磁場磁感線李喜昌實用教案

1、1. 1. 磁體周圍空間磁體周圍空間(kngjin)(kngjin)存存在磁場在磁場二磁場二磁場(cchng)(cchng)要實現(xiàn)物體間力的作用要實現(xiàn)物體間力的作用, ,可以采取直接接觸的方法可以采取直接接觸的方法, ,也可也可以采取通過第三者間接以采取通過第三者間接(jin ji)(jin ji)作用的方式作用的方式, ,除此之外除此之外, ,別別無他法無他法. .磁體磁體A磁體磁體B磁場磁場產(chǎn)生產(chǎn)生作用于作用于產(chǎn)生產(chǎn)生作用于作用于第1頁/共34頁第一頁，共35頁。2. 2. 電流周圍空間存在磁場電流周圍空間存在磁場(cchng) (1820(cchng) (1820年年 奧奧斯特實驗斯特實

2、驗) )？磁體磁體(ct)對電流有沒有作用對電流有沒有作用力？力？電流電流(dinli)A磁體磁體B磁場磁場產(chǎn)生產(chǎn)生作用于作用于產(chǎn)生產(chǎn)生作用于作用于第2頁/共34頁第二頁，共35頁。電流電流(dinli)和電流和電流(dinli)之間有沒有之間有沒有相互作用力？相互作用力？電流電流(dinli)A磁體磁體(ct)B磁場磁場產(chǎn)生產(chǎn)生作用于作用于產(chǎn)生產(chǎn)生作用于作用于第3頁/共34頁第三頁，共35頁。電流電流(dinli)A電流電流(dinli)B磁場磁場(cchng)產(chǎn)生產(chǎn)生作用于作用于產(chǎn)生產(chǎn)生作用于作用于反向電流間相互排斥反向電流間相互排斥同向電流間相互吸引，同向電流間相互吸引，第4頁/共34頁

3、第四頁，共35頁。磁場磁場(cchng)(cchng)的基本性質(zhì)：對處于其中的磁極的基本性質(zhì)：對處于其中的磁極和電流有力的作用和電流有力的作用. .這為我們檢驗磁場這為我們檢驗磁場(cchng)(cchng)的的存在提供了根據(jù)存在提供了根據(jù)磁場是媒介物：磁體磁場是媒介物：磁體(ct)(ct)間、磁體間、磁體(ct)(ct)與電流與電流間、電流間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的間、電流間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的. .磁場的物質(zhì)性：磁場是一種特殊形態(tài)的物質(zhì)：場磁場的物質(zhì)性：磁場是一種特殊形態(tài)的物質(zhì)：場（電場、磁場、引力場等）它雖不同于由原子和分（電場、磁場、引力場等）它雖不同于由原子和分子所組成子

4、所組成(z chn)(z chn)的實物，但也是不依賴于我們的實物，但也是不依賴于我們的感覺而客觀存在的物質(zhì)的感覺而客觀存在的物質(zhì)磁體和電流都能產(chǎn)生磁場，磁場對磁體和電流都有作用力，磁體和電流都能產(chǎn)生磁場，磁場對磁體和電流都有作用力，那么磁現(xiàn)象的本質(zhì)是否相同？那么磁現(xiàn)象的本質(zhì)是否相同？3. 3. 重要說明重要說明第5頁/共34頁第五頁，共35頁。3.3.磁現(xiàn)象磁現(xiàn)象(xinxing)(xinxing)的電本質(zhì)的電本質(zhì) 運動的電荷（電流）產(chǎn)生運動的電荷（電流）產(chǎn)生(chnshng)磁場，磁場對運動電荷磁場，磁場對運動電荷（電流）有磁場力的作用一切磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運動電荷（電流）有磁場力的作用一

5、切磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運動電荷（電流）之間通過磁場發(fā)生的相互作用這就是磁現(xiàn)象的電本（電流）之間通過磁場發(fā)生的相互作用這就是磁現(xiàn)象的電本質(zhì)質(zhì)運動運動(yndng)電荷電荷運動電運動電荷荷磁場磁場產(chǎn)生產(chǎn)生作用于作用于產(chǎn)生產(chǎn)生作用于作用于第6頁/共34頁第六頁，共35頁。三三. .磁場磁場(cchng)(cchng)的方向的方向1 1磁場磁場(cchng)(cchng)具具有方向性有方向性2 2磁場方向磁場方向(fngxing)(fngxing)的規(guī)定，在磁場中的任一點，小磁的規(guī)定，在磁場中的任一點，小磁針針N N極受力的方向極受力的方向(fngxing)(fngxing)(小磁針小磁針S S極受力的

