【課件】新教材高中物理第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步1磁場(chǎng)磁感線課件新人教版必修3

第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步1.磁場(chǎng)磁感線

我國春秋戰(zhàn)國時(shí)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(gè)科技史實(shí)。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？信鴿千里歸巢是一件再普通不過的事情了，可是鴿子導(dǎo)航的“地圖”在哪里？為什么在暴風(fēng)雨天氣或者在有日食的日子鴿子會(huì)迷路？萬磁王科幻人物萬磁王有沒有科學(xué)依據(jù)？1.能列舉磁現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。了解我國古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對(duì)人類文明的影響。關(guān)注與磁相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展。2.通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)。3.會(huì)用磁感線描述磁場(chǎng)。體會(huì)物理模型在探索自然規(guī)律中的作用。1.了解磁現(xiàn)象，知道磁性、磁極、磁體的概念。

2.知道電流的磁效應(yīng)，體會(huì)奧斯特發(fā)現(xiàn)的重要意義。

3.知道磁場(chǎng)的概念，認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)是客觀存在的物質(zhì)。

4.理解磁感線概念。知道5種典型磁場(chǎng)的磁感線分布情況。

5.會(huì)用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場(chǎng)方向。

6.知道安培分子電流假說，并能解釋有關(guān)現(xiàn)象。

7.理解勻強(qiáng)磁場(chǎng)的概念，明確兩種情形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。

（物理觀念）（物理觀念）（科學(xué)思維）（物理觀念）（物理觀念）（物理觀念）（科學(xué)思維）（科學(xué)思維）

體會(huì)課堂探究的樂趣，汲取新知識(shí)的營養(yǎng)，讓我們一起吧！進(jìn)走課堂一、電和磁的聯(lián)系1.磁體周圍空間存在磁場(chǎng)磁體A磁體B磁場(chǎng)產(chǎn)生作用于產(chǎn)生作用于

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《論衡》一書中描述的“司南”,被公認(rèn)為最早的磁性指南工具。指南針是我國古代四大發(fā)明之一。磁體磁場(chǎng)——我國古代磁現(xiàn)象的應(yīng)用1.磁性：能夠吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì).2.磁體：具有磁性的物體叫磁體.3.磁極：磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極.小磁針靜止時(shí)指南的磁極叫做南極,又叫S極;指北的磁極叫做北極,又叫N極.4.磁極間的相互作用:同名磁極相斥，異名磁極相吸.問題：只有磁體產(chǎn)生磁場(chǎng)嗎？有沒有其他方法產(chǎn)生磁場(chǎng)？【探究一：電流的磁效應(yīng)】問題1.電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何相似之處?問題2.為什么丹麥物理學(xué)家奧斯特相信電和磁之間存在聯(lián)系?問題3.為什么之前的實(shí)驗(yàn)都失敗了?縱向力橫向作用2.電流周圍空間存在磁場(chǎng)(1820年奧斯特實(shí)驗(yàn))

1777年8月14日生于丹麥蘭格朗島一個(gè)藥劑師家庭。12歲開始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，17歲以優(yōu)異的成績考取了哥本哈根大學(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、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等。1806年任哥本哈根大學(xué)物理學(xué)教授，1820年4月發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)。1821年被選為英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，1823年被選為法國科學(xué)院院士，后來任丹麥皇家科學(xué)協(xié)會(huì)會(huì)長。

奧斯特簡介：【探究歸納】奧斯特實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)裝置2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:當(dāng)給導(dǎo)線通電時(shí),與導(dǎo)線平行放置的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)3.注意事項(xiàng):導(dǎo)線應(yīng)沿南北方向水平放置【探究結(jié)論】通電導(dǎo)線對(duì)小磁針有力的作用【互動(dòng)探究】

