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1、 在静电场中研究电场强度时，为了形象地了解和描述电场中各点的电场强度的大小和方向，用画电场线的方法来描述电场。为了描述磁场的强度和方向，可不可以也假象一些列曲线来形象描述磁场的强度和方向呢？物理上确实可用这种方法来描述磁场第1页/共44页一.磁感线 把小磁针放在磁体磁场中的不同位置，小磁针把小磁针放在磁体磁场中的不同位置，小磁针把小磁针放在磁体磁场中的不同位置，小磁针把小磁针放在磁体磁场中的不同位置，小磁针静止时的指向一般不相同静止时的指向一般不相同静止时的指向一般不相同静止时的指向一般不相同新课教学新课教学 第2页/共44页 小磁针在磁场中静止时的取向反映了磁场的方向，小磁针在磁场中静止时的
2、取向反映了磁场的方向，小磁针在磁场中静止时的取向反映了磁场的方向，小磁针在磁场中静止时的取向反映了磁场的方向，设想一下，如果磁场中各处都连续摆满了小磁针，会是设想一下，如果磁场中各处都连续摆满了小磁针，会是设想一下，如果磁场中各处都连续摆满了小磁针，会是设想一下，如果磁场中各处都连续摆满了小磁针，会是什么现象？什么现象？什么现象？什么现象？磁感线 曲线上任一点的切曲线上任一点的切曲线上任一点的切曲线上任一点的切线方向，与这点上的磁线方向，与这点上的磁线方向，与这点上的磁线方向，与这点上的磁场方向一致场方向一致场方向一致场方向一致磁感线磁感线磁感线磁感线第3页/共44页磁感线条形条形磁体磁体附近
3、：附近：磁感线表示为：磁感线表示为：第4页/共44页磁感线两两同名同名磁极附近：磁极附近：磁感线表示为：磁感线表示为：第5页/共44页两两异名异名磁极附近：磁极附近：磁感线表示为：磁感线表示为：磁感线第6页/共44页马蹄形磁铁磁感线马蹄形磁铁磁感线第7页/共44页条形磁铁的磁感线分布条形磁铁的磁感线分布条形磁铁的磁感线分布条形磁铁的磁感线分布 特点：特点：特点：特点：两极分布两极分布两极分布两极分布密，中央疏，且中央密，中央疏，且中央密，中央疏，且中央密，中央疏，且中央正上方处磁场方向与正上方处磁场方向与正上方处磁场方向与正上方处磁场方向与条形磁铁平行。条形磁铁平行。条形磁铁平行。条形磁铁平行
4、。A A第8页/共44页蹄形磁铁的磁感线分布蹄形磁铁的磁感线分布 特点：特点：特点：特点：两极分布两极分布两极分布两极分布密，中央疏，近两极密，中央疏，近两极密，中央疏，近两极密，中央疏，近两极内部分布均匀，且有内部分布均匀，且有内部分布均匀，且有内部分布均匀，且有如图所示的特征。如图所示的特征。如图所示的特征。如图所示的特征。A A第9页/共44页 人们规定，磁场的强弱可以用磁感线的人们规定，磁场的强弱可以用磁感线的疏密程度来表示：疏密程度来表示：磁感线越密的地方磁场越磁感线越密的地方磁场越强，磁感线越稀的地方磁场越弱强，磁感线越稀的地方磁场越弱磁感线右图中：右图中：右图中：右图中：B B点
5、磁感应强度大于点磁感应强度大于点磁感应强度大于点磁感应强度大于A A点点点点第10页/共44页c.磁感线的疏密可以反映磁场的磁感线的疏密可以反映磁场的强弱强弱 d.任何两条磁感线都任何两条磁感线都不相交不相交磁感线的磁感线的特点特点：a.为形象地描述磁场而人为引入的为形象地描述磁场而人为引入的假想曲线假想曲线b.磁感线某点的切线方向表示该点的磁场磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向方向e.磁感线是磁感线是封闭曲线封闭曲线第11页/共44页思考思考：奥斯特发现了电流的磁效应，也就是说通电直导线周围存在磁场，那么通电直导线周围的磁场是怎样分布的？研究方法：把小磁针放到通电直导线附近，根据小磁针的