6、反方向極受力的反方向(fngxing)(fngxing)），亦即小磁針靜止時），亦即小磁針靜止時N N極所指的方向極所指的方向(fngxing)(fngxing)為該點的磁場方向為該點的磁場方向(fngxing)(fngxing)N NS SF1F2N NS S如圖所示，把小磁針放入如圖所示，把小磁針放入磁場中，磁場方向如圖所磁場中，磁場方向如圖所示，說明小磁針將怎么樣示，說明小磁針將怎么樣轉(zhuǎn)動以及停在哪個方向？轉(zhuǎn)動以及停在哪個方向？第7頁/共34頁第七頁，共35頁。磁場和電場磁場和電場(din (din chng)chng)的比較的比較電荷周圍電荷周圍(zhuwi)(zhuwi)的特殊的特殊

7、物質(zhì)物質(zhì)磁體和通電導線周磁體和通電導線周圍的特殊圍的特殊(tsh)(tsh)物質(zhì)物質(zhì)電荷間通過電場發(fā)電荷間通過電場發(fā)生相互作用生相互作用磁體和電流間通過磁磁體和電流間通過磁場發(fā)生相互作用場發(fā)生相互作用放在電場中的正試探放在電場中的正試探電荷受力方向即該點電荷受力方向即該點電場方向電場方向放在磁場中的小磁放在磁場中的小磁針針N N極受力方向即極受力方向即該點的磁場方向該點的磁場方向可以用電場線形象可以用電場線形象地描述電場地描述電場可以用磁感線形象可以用磁感線形象地描述磁場地描述磁場電場電場磁場磁場第8頁/共34頁第八頁，共35頁。1.物理意義：磁感線是為了物理意義：磁感線是為了(wi le)形

8、象地描述磁場的形象地描述磁場的強弱及方向而人為畫出的一強弱及方向而人為畫出的一系列曲線曲線上每一點的系列曲線曲線上每一點的切線方向跟該點的磁場方向切線方向跟該點的磁場方向相同。相同。四磁感線四磁感線（1 1）磁感線是假想）磁感線是假想(jixing)(jixing)的曲線用假想的曲線用假想(jixing)(jixing)的、形象的磁感線來描寫實在的、抽象的、形象的磁感線來描寫實在的、抽象的磁場的磁場（2 2）磁感線的疏密表示磁場的強弱）磁感線的疏密表示磁場的強弱(qin ru)(qin ru)，磁感線較，磁感線較密的地方磁場較強沒有畫到磁感線的地方不表示那里沒有密的地方磁場較強沒有畫到磁感線的

9、地方不表示那里沒有磁場存在磁場存在（3 3）磁感線不相交，也不相切）磁感線不相交，也不相切（4 4）磁感線總是閉合曲線，在磁體的外部是從）磁感線總是閉合曲線，在磁體的外部是從N N極出來，進入極出來，進入S S極，在內(nèi)部則由極，在內(nèi)部則由S S極回到極回到N N極，形成閉合曲線極，形成閉合曲線ACB第9頁/共34頁第九頁，共35頁。2. 2. 幾種常見幾種常見(chn jin)(chn jin)磁場磁感線分布磁場磁感線分布條形磁鐵、蹄形磁鐵周圍條形磁鐵、蹄形磁鐵周圍(zhuwi)(zhuwi)磁場磁場跟等量異種電荷形成跟等量異種電荷形成(xngchng)(xngchng)電場的電場的電場線相似

10、電場線相似N N、S S極之間有一條直線極之間有一條直線電場線電場線第10頁/共34頁第十頁，共35頁。直線電流直線電流(dinli)(dinli)周圍磁場周圍磁場安培定則（右手安培定則（右手(yushu)(yushu)螺旋定則）：用右手螺旋定則）：用右手(yushu)(yushu)握住導線，讓伸直握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向的環(huán)繞方向第11頁/共34頁第十一頁，共35頁。立體圖立體圖橫橫截截面面圖圖縱截面圖縱截面圖第12頁/共34頁第十二頁，共35頁。環(huán)形電流環(huán)形

