13.1 磁场 磁感线 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

13.1磁场 磁感线 初高中衔接 初高中衔接 4.磁极间的相互作用： 同名磁极相斥，异名磁极相吸。 1.磁性： 能够吸引铁质物体的性质。 2.磁体： 具有磁性的物体叫磁体。 3.磁极： 磁体上磁性最强的部分叫磁极。 小磁针静止时指南的磁极叫做南极，又叫S极; 指北的磁极叫做北极，又叫N极。 北 大家有没有发现电和磁有很多相似的特征： 自然界中的磁体总存在着两个磁极，自然界中同样存在着两种电荷。 同名磁极或同种电荷相互排斥，异名磁极或异种电荷相互吸引。这种相似性是否意味着电和磁之间有某种联系呢？ 一、电和磁的联系 物理学家的观点 直到19世纪初很多著名的科学家——如库仑、安培、托马斯.杨都认为电与磁是互不相关的两回事。 库仑 安培 托马斯·杨 电和磁没啥关系 科学与思想的进步 在18世纪和19世纪之交人们发现，自然界各种运动之间存在着相互联系和转化，这种思想在哲学界和科学界逐渐形成，也影响了奥斯特。 内能→机械能 机械能→内能 一、电和磁的联系 1820年4月，在一次讲课中，他偶然的把一根导线放在一个指南针的上方，通电时，磁针转动了。——首次发现了电和磁的联系。 丹麦科学家奥斯特坚信就像电和热、电和光之间存在联系一样，电和磁也存在联系，，并开始不懈的探索。 当时人们见到的力都沿着物体连线的方向。受这个观念的局限，奥斯特在寻找电和磁的联系时，总是把磁针放在通电导线的延长线上，结果实验均以失败告终 奥斯特实验： 实验现象: 当给导线通电时，与导线平行放置的小磁针发生转动。 注意事项：导线应沿南北方向水平放置 结论：通电导线对小磁针有力的作用，说明电流具有磁效应。 电流对磁铁有力的作用，那么磁铁对电流有力的作用吗？ 一、电和磁的联系 奥斯特实验之后，安培等人又做了很多实验研究。他们发现，不仅通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力。 磁体对电流有力的作用 电流对电流有力的作用吗？ 同向电流相吸，反向电流相斥 通过前面的实验我们知道磁体和磁体之间，电流和磁体之间，电流和电流之间均存在相互作用，那么它们之间的相互作用是怎样发生的呢？ 电流 磁体 磁体 磁体 电流 电流 电荷 电荷 电 场 磁体间，电流间，磁体和电流间的作用力是通过磁场发生的。 磁 场 二、磁场 1.磁场：磁体或通电导线周围存在的一种特殊物质。 2.基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用。 3.磁场的方向：小磁针静止时N极所指的方向，也是小磁针N极所受磁场力的方向。 我们如何形象的描述磁场呢？ 【问题】磁场中各点的磁场方向如何判定呢? 正像在电场中我们用电场线形象地描述电场一样，在磁场中，我们用磁感线来描述磁场。 在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。 知识讲解 三、磁感线 磁感线是假想的曲线，但磁感线的分布可以利用细铁屑通过实验模拟 常见磁体的磁感线分布图 1.磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，磁体外部由N极到S极，内部由S极到N极； 3.磁感线的疏密表示磁场的强弱； 2.磁感线不相交、不相切； 4.磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。 磁感线特点 1.地球是一个巨大的磁体。 2.地球周围空间存在的磁场叫地磁场。 3.地磁场的三大特点 （1）地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近。 （2）地磁场的方向在南半球斜向上，在北半球斜向下，与地表面并不平行。 （3）在赤道平面上，到地心等距离的各点，地磁场强度相等，且方向水平向北。 地球的磁场 电流产生磁场是什么样的呢？ 通电直导线周围的磁感线 用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向 直线电流电流方向与磁场方向之间有什么关系呢？ 通电直导线周围的磁感线 表示磁感线垂直纸面向里 表示磁感线垂直纸面向外 表示电流垂直纸面向里 表示电流垂直纸面向外 立体图 横截面图 纵截面图 能否尝试画出通电直导线周围磁感线的横截面图和纵截面图？ 环形电流的磁场 让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向。 环形电流电流方向与磁场方向之间有什么关系呢？ 环形电流的磁场 立体图 横截面图 纵截面图 让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向。 立体图 横截面图 纵截面图 通电螺线管的磁场可以等效成条形磁铁产生的磁场 通电螺线管的磁场 四、安培定则 （也叫右手螺旋定则） 安培定则（一）：用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。 安培定则(二)：