高中物理新課標(biāo)人教版選修3-1第三章《磁場(chǎng)》

新課標(biāo)人教版課件系列《高中物理》選修1-1精選課件第二章

《磁場(chǎng)》

精選課件2.1《指南針與

遠(yuǎn)洋航?！肪x課件教學(xué)目標(biāo)１、遠(yuǎn)洋航海（1）我國(guó)的遠(yuǎn)洋探險(xiǎn)（2）歐洲人的遠(yuǎn)洋探險(xiǎn)（3）遠(yuǎn)洋航海的偉大意義２、磁場(chǎng)（1）磁體在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。（2）磁感線（3）磁性的地球精選課件最早的磁性指向器——它由青鈾盤和磁石琢磨的勺組成，磁勺頭為磁性的北極，尾為南極。磁勺放置在地盤中心，受地磁作用，勺尾指向南方。精選課件2.1指南針和遠(yuǎn)洋航海新課標(biāo)高中物理選修1－1第二章磁場(chǎng)精選課件一、早期對(duì)磁的研究和使用1、鄭和下西洋：

我國(guó)是最早在航海上使用指南針的國(guó)家，導(dǎo)航時(shí)兼用羅盤和觀星，二者相互補(bǔ)充，相互修正。 用羅盤指引航向，探索航道，將船只航向的變動(dòng)與指南針指向的變動(dòng)的關(guān)系總結(jié)出來(lái)，畫出的航線在古代稱為針路或針徑。

1405—1433年間，鄭和先后7次下西洋。他率領(lǐng)當(dāng)時(shí)世界上最強(qiáng)大的船隊(duì)，先后到達(dá)了亞洲、非洲的三十幾個(gè)國(guó)家。是世界航海史上偉大的壯舉。

鄭和下西洋，不但是中國(guó)海上探險(xiǎn)事業(yè)的巨大成就，也是世界地理發(fā)現(xiàn)史上的光輝紀(jì)錄。精選課件2、歐洲人的遠(yuǎn)洋探險(xiǎn)：

在宋、元兩代，我國(guó)發(fā)明的指南針傳到了歐洲和亞洲的許多國(guó)家，使得近代歐洲的遠(yuǎn)洋探險(xiǎn)成為可能。

意大利航海家哥倫布（約1451—1506

）進(jìn)行了遠(yuǎn)洋探險(xiǎn)，在這次航行中，觀察到了磁偏角。

葡萄牙航海家麥哲倫（約1480—1521

）也進(jìn)行了遠(yuǎn)洋探險(xiǎn)，用了三年時(shí)間完成了舉世聞名的環(huán)球航行。

所有這些遠(yuǎn)洋航行的成功，離不開磁學(xué)知識(shí)的最初應(yīng)用——指南針。精選課件二、磁場(chǎng)——對(duì)比電場(chǎng)學(xué)習(xí)1、磁場(chǎng)：磁體周圍存在磁場(chǎng)2、磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)磁體有力的作用磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極，同名磁極相斥，異名磁極相吸。3、作用過(guò)程：通過(guò)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)。磁體是通過(guò)磁場(chǎng)對(duì)鐵一類物質(zhì)發(fā)生作用的，磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，是物質(zhì)存在的另一種形式，是客觀存在．4、磁場(chǎng)的方向：規(guī)定小磁針北極受力的方向，也即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向．精選課件5、磁感線：（1）定義：在磁場(chǎng)中畫出一些有方向的曲線,在這些曲線上，每一點(diǎn)的切線方向，都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同。這樣的曲線叫磁感線 磁感線的疏密

表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱。

(2)目的：為形象地描述磁場(chǎng)而人為引入的假想曲線

(3)特點(diǎn)：

a.磁感線某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向

b.磁感線的疏密可以反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱

c.磁感線是封閉曲線

d.任何兩條磁感線都不相交精選課件（4）模擬磁感線：實(shí)驗(yàn)中常用鐵屑在磁場(chǎng)中被磁化的性質(zhì)，來(lái)模擬磁感線的形狀。條形磁體磁感線模擬圖1精選課件（4）模擬磁感線：實(shí)驗(yàn)中常用鐵屑在磁場(chǎng)中被磁化的性質(zhì)，來(lái)模擬磁感線的形狀。條形磁體磁感線模擬圖2精選課件（5）條形磁體和蹄形磁體的磁感線：磁感線方向外部：從N極到S極，內(nèi)部：從S極到N極精選課件磁感線與電場(chǎng)線的聯(lián)系與區(qū)別1、磁場(chǎng)的方向：規(guī)定小磁針北極受力的方向（或小磁針靜止時(shí)北極所指的方向）2、磁感線（1）為形象描述磁場(chǎng)而假想的曲線，實(shí)際不存在（2）疏密表示強(qiáng)弱，切線方向表示磁場(chǎng)方向（3）磁鐵外部從N極到S極，內(nèi)部從S極到N極，形成閉合曲線（4）不相交1、電場(chǎng)的方向：規(guī)定正電荷所受電場(chǎng)力的方向