6、指向，可以研究它周围磁场的分布。第12页/共44页通电导线的磁感线分布通电导线的磁感线分布 特点：特点：特点：特点：一系列一系列一系列一系列的同心圆，且近导的同心圆，且近导的同心圆，且近导的同心圆，且近导线处分布密。线处分布密。线处分布密。线处分布密。第13页/共44页 安培最主要的成就是安培最主要的成就是安培最主要的成就是安培最主要的成就是18201820182018201827182718271827年对电磁作用的研究：年对电磁作用的研究：年对电磁作用的研究：年对电磁作用的研究：发发发发现了安培定则；现了安培定则；现了安培定则；现了安培定则；发现电流的相发现电流的相发现电流的相发现电流的相
7、互作用规律；互作用规律；互作用规律；互作用规律；发明了电流计；发明了电流计；发明了电流计；发明了电流计；提出分子电流假说；提出分子电流假说；提出分子电流假说；提出分子电流假说；总结了总结了总结了总结了电流元之间的作用规律电流元之间的作用规律电流元之间的作用规律电流元之间的作用规律安培安培安培安培定律。为了纪念他在电磁学上的定律。为了纪念他在电磁学上的定律。为了纪念他在电磁学上的定律。为了纪念他在电磁学上的杰出贡献，电流的单位以他的姓杰出贡献，电流的单位以他的姓杰出贡献，电流的单位以他的姓杰出贡献，电流的单位以他的姓氏命名。麦克斯韦称赞安培的工氏命名。麦克斯韦称赞安培的工氏命名。麦克斯韦称赞安培
8、的工氏命名。麦克斯韦称赞安培的工作是作是作是作是“科学上最光辉的成就之一，科学上最光辉的成就之一，科学上最光辉的成就之一，科学上最光辉的成就之一，还把安培誉为还把安培誉为还把安培誉为还把安培誉为“电学中的牛顿电学中的牛顿电学中的牛顿电学中的牛顿”，世人称他是电动力学的先创者。，世人称他是电动力学的先创者。，世人称他是电动力学的先创者。，世人称他是电动力学的先创者。安安 培培第14页/共44页1、直线电流周围磁场直线电流周围磁场（右手螺旋定则）（右手螺旋定则）安培定则：安培定则：用右手握住导线，让伸直的大拇用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向跟电流的方向
9、一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。指所指的方向就是磁感线的环绕方向。磁感线为以导线上的各点磁感线为以导线上的各点为圆心的同心圆，且在跟为圆心的同心圆，且在跟导线垂直的平面上。导线垂直的平面上。二、几种常见磁场二、几种常见磁场第15页/共44页2.2.通电环形导线的磁感线分布通电环形导线的磁感线分布通电环形导线的磁感线分布通电环形导线的磁感线分布 特点：特点：特点：特点：一系列一系列一系列一系列的同心圆，且近导的同心圆，且近导的同心圆，且近导的同心圆，且近导线处及环内部分布线处及环内部分布线处及环内部分布线处及环内部分布密。密。密。密。第16页/共44页 内容内容：让右手握：让右手
10、握弯曲的四指所指的方弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，向跟电流的方向一致，伸直大拇指所指的方伸直大拇指所指的方向就是环行导线中心向就是环行导线中心轴线上磁感线的方向。轴线上磁感线的方向。安培定则安培定则(右手螺旋定则右手螺旋定则)第17页/共44页3.通电螺线管的磁感线分布通电螺线管的磁感线分布 特点：特点：特点：特点：类似于条类似于条类似于条类似于条形磁铁的磁感线分布，形磁铁的磁感线分布，形磁铁的磁感线分布，形磁铁的磁感线分布，环内部分布密且与中环内部分布密且与中环内部分布密且与中环内部分布密且与中心轴线平行。心轴线平行。心轴线平行。心轴线平行。第18页/共44页 内容内容：用右手握：用
11、右手握住螺线管，让弯曲住螺线管，让弯曲的四指所指的方向的四指所指的方向跟电流的方向一致，跟电流的方向一致，大拇指所指的方向大拇指所指的方向就是螺线管内部磁就是螺线管内部磁感线的方向。感线的方向。安培定则安培定则(右手螺旋定则右手螺旋定则)第19页/共44页1 1 1 1、地磁场的分布大致、地磁场的分布大致、地磁场的分布大致、地磁场的分布大致上就像一个条形磁铁上就像一个条形磁铁上就像一个条形磁铁上就像一个条形磁铁外面的磁场，且地磁外面的磁场，且地磁外面的磁场，且地磁外面的磁场，且地磁场非常弱。场非常弱。场非常弱。场非常弱。2 2 2 2、地磁场磁感线的、地磁场磁感线的、地磁场磁感线的、地磁场磁感
