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1、第一节第一节 磁现象和磁场磁现象和磁场2021/6/161磁极间的相互作用磁极间的相互作用: :同名磁极相斥，异名同名磁极相斥，异名磁极相吸。磁极相吸。【问题】【问题】 磁体之间是通过什么发生相互作用的呢？磁体之间是通过什么发生相互作用的呢？2021/6/1621.1.磁场：磁场：磁体周围空间存在的一种特殊磁体周围空间存在的一种特殊物质。物质。磁场磁场【问题】是否只有磁铁周围才存在磁场【问题】是否只有磁铁周围才存在磁场? ? 磁体磁体磁体磁体磁场磁场2021/6/163奥斯特实验动画奥斯特实验动画2021/6/1641 1. .磁铁：磁铁： 磁体周围空间存在的一种特殊物质。磁体周围空间存在的一
2、种特殊物质。 2.2.电流的磁效应：电流的磁效应： 电流能在周围空间产生磁场电流能在周围空间产生磁场. . 磁磁铁不是磁场的唯一来源铁不是磁场的唯一来源. .1.磁场的来源磁场的来源磁体磁体磁体磁体磁场磁场2021/6/165结论：结论： 磁体对通电导体磁体对通电导体有力的作用。有力的作用。问题问题： 磁体和通电导磁体和通电导体之间的相互作用体之间的相互作用力是通过什么发生力是通过什么发生的呢？的呢？3 3、磁场与电流之间的相互作用、磁场与电流之间的相互作用2021/6/166磁体磁体电流电流磁场磁场2021/6/1672021/6/168三、磁场的基本性质：三、磁场的基本性质： 磁场对放入其
3、中的磁体或通电磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。导体会产生磁力作用。 （磁体之间、磁体与通电导（磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生间的相互作用都是通过磁场发生的）的）2021/6/169四、地磁场四、地磁场1 1、地球是一个巨大、地球是一个巨大的磁体的磁体2 2、地球周围空间存、地球周围空间存在的磁场叫地磁场在的磁场叫地磁场3 3、地磁场的北极在地、地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附的南极在地理的北极附近，但两者并不完全重近，但两者并不完全重合，它们之间的夹角称合，它们
4、之间的夹角称为磁偏角。为磁偏角。2021/6/1610磁感应强度磁感应强度 第三章第三章 第第2 2节节电流激发磁场电流激发磁场磁场对电流有作用力磁场对电流有作用力2021/6/1611法拉第引入法拉第引入磁感线磁感线形象的描述了磁场的性质形象的描述了磁场的性质。1、磁感线的、磁感线的疏密疏密表示磁场的表示磁场的强弱强弱 2、磁感线的任一点的、磁感线的任一点的切线方向切线方向表示该点表示该点磁场的磁场的方向方向2021/6/16123.3.磁感线的特点磁感线的特点磁感线是假想的，不是真实的磁感线是假想的，不是真实的. . 磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场方向磁感线上每一点的切线方向即为该
5、点的磁场方向. . 磁感线是闭合曲线磁感线是闭合曲线. . 磁感线的疏密程度表示磁场的强弱磁感线的疏密程度表示磁场的强弱. . 磁感线不能相交或相切磁感线不能相交或相切. .2021/6/1613如何描述和计算磁场？如何描述和计算磁场？+Q试探电荷+q场源电荷场源电荷2021/6/1614由磁体或电流产生由磁体或电流产生由场源电荷产生由场源电荷产生来源：来源：大小：大小：方向：方向：E=F/qE=F/q与电场本身有关与电场本身有关电场线（切线）方向电场线（切线）方向正电荷受力方向正电荷受力方向一、一、类比电场，深层次认识磁场！类比电场，深层次认识磁场！磁感线（切线）方向磁感线（切线）方向小磁针
6、小磁针N N极的受力方向极的受力方向大小？大小？与什么因素有关？与什么因素有关？电场电场磁场磁场人为规定与磁场本身有关与磁场本身有关2021/6/1615 思考：电场中可以通过试探电荷来的电场思考：电场中可以通过试探电荷来的电场力来研究电场大小，能否同样从小磁针受力的力来研究电场大小，能否同样从小磁针受力的情况来研究磁场大小？情况来研究磁场大小？不能不能. .因为正负电荷单独可以存在因为正负电荷单独可以存在，容易，容易分析单个点电荷的受力；分析单个点电荷的受力；二、磁感应强度的大小二、磁感应强度的大小通过小磁针不方便分析力，转向于分析电流在磁场中的力。但是但是磁体的磁体的N N、S S极不能单
7、独存在极不能单独存在. .小磁针小磁针静止时是所受的静止时是所受的合力为零合力为零, ,因而不能用测量因而不能用测量N N极极受力的大小来确定磁感应强度的大小受力的大小来确定磁感应强度的大小2021/6/1616研究磁体对通电导线力的作用研究磁体对通电导线力的作用实验方法实验方法: : 保持导线通电部分的长度不变，保持导线通电部分的长度不变， 改变电流的大小改变电流的大小. . 保持电流不变，保持电流不变， 改变导线通电部分的长度改变导线通电部分的长度. . 注意磁场、电流，注意磁场、电流，磁场力三者的方向磁场力三者的方向实验方案：实验方案：二、磁感应强度的大小二、磁感应强度的大小控制变量法控
8、制变量法进行如下操作，测得通电导线进行如下操作，测得通电导线的力变化情况的力变化情况2021/6/1617 通电导线与磁场方向垂直时，受力的大小既与导线的长度 L 成正比，又与导线中的电流 I 成正比，即与 I 和 L 的乘积 I L 成正比。精确的实验研究表明：同一磁场中，F正比于 I L，即F= B IL或 BFIL由此公式可以计算某位置磁场的强弱二、磁感应强度的大小二、磁感应强度的大小即磁场为一常数2021/6/1618对公式BFIL的几点说明：比值定义法，计算式，非决定式磁场中某点磁感应强度的大小和方向是确定的，由产生磁场的磁体决定，和小磁针、电流的存在与否无关。二、磁感应强度的大小二
