物理磁場新人教選修分解學習教案

1、會計學1物理物理(wl)磁場新人教選修分解磁場新人教選修分解第一頁，共65頁。 我國是世界上最早發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象的國家，早在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)明之一的指南針就是其中之一，指南針的發(fā)明為世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)做出了巨大的貢獻界的航海業(yè)做出了巨大的貢獻(gngxin)在現(xiàn)代，磁現(xiàn)象與日常生活、科技密切相關在現(xiàn)代，磁現(xiàn)象與日常生活、科技密切相關導入導入第1頁/共65頁第二頁，共65頁。第2頁/共65頁第三頁，共65頁。電磁爐采用磁場感應電流（又稱為渦流）的加熱電磁爐采用磁場

2、感應電流（又稱為渦流）的加熱原理，通過電子線路板組成部分產生交變磁場、當用含原理，通過電子線路板組成部分產生交變磁場、當用含鐵質鍋具底部放置爐面時，鍋具即切割鐵質鍋具底部放置爐面時，鍋具即切割(qig)(qig)交變磁交變磁感線而在鍋具底部金屬部分產生交變的電流（即渦流）感線而在鍋具底部金屬部分產生交變的電流（即渦流），渦流使鍋具鐵分子高速無規(guī)則運動，分子互相碰撞、，渦流使鍋具鐵分子高速無規(guī)則運動，分子互相碰撞、摩擦而產生熱能使器具本身自行高速發(fā)熱，用來加熱和摩擦而產生熱能使器具本身自行高速發(fā)熱，用來加熱和烹飪食物。烹飪食物。 第3頁/共65頁第四頁，共65頁。 上海磁懸浮列車專線西起上海地鐵

3、龍陽路站，東至上海浦東國際機場,列車加速到平穩(wěn)運行之后，速度是430公里/小時(xiosh)。這個速度超過了F1賽事的最高時速。第4頁/共65頁第五頁，共65頁?！八灸纤灸?snn)” 一、磁現(xiàn)象一、磁現(xiàn)象(xinxing)(xinxing)第5頁/共65頁第六頁，共65頁。 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(csh)”(csh)”的礦物，其中含有主要成分為的礦物，其中含有主要成分為Fe3O4Fe3O4，能吸引其他物體，很像磁鐵，能吸引其他物體，很像磁鐵. .一、磁現(xiàn)象一、磁現(xiàn)象(xinxin(xinxing)g)第6頁/共65頁第七頁，共65頁。1.磁性：能夠磁

4、性：能夠(nnggu)吸引鐵質物體的性質吸引鐵質物體的性質.2.磁體磁體(ct)：具有磁性的物體叫磁體：具有磁性的物體叫磁體(ct).3.磁極磁極(cj)：磁體上磁性最強的部分叫磁極：磁體上磁性最強的部分叫磁極(cj).小磁針靜止時小磁針靜止時 指南的磁極叫做指南的磁極叫做南極南極,又叫又叫S極極; 指北的磁極叫做指北的磁極叫做北極北極,又叫又叫N極極.4.磁極間的相互作用磁極間的相互作用: 同名磁極相斥，異名磁極相吸同名磁極相斥，異名磁極相吸.5.變無磁性物體為有磁性物體叫變無磁性物體為有磁性物體叫磁化磁化, 變有磁性物體為無磁性物體叫變有磁性物體為無磁性物體叫退磁退磁.一、磁現(xiàn)象一、磁現(xiàn)象

5、第7頁/共65頁第八頁，共65頁。【問題【問題(wnt)(wnt)】 1. 1.電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何相似電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何相似? ?2.電現(xiàn)象電現(xiàn)象(xinxing)與磁現(xiàn)象與磁現(xiàn)象(xinxing)有何區(qū)別有何區(qū)別?3.為什么丹麥物理學家奧斯特相信為什么丹麥物理學家奧斯特相信(xingxn)電和磁之間存在關系電和磁之間存在關系?4.為什么之前的實驗都失敗了為什么之前的實驗都失敗了?縱向力縱向力橫向作用橫向作用第8頁/共65頁第九頁，共65頁。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，同時堅持學習化學由于(yuy)刻苦攻讀，17歲以優(yōu)異的成績考取了哥本哈

