3-1磁現(xiàn)象-磁場(chǎng)解析

1、磁現(xiàn)象磁現(xiàn)象 磁場(chǎng)磁場(chǎng)第三章第第三章第1 1節(jié)節(jié) 高高 峰峰一、磁現(xiàn)象一、磁現(xiàn)象 我國是世界上最早發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象的國家，早在戰(zhàn)國末我國是世界上最早發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象的國家，早在戰(zhàn)國末年就有磁鐵的記載，我國古代的四大發(fā)明之一的指南針年就有磁鐵的記載，我國古代的四大發(fā)明之一的指南針就是其中之一，指南針的發(fā)明為世界的航海業(yè)做出了巨就是其中之一，指南針的發(fā)明為世界的航海業(yè)做出了巨大的貢獻(xiàn)大的貢獻(xiàn)在現(xiàn)代，磁現(xiàn)象與日常生活、科技密切相關(guān)在現(xiàn)代，磁現(xiàn)象與日常生活、科技密切相關(guān)司南司南電磁爐電磁爐采用磁場(chǎng)感應(yīng)電流（又稱為渦流）的加熱采用磁場(chǎng)感應(yīng)電流（又稱為渦流）的加熱原理，通過電子線路板組成部分產(chǎn)生交變磁場(chǎng)、當(dāng)用原理，通

2、過電子線路板組成部分產(chǎn)生交變磁場(chǎng)、當(dāng)用含鐵質(zhì)鍋具底部放置爐面時(shí)，鍋具即切割交變磁感線含鐵質(zhì)鍋具底部放置爐面時(shí)，鍋具即切割交變磁感線而在鍋具底部金屬部分產(chǎn)生交變的電流（即渦流），而在鍋具底部金屬部分產(chǎn)生交變的電流（即渦流），渦流使鍋具鐵分子高速無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，分子互相碰撞、渦流使鍋具鐵分子高速無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，分子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能使器具本身自行高速發(fā)熱，用來加熱摩擦而產(chǎn)生熱能使器具本身自行高速發(fā)熱，用來加熱和烹飪食物。和烹飪食物。 上海上海磁懸浮列車磁懸浮列車專線西起上海地鐵龍陽路站，東至專線西起上海地鐵龍陽路站，東至上海浦東國際機(jī)場(chǎng)上海浦東國際機(jī)場(chǎng), ,列車加速到平穩(wěn)運(yùn)行之后，速度是列車加速到平

3、穩(wěn)運(yùn)行之后，速度是430430公里公里/ /小時(shí)小時(shí)。這個(gè)速度超過了。這個(gè)速度超過了F1F1賽事的最高時(shí)速。賽事的最高時(shí)速。磁懸浮列車磁懸浮列車上裝有電磁體，鐵路底部則安裝線上裝有電磁體，鐵路底部則安裝線圈。通電后，地面線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)極性與列車上的圈。通電后，地面線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)極性與列車上的電磁體極性總保持相同，兩者電磁體極性總保持相同，兩者“同性相斥同性相斥”，排斥，排斥力使列車懸浮起來。鐵軌兩側(cè)也裝有線圈，交流電力使列車懸浮起來。鐵軌兩側(cè)也裝有線圈，交流電使線圈變?yōu)殡姶朋w。它與列車上的電磁體相互作用使線圈變?yōu)殡姶朋w。它與列車上的電磁體相互作用，使列車前進(jìn)。列車頭的電磁體（，使列車前進(jìn)。列車

4、頭的電磁體（N N極）被軌道上極）被軌道上靠前一點(diǎn)的電磁體（靠前一點(diǎn)的電磁體（S S極）所吸引，同時(shí)被軌道上極）所吸引，同時(shí)被軌道上稍后一點(diǎn)的電磁體（稍后一點(diǎn)的電磁體（N N極）所排斥。極）所排斥。托卡馬克磁約束裝置托卡馬克磁約束裝置 一類一類控制熱核聚變的裝置控制熱核聚變的裝置。用特殊形態(tài)的磁場(chǎng)把。用特殊形態(tài)的磁場(chǎng)把氘、氚等輕原子核和自由電子組成的、處于熱核反應(yīng)氘、氚等輕原子核和自由電子組成的、處于熱核反應(yīng)狀態(tài)的超高溫等離子體約束在有限的體積內(nèi)，使它受狀態(tài)的超高溫等離子體約束在有限的體積內(nèi)，使它受控制地發(fā)生大量的原子核聚變反應(yīng)，釋放出原子核所控制地發(fā)生大量的原子核聚變反應(yīng)，釋放出原子核所蘊(yùn)藏