2、電場(chǎng)線（1）為形象描述電場(chǎng)而假想的曲線，實(shí)際不存在（2）疏密表示強(qiáng)弱，切線方向表示電場(chǎng)方向（3）始于正電荷，終止于負(fù)電荷的非閉合曲線（4）不相交精選課件三、地磁場(chǎng)：1、定義：地球是個(gè)磁體，具有磁場(chǎng)，叫地磁場(chǎng)。地磁場(chǎng)的分布大致上就像一個(gè)條形磁體各地磁感線近似平行地面2、磁偏角：（1）地球的地理南北極與地磁場(chǎng)的南北相反（2）地球的地理兩極與地磁場(chǎng)的兩極并不重合，磁針并非準(zhǔn)確地指南或指北，有個(gè)夾角，叫地磁偏角，簡(jiǎn)稱磁偏角3、地磁場(chǎng)的磁感線分布圖：見上圖4、說(shuō)明：宇宙中的許多天體都具有磁場(chǎng)。月球也有磁場(chǎng)。但月球不象地球那樣有一個(gè)全球性的磁場(chǎng)?；鹦且矝](méi)有全球性

的磁場(chǎng)，所以火星上指南針不起作用。精選課件精選課件地磁場(chǎng)的分布大致上就像一個(gè)條形磁體。各地磁感線近似平行地面精選課件精選課件精選課件小結(jié)一、磁場(chǎng)1、磁場(chǎng)：磁體周圍存在磁場(chǎng)。類似電場(chǎng)。2、磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)磁體有力的作用。 同名磁極相斥，異名磁極相吸。3、作用過(guò)程：通過(guò)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)。4、磁場(chǎng)的方向：規(guī)定小磁針北極受力的方向，也即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向．二、磁感線：

1、作用：形象地描述磁場(chǎng)。

切線方向表示磁場(chǎng)方向；疏密

表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱。

2、磁感線方向：

外部：從N極到S極，內(nèi)部：從S極到N極

3、特點(diǎn)：不相交、不中斷閉合曲線

精選課件小結(jié)4、模擬磁感線：實(shí)驗(yàn)中常用鐵屑在磁場(chǎng)中被磁化的性質(zhì)，來(lái)模擬磁感線的形狀。5、條形磁體和蹄形磁體的磁感線形狀。注意：內(nèi)部：從S極到N極6、磁感線與電場(chǎng)線的聯(lián)系與區(qū)別三、地磁場(chǎng)1、地磁場(chǎng)的分布大致上就像一個(gè)條形磁體。南北極相反。各地磁感線近似平行地面2、磁偏角：地理兩極與地磁場(chǎng)的兩極并不重合，有個(gè)夾角，叫地磁偏角。3、說(shuō)明：許多天體都具有磁場(chǎng)。月球也有磁場(chǎng)。火星沒(méi)有全球性的磁場(chǎng)，所以火星上指南針不起作用。精選課件課堂練習(xí)和課外作業(yè)課堂練習(xí)：P28問(wèn)題與練習(xí)1、2、3、4，探索者課外作業(yè)：P28

問(wèn)題與練習(xí)作業(yè)本精選課件1．分別用字母在圖中空白處標(biāo)出磁體的南北極2．確定磁場(chǎng)方向的方法是：將一不受外力的

放入磁場(chǎng)中需測(cè)定的位置，當(dāng)小磁針在該位置靜止時(shí)，小磁針N極的指向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向3．小磁針的指南指北性表明地球是一個(gè)

小磁針大磁體

精選課件4．地理的

是地磁的北南極。指南針并不指向地球的正南正北，其間有一個(gè)交角叫

。在地球兩極附近，地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為5×10-5T，而永久磁鐵兩極附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為0.5T.地磁場(chǎng)是非常弱的。5．關(guān)于磁感線的下列說(shuō)法中，正確的是（）Ａ．磁感線是真實(shí)存在于磁場(chǎng)中的有方向的曲線Ｂ．磁感線上任一點(diǎn)的切線方向，都跟該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向相同Ｃ．磁鐵的磁感線從磁鐵的北極出發(fā)，終止于磁鐵的南極Ｄ．磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況南北極磁偏角B精選課件6．下列情況可以肯定鋼針沒(méi)有磁性的是（

）Ａ．將鋼針的一端接近磁體的北極，兩者相互吸引，再將鋼針的另一端接近磁體的南極，則兩者相互排斥Ｂ．將鋼針的一端接近磁體的北極，兩者相互吸引，再將鋼針的另一端接近磁體的北極，則兩者相互排斥Ｃ．將鋼針的一端接近磁體的北極，兩者相互排斥，再將鋼針的另一端接近磁體的北極，則兩者相互吸引,Ｄ．將鋼針的一端接近磁體的北極，兩者相互吸引，再將鋼針的另一端接近磁體的北極,則兩者相互吸引