12、线的分布特点：分布特点：分布特点：分布特点：地磁场分布特点地磁场分布特点地磁南极地磁南极地磁南极地磁南极地磁北极地磁北极地磁北极地磁北极北极北极北极北极竖直向下竖直向下竖直向下竖直向下南极南极南极南极竖直向上竖直向上竖直向上竖直向上赤道赤道赤道赤道平行与地面平行与地面平行与地面平行与地面由南指向北由南指向北由南指向北由南指向北3 3 3 3、地磁场存在磁偏角、地磁场存在磁偏角、地磁场存在磁偏角、地磁场存在磁偏角第20页/共44页匀强磁场匀强磁场1 1 1 1、定义定义定义定义：磁感应强度的大小和方向处处相同的区：磁感应强度的大小和方向处处相同的区：磁感应强度的大小和方向处处相同的区：磁感应强度
13、的大小和方向处处相同的区域的磁场叫匀强磁场。域的磁场叫匀强磁场。域的磁场叫匀强磁场。域的磁场叫匀强磁场。3 3 3 3、产生产生产生产生：距离很近的两个异名磁极之间的磁场，：距离很近的两个异名磁极之间的磁场，：距离很近的两个异名磁极之间的磁场，：距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认为是匀强磁场。为是匀强磁场。为是匀强磁场。为是匀强磁场。2 2 2 2、磁感线的分布特点磁感线的分布特点磁感线的分布特点磁感线的分布特点：间距相等的平行
14、直线：间距相等的平行直线：间距相等的平行直线：间距相等的平行直线 NS第21页/共44页直线电流直线电流 画出直线电流的磁场的立体、顶视、底视、正视图画出直线电流的磁场的立体、顶视、底视、正视图课堂练习课堂练习第22页/共44页课堂练习画出下图环形电流磁感线的俯视图和正视图：立体图第23页/共44页安培分子电流假说 磁铁和电流都能产生磁场。它们的磁场是否有什磁铁和电流都能产生磁场。它们的磁场是否有什磁铁和电流都能产生磁场。它们的磁场是否有什磁铁和电流都能产生磁场。它们的磁场是否有什么关系呢？么关系呢？么关系呢？么关系呢？通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的
15、磁场十分相通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相似，法国学者似，法国学者似，法国学者似，法国学者安培安培安培安培由此受到启发，提出了著名的由此受到启发，提出了著名的由此受到启发，提出了著名的由此受到启发，提出了著名的分子分子分子分子电流假说电流假说电流假说电流假说。第24页/共44页三三.安培分子电流假说安培分子电流假说1.1.1.1.分子电流分子电流分子电流分子电流假说假说假说假说 任任何何物物质质的的分分子子中中都都存存在在环环形形电电流流分分子子电电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。2.2
16、.2.2.安培分子环流假说对一些磁现象的解释：安培分子环流假说对一些磁现象的解释：安培分子环流假说对一些磁现象的解释：安培分子环流假说对一些磁现象的解释：未被磁化的铁棒未被磁化的铁棒磁化后的铁棒磁化后的铁棒3.3.磁现象的磁现象的电本质电本质分子电流实际上是由分子电流实际上是由核外电子绕核运动核外电子绕核运动形成的。形成的。第25页/共44页A C B 1 1、将小磁针分别放入、将小磁针分别放入A A、B B、C C处时，问：小磁处时，问：小磁针针N N极的指向？极的指向？。A 2 2、在光滑的水平杆上有两个通有同方向的金属圆、在光滑的水平杆上有两个通有同方向的金属圆环，问：两环将怎样运动？（
17、靠近或远离）环，问：两环将怎样运动？（靠近或远离）A B课堂练习第26页/共44页3.3.如图，一束带电粒子沿水平方向平行的飞如图，一束带电粒子沿水平方向平行的飞如图，一束带电粒子沿水平方向平行的飞如图，一束带电粒子沿水平方向平行的飞过磁针上方时，磁针的过磁针上方时，磁针的过磁针上方时，磁针的过磁针上方时，磁针的N N极向纸内偏转，则极向纸内偏转，则极向纸内偏转，则极向纸内偏转，则这束带电离子可能是（）这束带电离子可能是（）这束带电离子可能是（）这束带电离子可能是（）A.A.向右飞行的正粒子束向右飞行的正粒子束向右飞行的正粒子束向右飞行的正粒子束B.B.向左飞行的正离子束向左飞行的正离子束向左