5、的能量。磁約束熱核聚變是當(dāng)前開發(fā)聚變能源中蘊(yùn)藏的能量。磁約束熱核聚變是當(dāng)前開發(fā)聚變能源中最有希望的途徑最有希望的途徑, ,是等離子體物理學(xué)的一項(xiàng)重大應(yīng)用是等離子體物理學(xué)的一項(xiàng)重大應(yīng)用. . 最初發(fā)現(xiàn)的磁體是被稱為最初發(fā)現(xiàn)的磁體是被稱為“天然磁石天然磁石”的礦物，其中含有主要成分為的礦物，其中含有主要成分為Fe3O4，能吸引其他物體，很像磁鐵能吸引其他物體，很像磁鐵.1.磁性：能夠吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì).2.磁體：具有磁性的物體叫磁體.3.磁極：磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極.小磁針靜止時(shí)小磁針靜止時(shí)指南的磁極叫做指南的磁極叫做南極南極, ,又叫又叫S S極極; ;指北的磁極叫做指北的磁極叫做北極北極,

6、 ,又叫又叫N N極極. .4.磁極間的相互作用: 同名磁極相斥，異名磁極相吸.5.變無磁性物體為有磁性物體叫磁化, 變有磁性物體為無磁性物體叫退磁.【問題【問題】 磁體之間是通過什么發(fā)生相互作用磁體之間是通過什么發(fā)生相互作用的呢的呢?磁體磁體磁體磁體磁場(chǎng)磁場(chǎng)【聯(lián)想【聯(lián)想】 電荷之間是通過什么發(fā)生相互作用電荷之間是通過什么發(fā)生相互作用的呢的呢?電場(chǎng)和磁場(chǎng)都是一種物質(zhì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)都是一種物質(zhì)1777年年8月月14日生于丹麥朗格蘭日生于丹麥朗格蘭德島一個(gè)藥劑師家庭德島一個(gè)藥劑師家庭12歲開始幫歲開始幫助父親在藥房里干活，同時(shí)堅(jiān)持學(xué)助父親在藥房里干活，同時(shí)堅(jiān)持學(xué)習(xí)化學(xué)由于刻苦攻讀，習(xí)化學(xué)由于刻苦攻讀，

7、17歲以優(yōu)歲以優(yōu)異的成績(jī)考取了哥本哈根大學(xué)的免異的成績(jī)考取了哥本哈根大學(xué)的免費(fèi)生他一邊當(dāng)家庭教師，一邊在費(fèi)生他一邊當(dāng)家庭教師，一邊在學(xué)校學(xué)習(xí)藥物學(xué)、天文、數(shù)學(xué)、物學(xué)校學(xué)習(xí)藥物學(xué)、天文、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等理、化學(xué)等1806年任哥本哈根大年任哥本哈根大學(xué)物理學(xué)教授，學(xué)物理學(xué)教授，1820年年4月發(fā)現(xiàn)了月發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)電流的磁效應(yīng).1821年被選為英國年被選為英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，1823年被選為法國年被選為法國科學(xué)院院士，后來任丹麥皇家科學(xué)科學(xué)院院士，后來任丹麥皇家科學(xué)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng) 二、電流的磁效應(yīng)二、電流的磁效應(yīng)奧斯特實(shí)驗(yàn)奧斯特實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)裝置2、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象當(dāng)

8、給導(dǎo)線通電時(shí)當(dāng)給導(dǎo)線通電時(shí), ,與導(dǎo)線平行與導(dǎo)線平行放置的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)放置的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)3、注意事項(xiàng)、注意事項(xiàng):導(dǎo)線應(yīng)沿導(dǎo)線應(yīng)沿南北南北方向方向水平水平放置放置4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通電導(dǎo)體對(duì)磁體有力的作用通電導(dǎo)體對(duì)磁體有力的作用【問題問題】磁體和通電導(dǎo)體之間的相互作用是通過磁體和通電導(dǎo)體之間的相互作用是通過什么發(fā)生的呢什么發(fā)生的呢?磁體磁體電流電流磁場(chǎng)磁場(chǎng)三、磁場(chǎng)三、磁場(chǎng) 磁感線磁感線1.1.磁場(chǎng)磁場(chǎng): :磁體或電流在周圍空間產(chǎn)生的一種特殊物質(zhì)磁體或電流在周圍空間產(chǎn)生的一種特殊物質(zhì). .規(guī)定小磁針北極的受力方向或者靜止時(shí)北極所指的方規(guī)定小磁針北極的受力方向或者靜止時(shí)北極所指的方向?yàn)榇艌?chǎng)