6、根大學的免費生他一邊當家庭教師，一邊在學校學習藥物學、天文、數學、物理、化學等1806年任哥本哈根大學物理學教授，1820年4月發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應.1821年被選為英國皇家學會會員，1823年被選為法國科學院院士，后來任丹麥皇家科學協(xié)會會長 二、電流二、電流(dinli)(dinli)的磁效應的磁效應第9頁/共65頁第十頁，共65頁。二、電流二、電流(dinli)(dinli)的的磁效應磁效應奧斯特實驗奧斯特實驗(shyn)第10頁/共65頁第十一頁，共65頁。奧斯特實驗奧斯特實驗(shyn)(shyn)1、實驗、實驗(shyn)裝置裝置2、實驗、實驗(shyn)現(xiàn)象現(xiàn)象當給導線通電時當給導線

7、通電時, ,與導線與導線平行放置的小磁針發(fā)生轉動平行放置的小磁針發(fā)生轉動3、注意事項、注意事項:導線應沿導線應沿南北南北方向方向水平水平放置放置4、實驗結論、實驗結論:通電導體對磁體有力的作用通電導體對磁體有力的作用二、電流的磁效應二、電流的磁效應第11頁/共65頁第十二頁，共65頁?！締栴}】【問題】 磁體磁體(ct)(ct)之間是通過什么發(fā)生相互之間是通過什么發(fā)生相互作用的呢作用的呢? ?【聯(lián)想】【聯(lián)想】 電荷電荷(dinh)(dinh)之間是通過什么發(fā)之間是通過什么發(fā)生相互作用的呢生相互作用的呢? ?電荷之間的相互作用是通過電荷之間的相互作用是通過(tnggu)(tnggu)電電場發(fā)生的場

8、發(fā)生的磁體之間的相互作用是通過磁體之間的相互作用是通過磁場磁場發(fā)生的發(fā)生的電場和電場和磁場磁場都都是一種物質是一種物質第12頁/共65頁第十三頁，共65頁。1.磁場磁場:磁體周圍空間磁體周圍空間(kngjin)存在的一種特存在的一種特殊物質殊物質.三、磁場三、磁場(cchng)【問題】是否只有磁鐵周圍【問題】是否只有磁鐵周圍(zhuwi)才存才存在磁場在磁場? 磁體磁體磁體磁體磁場磁場第13頁/共65頁第十四頁，共65頁。2.電流的磁效應：電流的磁效應： 電流能在周圍電流能在周圍(zhuwi)空間產生磁場空間產生磁場. 磁鐵不是磁場的唯一來源磁鐵不是磁場的唯一來源.磁體磁體(ct)磁體磁體(c

9、t)磁場磁場三、磁場三、磁場1.磁場磁場:磁體周圍空間存在的一種特殊物質磁體周圍空間存在的一種特殊物質.第14頁/共65頁第十五頁，共65頁。結論結論(jiln)(jiln)： 磁體對通電導磁體對通電導體有力體有力(yul)(yul)的作的作用用磁體磁體(ct)(ct)與電流之間的相互作用與電流之間的相互作用第15頁/共65頁第十六頁，共65頁。問題：磁體問題：磁體(ct)和通電導體之間的和通電導體之間的相互作用相互作用 是通過什么發(fā)生的呢是通過什么發(fā)生的呢?磁體磁體(ct)電流電流(dinli)磁場磁場第16頁/共65頁第十七頁，共65頁。三、磁場三、磁場(cchng)磁體磁體磁體磁體磁體磁

10、體電流電流磁場磁場磁場磁場2、電流的磁效應：、電流的磁效應： 電流能在周圍電流能在周圍(zhuwi)空間產生磁場空間產生磁場.問題問題(wnt):(wnt):電流與電流之間電流與電流之間是否有力的作用是否有力的作用? ?第17頁/共65頁第十八頁，共65頁。結論結論(jiln):(jiln):同向電流相互吸引。同向電流相互吸引。結論結論: :反向電流相互反向電流相互(xingh)(xingh)排斥。排斥。問題問題:電流和電流之間電流和電流之間的相互作用是通過什的相互作用是通過什么么(shn me)發(fā)生的呢發(fā)生的呢?電流電流電流電流磁場磁場問題問題:電流與電流之間是否有力的作用電流與電流之間是否

11、有力的作用?第18頁/共65頁第十九頁，共65頁。第19頁/共65頁第二十頁，共65頁。三、磁場三、磁場(cchng)磁體磁體磁體磁體磁體磁體電流電流磁場磁場磁場磁場2、電流的磁效應、電流的磁效應:電流能在周圍電流能在周圍(zhuwi)空間產生磁場空間產生磁場.1、磁場、磁場:磁體周圍空間存在的一種特殊磁體周圍空間存在的一種特殊(tsh)物質物質.電流電流電流電流磁場磁場第20頁/共65頁第二十一頁，共65頁。 磁場對放入其中的磁體磁場對放入其中的磁體(ct)(ct)或或通電導體會產生磁力作用。通電導體會產生磁力作用。 （磁體（磁體(ct)(ct)與磁體與磁體(ct)(ct)之間、之間、磁體磁

