磁的南極在地理的北極附近

15、北極附近,但兩者并不完全但兩者并不完全重合重合,它們之間的夾角稱為它們之間的夾角稱為磁偏角磁偏角4.磁偏角的數(shù)值在地球上不磁偏角的數(shù)值在地球上不同地方是不同的同地方是不同的磁偏角磁偏角指南針?biāo)傅哪媳保ù艌?chǎng)指南針?biāo)傅哪媳保ù艌?chǎng)的南北極）與地理上的南的南北極）與地理上的南北極并不完全一致，兩者北極并不完全一致，兩者之間存在著偏角，即磁偏之間存在著偏角，即磁偏角。角。沈括在沈括在夢(mèng)溪筆談夢(mèng)溪筆談中指出：中指出：“常微偏東，不常微偏東，不全南也全南也”。這是世界上最早的關(guān)于磁偏角的記。這是世界上最早的關(guān)于磁偏角的記載。載。注：水平放置的磁針的指向跟地注：水平放置的磁針的指向跟地理子午線之間的交角即

16、為磁偏角理子午線之間的交角即為磁偏角思考思考指南針為什么會(huì)指南？指南針為什么會(huì)指南？地球磁場(chǎng)很弱，其表面的磁場(chǎng)比一地球磁場(chǎng)很弱，其表面的磁場(chǎng)比一個(gè)條形磁鐵近旁的磁場(chǎng)弱的多，但個(gè)條形磁鐵近旁的磁場(chǎng)弱的多，但能自由旋轉(zhuǎn)的小磁針已能顯示出地能自由旋轉(zhuǎn)的小磁針已能顯示出地磁場(chǎng)對(duì)它的作用，指南針正是利用磁場(chǎng)對(duì)它的作用，指南針正是利用這個(gè)原理制成的。這個(gè)原理制成的。近百年地球磁場(chǎng)衰減近百年地球磁場(chǎng)衰減 地磁場(chǎng)的減弱是可能地磁場(chǎng)的減弱是可能導(dǎo)致磁場(chǎng)方向倒轉(zhuǎn)的導(dǎo)致磁場(chǎng)方向倒轉(zhuǎn)的預(yù)兆。預(yù)兆。 地磁場(chǎng)如何產(chǎn)生？地磁場(chǎng)如何產(chǎn)生？到目前為至，沒(méi)有明確的結(jié)論，有各種各樣的猜到目前為至，沒(méi)有明確的結(jié)論，有各種各樣的猜測(cè)測(cè)

17、太陽(yáng)風(fēng)風(fēng)暴1、磁現(xiàn)象：、磁現(xiàn)象：磁性；磁體；磁極；磁化；退磁磁性；磁體；磁極；磁化；退磁.2、電流的磁效應(yīng)：、電流的磁效應(yīng)：電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng).3、磁場(chǎng)：、磁場(chǎng)：存在磁體或電流周圍空間存在磁體或電流周圍空間的一種特殊物質(zhì)的一種特殊物質(zhì). 磁體與磁體間、磁體與電流間、電流與電流間的磁體與磁體間、磁體與電流間、電流與電流間的相互相互作用都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的作用都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的. 磁場(chǎng)的磁場(chǎng)的性質(zhì)性質(zhì)：對(duì)對(duì)放入其中的放入其中的磁體或電流磁體或電流會(huì)會(huì)產(chǎn)生磁力產(chǎn)生磁力作作用用.4、地磁場(chǎng)：、地磁場(chǎng)：地球周圍空間存在的磁場(chǎng)叫地磁場(chǎng)地球周圍空間存在的磁場(chǎng)叫地磁場(chǎng). 地磁的北極

18、在地理的南極附近，地磁的南極在地理的地磁的北極在地理的南極附近，地磁的南極在地理的北極附近，但兩者并不完全重合，它們之間的夾角稱為磁北極附近，但兩者并不完全重合，它們之間的夾角稱為磁偏角偏角.小結(jié)：本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容小結(jié)：本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容例例 鐵棒鐵棒A A能吸引小磁針，鐵棒能吸引小磁針，鐵棒B B能排斥小能排斥小磁針，若將鐵棒磁針，若將鐵棒A A靠近鐵棒靠近鐵棒B B時(shí)，則（）時(shí)，則（）v A A、B B一定互相吸引一定互相吸引 v A A、B B一定互相排斥一定互相排斥v A A、B B間有可能無(wú)磁場(chǎng)力作用間有可能無(wú)磁場(chǎng)力作用A.A. A A、B B間可能互相吸引，也可能互相排斥間可能互相吸

19、引，也可能互相排斥D例例把鐵棒甲的一端靠近鐵棒乙的中部，發(fā)現(xiàn)把鐵棒甲的一端靠近鐵棒乙的中部，發(fā)現(xiàn)兩者吸引，而把乙的一端靠近甲的中部時(shí)兩者吸引，而把乙的一端靠近甲的中部時(shí)兩者互不吸引，則（）兩者互不吸引，則（）l 甲有磁性，乙無(wú)磁性甲有磁性，乙無(wú)磁性l 甲無(wú)磁性，乙有磁性甲無(wú)磁性，乙有磁性l 甲和乙都有磁性甲和乙都有磁性l 甲和乙都沒(méi)有磁性甲和乙都沒(méi)有磁性A 1.首先發(fā)現(xiàn)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的科學(xué)家是首先發(fā)現(xiàn)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的科學(xué)家是( ) A富蘭克林富蘭克林 B法拉第法拉第 C安培安培 D奧斯特奧斯特練習(xí)練習(xí)2、下列關(guān)于磁場(chǎng)的說(shuō)法中、下列關(guān)于磁場(chǎng)的說(shuō)法中,正確的是正確的是 A磁場(chǎng)跟電場(chǎng)一樣磁場(chǎng)跟電場(chǎng)一樣,是人為假設(shè)的是人為假設(shè)的B磁極或電流在自己周圍的空間會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)磁極或電流在自己周圍的空間會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)C指南針指南說(shuō)明地球周圍有磁場(chǎng)指南針指南說(shuō)