D精選課件7、下列說(shuō)法正確的是（）Ａ．磁極間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的Ｂ．磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣也是客觀存在的的物質(zhì)Ｃ．磁感線是實(shí)際存在的線，可由實(shí)驗(yàn)得到Ｄ．磁感線類似于電場(chǎng)線，它總是從磁體的Ｎ極出發(fā)終止于ＳAB精選課件補(bǔ)充:我們周圍的磁現(xiàn)象一、無(wú)處不在的磁1.我們的祖先發(fā)明指南針，對(duì)世界文明產(chǎn)生重大影響。2.現(xiàn)代人好比被“磁?！卑鼑?。3.生物磁性的研究為人類開辟了嶄新的視野。…………二.地磁場(chǎng)地理的南北極與地磁的N、S極相反。精選課件第一節(jié)我們周圍的磁現(xiàn)象三.磁性材料1.磁化——使不具有磁性的物質(zhì)具有磁性的過(guò)程叫磁化。任何物質(zhì)在外磁場(chǎng)中都能或多或少地被磁化。2.磁性材料——磁化后磁性很強(qiáng)的物質(zhì)叫磁性材料，又稱為鐵磁性物質(zhì)3.磁性材料的分類①軟磁性物質(zhì)：磁化后容易去磁的物質(zhì)稱軟磁性物質(zhì)。

軟磁性物質(zhì)剩磁較小。②硬磁性物質(zhì)：磁化后不易去磁的物質(zhì)稱硬磁性物質(zhì)。

硬磁性物質(zhì)剩磁較大。精選課件我們周圍的磁現(xiàn)象4.磁性材料的應(yīng)用軟磁性材料的剩磁弱，容易去磁，適用于需要反復(fù)磁化的場(chǎng)合。硬磁性材料的剩磁強(qiáng)，不易去磁，適用于制成永磁體。【問(wèn)題】以下物品，應(yīng)用哪種材料制成？精選課件磁感線與電場(chǎng)線的聯(lián)系與區(qū)別電場(chǎng)線磁感線1．電場(chǎng)線從

出發(fā)，終止于

，電場(chǎng)線是

的曲線，正、負(fù)電荷可單獨(dú)存在．1．在磁體內(nèi)部，磁感線是從

極指向

極，外部是從

出發(fā)從

進(jìn)去，磁感線是

的曲線，Ｎ、Ｓ極是不可分割的．2．

電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到電場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)的

方向一致，也與該點(diǎn)所在電場(chǎng)線的

方向一致．2．小磁針在磁場(chǎng)中靜止時(shí)

極的指向或

極的受力方向與該點(diǎn)的

方向一致，也與該點(diǎn)所在磁感線的

方向致．3．電場(chǎng)中任何兩條電場(chǎng)線都

相交．3．磁場(chǎng)中任何兩條磁感線都

相交．4．電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的

．4．磁場(chǎng)線的疏密表示磁場(chǎng)的

．精選課件2.2《電流的磁場(chǎng)》精選課件教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與能力１、電流的磁效應(yīng)

（１）直線電流：安培定則：右手握住導(dǎo)線，伸直的拇指的方向代表電流的方向，那么彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向

（２）環(huán)形電流：右手握住環(huán)形導(dǎo)線,彎曲的四指所指的方向代表電流的方向，拇指所指的方向就是圓環(huán)中心周線上的磁感線的方向

（３）螺線管：右手握住螺線管，彎曲的四指所指的方向代表電流的方向，拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向?qū)嶒?yàn)儀器：直導(dǎo)線、硬紙板、細(xì)鐵屑、直流電源精選課件在現(xiàn)代社會(huì),磁鐵除了能夠用于指示方向,還有廣泛的其他用途精選課件磁懸浮列車有速度快、爬坡能力強(qiáng)、能耗低的優(yōu)點(diǎn)，每個(gè)坐位的能耗僅為飛機(jī)的三分小、安全舒適、不燃油，污染少.

精選課件電磁起重機(jī)電磁起重機(jī)可以產(chǎn)生強(qiáng)大的磁性，來(lái)回搬運(yùn)物品.精選課件帶電體和磁體有一些相似的性質(zhì)，這些相似是一種巧合呢？還是它們之間存在著某些聯(lián)系呢？

精選課件一、奧斯特實(shí)驗(yàn)科學(xué)家們基于這種想法，一次又一次地尋找電與磁的聯(lián)系.1820年丹麥物理學(xué)家奧斯特終于用實(shí)驗(yàn)證實(shí)通電導(dǎo)體的周圍存在著磁場(chǎng).這一重大發(fā)現(xiàn)轟動(dòng)了科學(xué)界，使電磁學(xué)進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期．