12、體(ct)(ct)與通電導體之間、通電導與通電導體之間、通電導體與通電導體之間的相互作用都是通體與通電導體之間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的）過磁場發(fā)生的）3、磁場、磁場(cchng)的性質的性質磁體磁體磁體磁體磁場磁場電流電流電流電流三、磁場三、磁場(cchng)第21頁/共65頁第二十二頁，共65頁。3.2 3.2 磁感應強度磁感應強度(qingd) (qingd) 3-1 3-1 第三章第三章 磁場磁場(cchng)(cchng)第22頁/共65頁第二十三頁，共65頁。1.1.用哪個物理量來描述電場用哪個物理量來描述電場(din chng)(din chng)的強弱的強弱和方向？和方向？用

13、電場強度來描述電場的強弱用電場強度來描述電場的強弱(qin ru)(qin ru)和方向和方向. . 2.2.電場強度電場強度(qingd)(qingd)是如何定義的？其定義式是如何定義的？其定義式是什么？是什么？ 電場強度是通過將一試探電荷放在電場中分電場強度是通過將一試探電荷放在電場中分析電荷所受的電場力與試探電荷量的比值來定義析電荷所受的電場力與試探電荷量的比值來定義的的. . 定義式為定義式為E E = = qF. 第23頁/共65頁第二十四頁，共65頁。一一.磁感應強度磁感應強度(qingd)的方向：的方向： 小磁針北極受力的方向，小磁針北極受力的方向，亦即小磁針靜止時北極亦即小磁針

14、靜止時北極(N)所所指的方向規(guī)定指的方向規(guī)定(gudng)為該為該點的磁感應強度的方向，簡點的磁感應強度的方向，簡稱為磁場方向。稱為磁場方向。 磁場對電流磁場對電流(dinli)(dinli)的作用力通常稱為安培力的作用力通常稱為安培力. .第24頁/共65頁第二十五頁，共65頁。1：保持磁場和通電導線：保持磁場和通電導線(doxin)的長度的長度不變，改變電流的大小。不變，改變電流的大小。2：保持磁場和導線中的電流不變，改變通：保持磁場和導線中的電流不變，改變通電電(tng din)導線的長度。導線的長度。探究探究(tnji)影響通電導線受力的因素影響通電導線受力的因素第25頁/共65頁第二

15、十六頁，共65頁。1：保持磁場和通電導線：保持磁場和通電導線(doxin)的長度不變，改變電流的的長度不變，改變電流的大小。大小。現(xiàn)象現(xiàn)象(xinxing)：電流越大，導線的偏角越大。：電流越大，導線的偏角越大。結論：在通電結論：在通電(tng din)導線的長度和磁場不變時，導線的長度和磁場不變時，電流越大，導線所受的安培力就越大。電流越大，導線所受的安培力就越大。2：保持磁場和導線中的電流不變，改變通電導線的長度。：保持磁場和導線中的電流不變，改變通電導線的長度。結論：結論：在通電導線的電流和磁場不變時，導線越長，在通電導線的電流和磁場不變時，導線越長，導線所受的安培力就越大。導線所受的安

16、培力就越大。 精確的實驗表明，通電導線在磁場中受到的安培力精確的實驗表明，通電導線在磁場中受到的安培力的大小，既與導線的長度的大小，既與導線的長度L成正比，又與導線中的電流成正比，又與導線中的電流I成成正比，即與正比，即與I和和L的乘積成正比。的乘積成正比。B=F/IL第26頁/共65頁第二十七頁，共65頁。磁感應強度磁感應強度(qingd)：1.定義：在磁場定義：在磁場(cchng)中垂直于磁場中垂直于磁場(cchng)方方向的通電導線，所受的安培力向的通電導線，所受的安培力F 跟電流跟電流 I 和導線長和導線長度度L的乘積的乘積 IL 的比值叫磁感應強度的比值叫磁感應強度.2.定義式：定義