9、的方向。向?yàn)榇艌?chǎng)的方向。例例1.如圖，當(dāng)電流通過線圈時(shí)，磁針如圖，當(dāng)電流通過線圈時(shí)，磁針A的的N極指極指向哪里？磁針向哪里？磁針B的的N極指向哪里？極指向哪里？I IAB例例2.如圖所示，在三維直角坐標(biāo)系中，若一束電子沿如圖所示，在三維直角坐標(biāo)系中，若一束電子沿y軸正向運(yùn)動(dòng)，則由此產(chǎn)生的在軸正向運(yùn)動(dòng)，則由此產(chǎn)生的在z軸上軸上A點(diǎn)和點(diǎn)和x軸上軸上B點(diǎn)點(diǎn)的磁場(chǎng)方向是（的磁場(chǎng)方向是（ ）A.A點(diǎn)磁場(chǎng)沿點(diǎn)磁場(chǎng)沿x軸正方向，軸正方向，B點(diǎn)磁場(chǎng)沿點(diǎn)磁場(chǎng)沿z軸負(fù)方向軸負(fù)方向B.A點(diǎn)磁場(chǎng)沿點(diǎn)磁場(chǎng)沿x軸負(fù)方向，軸負(fù)方向，B點(diǎn)磁場(chǎng)沿點(diǎn)磁場(chǎng)沿z軸正方向軸正方向C.A點(diǎn)磁場(chǎng)沿點(diǎn)磁場(chǎng)沿z軸正方向，軸正方向，B點(diǎn)磁場(chǎng)沿點(diǎn)

10、磁場(chǎng)沿x軸負(fù)方向軸負(fù)方向D.A點(diǎn)磁場(chǎng)沿點(diǎn)磁場(chǎng)沿x軸正方向，軸正方向，B點(diǎn)磁場(chǎng)沿點(diǎn)磁場(chǎng)沿z軸正方向軸正方向例例3.如圖所示，一束帶電粒子沿水平方向飛過小如圖所示，一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針的上方，并與磁針指向平行，能使小磁針的磁針的上方，并與磁針指向平行，能使小磁針的N極轉(zhuǎn)向讀者，那么這束帶電粒子可能是（極轉(zhuǎn)向讀者，那么這束帶電粒子可能是（ ） A.向右飛行的正離子束向右飛行的正離子束 B.向左飛行的正離子束向左飛行的正離子束 C.向右飛行的負(fù)離子束向右飛行的負(fù)離子束 D.向左飛行的負(fù)離子束向左飛行的負(fù)離子束例例4.如圖所示如圖所示,a、b、c三枚小磁針分別在通電螺線三枚小磁針分別在通電螺

11、線管的正上方、管內(nèi)和右側(cè)管的正上方、管內(nèi)和右側(cè),當(dāng)這些小磁針靜止時(shí)當(dāng)這些小磁針靜止時(shí),小小磁針磁針N極的指向是極的指向是 （ ） A a、b、c均向左均向左 B a、b、c均向右均向右 C a向左，向左，b向右，向右，c向右向右 D a向右，向右，b向左，向左，c向右向右例例5.在圖中，已知磁場(chǎng)的方向，試畫出產(chǎn)生在圖中，已知磁場(chǎng)的方向，試畫出產(chǎn)生相應(yīng)磁場(chǎng)的電流方向相應(yīng)磁場(chǎng)的電流方向NSXNS四、安培分子電流假說四、安培分子電流假說NS安培分子電流假說意義安培分子電流假說意義1.成功的解釋了磁化現(xiàn)象和磁體退磁現(xiàn)象2.安培分子電流假說揭示了電和磁的本質(zhì)聯(lián)系3.安培的分子電流假說揭示了磁性的起源，認(rèn)識(shí)到磁體的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣，都是由運(yùn)動(dòng)的電荷產(chǎn)生的。五、勻強(qiáng)磁場(chǎng)五、勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)強(qiáng)弱、方向處處相同的磁場(chǎng)磁場(chǎng)強(qiáng)弱、方向處處相同的磁場(chǎng)磁感線分