精選課件丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流磁效應(yīng)，是科學(xué)史上的重大發(fā)現(xiàn)．揭開了物理學(xué)史上的一個(gè)新紀(jì)元．奧斯特不只是一位著名的物理學(xué)家，還是一位優(yōu)秀的教師．他的講課有表演，有分析．他非常重視實(shí)驗(yàn)，他說(shuō)過(guò)“我不喜歡那種沒(méi)有實(shí)驗(yàn)的枯燥的講課，因?yàn)闅w根到底，所有的科學(xué)進(jìn)展都是從實(shí)驗(yàn)開始的．精選課件演示實(shí)驗(yàn)將直導(dǎo)線與小磁針平行并放在小磁針的上方和下方.觀察（點(diǎn)擊觀看實(shí)驗(yàn)視頻）1．當(dāng)直導(dǎo)線通電時(shí)產(chǎn)生什么現(xiàn)象．

2．?dāng)嚯姾蟀l(fā)生什么現(xiàn)象．

3．改變通電電流的方向后發(fā)生什么現(xiàn)象.精選課件觀察到的物理現(xiàn)象

通電時(shí)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；斷電時(shí)小磁針轉(zhuǎn)回到指南北的方向；說(shuō)明：……通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)．通電電流方向相反，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也相反．說(shuō)明：……磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)．精選課件總結(jié)奧斯特實(shí)驗(yàn)：現(xiàn)象：導(dǎo)線通電，周圍小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；通電電流方向改變，小磁針偏轉(zhuǎn)方向相反．規(guī)律：通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)；磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)．精選課件直線電流

的磁場(chǎng)精選課件二.環(huán)形電流的磁場(chǎng)1.單個(gè)環(huán)精選課件2、通電螺線管的磁場(chǎng)觀察鐵屑的分布和小磁針的指向．在板上均勻撒滿鐵屑在螺線管兩端各放一個(gè)小磁針，通電后觀察小磁針的指向．輕輕敲板，觀察鐵屑的排列．改變電流方向再觀察一次．實(shí)驗(yàn)演示在板上均勻撒滿鐵屑，通電后輕輕敲板，觀察鐵屑的排列．實(shí)驗(yàn)演示精選課件想一想通電前小磁針如何指向，通電后發(fā)生什么現(xiàn)象？原來(lái)小磁針指南北，通電后磁針偏轉(zhuǎn)．精選課件想一想改變通電方向，小磁針的指向有什么不同，說(shuō)明什么？小磁針指向相反，說(shuō)明通電螺線管兩端的極性與通電電流有關(guān).精選課件想一想通電后，輕輕敲板，鐵屑為什么會(huì)產(chǎn)生規(guī)則排列？鐵屑的排列與什么現(xiàn)象一樣？鐵屑磁化變成“小磁針”，輕敲使鐵屑可自由轉(zhuǎn)動(dòng)．使鐵屑按磁場(chǎng)進(jìn)行排列．其排列與條形磁體的排列相同，通電螺線管相當(dāng)于條形磁體．精選課件安培定則用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極．注意：內(nèi)部磁場(chǎng)的方向：從S極指向N極，外部磁場(chǎng)N極指向S極。通電螺線管外部磁場(chǎng)與條形磁體類似。精選課件在通電螺線管內(nèi)部有一點(diǎn)A,通過(guò)A點(diǎn)的磁感線方向一定是（）A．從螺線管的N極指向S極B．放在該點(diǎn)的小磁針北極受力的方向C．從螺線管的S極指向N極D．放在該點(diǎn)的小磁針的南極受力的方向BC精選課件返回精選課件返回精選課件奧斯特實(shí)驗(yàn)返回精選課件2.3《磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線

的作用》精選課件教學(xué)目標(biāo)知識(shí)能力

1、安培力：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用

２、磁感應(yīng)強(qiáng)度------磁場(chǎng)的強(qiáng)弱

３、安培力的方向：左手定則：伸開左手．使拇指跟其余四指垂直．并且都跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線穿入手心．并使四指指向電流的方向．那么．拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向。

４、電動(dòng)機(jī)原理實(shí)驗(yàn)儀器：三塊相同的蹄形磁鐵、一根直導(dǎo)線、直流電源、支架精選課件一.安培力的定義：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受的力通常稱為安培力。二.安培力的大小：

F=BIL

適用條件：1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)