11、電流(dinli)(dinli)周圍磁場周圍磁場安培定則：用右手握住螺線管（或環(huán)形導線），讓彎曲安培定則：用右手握住螺線管（或環(huán)形導線），讓彎曲(wnq)(wnq)的四指所指的方向跟電流方向的四指所指的方向跟電流方向一致，大拇指所指的方向就是螺線管（或環(huán)形導線）內(nèi)部磁感線的方向一致，大拇指所指的方向就是螺線管（或環(huán)形導線）內(nèi)部磁感線的方向第13頁/共34頁第十三頁，共35頁。立體圖立體圖橫截面圖橫截面圖縱截面圖縱截面圖立體圖立體圖第14頁/共34頁第十四頁，共35頁。通電螺旋管周圍通電螺旋管周圍(zhuwi)(zhuwi)磁場磁場通電的長直螺線管外部的磁場分布跟條形磁鐵通電的長直螺線管外部的磁

12、場分布跟條形磁鐵(cti)(cti)外部的磁場分布情況相同外部的磁場分布情況相同 安培定則：用右手握住螺線管（或環(huán)形安培定則：用右手握住螺線管（或環(huán)形(hun xn)(hun xn)導線），讓彎曲的四指所指的方導線），讓彎曲的四指所指的方向跟電流方向一致，大拇指所指的方向就是螺線管（或環(huán)形向跟電流方向一致，大拇指所指的方向就是螺線管（或環(huán)形(hun xn)(hun xn)導線）內(nèi)導線）內(nèi)部磁感線的方向部磁感線的方向第15頁/共34頁第十五頁，共35頁。立體圖立體圖橫截面圖橫截面圖縱截面圖縱截面圖第16頁/共34頁第十六頁，共35頁。磁傾角磁傾角1.1.地磁場像一個地磁場像一個(y )(y )條

13、形磁條形磁鐵形成的磁場地磁場的鐵形成的磁場地磁場的N N極極在地理南極附近，地磁場的在地理南極附近，地磁場的S S極在地理北極附近地球內(nèi)部極在地理北極附近地球內(nèi)部磁場方向由北向南，地球外部磁場方向由北向南，地球外部磁場方向由南向北磁場方向由南向北2.2.在南（北）半球地磁場的方向向在南（北）半球地磁場的方向向北偏上（下），在赤道上方北偏上（下），在赤道上方(shn (shn fn)fn)磁場方向水平向北磁場方向水平向北3.3.地球上的人類地球上的人類和某些生物和某些生物(shngw)(shngw)常利常利用地磁場來確定用地磁場來確定方向方向地磁場地磁場第17頁/共34頁第十七頁，共35頁。磁傾

14、角磁傾角豎直豎直(sh zh)向上向上水水平平(shupng)向向北北水水平平(shupng)向向南南豎直豎直向下向下BB北北B下下在南在南（北）（北）半球地磁場的方向向北偏上半球地磁場的方向向北偏上（下），（下），在赤道上方磁場方向水平向北在赤道上方磁場方向水平向北第18頁/共34頁第十八頁，共35頁。磁感線和電場線的比較磁感線和電場線的比較(bjio)磁感線磁感線電場線電場線形象化表示磁場形象化表示磁場(cchng)的方法的方法形象化表示電場形象化表示電場(din chng)的方法的方法線上各點的切線方向線上各點的切線方向即該點的電場方向即該點的電場方向線上各點的切線方向線上各點的切線方向

15、即該點的電場方向即該點的電場方向線的疏密反映電線的疏密反映電場的強弱場的強弱線的疏密反映磁場線的疏密反映磁場的強弱的強弱電場線不閉合，也電場線不閉合，也不相交不相交磁感線是閉合曲線，磁感線是閉合曲線，但不相交但不相交第19頁/共34頁第十九頁，共35頁。專題專題(zhunt)一對磁場和磁感線概念一對磁場和磁感線概念的理解的理解磁場雖然磁場雖然(surn)(surn)看不見，摸不著，但它是運動電荷周圍客看不見，摸不著，但它是運動電荷周圍客觀存在的一種物質(zhì)，而磁感線是為了形象描述磁場而人為觀存在的一種物質(zhì)，而磁感線是為了形象描述磁場而人為引入的假想曲線磁感線每一點的切線方向跟該點的磁場引入的假想曲