9、、磁感应强度的大小2021/6/1619（条件：（条件： ）在国际单位制中，磁感应强度的单位是在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉特斯拉，简称简称特特，国际符号是，国际符号是 T T 。方向：方向：小磁针静止时小磁针静止时N N 极所指的方向极所指的方向矢量性：矢量性：磁感应强度全面地反映了磁场磁感应强度全面地反映了磁场的强弱和方向。的强弱和方向。5 5、磁感应强度的大小、磁感应强度的大小大小：大小：2021/6/16201 1、下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是（、下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是（ ） A A通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大通电导线受磁场力大的地方磁感
10、应强度一定大 B B通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大 C C放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同向处处相同 D D磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关线受力的大小和方向无关D D2021/6/1621（1 1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布：）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布：6.6.几种常见磁场的磁感线分布几种常见磁场的磁感线分布2021/6/1622安培定则：安培定则： 用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电
11、流的方向一致，弯曲的四用右手握住导线，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. .（2 2）直线电流的磁场的磁感线）直线电流的磁场的磁感线2021/6/1623I I侧视图侧视图俯视图俯视图直线电流产生的磁场的磁感线直线电流产生的磁场的磁感线从箭尾看从箭尾看从箭头看从箭头看2021/6/1624（3 3）环形电流周围磁感线）环形电流周围磁感线安培定则：安培定则： 让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向指所指的方向就是环形
12、导线轴线上磁感线的方向. .2021/6/1625截面图截面图环形电流周围环形电流周围磁感线磁感线2021/6/1626 通电螺线管通电螺线管的磁场就是的磁场就是环形电流环形电流磁场的叠加磁场的叠加. .所以环形电流的安培定则也所以环形电流的安培定则也可以用来判定通电螺线管的磁场可以用来判定通电螺线管的磁场, ,这时这时, ,大拇指所指的方向是螺线管大拇指所指的方向是螺线管内部内部的磁场的磁场的方向的方向. .（4 4）通电螺线管周围磁感线）通电螺线管周围磁感线2021/6/1627等效等效2021/6/16287、安培分子电流假说、安培分子电流假说分子电流假说分子电流假说 在在原原子子、分分
13、子子等等物物质质微微粒粒的的内内部部，存存在在着着一一种种环环形形电电流流分分子子电电流流，分分子子电电流流使使每每个个物物质质微微粒粒都都成成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极. .2021/6/16292021/6/1630磁体磁体磁体磁体磁场磁场电流电流电流电流磁现象的电本质：磁现象的电本质： 一切磁场都是由运动电荷产生的；一切磁现象都是运动电荷周围磁场间的相一切磁场都是由运动电荷产生的；一切磁现象都是运动电荷周围磁场间的相互作用互作用. .运动电荷运动电荷磁场磁场运动电荷运动电荷2021/6/1631 1. 1.磁感应强度的大小、方向处处相同的磁场
14、磁感应强度的大小、方向处处相同的磁场. . 2. 2.匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线疏密均匀的直线. .三、匀强磁场三、匀强磁场2021/6/1632 1. 1.磁感应强度的大小、方向处处相同的磁场磁感应强度的大小、方向处处相同的磁场. . 2. 2.匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线疏密均匀的直线. .三、匀强磁场三、匀强磁场2021/6/16338、磁通量、磁通量（1 1）. .定义：在磁感应强度为定义：在磁感应强度为B B的匀强磁场的匀强磁场中，有一
15、个与磁场方向垂直的平面，面积为中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S S，我们把，我们把B B与与S S的乘积叫做穿过这个面积的的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通磁通量，简称磁通. .用字母用字母表示磁通量表示磁通量. .（2 2）. .在匀强磁场中，公式为在匀强磁场中，公式为 =BS=BS（ S S表示某一面积在垂直于磁场表示某一面积在垂直于磁场方向上的投影面）方向上的投影面）2021/6/1634（3 3）. .物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数. . （4 4）. .单位：在单位：在SISI制中是韦伯，简称韦，符号制中是韦伯，简称