2）導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直

3）當(dāng)I與B有夾角時(shí)，F(xiàn)=BIL

sin（將B分解成B⊥和B∥，其中F=B⊥IL=BILsinθ）BIBIBI推廣:1）當(dāng)I

B，F(xiàn)=BIL2）當(dāng)I

//B，F(xiàn)=0精選課件三、實(shí)驗(yàn)探究安培力的方向：下面請(qǐng)兩個(gè)同學(xué)上來(lái)，先述說(shuō)自己的實(shí)驗(yàn)方案，再進(jìn)行探究，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行小結(jié)精選課件實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象小結(jié)：既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂直，即安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面．安培力的方向：1）伸開左手，大拇指跟四指垂直，且在同一平面內(nèi)左手定則：2）讓磁感線穿過(guò)手心左手定則：3）使四指指向電流方向，則拇指指向安培力的方向精選課件例：左手定則運(yùn)用IFFBB精選課件例4：將長(zhǎng)度為20cm、通有0.1A電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流與磁場(chǎng)的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T。試求出下列圖中導(dǎo)線受安培力的大小。精選課件上課時(shí)我們觀察了電動(dòng)機(jī)的工作，當(dāng)電流方向發(fā)生變化時(shí)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生變化，現(xiàn)在我們學(xué)習(xí)了左手定則，能否解釋以上現(xiàn)象呢？精選課件三、磁電式電流表：1、基本組成部分：磁鐵和放在磁鐵兩極之間的線圈精選課件搶答（每小題10分，共5題）：①線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)是怎樣產(chǎn)生的？②線圈為什么不一直轉(zhuǎn)下去？答：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)是因?yàn)樗艿桨才嗔Φ淖饔么穑寒?dāng)線圈受力平衡時(shí)，將不再轉(zhuǎn)動(dòng)精選課件③為什么指針偏轉(zhuǎn)角度的大小可以說(shuō)明被測(cè)電流的強(qiáng)弱？答：螺旋彈簧變形，反抗線圈轉(zhuǎn)動(dòng)。電流越大安培力越大，螺旋彈簧的形變也就越大，所以，從線圈偏轉(zhuǎn)的角度就能判斷通過(guò)電流的大小精選課件④如何根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的方向來(lái)確定電路上電流的方向？答：電流方向改變，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變，故根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向能判斷被測(cè)電流的方向⑤使用時(shí)要特別注意什么？答：所通電流不能太大精選課件1、安培力的大?。?、安培力的方向——左手定則1）當(dāng)I

B，F(xiàn)=BIL2）當(dāng)I

//B，F(xiàn)=03）當(dāng)I與B有夾角時(shí)，F(xiàn)=BIL

sin五、小結(jié)：3、電流表的工作原理精選課件2.4《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷

的作用》精選課件教學(xué)目標(biāo)知訓(xùn)與能力１、洛侖茲力

（1）洛侖茲力：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷力的作用

（2）洛侖茲力和安培力是微觀和宏觀的關(guān)系２、洛侖茲力的方向的判斷３、電子束的磁偏轉(zhuǎn)

1、磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和電子的速度都能影響圓的半徑４、顯像管的工作原理實(shí)驗(yàn)儀器：安裝一個(gè)陰極、一個(gè)陽(yáng)極的真空玻璃管、高壓電源、磁鐵精選課件

電量為q電荷在磁場(chǎng)中受到的洛侖茲力：大小:1.洛侖茲力一、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用—洛侖茲力方向:

垂直由和構(gòu)成的平面。

洛侖茲力不對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作功，它只改變帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，并不改變帶電粒子的速率和動(dòng)能。精選課件

以速度v置入一帶電量為q的粒子，粒子受到電場(chǎng)和磁場(chǎng)的共同作用。+++---E速度選擇器FefLB

當(dāng)粒子速度較小時(shí)，電場(chǎng)力大于洛倫茲力，粒子向左偏轉(zhuǎn)被左極板吸收。4.帶電粒子在磁場(chǎng)和電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(1)質(zhì)譜儀的工作原理1.質(zhì)譜儀

當(dāng)粒子速度較大時(shí)，電場(chǎng)力小于洛倫茲力，粒子向右偏轉(zhuǎn)被右極板吸收。

當(dāng)粒子速度滿足電場(chǎng)力等于洛倫茲力時(shí)，粒子豎直向下運(yùn)動(dòng)穿過(guò)狹縫進(jìn)入下方磁場(chǎng)B’；

通過(guò)調(diào)整E和B可選擇粒子速度。精選課件RB’+++---vE速度選擇器FefLB質(zhì)量大的同位素粒子，軌道半徑大，質(zhì)量小的同位素粒子，軌道半徑小。不同質(zhì)量的粒子在膠片屏上留下不同的質(zhì)譜線。在B’中作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為：根據(jù)質(zhì)譜線的位置，可推出同位素的質(zhì)量。(2)同位素

有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)，但中子數(shù)不同的元素。它們的化學(xué)性質(zhì)相同，無(wú)法用化學(xué)的方向?qū)⑺鼈兎蛛x開。由知:質(zhì)譜線：精選課件其結(jié)構(gòu)為金屬雙D形盒，在其上加有磁場(chǎng)和交變的電場(chǎng)。2.回旋加速器由于金屬具有靜電屏蔽作用，帶電粒子在磁場(chǎng)的作用下作圓周運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入縫隙后，電場(chǎng)極性變換，粒子被反向加速，進(jìn)入右半盒，由于速度增加，軌道半徑也增加。然后又穿過(guò)縫隙，電場(chǎng)極性又變換，粒子不斷地被加速。

將一粒子置于雙D形盒的縫隙處，在電場(chǎng)的作用下，進(jìn)入左半盒。~BB精選課件(1)原因:是由于運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受洛倫茲力的結(jié)果。載流導(dǎo)體的寬為b，厚為d。通有電流I