17、式：B= ILF思考思考1：一根長度為：一根長度為L的導線通有電流的導線通有電流I，當放，當放到磁場中某點時受到的安培力為到磁場中某點時受到的安培力為F，問導線所，問導線所在處的磁感應強度一定為在處的磁感應強度一定為 嗎？嗎？ILF電流元：很短的一段通電電流元：很短的一段通電(tng din)(tng din)導線中的電流導線中的電流I I與導線長度與導線長度L L的乘積的乘積ILIL叫叫做電流元。做電流元。第27頁/共65頁第二十八頁，共65頁。 思考思考 有人根據有人根據B=F/ILB=F/IL提出：磁場中某點的磁感應提出：磁場中某點的磁感應強度強度B B 跟磁場力跟磁場力F F成正比，跟

18、電流強度成正比，跟電流強度I I和導線長和導線長度度(chngd)L(chngd)L的乘積的乘積ILIL成反比，這種提法有什么成反比，這種提法有什么問題？錯在哪里？問題？錯在哪里？ 磁場中某點的磁感應強度只決定于場源和該磁場中某點的磁感應強度只決定于場源和該點在場中的位置，與在該點放不放通電導線、通點在場中的位置，與在該點放不放通電導線、通電導線的長度電導線的長度(chngd)(chngd)、導線中的電流以及導線、導線中的電流以及導線受力情況無關。受力情況無關。第28頁/共65頁第二十九頁，共65頁。 4.4.在國際單位在國際單位(dnwi)(dnwi)制中，磁感應強度的單位制中，磁感應強度的

19、單位(dnwi)(dnwi)是是特斯拉，簡稱特，國際符號是特斯拉，簡稱特，國際符號是T.T. 1 T=1 N/(A 1 T=1 N/(Am)m)3.3.物理意義：物理意義：B B是表示是表示(biosh)(biosh)磁場強弱和方向的物理量，磁場強弱和方向的物理量，是描述磁場力的性質的物理量。是描述磁場力的性質的物理量。第29頁/共65頁第三十頁，共65頁。 若在某一空間同時存在幾個若在某一空間同時存在幾個磁場磁場(cchng)，那么該空間中的，那么該空間中的某點的磁感應強度某點的磁感應強度B應如何確定？應如何確定？想一想想一想 第30頁/共65頁第三十一頁，共65頁。6.磁場的疊加磁場的疊加

20、 若某一空間同時存在幾個磁場，空間的磁場應由若某一空間同時存在幾個磁場，空間的磁場應由這幾個磁場疊加而成，某點的磁感應強度這幾個磁場疊加而成，某點的磁感應強度(qingd)為為B，則有，則有B=B1+B2+B3（矢量和）（矢量和） 第31頁/共65頁第三十二頁，共65頁。磁感應強度磁感應強度(qingd) B(qingd) BB B的方向的方向(fngxing)(fngxing)：小磁針靜止時小磁針靜止時N N極所指的方極所指的方向向(fngxing)(fngxing)。B B的大小的大小(dxio)(dxio)：ILFB （B BL L）注：磁感應強度注：磁感應強度B B為為矢量矢量，其由磁

21、場本身，其由磁場本身屬性決定。屬性決定。第32頁/共65頁第三十三頁，共65頁。第33頁/共65頁第三十四頁，共65頁。一一.磁感線磁感線第34頁/共65頁第三十五頁，共65頁。磁感線磁感線第35頁/共65頁第三十六頁，共65頁。實驗實驗(shyn)中常用鐵屑來模擬磁感線的形狀。中常用鐵屑來模擬磁感線的形狀。磁感線：磁場中畫出一系列有方向磁感線：磁場中畫出一系列有方向的曲線，且使曲線上每一點的切線的曲線，且使曲線上每一點的切線方向與該點的磁感應強度方向與該點的磁感應強度(qingd)(qingd)的方向一致。的方向一致。第36頁/共65頁第三十七頁，共65頁。磁感線磁感線第37頁/共65頁第三

22、十八頁，共65頁。c.磁感線的疏密可以反映磁場的強弱磁感線的疏密可以反映磁場的強弱(qin ru) d.任何兩條磁感線都不相交任何兩條磁感線都不相交磁感線的特點磁感線的特點(tdin)：a.為形象為形象(xngxing)地描述磁場而人為引入的假想曲線地描述磁場而人為引入的假想曲線b.磁感線某點的切線方向表示該點的磁場方向磁感線某點的切線方向表示該點的磁場方向e. 磁感線是封閉曲線磁感線是封閉曲線第38頁/共65頁第三十九頁，共65頁。二、幾種常見磁場二、幾種常見磁場(cchng)磁感線分布磁感線分布1 1、條形、條形(tio xn)(tio xn)磁磁鐵鐵第39頁/共65頁第四十頁，共65頁。

