磁現(xiàn)象和磁場磁場感應(yīng)強(qiáng)度

1、第三章 磁 場,物理選修3－1,第一、二節(jié) 磁場與磁場強(qiáng)度,,,一、整體感知，建立概念,請大家閱讀課本P80頁找出以下幾個概念永磁體、磁性、磁極、磁極間的作用、磁化、退磁,磁現(xiàn)象的發(fā)展歷史,東漢王充在《論衡》中寫道：“司南之杓,投之于地,其柢指南?！?2.磁性：能夠吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì),1.永磁體：天然磁石和人造磁鐵,3.磁極：磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極,小磁針靜止時 指南的磁極叫做南極,又叫S極; 指北的磁極叫做北極

2、,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,*5.無磁性物體變?yōu)橛写判晕矬w的過程叫磁化, 有磁性物體變?yōu)闊o磁性物體的過程叫退磁,磁現(xiàn)象,二、深入探究——電流的磁效應(yīng),思考：是否只有磁鐵周圍才存在磁場?,奧斯特實(shí)驗：電流的磁效應(yīng),1777年8月14日生于丹麥朗格蘭德島一個藥劑師家庭．12歲開始幫助父親在藥房里干活，同時堅持學(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，

3、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)會會員，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)會會長．,思考列問題實(shí)驗成功的關(guān)鍵在哪里?這個實(shí)驗說明了什么？有何意義？改變電流之后小磁針轉(zhuǎn)向發(fā)生變化說明了什么？,歸納總結(jié)一、實(shí)驗成功的關(guān)鍵：通電直導(dǎo)線要南北水平放置，磁針要平行的放置于導(dǎo)線的正下方或正上方。二、該實(shí)驗的意

4、義：1、說明電流產(chǎn)生了磁場，即電流的磁效應(yīng)；2、揭示了電和磁的聯(lián)系，為以后法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象奠定了基礎(chǔ)。三、改變電流之后小磁針轉(zhuǎn)向發(fā)生變化說明電流方向不同產(chǎn)生的磁場方向不同。,什么是磁場？它具有什么性質(zhì)？,1、磁場：磁鐵周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)。,2、電流的磁效應(yīng)說明了電流在其周圍空間產(chǎn)生磁場，磁鐵不是磁場的唯一來源。,問題1： 電流對小磁針如何發(fā)生作用的？,,思考：磁體是否對電流有作用？,問題2：磁體對通電導(dǎo)體之間的相互作用

5、力又是通過什么發(fā)生的呢？,,電流,歸納總結(jié)：磁體與電流之間通過磁場發(fā)生相互作用,問題3：電流與電流之間是否有力的作用？,實(shí)驗結(jié)論:同向電流相互吸引。,反向電流相互排斥。,思考：,電流和電流之間的相互作用力是通過什么發(fā)生的呢？,電流,電流,磁場,,,,,,注：磁體與磁體之間、磁體與通電導(dǎo)體之間，以及通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用，是通過磁場發(fā)生的。,歸納總結(jié),3、磁場的性質(zhì)：,磁場對放入其中的磁鐵和通電導(dǎo)體具有力的作用。,練習(xí)1.下列關(guān)

6、于磁場的說法中,正確的是 ( )A．磁場跟電場一樣,是人為假設(shè)的B．磁極或電流在自己周圍的空間會產(chǎn)生磁場C．指南針指南說明地球周圍有磁場D．磁極對磁極的作用、電流對電流的作用都是通過磁場發(fā)生的,2、以下說法中正確的是(　　)A．磁場看不見、摸不著，所以它并不存在，它是人們?yōu)榱搜芯繂栴}方便而假想出來的B．同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引C．磁體和通電導(dǎo)體都能產(chǎn)生磁場D．若小磁針受到力的作用，則該點(diǎn)一定存在磁場,3

7、、以下說法中正確的是(　　)A．磁極與磁極間的相互作用是通過磁場產(chǎn)生的B．磁場只有在磁極與磁極、磁極與電流發(fā)生作用時才產(chǎn)生C．磁極與電流間的相互作用是通過電場與磁場共同產(chǎn)生的D．電荷周圍同時產(chǎn)生電場和磁場,1.地球是一個巨大的磁體,2.地球周圍空間存在的磁場叫地磁場,3.地磁的北極在地理的南極附近,地磁的南極在地理的北極附近,但兩者并不完全重合,它們之間的夾角稱為磁偏角,4.磁偏角的數(shù)值在地球上不同地方是不同的,地球磁場,4、在