。1879年霍耳發(fā)現(xiàn)，把一載流導(dǎo)體放在磁場(chǎng)中，如果磁場(chǎng)方向與電流方向垂直，則在與磁場(chǎng)和電流二者垂直的方向上出現(xiàn)橫向電勢(shì)差，這一現(xiàn)象稱之為霍耳現(xiàn)象。IbdVHq3.霍爾效應(yīng)以載流子是正電荷為例,為霍爾系數(shù)。精選課件描寫電流元在磁場(chǎng)中受安培力的規(guī)律。大?。河檬噶渴奖硎荆憾⒋艌?chǎng)對(duì)電流的作用1.安培定律1.內(nèi)容安培定律：一個(gè)電流元在磁場(chǎng)中所受磁場(chǎng)力為電流元與磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量積。方向：從

右旋到

，大拇指指向

垂直由和構(gòu)成的平面。精選課件

計(jì)算一段電流在磁場(chǎng)中受到的安培力時(shí)，應(yīng)先將其分割成無(wú)限多電流元，將所有電流元受到的安培力矢量求和----矢量積分。

均勻磁場(chǎng)中曲線電流受的安培力，等于從起點(diǎn)到終點(diǎn)的直線電流所受的安培力。由于，abI2.一段電流在磁場(chǎng)中受力3.均勻磁場(chǎng)中曲線電流受力精選課件例1：在無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線I1旁，平行放置另一長(zhǎng)為L(zhǎng)的載流直導(dǎo)線I2,兩根導(dǎo)線相距為a，求導(dǎo)線I2所受到的安培力。解：由于電流

I2

上各點(diǎn)到電流I1

距離相同，I2各點(diǎn)處的B相同，I2受到的安培力方向如圖所示，其中

I2

受到

I1

的引力。同理I1

也受到I2

的引力。安培力大?。壕x課件例2：在無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線I1旁，垂直放置另一長(zhǎng)為L(zhǎng)的載流直導(dǎo)線I2

,I2

導(dǎo)線左端距I1為a，求導(dǎo)線I2

所受到的安培力。解：建立坐標(biāo)系,坐標(biāo)原點(diǎn)選在I1上，電流元受安培力大小為：其中分割電流元，長(zhǎng)度為dx,精選課件例3：在均勻磁場(chǎng)中，放置一半圓形半徑為R

通有電流為I的載流導(dǎo)線，求載流導(dǎo)線所受的安培力。解：由均勻磁場(chǎng)中曲線電流受力的結(jié)論：半圓形電流受到的安培力相當(dāng)于沿直徑電流受到的安培；R⊙精選課件將平面載流線圈放入均勻磁場(chǎng)中，

電磁系列電表指針轉(zhuǎn)動(dòng)：在永久磁鐵的兩極之間的空氣隙內(nèi)放一個(gè)可繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈，載流線圈在磁場(chǎng)中受力矩的結(jié)果。2.磁場(chǎng)對(duì)載流線圈的作用1.載流線圈在磁場(chǎng)中受到的力矩規(guī)定：與電流滿足右手定則的法線方向?yàn)檎?。da邊受到安培力:bc邊受到安培力:Fda與Fbc大小相等方向相反，作用在一條直線上，相互抵消。精選課件ab邊受到安培力:cd邊受到安培力:Fab與Fcd大小相等方向相反，不在一條直線上，不能抵消，為一對(duì)力偶，產(chǎn)生力矩。作俯視圖,線圈受到的力矩大小為：精選課件如果為N匝平面線圈：S閉合電流所包圍的面積！大?。?jiǎn)挝唬喊才唷っ?方向:線圈正法線方向；定義：磁矩法線方向的單位矢量?？紤]方向：力矩方向?yàn)椋核闹笍挠倚?，大拇指指向。上述結(jié)論具有普遍意義（也適用于帶電粒子沿任意閉合回路的運(yùn)動(dòng)或自旋磁矩在磁場(chǎng)中受的力矩）。精選課件1.=0

時(shí)，

線圈處于穩(wěn)定平衡態(tài)。這時(shí)如果外界的擾動(dòng)使線圈稍有偏離，磁場(chǎng)的力矩會(huì)使它回到平衡位置。2.=90

時(shí)：線圈受力矩最大。3.=180

時(shí)：

線圈處于非穩(wěn)定平衡態(tài)。這時(shí)如果外界的擾動(dòng)使線圈稍有偏離，磁場(chǎng)的力矩會(huì)使它繼續(xù)偏轉(zhuǎn)。線圈受力矩為0。2.討論線圈受力矩為0。精選課件例1：一半徑為R的薄圓盤,放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B

