磁場 磁感線課件-2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

新人教版必修三第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步第1節(jié)磁場磁感線新課引入

我國春秋戰(zhàn)國時期的一些著作已有關(guān)于磁石的記載和描述。指南針是我國古代四大發(fā)明之一。12世紀(jì)初，我國已將指南針用于航海，宋俑持羅盤者就記錄了這個科技史實(shí)。目前，青島磁懸浮列車時速620km/h。

你是否感受到，凡是用到電的地方，幾乎都有磁現(xiàn)象相伴隨？你知道電和磁有怎樣的聯(lián)系嗎？人們很早就發(fā)現(xiàn)電和磁有很多相似的特征：自然界中的磁體總存在著兩個磁極，自然界中同樣存在著兩種電荷。同名磁極或同種電荷相互排斥，異名磁極或異種電荷相互吸引。這種相似性是否意味著電和磁之間有某種聯(lián)系呢？直到19世紀(jì)初很多著名的科學(xué)家——如庫侖、安培、托馬斯.楊都認(rèn)為電與磁是互不相關(guān)的兩回事。庫侖安培托馬斯·楊電和磁沒啥關(guān)系學(xué)習(xí)任務(wù)一：電和磁的聯(lián)系

丹麥科學(xué)家奧斯特堅(jiān)信電和磁存在某種聯(lián)系，并開始不懈的探索。由于受當(dāng)時一些錯誤觀點(diǎn)影響，奧斯特做了很多實(shí)驗(yàn)都以失敗告終。

1820年4月，在一次講課中，他偶然的把一根導(dǎo)線放在一個指南針的上方，通電時，磁針轉(zhuǎn)動了?！状伟l(fā)現(xiàn)了電和磁的聯(lián)系。奧斯特實(shí)驗(yàn)說明：電流對磁體會產(chǎn)生力的作用，電流具有磁效應(yīng)。奧斯特是第一個發(fā)現(xiàn)了電和磁有聯(lián)系的人。它的這個發(fā)現(xiàn)震動了整個科學(xué)界，推動了電磁學(xué)的研究。

為此，安培寫道：“奧斯特先生……已經(jīng)永遠(yuǎn)把他的名字和一個新紀(jì)元聯(lián)系在一起了?！睂W(xué)習(xí)任務(wù)一：電和磁的聯(lián)系學(xué)習(xí)任務(wù)一：電和磁的聯(lián)系奧斯特實(shí)驗(yàn)

奧斯特實(shí)驗(yàn)之后，安培等人又做了很多實(shí)驗(yàn)研究。他們發(fā)現(xiàn)，不僅通電導(dǎo)線對磁體有作用力，磁體對通電導(dǎo)線也有作用力。同方向電流相互吸引，反方向電流相互排斥學(xué)習(xí)任務(wù)二：磁場

正像電荷間相互作用通過電場發(fā)生，磁體和磁體之間，磁體和通電導(dǎo)體之間，以及通電導(dǎo)體和通電導(dǎo)體之間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的。磁場：磁體周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)。磁場和電場一樣是一種物質(zhì),是客觀存在的。磁場的方向:在磁場中的任一點(diǎn)，小磁針北極受力的方向（小磁針靜止時北極的指向）為該點(diǎn)的磁場方向．磁場的基本性質(zhì)：磁場具有力的性質(zhì)對處在它里面的磁極或電流有磁場力的作用.學(xué)習(xí)任務(wù)二：磁場1.磁感線是假想的曲線；2.磁場中的任何一條磁感線都是閉合曲線，磁體外部由N極到S極，內(nèi)部由S極到N極；4.磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱；3.磁感線不相交、不相切；5.磁感線上每一點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的磁場的方向。正像在電場中我們用電場線形象地描述電場一樣，在磁場中，我們用磁感線來描述磁場。學(xué)習(xí)任務(wù)三：磁感線直線電流的磁感線是一圈圈的同心圓，這些同心圓都在跟導(dǎo)線垂直的平面上。實(shí)驗(yàn)表明，改變電流的方向，各點(diǎn)的磁場方向都變成相反的方向。學(xué)習(xí)任務(wù)四：右手定則1.通電直導(dǎo)線的磁場二、光的折射安培定則1：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向。（也叫右手螺旋定則）表示磁感線垂直紙面向里

表示磁感線垂直紙面向外

表示電流垂直紙面向里

表示電流垂直紙面向外

學(xué)習(xí)任務(wù)四：右手定則學(xué)習(xí)任務(wù)四：右手定則2.環(huán)形電流的磁場環(huán)形電流的磁場可以等效成小磁針產(chǎn)生的磁場安培定則2（也叫右手螺旋定則）讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁場的方向。學(xué)習(xí)任務(wù)四：右手定則學(xué)習(xí)任務(wù)四：右手定則3.通電螺線管的磁場安培定則3（也叫右手螺旋定則）：讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁場的方向。學(xué)習(xí)任務(wù)四：右手定則