16、線磁感線每一點的切線方向跟該點的磁場方向相同，磁感線的疏密表示磁場的強弱磁感線是閉合方向相同，磁感線的疏密表示磁場的強弱磁感線是閉合曲線，而電場線是非閉合曲線曲線，而電場線是非閉合曲線運動運動(yndng)電荷電荷運動電運動電荷荷磁場磁場產(chǎn)生產(chǎn)生作用于作用于產(chǎn)生產(chǎn)生作用于作用于磁場是一種特殊形態(tài)的磁場是一種特殊形態(tài)的物質(zhì)物質(zhì)：場（電場、磁場、引力場等）它：場（電場、磁場、引力場等）它雖不同于由原子和分子所組成的實物，但也是不依賴于我們的雖不同于由原子和分子所組成的實物，但也是不依賴于我們的感覺而感覺而客觀存在客觀存在的物質(zhì)的物質(zhì)熟悉六種常見磁場的磁感線的空間分布學會把空間立體圖熟悉六種常見磁場

17、的磁感線的空間分布學會把空間立體圖變成平面圖變成平面圖第20頁/共34頁第二十頁，共35頁。A B磁場是客觀存在的，而磁感線是一種假想曲線磁感線磁場是客觀存在的，而磁感線是一種假想曲線磁感線的形狀可用鐵屑來模擬只是研究磁場的一種方法，使得的形狀可用鐵屑來模擬只是研究磁場的一種方法，使得看不見、摸不著的磁場變得具體形象但是決不能認為看不見、摸不著的磁場變得具體形象但是決不能認為磁感線是由鐵屑排列形成的另外被磁化的鐵屑所顯示磁感線是由鐵屑排列形成的另外被磁化的鐵屑所顯示的磁感線分布僅是在一個平面的磁感線分布僅是在一個平面(pngmin)(pngmin)上的磁感線上的磁感線的分布情況，而磁體周圍的磁

18、感線應分布在三維空間的分布情況，而磁體周圍的磁感線應分布在三維空間內(nèi)內(nèi)第21頁/共34頁第二十一頁，共35頁。B C D磁場磁場(cchng)(cchng)的方向，的方向，小磁針小磁針N N極的受力方向，極的受力方向，小磁針靜止時小磁針靜止時N N極的指向，極的指向，磁感線在該點的切向方向，磁感線在該點的切向方向，磁感應強度磁感應強度B B的方向的方向五個方向五個方向(fngxing)是一致的是一致的第22頁/共34頁第二十二頁，共35頁。電源電源NSNS+SN第23頁/共34頁第二十三頁，共35頁。專題專題(zhunt)二安培定二安培定則的應用則的應用安培定則適用于電流產(chǎn)生磁場這一物理現(xiàn)象中

19、根據(jù)安培定則適用于電流產(chǎn)生磁場這一物理現(xiàn)象中根據(jù)(gnj)(gnj)電流電流( (磁場）方向，判斷磁場（電流）方磁場）方向，判斷磁場（電流）方向向電流方向規(guī)定電流方向規(guī)定(gudng)(gudng)為正電荷定向運動的方向，為正電荷定向運動的方向，跟負電荷定向運動的方向相反跟負電荷定向運動的方向相反磁場的方向，磁場的方向，小磁針小磁針N N極的受力方向，極的受力方向，小磁針靜小磁針靜止時止時N N極的指向，極的指向，磁感線在該點的切向方向，磁感線在該點的切向方向，磁磁感應強度感應強度B B的方向的方向是一致的是一致的使用安培定則時要注意對直線電流和環(huán)形電流使用安培定則時要注意對直線電流和環(huán)形電流