磁體間的相互作用是通過什么發(fā)生的呢?【類比】

電荷間的相互作用是通過什么發(fā)生的呢?電荷之間的相互作用是通過電場(chǎng)發(fā)生的磁體之間的相互作用是通過磁場(chǎng)發(fā)生的1.磁場(chǎng):磁體周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)。二、磁場(chǎng)磁體磁體磁場(chǎng)是否只有磁體周圍才存在磁場(chǎng)?2.電流的磁效應(yīng)：電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁體電流磁場(chǎng)磁體對(duì)電流有沒有作用力呢？【探究歸納】磁體對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用磁體電流磁場(chǎng)磁體對(duì)通電導(dǎo)線的作用力是通過什么發(fā)生的呢?電流電流磁場(chǎng)【探究歸納】通電導(dǎo)線對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用【規(guī)律總結(jié)】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。(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是通過磁場(chǎng)發(fā)生的）3.磁場(chǎng)的性質(zhì)4．對(duì)磁場(chǎng)的三點(diǎn)理解（1）磁場(chǎng)是一種特殊物質(zhì)，它是客觀存在的。（2）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)體之間通過磁場(chǎng)發(fā)生相互作用。（3）磁場(chǎng)是有方向的，自由小磁針靜止時(shí)N極的指向即為該磁場(chǎng)的方向。5.電場(chǎng)與磁場(chǎng)的比較比較項(xiàng)目電場(chǎng)磁場(chǎng)不同點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)周圍磁體、電流、運(yùn)動(dòng)電荷周圍基本性質(zhì)對(duì)放入其中的電荷有力的作用對(duì)放入其中的磁體、電流有力的作用作用特點(diǎn)對(duì)放入其中的磁體無力的作用對(duì)放入其中的靜止電荷無力的作用相同點(diǎn)磁場(chǎng)和電場(chǎng)都是不依賴人的意志而客觀存在的特殊物質(zhì)，具有能量三、地球的磁場(chǎng)1.地球是一個(gè)巨大的磁體。2.地球周圍空間存在的磁場(chǎng)叫地磁場(chǎng)。地球磁場(chǎng)能抵擋大部分太陽風(fēng)沈括在《夢(mèng)溪筆談》中指出：“常微偏東，不全南也”。這是世界上最早的關(guān)于磁偏角的記載。11.5°11.5°3.磁偏角：地球的地理兩極與地磁兩極并不重合，磁針的指向與南北方向有一個(gè)夾角。磁偏角的數(shù)值在地球上不同地點(diǎn)是不同的。

地球磁極在緩慢移動(dòng)，磁偏角也在緩慢變化。4．地磁場(chǎng)的三大特點(diǎn)（1）地磁場(chǎng)的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近。（2）地磁場(chǎng)的方向在南半球斜向上，在北半球斜向下，與地表面并不平行。（3）在赤道平面上，到地心等距離的各點(diǎn)，地磁場(chǎng)強(qiáng)度相等，且方向水平。

觀察常見磁場(chǎng)的分布I在條形磁體上方放置一塊玻璃板，在玻璃板上均勻地撒一層細(xì)鐵屑，細(xì)鐵屑就在磁場(chǎng)里磁化成了“小磁針”。輕敲玻璃板，細(xì)鐵屑就會(huì)有規(guī)則地排列起來。再將通電直導(dǎo)線穿過另一塊玻璃板。重復(fù)以上操作。觀察條形磁體和通電直導(dǎo)線周圍細(xì)鐵屑的分布情況。磁感線:在磁場(chǎng)中畫出一系列有方向的閉合曲線，且使曲線上每一點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致。四、磁感線ABC磁感線的特點(diǎn)1.磁感線是假想的曲線，用假想的、形象的磁感線來描述實(shí)在的、抽象的磁場(chǎng)。2.磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線較密的地方磁場(chǎng)較強(qiáng),反之，磁場(chǎng)較弱。3.磁感線不相交，也不相切。4.磁感線總是閉合曲線，在磁體的外部是從N極出來，進(jìn)入S極，在內(nèi)部則由S極回到N極，形成閉合曲線。【探究歸納】磁感線①磁場(chǎng)方向看切線；②磁場(chǎng)強(qiáng)弱看疏密。條形磁鐵的磁感線分布【探究歸納】兩極分布密，中央疏，且中央正上方處磁場(chǎng)方向與條形磁鐵平行。B【探究歸納】兩極分布密，中央疏，近兩極內(nèi)部分布均勻，在磁體外部：N極→S極；在磁體內(nèi)部：S極→N極。B安培定則：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。1.直線電流磁場(chǎng)的磁感線特點(diǎn)：一系列的同心圓，且靠近導(dǎo)線處分布密。I正視圖俯視圖直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線從箭頭看從箭尾看例1.（多選）如圖所示,一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針的上方,并與小磁針指向平行,能使小磁針的N極轉(zhuǎn)向讀者,那么這束帶電粒子可能是()A.向右飛行的正離子束B.向左飛行的正離子束C.向右飛行的負(fù)離子束D.向左飛行的負(fù)離子束BC環(huán)形電流磁感線的立體圖橫截面圖2.環(huán)形電流周圍的磁感線安培定則：讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁感線的方向。特點(diǎn)：一系列的同心圓，且靠近導(dǎo)線處及環(huán)內(nèi)分布密。例3.如圖所示，環(huán)形導(dǎo)線周圍有三只小磁針a、b、c，閉合開關(guān)S后,三只小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向是()A.全向里B.全向外C.a向里，b、c向外D.a、c向外，b向里D通電螺線管的磁場(chǎng)就是環(huán)形電流磁場(chǎng)的疊加。所以環(huán)形電流的安培定則也可以用來判定通電螺線管的磁場(chǎng),這時(shí),大拇指所指的方向是螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)的方向。3.通電螺線管周圍的磁感線例4.如圖所示，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí):(1)判斷通電螺線管的磁極；(2)指出每個(gè)小磁針的N、S極。NS甲乙丙丁SNNNN等效思考磁體和電流都能產(chǎn)生磁場(chǎng),它們的磁場(chǎng)是否有什么聯(lián)系?的磁場(chǎng)1.事實(shí)依據(jù)：通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)很相似。2.理論：分子電流假說法國科學(xué)家安培認(rèn)為：在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流——分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極。NS五、安培分子電流假說磁體磁體磁場(chǎng)電流電流3.磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：一切磁場(chǎng)都是由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的；一切磁現(xiàn)象都是運(yùn)動(dòng)電荷周圍磁場(chǎng)間的相互作用。運(yùn)動(dòng)電荷磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)電荷磁場(chǎng)磁感線電流電流的磁效應(yīng)產(chǎn)生描述方法磁極間的相互作用規(guī)律方向：小磁針N極指向磁場(chǎng)客觀存在異名磁極相互吸引同名磁極相互排斥幾種磁場(chǎng)通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)環(huán)形導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)通電螺線管周圍的磁場(chǎng)安培定則：判斷磁場(chǎng)方向1.磁鐵吸引小鐵釘與摩擦過的塑料尺吸引毛發(fā)碎紙屑兩現(xiàn)象比較，下列說法正確的是（）A.兩者都是電現(xiàn)象B.兩者都是磁現(xiàn)象C.前者是電現(xiàn)象，后者是磁現(xiàn)象D.前者是磁現(xiàn)象，后者是電現(xiàn)象D2.判斷兩根鋼條甲和乙是否有磁性，可將它們的一端靠近小磁針的N極或S極。當(dāng)鋼條甲靠近時(shí)，小磁針自動(dòng)遠(yuǎn)離，當(dāng)鋼條乙靠近時(shí)小磁針自動(dòng)靠近，則(