與天然磁體的磁場相比，電流磁場的強(qiáng)弱容易控制，因而在實(shí)際中有很多重要的應(yīng)用。學(xué)習(xí)任務(wù)四：右手定則1.分子電流假說：任何物質(zhì)的分子中都存在環(huán)形電流——分子電流，分子電流使每個分子都成為一個微小的磁體它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極。2.安培分子電流假說對一些磁現(xiàn)象的解釋：未被磁化的鐵棒分子電流取向變得雜亂無章磁化后的鐵棒分子電流取向變得大致相同去磁后的鐵棒分子電流取向又變得雜亂無章科學(xué)漫步：安培分子電流假說3.安培分子電流假說意義（1）.成功的解釋了磁化現(xiàn)象和磁體消磁現(xiàn)象（2）.安培分子電流假說揭示了電和磁的本質(zhì)聯(lián)系（3）.磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵和電流的磁場本質(zhì)上都是運(yùn)動電荷產(chǎn)生的注意：安培提出分子電流假說時，人們還不知道物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)、電子繞原子核高速旋轉(zhuǎn)的說法，所以稱為假說。但是現(xiàn)在，“假說”成為真理?？茖W(xué)漫步：安培分子電流假說當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測1．音箱中的揚(yáng)聲器、電話、磁盤、磁卡等生活中的許多器具都利用了磁體的磁性。請選擇一個你最熟悉的器具，簡述它是怎樣利用磁體的磁性來工作的?！驹斀狻繐P(yáng)聲器是通過給磁體附近的線圈通電，磁體產(chǎn)生磁場對線圈產(chǎn)生作用，從而線圈振動，同時帶動喇叭的紙盆振動，發(fā)出聲音。當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測2．日常生活中，磁的應(yīng)用給我們帶來方便。例如：在柜門上安裝“門吸”能方便地把柜門關(guān)緊；把螺絲刀做成磁性刀頭，可以像手一樣抓住需要安裝的鐵螺釘，還能把掉在狹縫中的鐵螺釘取出來。請你關(guān)注自己的生活，看看還有哪些地方如果應(yīng)用磁性可以帶來方便。寫出你的創(chuàng)意，并畫出你設(shè)計(jì)的示意圖?！驹斀狻亢诎宀量勺龀蓭Т判缘?，用完后直接吸在黑板上不掉下來；手提包上的磁性扣可把皮包緊貼在一起。當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測3．磁的應(yīng)用非常廣泛，不同的人對磁應(yīng)用的分類也許有不同的方法。請你對磁的應(yīng)用分類，并每類舉一個例子?！驹斀狻?1)利用磁體對鐵磁性材料（鐵鈷鎳）的吸引作用，入門吸、帶磁性的螺絲刀、手提包磁性扣等；(2)利用磁體對電流的作用力，如喇叭、耳機(jī)、電話、電動機(jī)等；(3)利用磁化現(xiàn)象記錄信息，如磁帶、此卡和磁盤等。當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測

【詳解】由題知：用右手握住直導(dǎo)線，讓大拇指指向直導(dǎo)線中電流的方向，則彎曲的四指所指方向?yàn)榇艌龇较?。由圖根據(jù)以上方法可判斷出通電直導(dǎo)線周圍的磁感線方向是順時針方向的，因?yàn)樾〈裴橃o止時，北極的指向?yàn)榇艌龇较?，則直導(dǎo)線中電流方向向下。

4．通電直導(dǎo)線附近的小磁針如圖所示，標(biāo)出導(dǎo)線中的電流方向。當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測

【詳解】安培定則：用右手握著通電線圈，四指指向電流的方向，大拇指所指的方向是通電線圈的N極。若線圈通以沿逆時針方向的電流時，根據(jù)安培定則知，紙里是通電線圈的S極，紙外是通電線圈的N極。通電線圈內(nèi)部的磁場是從S極出來回到N極，小磁針在通電線圈的內(nèi)部，小磁針N極受到的磁力和磁場方向相同，小磁針N極垂直指向紙外。5．如圖，當(dāng)導(dǎo)線環(huán)中沿逆時針方向通過電流時，說出小磁針最后靜止時極的指向。當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測【詳解】通電螺線管內(nèi)部與管口外相比，內(nèi)部的磁場比較強(qiáng)，因內(nèi)部磁感線較管口密集。6．通電螺線管內(nèi)部與管口外相比，哪里的磁場比較強(qiáng)？你是根據(jù)什么判斷的？

【詳解】地磁的南極在地理北極的