23、地磁場地磁場1.地球是一個地球是一個(y )巨大巨大的磁體的磁體2.地球周圍地球周圍(zhuwi)空間存空間存在的磁場叫地磁場在的磁場叫地磁場3.地磁地磁(dc)的北極在地理的北極在地理的南極附近的南極附近,地磁地磁(dc)的南的南極在地理的北極附近極在地理的北極附近,但兩但兩者并不完全重合者并不完全重合,它們之間它們之間的夾角稱為磁偏角的夾角稱為磁偏角4.磁偏角的數值在地球上不磁偏角的數值在地球上不同地方是不同的同地方是不同的第40頁/共65頁第四十一頁，共65頁。二、幾種二、幾種(j zhn)常見磁場磁感線分布常見磁場磁感線分布1 1、馬蹄形磁鐵馬蹄形磁鐵第41頁/共65頁第四十二頁，共6

24、5頁。3、直線電流、直線電流(dinli)周圍磁周圍磁場場（右手（右手(yushu)螺螺旋定則）旋定則）安培定則：用右手握住導線，讓伸直的大拇安培定則：用右手握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致指所指的方向跟電流的方向一致(yzh)，彎，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。磁感線為以導線上的各點磁感線為以導線上的各點為圓心的同心圓，且在跟為圓心的同心圓，且在跟導線垂直的平面上。導線垂直的平面上。二、幾種常見磁場磁感線分布二、幾種常見磁場磁感線分布第42頁/共65頁第四十三頁，共65頁。直線電流直線電流 畫出直線畫出直線(zhxin)電

25、流的磁場的立體、頂視、底視、正視圖電流的磁場的立體、頂視、底視、正視圖課堂練習課堂練習第43頁/共65頁第四十四頁，共65頁。解決方案：用安培解決方案：用安培(npi)定則分定則分析析第44頁/共65頁第四十五頁，共65頁。4、環(huán)形、環(huán)形(hun xn)電流周圍磁場電流周圍磁場安培定則：讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方安培定則：讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致，伸直向一致，伸直(shn zh)的大拇指所指的方向就的大拇指所指的方向就是環(huán)形導線中心軸線上磁感線的方向。是環(huán)形導線中心軸線上磁感線的方向。環(huán)形電流的磁環(huán)形電流的磁場可等效場可等效(dn xio)(dn xio)為小磁針或條為小磁針或

26、條形磁鐵形磁鐵. .第45頁/共65頁第四十六頁，共65頁。畫出下圖環(huán)形畫出下圖環(huán)形(hun xn)電流磁感線的俯視圖和電流磁感線的俯視圖和正視圖：正視圖：立體圖第46頁/共65頁第四十七頁，共65頁。通電螺線管的磁場也就是通電螺線管的磁場也就是(jish)這這些環(huán)形電流磁場的疊加。些環(huán)形電流磁場的疊加。環(huán)形電流的安培定則也可以環(huán)形電流的安培定則也可以(ky)用來判定通電螺線管的用來判定通電螺線管的磁場。磁場。第47頁/共65頁第四十八頁，共65頁。5、通電螺旋管周圍、通電螺旋管周圍(zhuwi)磁場磁場等效等效(dn xio)安培定則：用右手握住螺旋管，讓彎曲的四指安培定則：用右手握住螺旋管

27、，讓彎曲的四指所指的方向所指的方向(fngxing)跟電流方向跟電流方向(fngxing)一致，大拇指所指的方向一致，大拇指所指的方向(fngxing)就是螺旋就是螺旋管內部磁感線的方向管內部磁感線的方向(fngxing)。第48頁/共65頁第四十九頁，共65頁。第49頁/共65頁第五十頁，共65頁。第50頁/共65頁第五十一頁，共65頁。三、安培三、安培(npi)分子電流假說分子電流假說第51頁/共65頁第五十二頁，共65頁。第52頁/共65頁第五十三頁，共65頁。第53頁/共65頁第五十四頁，共65頁。意義意義(yy):(yy):1)成功成功(chnggng)解釋磁化和消磁現(xiàn)象解釋磁化和消磁現(xiàn)象3)揭示揭示(jish)了電和磁的本質聯(lián)系了電和磁的本質聯(lián)系2)揭示了磁性的起源揭示了磁性的起源三、安培分子