的均勻磁場(chǎng)中,B

的方向與盤面平行,如圖所示,圓盤表面的電荷面密度為s,若圓盤以角速度w繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng),試求作用在圓盤上的磁力矩。解：取半徑為r,寬為dr的圓環(huán)。圓環(huán)帶電量：轉(zhuǎn)動(dòng)形成電流磁矩：方向沿軸線向上,所受磁力矩：方向?yàn)榫x課件順時(shí)鐘方向?yàn)闉橐?guī)定的坐標(biāo)正方向1.載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)磁力的功2.載流線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)磁力矩的功3.磁力的功精選課件2.5《磁性材料》精選課件教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與能力1、了解磁化與退磁的概念。2、了解磁性材料及其應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)：磁化和退磁教學(xué)難點(diǎn)：磁記錄精選課件1.磁性材料

磁性材料按化學(xué)成分分類，基本上可分為金屬磁性材料與鐵氧體兩大類。金屬磁性材料主要是鐵、鎳、鈷元素及其合金，如鐵硅合金、鐵鎳合金、鐵鈷合金、釤鈷合金、鉑鈷合金、錳鋁合金等等。鐵氧體是指以氧化鐵為主要成分的磁性氧化物。性材料被磁化后，它們的磁性并不因?yàn)橥獯艌?chǎng)的消失而完全消失，仍然剩余一部分磁性。按剩磁的情形分為軟磁性材料和硬磁性材料。軟磁性材料的剩磁弱，而且容易退磁。硬磁性材料的剩磁強(qiáng)，而且不容易退磁，適合于制成永久磁鐵。精選課件2.磁化與退磁

使原來(lái)不顯磁性的物體在磁場(chǎng)中獲得磁性稱為磁化。分子電流假說(shuō)可以解釋磁化過(guò)程。一根軟鐵棒在未被磁化前，內(nèi)部各分子電流的取向是雜亂無(wú)章的，它們的磁場(chǎng)互相抵消，對(duì)外界不顯磁性。當(dāng)軟鐵棒受到外界磁場(chǎng)的作用時(shí)，各分子電流的取向變得大體一致，軟鐵棒就被磁化了，兩端對(duì)外界顯示出較強(qiáng)的磁作用，形成磁極。何物質(zhì)在磁場(chǎng)中都能夠或多或少地被磁化，只是磁化的程度不同。物質(zhì)被磁化以后，就成為了一個(gè)磁體，與磁化它的磁體間發(fā)生同極相斥異極相吸的作用。鐵、鈷、錳能夠被強(qiáng)烈磁化，所以能被磁鐵吸住。像銅、鋁這些金屬，磁化非常弱，受到的磁力也就很弱，基本看不出來(lái)，這就是磁鐵不能吸銅和鋁的緣故。磁體受到高溫或猛烈的敲擊會(huì)失去磁性，這是因?yàn)樵诩ち业臒徇\(yùn)動(dòng)或機(jī)械運(yùn)動(dòng)的影響下，分子電流的取向又變得雜亂了。精選課件3.最新磁性材料磁性是物質(zhì)的基本屬性，磁性材料是古老而用途十分廣泛的功能材料，納米磁性材料是20世紀(jì)70年代后逐步產(chǎn)生、發(fā)展、壯大而成為最富有生命力與寬廣應(yīng)用前景的新型磁性材料。美國(guó)政府今年大幅度追加納米科技研究經(jīng)費(fèi)，其原因之一是磁電于器件巨大的市場(chǎng)與高科技所帶來(lái)的高利潤(rùn)，其中巨磁電阻效應(yīng)高密度讀出磁頭的市場(chǎng)估計(jì)為10億美元，目前己進(jìn)入大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，磁隨機(jī)存儲(chǔ)器的市場(chǎng)估計(jì)為1千億美無(wú)，預(yù)計(jì)不久將投入生產(chǎn)，磁電子傳感器件的應(yīng)用市場(chǎng)亦十分寬廣。精選課件納米磁性材料及應(yīng)用大致上可分三大類型：1．納米顆粒型*磁記錄介質(zhì)*磁性液體*磁性藥物*吸波材料2．納米微晶型*納米微晶永磁材料*納米微晶軟磁材料3．納米結(jié)構(gòu)型*人工納米結(jié)構(gòu)材料薄膜，顆粒膜，多層膜，隧道結(jié)*天然納米結(jié)構(gòu)材料鈣鈦礦型化合物精選課件納米磁性材料的特性不同于常規(guī)的磁性材料，其原因是關(guān)聯(lián)于與磁相關(guān)的特征物理長(zhǎng)度恰好處于納米量級(jí)，例如：磁單疇尺寸，超順磁性臨界尺寸，交換作用長(zhǎng)度，以及電子平均自由路程等大致處于1-100nm量級(jí)，當(dāng)磁性體的尺寸與這些特征物理長(zhǎng)度相當(dāng)時(shí)，就會(huì)呈現(xiàn)反常的磁學(xué)性質(zhì)。磁性材料與信息化、自動(dòng)化、機(jī)電一體化、國(guó)防，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的方方面面緊密相關(guān)，磁記錄材料至今仍是信息工業(yè)的主體，磁記錄工業(yè)的產(chǎn)值約1千億美元，為了提高磁記錄密度，磁記錄介質(zhì)中的磁性顆粒尺寸已由微米，亞微米向納米尺度過(guò)度，例如合金磁粉的尺寸約80nm，鋇鐵氧體磁粉的尺寸約40nm，進(jìn)一步發(fā)展的方向是所謂"量子磁盤"，利用磁納米線的存儲(chǔ)特性，記錄密度預(yù)計(jì)可達(dá)400Gb／in2，相當(dāng)于每平方英寸可存儲(chǔ)20萬(wàn)部紅樓夢(mèng)，由超順磁性所決定的極限磁記錄密度理論值約為6000Gb／in2。近年來(lái)，磁盤記錄密度突飛猛進(jìn)，現(xiàn)己超過(guò)10Gb／in2，其中最主要的原因是應(yīng)用了巨磁電阻效應(yīng)讀出磁頭，而巨磁電阻效應(yīng)是基于電子在磁性納米結(jié)構(gòu)中與自旋相關(guān)的輸運(yùn)特性。精選課件