20、右手拇指和四指各指什么方向要掌握幾種通右手拇指和四指各指什么方向要掌握幾種通電導線周圍的磁場分布情況，同時又要搞清楚電導線周圍的磁場分布情況，同時又要搞清楚所給圖示是平面圖還是立體圖所給圖示是平面圖還是立體圖第24頁/共34頁第二十四頁，共35頁。B CNS電流方向規(guī)定為正電荷定向運動電流方向規(guī)定為正電荷定向運動(yndng)(yndng)的方的方向，跟負電荷定向運動向，跟負電荷定向運動(yndng)(yndng)的方向相反的方向相反第25頁/共34頁第二十五頁，共35頁。Axyzo電流方向規(guī)定為正電荷定向運動電流方向規(guī)定為正電荷定向運動(yndng)(yndng)的方的方向，跟負電荷定向運動

21、向，跟負電荷定向運動(yndng)(yndng)的方向相反的方向相反B培養(yǎng)培養(yǎng)(piyng)(piyng)空間想像能力是磁場和電磁感應兩空間想像能力是磁場和電磁感應兩章的重要教學目標章的重要教學目標第26頁/共34頁第二十六頁，共35頁。B第27頁/共34頁第二十七頁，共35頁。NSA磁場磁場(cchng)(cchng)的方向，小磁針的方向，小磁針N N極的受力方向，小磁極的受力方向，小磁針靜止時針靜止時N N極的指向，磁感線在該點的切向方向，是一極的指向，磁感線在該點的切向方向，是一致的致的判定直線電流和通電螺線管（環(huán)形電流）周圍的小磁針如何判定直線電流和通電螺線管（環(huán)形電流）周圍的小磁針如

22、何轉(zhuǎn)動問題，基本思路是判斷小磁針所在處的磁場方向小磁針轉(zhuǎn)動問題，基本思路是判斷小磁針所在處的磁場方向小磁針將轉(zhuǎn)動到將轉(zhuǎn)動到N N極的指向與所在點的磁場方向相同為止在極的指向與所在點的磁場方向相同為止在說明小磁針的轉(zhuǎn)動方向時，必須說明是從什么方向觀說明小磁針的轉(zhuǎn)動方向時，必須說明是從什么方向觀察的，而且觀察的方向應垂直于小磁針的旋轉(zhuǎn)平面察的，而且觀察的方向應垂直于小磁針的旋轉(zhuǎn)平面第28頁/共34頁第二十八頁，共35頁。B電流電流(dinli)(dinli)方向跟負電荷定向運動的方向方向跟負電荷定向運動的方向相反相反模型化歸：環(huán)形模型化歸：環(huán)形(hun (hun xn)xn)電流電流第29頁/共3

23、4頁第二十九頁，共35頁。C電流方向與負電荷定向電流方向與負電荷定向(dn xin)(dn xin)運動的方運動的方向相反向相反模型模型(mxng)(mxng)化歸：環(huán)化歸：環(huán)形電流形電流判定小磁針如何轉(zhuǎn)動問題，首先應確定小磁針所在處的磁場判定小磁針如何轉(zhuǎn)動問題，首先應確定小磁針所在處的磁場方向小磁針將轉(zhuǎn)動到方向小磁針將轉(zhuǎn)動到N N極的指向與所在點的磁場方向相極的指向與所在點的磁場方向相同為止同為止NS第30頁/共34頁第三十頁，共35頁。例例8 8根據(jù)安培的假設(shè)的思想，認為磁場是由于運動根據(jù)安培的假設(shè)的思想，認為磁場是由于運動電荷產(chǎn)生的，這種思想如果對地磁場也適用，而目電荷產(chǎn)生的，這種思想如果對地磁場也適用，而目前在地球上并沒有發(fā)現(xiàn)前在地球上并沒有發(fā)現(xiàn)(fxin)(fxin)相對于地球定向移相對于地球定向移動的電荷，那么由此推斷，地球應該：動的電荷，那么由此推斷，地球應該：A.A.帶負電帶負電 B. B.不帶電不帶電 C.C.帶正電帶正電 D. D.無法確定無法確定 AN NS SN NS S第31頁/共34頁第三十一頁，共35頁。專題專題(zhunt)三三 磁場知識與力學知識的綜合磁場知識與力學知識的綜合應用應用電學搭臺，力學電學搭臺，力學(l xu)唱戲唱戲2.2.受力分析受力分析(fnx)(fnx)（按順序受力分析（按順序受力分析(fnx)