18、飞行的正离子束向左飞行的正离子束C.C.向右飞行的负粒子束向右飞行的负粒子束向右飞行的负粒子束向右飞行的负粒子束D.D.向左飞行的负离子束向左飞行的负离子束向左飞行的负离子束向左飞行的负离子束ADAD第27页/共44页磁性起源磁性起源 安培分子电流的假说，揭示了磁安培分子电流的假说，揭示了磁铁磁性的起源，它使我们认识到：铁磁性的起源，它使我们认识到：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由是由电荷的运动产生电荷的运动产生的。的。思考：所有磁场都是由运动电荷产生的吗？思考：所有磁场都是由运动电荷产生的吗？思考：所有磁场都是由运动电荷产生的吗？思考：所有磁场都是由运动电荷产
19、生的吗？结论：并不是所有磁场都是由运动电荷产结论：并不是所有磁场都是由运动电荷产结论：并不是所有磁场都是由运动电荷产结论：并不是所有磁场都是由运动电荷产生的，在电磁波中我们将学到生的，在电磁波中我们将学到生的，在电磁波中我们将学到生的，在电磁波中我们将学到麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦发发发发现，变化的电场也能产生磁场。现，变化的电场也能产生磁场。现，变化的电场也能产生磁场。现，变化的电场也能产生磁场。第28页/共44页铁磁性材料铁磁性材料软磁性材料软磁性材料硬磁性材料硬磁性材料性质：容易去磁性质：容易去磁性质：容易去磁性质：容易去磁应用：电磁铁、磁头等应用：电磁铁、磁头等应用：电磁铁、磁头
20、等应用：电磁铁、磁头等性质：不容易去磁性质：不容易去磁性质：不容易去磁性质：不容易去磁应用：永磁铁、扬声器等应用：永磁铁、扬声器等应用：永磁铁、扬声器等应用：永磁铁、扬声器等了解磁性材料了解磁性材料第29页/共44页思考与讨论思考与讨论 在磁场中，我们用了磁感线在磁场中，我们用了磁感线来形象地描述磁感应强度，磁来形象地描述磁感应强度，磁感线分布密处磁感应强度就大，感线分布密处磁感应强度就大，那么，磁感线与磁感应强度之那么，磁感线与磁感应强度之间究竟存在什么具体的定量关间究竟存在什么具体的定量关系呢？系呢？第30页/共44页磁通量磁通量1 1、定义定义：在匀强磁场中，有一个与磁场：在匀强磁场中，
21、有一个与磁场方向方向垂直垂直的平面，磁场的磁感应强度为的平面，磁场的磁感应强度为B B，平面的面积为，平面的面积为S S，则磁感应强度，则磁感应强度B B和面和面积积S S的乘积，就叫做穿过这个平面的磁通的乘积，就叫做穿过这个平面的磁通量，简称磁通，用字母量，简称磁通，用字母表示。表示。B BS S2 2、定义式定义式：=BS=BS（条件条件条件条件：匀强磁场，且匀强磁场，且匀强磁场，且匀强磁场，且BSBSBSBS）3 3、单位单位：韦伯（：韦伯（WbWb）1Wb=1T1Wb=1Tm m2 2第31页/共44页 1 1、若、若BSBS，那么，磁通量又为多少呢，那么，磁通量又为多少呢？若？若B
22、B与与S S成成角呢？角呢？B BS S1 1）BSBS时，时，=0=02 2）B B与与S S成成时，时，=BSsin=BSsinB BS S 思考与讨论思考与讨论第32页/共44页 2 2 2 2、磁感应强度是既有大小又有方向的矢量，、磁感应强度是既有大小又有方向的矢量，、磁感应强度是既有大小又有方向的矢量，、磁感应强度是既有大小又有方向的矢量，那么，磁通量呢？那么，磁通量呢？那么，磁通量呢？那么，磁通量呢？B BS S 磁通量是指穿过平面的磁感磁通量是指穿过平面的磁感磁通量是指穿过平面的磁感磁通量是指穿过平面的磁感线条数线条数线条数线条数，由于磁场具有方向，如，由于磁场具有方向，如，由于