8、地球赤道上空有一小磁針處于水平靜止?fàn)顟B(tài),突然發(fā)現(xiàn)小磁針N極向東偏轉(zhuǎn),由此可知（ ）A．一定是小磁針正東方向有一條形磁鐵的N極靠近小磁針 B．一定是小磁針正 東方向有一條形磁鐵的S極靠近小磁針C．可能是小磁針正上 方向有電子流自南向北水平通過D．可能是小磁針正上方向有電子流自東向西水平通過,目標(biāo)檢測題,1、奧斯特實(shí)驗說明了(　　)A．磁場的存在　 B．磁場的方向性

9、C．電流可以產(chǎn)生磁場 D．磁體間有相互作用2、鐵棒A能吸引小磁針，鐵棒B能排斥小磁針，若將鐵棒A靠近鐵棒B時，下述說法中正確的是(　　)A．A、B一定相互吸引B．A、B一定相互排斥C．A、B間可能無磁場力作用D．A、B可能相互吸引，也可能相互排斥方,3、在奧斯特電流磁效應(yīng)的實(shí)驗中,通電直導(dǎo)線應(yīng)該 （ ） A．平行南北方向,在小磁針正上方 B．平行東西方向,在小磁針正上方

10、 C．東南方向,在小磁針正上方 D．西南方向,在小磁針正上,4、如圖所示彈簧測力計下掛一鐵球，從一條形磁鐵的S極逐漸移到它的N極，彈簧測力計的示數(shù)將（　　） A .不變 B．逐漸變小 C．先增大后減小 D．先減小后增大,電場,電場力F,F/q表示電場的強(qiáng)弱,,磁場,磁場力F,?磁場的強(qiáng)弱,,,電場強(qiáng)度E,,磁場強(qiáng)度?,描述磁場的強(qiáng)弱和方向,,第二課時、深入探究——

11、磁場的描述,問題1：電場中我們用電場強(qiáng)度來定量描述電場強(qiáng)弱，那么磁場中我們用什么來描述磁場強(qiáng)弱呢？,思考： 1、某點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向與放入該點(diǎn)的正電荷的受力方向存在什么關(guān)系？2、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是磁場的方向，磁場的方向是如何規(guī)定的？,一、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,物理學(xué)規(guī)定：小磁針N極(北極)的受力方向或小磁針靜止時N極所指的方向，規(guī)定為該點(diǎn)的磁場方向, 即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,1.有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向說法正確的是（ ）A、B

12、的方向就是小磁針N極所指的方向B、B的方向就是小磁針靜止時S極所指的反方向C、B的方向與小磁針N極的受力方向一致D、B的方向垂直于該處磁場的方向,2、下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和電場強(qiáng)度的方向的說法中，不正確的是(　　)A．電場強(qiáng)度的方向與電荷所受的電場力的方向相同B．電場強(qiáng)度的方向與正電荷所受的電場力的方向相同C．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針N極所受磁場力的方向相同D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針靜止時N極所指的方向相同,問題2：

13、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小能否從小磁針受力的情況來研究?,問題3：磁場不僅能對磁體有作用力,還對通電導(dǎo)體有作用力.能否用很小一段通電導(dǎo)體來檢驗磁場的強(qiáng)弱?,電流元：（理想化模型）很短的一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長度L的乘積IL.是否可通過檢驗電流元受力來檢驗磁場強(qiáng)弱？,問題4、探究通電導(dǎo)線在磁場中受力與哪些因素有關(guān)？,二、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,演示實(shí)驗,思考：通電導(dǎo)線在磁場中受力方向是磁場方向嗎？,1、保持磁場和通電導(dǎo)線的長度不變，改變電流的大小