16、韦，符号WbWb，1Wb=1Tm1Wb=1Tm2 2（5 5）. .磁通量是有正负的，若在某个面积上有方向相反的磁场通过，求磁通量磁通量是有正负的，若在某个面积上有方向相反的磁场通过，求磁通量时，应考虑相反方向抵消以后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通量的代数时，应考虑相反方向抵消以后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通量的代数和和. .（6 6）. .磁通密度：磁通密度：B=B=/S/S表示表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量. . 1T=1Wb/m 1T=1Wb/m2 2=1N/(Am)=1N/(Am)2021/6/1635（7 7）. .磁通量的变化磁通
17、量的变化注意注意: :不能用不能用( (BB)()(SS) )计算计算磁通量的变化一般有三种形式：磁通量的变化一般有三种形式： (1)B(1)B不变，不变，S S变化；变化； (2)B(2)B变化，变化，S S不变；不变； (3)B(3)B和和S S同时变化同时变化. .2 21 1即即取决于末状态的磁通量取决于末状态的磁通量2 2与初状态的磁通量与初状态的磁通量1 1的代数差的代数差. .2021/6/16361.1.磁感线磁感线. .2.2.几种常见的磁场（条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管）几种常见的磁场（条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管）及所形成的磁感
18、线分布的情况及所形成的磁感线分布的情况. .3.3.用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管产生的磁场方向用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管产生的磁场方向. .4.4.安培分子电流假说、磁化和去磁安培分子电流假说、磁化和去磁. .5.5.匀强磁场的概念匀强磁场的概念. .6.6.磁通量、磁通量的变化、磁通密度等概念及有关计算磁通量、磁通量的变化、磁通密度等概念及有关计算. .2021/6/16371.1.磁感线磁感线. .2.2.几种常见的磁场（条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管）几种常见的磁场（条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管）及所形成的磁感线
19、分布的情况及所形成的磁感线分布的情况. .3.3.用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管产生的磁场方向用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管产生的磁场方向. .4.4.安培分子电流假说、磁化和去磁安培分子电流假说、磁化和去磁. .5.5.匀强磁场的概念匀强磁场的概念. .6.6.磁通量、磁通量的变化、磁通密度等概念及有关计算磁通量、磁通量的变化、磁通密度等概念及有关计算. .2021/6/16382 2、一根导线长、一根导线长0.2m0.2m，通过，通过3A3A的电流，的电流，垂直垂直放入放入磁场中某处受到的磁场力是磁场中某处受到的磁场力是610610-2-2N N，则该处的，则该
20、处的磁感应强度磁感应强度B B的大小是的大小是_；如果该导线的长；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度的大度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度的大小是小是_。 0.1T0.1T0.1T0.1T2021/6/16393.3.有一小段通电导线有一小段通电导线, ,长为长为1cm,1cm,电流为电流为5A,5A,把它把它置于磁场中某点置于磁场中某点, ,受到的磁场力为受到的磁场力为0.1N,0.1N,则该则该点的磁感应强度点的磁感应强度B B的大小的大小( )( ) A.B =2T A.B =2T B.B 2T B.B 2T C.B 2T C.B 2T D. D.以上情况都有可能以
21、上情况都有可能C C2021/6/16404 4、下列说法中错误的是（、下列说法中错误的是（ ）A A磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流流I I、长为、长为L L的一小段导线放在该处时所受磁场力的一小段导线放在该处时所受磁场力F F与与I I、L L的乘积的比值的乘积的比值B B一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场则该处一定没有磁场C C一小段通电导线放在磁场中一小段通电导线放在磁场中A A处时受磁场力比处时受磁场力比放在放在B B处大，则处大，则A A处磁感应强度比处磁感应强度比B B处的磁感应强处的磁感应强度大度大D D因为因为B =F/ILB =F/IL，所以某处磁感应强度的大小与，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线放在该处的通电小段导线ILIL乘积成反比乘积成反比ABCDABCD2021/6/1641 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！