磁性液體最先用于宇航工業(yè)，后應(yīng)用于民用工業(yè)，這是十分典型的納米顆粒的應(yīng)用，它是由超順磁性的納米微粒包覆了表面活性劑，然后彌散在基液中而構(gòu)成。目前美、英、日、俄等國(guó)都有磁性液體公司，磁性液體廣泛地應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)密封，如磁盤驅(qū)動(dòng)器的防塵密封、高真空旋轉(zhuǎn)密封等，以及揚(yáng)聲器、阻尼器件、磁印刷等應(yīng)用。磁性納米顆粒作為靶向藥物，細(xì)胞分離等醫(yī)療應(yīng)用也是當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)的一熱門研究課題，有的已步入臨床試驗(yàn)。精選課件1967年SmCO5。第一代稀土永磁材料問(wèn)世，樹立了永磁材料發(fā)展史上新的里程碑，1972年第二代Sm2CO17；；稀土永磁材料研制成功，1983年高性能。低成本的第三代稀土永磁材料NdFeB誕生，奠定了稀土永磁材料在永磁材料中的霸主地位。1993年日本稀土永磁的產(chǎn)值首次超過(guò)永磁鐵氧體，預(yù)計(jì)2000年全球燒結(jié)NdFeB的產(chǎn)值將達(dá)到30億美元，并超過(guò)永磁鐵氧體。燒結(jié)NdFeB的磁性能為永磁鐵氧體的12倍，因此，在相似的情況下，體積、重量均將大為減小，從而可實(shí)現(xiàn)高效、低能的目的。納米復(fù)合雙柏稀土永磁材料適用于制備微型、異型電機(jī)，是稀土永磁材料研究與應(yīng)用中的重要方向。軟磁材料的發(fā)展經(jīng)歷了晶態(tài)、非晶態(tài)、納米微晶態(tài)的歷程。納米做晶金屬軟磁材料具有十分優(yōu)異的性能，高磁導(dǎo)率，低損耗、高飽和磁化強(qiáng)度，己應(yīng)用于開關(guān)電源、變壓器。傳感器等，可實(shí)現(xiàn)器件小型化、輕型化、高頻化以及多功能化，近年來(lái)發(fā)展十分迅速。磁電子納米結(jié)構(gòu)器件是20世紀(jì)末最具有影響力的重大成果。除巨磁電阻效應(yīng)讀出磁頭、MRAM、磁傳感器外，全金屬晶體管等新型器件的研究正方興未艾。磁電子學(xué)已成為一門頗受青睞的新學(xué)科。精選課件4.地磁場(chǎng)磁場(chǎng)的溫差電自轉(zhuǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電磁場(chǎng)起源論英國(guó)物理學(xué)家吉伯(WilliamGilbert)于1600年首次證實(shí)地球存在地磁場(chǎng)。在近似情況下，地磁場(chǎng)和一均勻磁化球體或磁偶極子的磁場(chǎng)分布相類似，地磁場(chǎng)由穩(wěn)定磁場(chǎng)和變化磁場(chǎng)兩部分組成，其中大約94％為穩(wěn)定磁場(chǎng)。關(guān)于穩(wěn)定磁場(chǎng)的起源有多種假說(shuō)，主要一種假說(shuō)認(rèn)為地核中物質(zhì)對(duì)流動(dòng)所形成的渦流是偶極子磁場(chǎng)的形成原因。變化磁場(chǎng)主要起因于電離層中存在的電流和太陽(yáng)噴射出來(lái)的帶電粒子流。經(jīng)筆者對(duì)地磁場(chǎng)研究后認(rèn)為，地磁場(chǎng)的真正來(lái)源是地球溫差電的自轉(zhuǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)，其中的磁場(chǎng)就是電磁場(chǎng)。精選課件⑴