13.1 磁场 磁感线 课件-2024-2025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 第十三章 电磁感应与电磁波初步 1 学习目标 1 了解磁场以及基本性质。 2 知道磁感线的性质及概念。 3 通过安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁感线的方向。 一、新课导入 小磁针静止时 指南的磁极叫做南极（ S ）; 指北的磁极叫做北极（ N ） 4.磁极间的相互作用: 5. 磁化 消磁 初中知识回顾 把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。 具有磁性的物体叫磁体。 2.磁体： 3.磁极： 磁体中磁性最强的区域。 规定： 1.磁性： 同名磁极相互排， 异名磁极相互吸引 把无磁性物体变为有磁性物体, 把有磁性物体变为无磁性物体 电与磁联系 电现象 磁现象 自然界中存在 ____电荷和____电荷 磁体上存在 _____极和____极 同种电荷相互_____ 异种电荷相互_____ 同名磁极相互_____ 异名磁极相互_____ 正 负 南 北 排斥 吸引 吸引 排斥 1731年，一英国商人发现雷击后的刀叉竟具有了磁性。 1751年，富兰克林发现莱顿瓶放电可使缝衣针磁化。 电现象和磁现象间的相似是偶然的吗？那些磁化现象又说明了什么呢？ 汉斯·奥斯特 1777-1851丹麦 Yes! No! 库仑 安培 托马斯·杨 二、电和磁的联系 电现象和磁现象存在某种联系吗？ 4 1824年月，在一次讲课中，奥斯特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，这个现象是奥斯特期盼已久的，他连续进行了大量研究，同年7月发表论文，宣布发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的联系。 电流的磁效应 二、电和磁的联系 1.该实验成功的关键? 通电直导线要南北水平放置,磁针要平行的 放置于导线的下方或者上方 2.结论： 通电导线对小磁针有力的作用。 实验二：磁体对电流的作用力 结论：磁体对电流有力的作用 二、电和磁的联系 实验三：通电导线对通电导线的作用 结论：通电导线之间也有力的作用 二、电和磁的联系 三、磁场 正像电荷间相互作用通过电场发生，磁体和磁体之间，磁体和通电导体之间，以及通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的 以上三种现象中，相互作用的物体并没接触，为何能产生力的作用？ 磁体和磁体之间有力的作用 电流和磁体之间有力的作用 通电导线和通电导线之间有力的作用 1.定义： 2.磁体之间、电流与磁体之间、电流之间的相互作用是通过磁场发生的． 3.磁场的基本性质： 4.磁场的方向： 三、磁场 磁场 电流 电流 产生 作用 磁场 电流 磁体 产生 作用 磁场 磁体 磁体 产生 作用 磁体或电流周围产生的一种特殊物质． 对放入其中的磁体或电流有力的作用． 规定：在磁场中的小磁针静止时N 极所指的方向为该点磁场的方向。 电场用电场线描述，磁场我们也用磁感线来描述。 实验中我们常用铁屑的分布来观察磁场的分布。 三、磁场 5.磁感线： ③磁感线都是闭合曲线，不相交 （在磁铁外N→S极；在磁铁内S→N极） ②磁感线的疏密表示磁场的强弱。 ① 磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向 为了形象地描述磁场的强弱及方向而人为画出的假想曲线．曲线上每一点的切线方向跟该点的磁场方向相同，磁感线疏密表示磁场强弱． 三、磁场 磁感线 电场线 不同点 相同点 封闭的曲线 不闭合 本身不存在，为形象描述场而引入的假想曲线 疏密表示大小，切线表示方向 空间中的磁感线（电场线）不相交 三、磁场 例1．下列关于电场线和磁感线的说法正确的是(　　) A．二者均为假想的线，实际上并不存在 B．实验中常用铁屑来模拟磁感线形状，因此磁感线是真实存在的 C．任意两条磁感线不相交，电场线也是 D．磁感线是闭合曲线，电场线是不闭合的 答案：　ACD 课堂训练 四、安培定则 电流产生磁场方向的判定方法 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。 I 垂直纸面向外 ＋ 垂直纸面向里 特点：以导线为圆心的同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱 1.通电直导线的磁感线 安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。 横截面图 纵截面图 2.环形电流磁感线 磁场特点：环内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏 3、通电螺旋管周围磁感线 安培定则：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向。 横截面图 纵截面图 磁场特点：内部为匀强磁场且比外部强，内部由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极 四指指环绕电流方向 大拇指指内部磁场方向 右手 右手握直导线 大拇指指电流方向 四指指磁场方向 四指指环绕电流方向 大拇指指内部磁场方向 右手握螺旋管 例3：如图，当导线环中沿递时针方向通过电流时，说出小磁针最后静止时N极的指向。 例2：通电直导线附近的小磁针如图所示，标出导线中的电流方向。 I 垂直纸面向外 课堂训练 例4.下列四图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是(　　) A．①③　　　　　　　 B．②③ C．①④ D．②④ 答案：　C 课堂训练 例5.在图中，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向 N S X · 课堂训练 科学漫步 安培 安培分子电流假说 1．内容：所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间通过磁场而发生的相互作用．在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极． 2．对有关磁现象的解释 (1)磁化：软铁棒未被磁化前，内部分子电流取向杂乱无章，磁场相互抵消，对外界不显磁性；在外界磁铁的磁化下，内部各分子电流取向一致，形成磁极． 对外显示磁性，是磁铁的N极 对外显示磁性，是磁铁的S极 对外不显示磁性 (2)失磁：由于激烈的分子热运动或机械运动使分子电流取向变得杂乱无章的结果． 科学漫步 安培分子电流假说 课堂小结 二、磁场 一、电和磁的联系 奥斯特：通电直导线实验表明电能生磁，即电流的磁效应。 ①定义：磁体和电流周围空间客观存在的一种特殊物质。 ②基本性质：对放入其中的磁体或通电导体有磁力的作用。 三、磁感线 在磁场中小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向。 ①磁感线都是闭合曲线: 在外N→S极； ②磁感线疏密表示磁场的强弱。 在内S→N。 四、安培定则 右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指方向就是磁感线的方向。 五、巩固练习 1.首先发现电流产生磁场的科学家是( ) A．富兰克林 B．法拉第 C．安培 D．奥斯特 D C 2．下列关于小磁针在磁场中静止时的指向正确的是（　　） 3、如图所示，a、b、c三枚小磁针分别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N极的指向是（ ） A． a、b、均向左 B． a、b、c均向右　 C． a向左，b向右，c向右 D． a向右，b向左，c向右 C 4、如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关 S 后，三只小磁针N极的偏转方向是（ ） 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 5、（多选）如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向同学们，那么这束带电粒子可能是（ ） A、向右飞行的正离子束 B、向左飞行的正离子束 C、向右飞行的负离子束 D、向左飞行的负离子束 BC 6、弹簧测力计下挂一条形磁铁，其N极一端位于一通电螺线管的正上方，如图所示，下列说法正确的是 (　　) A．若a接电源正极，b接负极，弹簧测力计示数不变 B．若a接电源正极，b接负极，弹簧测力计示数增大 C．若b接电源正极，a接负极，弹簧测力计示数减小 D．若b接电源正极，a接负极，弹簧测力计示数增大 D 磁性的地球 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、地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，但两者并不完全重合，所以磁针并非准确的指南或是指北，它们之间的夹角称为磁偏角。 29 $$