)A．兩根鋼條均有磁性B．兩根鋼條均無磁性C．鋼條甲一定有磁性，鋼條乙一定無磁性D．鋼條甲一定有磁性，鋼條乙可能有磁性【解題關(guān)鍵】鋼條有磁性與磁極間有磁力的作用，當(dāng)鋼條無磁性時(shí)，靠近磁極，被磁化后也可有磁力作用。D【解題關(guān)鍵】解答本題時(shí)應(yīng)從以下三點(diǎn)進(jìn)行分析:(1)磁極總是成對(duì)出現(xiàn),目前為止還沒有發(fā)現(xiàn)磁單極子。(2)磁極間相互作用是通過磁場(chǎng)產(chǎn)生的。(3)鐵塊被磁化后會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),通電導(dǎo)線周圍也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。3.(多選)指南針是我國古代四大發(fā)明之一。關(guān)于指南針,下列說法正確的是(

)A.指南針可以僅具有一個(gè)磁極B.指南針能夠指向南北,說明地球具有磁場(chǎng)C.指南針的指向會(huì)受到附近鐵塊的干擾D.在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線,導(dǎo)線通電時(shí)指南針不偏轉(zhuǎn)BC4.(多選)如圖所示，通電直導(dǎo)線處在蹄形磁鐵兩極間，受到力F的作用，以下說法正確的是()A．這個(gè)力是通過磁場(chǎng)產(chǎn)生的作用B．這個(gè)力沒有反作用力C．這個(gè)力的反作用力作用在通電導(dǎo)線上D．這個(gè)力的反作用力作用在蹄形磁鐵上AD5.(2020·浙江7月選考)特高壓直流輸電是國家重點(diǎn)能源工程。如圖所示,

兩根等高、相互平行的水平長直導(dǎo)線分別通有方向相同的電流I1和I2,I1>I2。

a、b、c三點(diǎn)連線與兩根導(dǎo)線等高并垂直,b點(diǎn)位于兩根導(dǎo)線間的中點(diǎn),a、c兩

點(diǎn)與b點(diǎn)距離相等,d點(diǎn)位于b點(diǎn)正下方。不考慮地磁場(chǎng)的影響,則 ()

A.b點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0

B.d點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0

C.a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下

D.c點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下C6.(多選)(2018·全國卷II)如圖,紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長直絕緣導(dǎo)線L1、L2,L1中的電流方向向左,L2中的電流方向向上;L1的正上方有a、b兩點(diǎn),它們相對(duì)于L2對(duì)稱。整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中,外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向垂直于紙面向外。已知a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B0和B0,方向也垂直于紙