23、磁场具有方向，如，由于磁场具有方向，如图所示，可知穿过的磁感线条数图所示，可知穿过的磁感线条数图所示，可知穿过的磁感线条数图所示，可知穿过的磁感线条数不是不是不是不是6 6 6 6条，而是两条。即磁通量条，而是两条。即磁通量条，而是两条。即磁通量条，而是两条。即磁通量也有方向，但它的运算遵循代数也有方向，但它的运算遵循代数也有方向，但它的运算遵循代数也有方向，但它的运算遵循代数加减法则，故加减法则，故加减法则，故加减法则，故磁通量是标量磁通量是标量磁通量是标量磁通量是标量。3 3、讨论：如图所示，两个圆形、讨论：如图所示，两个圆形、讨论：如图所示，两个圆形、讨论：如图所示，两个圆形线圈中哪一个
24、的磁通量较大？线圈中哪一个的磁通量较大？线圈中哪一个的磁通量较大？线圈中哪一个的磁通量较大？S SN Na ab b思考与讨论思考与讨论第33页/共44页磁通量的物理意义磁通量的物理意义B BS S 磁感线越密的地方，穿过垂直磁感线单磁感线越密的地方，穿过垂直磁感线单位面积的磁感线条数越多，反之越少，因此位面积的磁感线条数越多，反之越少，因此垂直穿过单位面积的磁通量的大小，反映了垂直穿过单位面积的磁通量的大小，反映了磁感应强度的大小，即在数值上就等于磁感磁感应强度的大小，即在数值上就等于磁感应强度，故应强度，故磁感应强度又叫磁通密度磁感应强度又叫磁通密度，有，有 B B=/S S（匀强磁场且（
25、匀强磁场且BSBS）第34页/共44页课外阅读课外阅读有趣的右螺旋和左螺旋有趣的右螺旋和左螺旋第35页/共44页课外阅读课外阅读有趣的右螺旋和左螺旋有趣的右螺旋和左螺旋第36页/共44页1 1、在奥斯特实验中，为什么通电导、在奥斯特实验中，为什么通电导线东西放置时，小磁针有可能不转动线东西放置时，小磁针有可能不转动？思考与讨论思考与讨论第37页/共44页2 2、下列各通电导线的磁感线分布均为、下列各通电导线的磁感线分布均为立体图，你能画出它们不同位置观察立体图，你能画出它们不同位置观察的平面图吗的平面图吗?思考与讨论思考与讨论第38页/共44页通电导线磁感线分布的平面图通电导线磁感线分布的平面
26、图通电导线磁感线分布的平面图通电导线磁感线分布的平面图俯视图俯视图俯视图俯视图正视图正视图正视图正视图仰视图仰视图仰视图仰视图正视图正视图正视图正视图左视图左视图左视图左视图正视图正视图正视图正视图第39页/共44页1 1、如图所示，、如图所示，a a、b b、c c三枚小磁针分别放三枚小磁针分别放在通电螺线管的正上方、管内和右侧。当在通电螺线管的正上方、管内和右侧。当这些小磁针静止时，小磁针这些小磁针静止时，小磁针N N极的指向是极的指向是 ()()A Aa a、b b、c c均向左均向左B Ba a、b b、c c均向右均向右C Ca a向左，向左，b b向右，向右，c c向右向右D Da
27、 a向右，向右，b b向左，向左，c c向右向右课堂练习课堂练习CS SN N第40页/共44页2 2、试根据小磁针静止时、试根据小磁针静止时N N极指向确极指向确定电源的正、负极。定电源的正、负极。NS课堂练习课堂练习S SN N第41页/共44页3、试指出下图中各小磁针的偏转情况、试指出下图中各小磁针的偏转情况及右图中电源的正负极：及右图中电源的正负极：(1)(1)(1)(1)N N N NS S S S(2)(2)(2)(2)N N N NS S S S电电源源(3)(3)(3)(3)N N N NS S S SS SN N-+课堂练习课堂练习第42页/共44页小结1 1、可以用磁感线来描述磁场，不同磁体周围磁感线、可以用磁感线来描述磁场，不同磁体周围磁感线、可以用磁感线来描述磁场，不同磁体周围磁感线、可以用磁感线来描述磁场，不同磁体周围磁感线 不同不同不同不同2 2、电流周围磁感线的分布可以用安培定则来表示、电流周围磁感线的分布可以用安培定则来表示、电流周围磁感线的分布可以用安培定则来表示、电流周围磁感线的分布可以用安培定则来表示3 3、安培分子电流假说解释了磁现象的电本质、安培分子电流假说解释了磁现象的电本质、安培分子电流假说解释了磁现象的电本质、安培分子电流假说解释了磁现象的电本质第43页/共44页感谢您的观看！第44页/共44页