14、。,2、保持磁場和導(dǎo)線中的電流不變，改變通電導(dǎo)線的長度。,實(shí)驗方案設(shè)計,結(jié)論：在通電導(dǎo)線的長度和磁場不變時，電流越大，導(dǎo)線所受的安培力就越大。,結(jié)論：在通電導(dǎo)線的電流和磁場不變時，導(dǎo)線越長，導(dǎo)線所受的安培力就越大。,現(xiàn)象：電流越大，導(dǎo)線的偏角越大。,通電導(dǎo)線和磁場垂直時,導(dǎo)線受力的大小和導(dǎo)線中的電流 I 成正比，和導(dǎo)線的長度L成正比，即和電流I和長度L的乘積IL成正比。,F=BIL,精確的實(shí)驗表明：通電導(dǎo)線和磁場平行時,導(dǎo)線不受磁場力的

15、作用,4、物理意義：磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場強(qiáng)弱和方向的物理量，用來描述磁場力的性質(zhì),3、B為矢量，大小表示磁場的強(qiáng)弱，方向即為磁場的方向。,討論：如果I與B不平行，也不垂直，而是成一定夾角θ時，B又應(yīng)該怎樣求解？,練習(xí)1、勻強(qiáng)磁場中長2 cm的通電導(dǎo)線垂直于磁場方向放置，當(dāng)通過導(dǎo)線的電流為2 A時，它受到的磁場力大小為4×10－3 N，若磁場、電流不變，導(dǎo)線長度減小到1 cm，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？,2、由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式

16、可知，下列說法正確的是(　　)A．磁感應(yīng)強(qiáng)度B與磁場力F成正比，與電流元IL成反比B．同一段通電導(dǎo)線垂直于磁場放在不同磁場中，所受的磁場力F與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比C．公式B＝只適用于勻強(qiáng)磁場D．只要滿足L很短，I很小的條件，將其垂直的放入磁場中，B＝對任何磁場都適用,,注：,(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場本身性質(zhì)的物理量，跟磁場中是否存在通電導(dǎo)線，以及導(dǎo)線的長度L和電流的大小I無關(guān)。,(3)導(dǎo)線很短很短時，由B = 求得的數(shù)值即可

17、認(rèn)為是導(dǎo)線所在位置那一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度為零時，通電導(dǎo)線受到的磁場力F一定為零；通電導(dǎo)線受到的磁場力F為零時，磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零。,3、下列說法中正確的是(　　)A．電荷在某處不受電場力的作用，則該處的電場強(qiáng)度為零B．一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力的作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C．把一個試探電荷放在電場中的某點(diǎn)，它受到的電場力與所帶電荷量的比值表示該點(diǎn)電場的強(qiáng)弱D．把一小段通電導(dǎo)線放在磁場中某處，它所受

18、的磁場力與該段通電導(dǎo)線的長度和電流的乘積的比值表示該處磁場的強(qiáng)弱,4.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小下列說法正確的是（ ）A、通電導(dǎo)線所受磁場力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大B、垂直磁場放置的通電導(dǎo)線受力的方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向C、放在同一磁場中兩根通電導(dǎo)線中電流相等時受力大小一定相等D、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān),目標(biāo)檢測題,1、下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法中正確的是(　　)A．通電導(dǎo)體不受磁場力作

19、用的地方一定沒有磁場B．將I、L相同的通電導(dǎo)體放在同一勻強(qiáng)磁場的不同位置，受磁場力一定相同C．通電導(dǎo)線所受磁場力的方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān),目標(biāo)檢測題,2、長10 cm的通電直導(dǎo)線，通以1 A的電流，在磁場強(qiáng)弱、方向都一樣的空間(勻強(qiáng)磁場)中某處受到的磁場力為0.4 N，則該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為(　　)A．0 B．2 T C

20、．4 T D．5 T,目標(biāo)檢測題,3、磁場中放一與磁場方向垂直的電流元，通入的電流是2.5 A，導(dǎo)線長1 cm，它受到的安培力為5×10－2 N，這個位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是 ；如果把通電導(dǎo)線中的電流增大到5 A時，這一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是 ，如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力，是否可以肯定這里沒有磁場 。,4、在磁場中的同一位置,先后引入長度相等的直導(dǎo)線a和b，a、b導(dǎo)線的方向均與磁場