1、3.1 磁现象和磁场 3.2 磁感应强度 学案【学习目标】1.知道磁场的概念，认识磁场是客观存在的物质，了解磁现象及电流的磁效应2掌握地磁场的产生，理解地磁两极与地理两极的关系3理解磁感应强度的概念、大小、方向【学习重点和难点】1.了解磁现象、磁场及电流的磁效应。2地磁场中磁感线的分布。3磁感应强度概念的建立和计算。【自主学习】一、磁现象1磁性：物质具有吸引_ _、_ _、镍等物质的性质2磁体：具有_ _的物体、天然磁石和人造磁铁都叫做永磁体3磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性_的区域叫磁极任何磁体都有两个磁极，即_极和_极4磁极间的相互作用：同名磁极相互_ _，异名磁极相互_ _二、电流的
2、磁效应1奥斯特实验：将导线沿_方向放置在磁针的上方，通电时磁针发生了转动2奥斯特实验的意义：发现了_，首次揭示了_的联系三、磁场1磁场的定义磁体或电流周围存在的一种能够对放入其中的磁体、电流和运动的电荷有 的作用客观存在的特殊物质2磁场的基本性质：对放入其中的磁体或_ _产生力的作用四、地球的磁场1地球本身是一个大磁体，它的 N 极位于_ 附近，S 极位于_附近2地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针的指向与南北方向有一个夹角，这个夹角称做_如图所示五、磁感应强度的方向1小磁针：为了描述磁场而引入的检验用的小磁体2方向规定：小磁针静止时_所指的方向，也即小磁针在磁场中_的受力方向为磁感应强度的
3、方向六、磁感应强度的大小1定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的安培力 F 跟电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的_，用 B 表示2定义式：B_.3单位：特斯拉，简称特，符号 T.【精讲点拨】一、对磁场、地磁场的认识1磁场(1)磁场的基本特性：对处在它里面的磁极或电流有力的作用磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间，都是通过磁场发生力的相互作用(2)运动电荷的磁场：电流是由于电荷做定向移动形成的，因此运动电荷周围不但有电场，同时也产生磁场(3)磁场的客观性：磁场虽然不是由分子、原子组成的，但它能够对放入其中的磁极、电流产生力的作用，它是客观存在的，虽然我们看不见它，但可以通过很多
4、磁现象感知它的存在，因此它与前面学过的电场一样，也是一种物质2地磁场(1)地磁场特点：地磁场的方向并不是正南正北方向的，即地磁两极与地理两极并不重合地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近地磁场方向与正南正北方向间有一夹角叫磁偏角(2)虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们的位置相对来说差别不是很大因此，一般我们认为：地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下在赤道正上方，地磁场方向水平向北在南半球，地磁场方向指向北上方；在北半球，地磁场方向指向北下方(3)影响：由于磁场对运动电荷有力的作用，故射向地球的高速带电粒子，其运动方向会发生变化，不能直接到达地球因此地磁场对
5、地球生命有保护作用二、对磁感应强度公式 B=F/IL 的理解1、在定义式中，通电导线必须垂直磁场方向放置。因为磁场中某点通电导线受力的大小除和磁场强弱有关外还和导线的方向有关。导线放入磁场中的方向不同所受磁场力不同。通电导线受力为零的地方磁感应强度 B 的大小不一定为零，这可能是电流方向与磁感应强度 B 的方向平行的原因造成的。2磁感应强度 B 的大小只决定于磁场本身的性质，与 F、I、L 无关3研究磁感应强度是分步进行的，其方向由磁针受力确定，其大小根据电流元受力来计算通电导线受力的方向不是磁场磁感应强度的方向4磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时 L 应很短很短，IL 称作“电流元”
6、 ，相当于静电场中的“试探电荷” 5我们要找的是磁场中某一点磁感应强度的大小，因此要把电流元放入磁场中某一点，这要求电流元要足够的短三、磁感应强度 B 与电场强度 E 的比较电场强度 E 是描述电场的力的性质的物理量，磁感应强度 B 是描述磁场的力的性质的物理量现把这两个物理量比较如下：电场强度 磁感应强度定义的依据电场对电荷 q 有作用力 F对电场中任一点， 恒量(由电场决定)Fq对不同点，一般说恒量的值不同比值 可表示电场的强弱Fq磁场对直线电流 I 有作用力 F对磁场中任一点，F 与磁场方向、电流方向有关在只考虑电流方向垂直于磁场方向的情况时， 恒量FIL(由磁场决定)对不同点，一般说恒
7、量的值不同比值 可表示磁场的强弱FIL定义EFqBFIL物理意义 E 在数值上等于电场对单位电荷作用力的大 小B 在数值上等于垂直于磁场方向长 1 m、通入的电流为 1 A 的导线所受安培力的大小方向是一个矢量某点的电场强度方向就是通过该点的电场线的切线方向，也是放入该点正电荷的受力方向是一个矢量某点的磁感应强度方向就是通过该点的磁感线的切线方向，也是放入该点小磁针 N 极受力方向 (实际上通电导线受力方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直)大小 可以用电场线形象地表示切线方向表示 E 的方向，疏密程度表示 E 的大小可以用磁感线形象地表示切线方向表示 B 的方向，疏密程度表示 B的大小单位
8、1 N/C1 V/m 1 T1 N/(Am)四电场和磁场的比较电场与磁场都是“场” ，通过对比可加深对磁场的理解二者的异同点列表如下：对象内容 电场 磁场产生 电荷周围存在电场 磁体或电流周围存在磁场大小电场强度：E ，是反映电场性Fq质的物理量，其中 q 为检验电荷磁感应强度：B ，是反映磁场性质的物理FIL量，其中 IL 为检验电流元，磁场力 F 的大小与电流 I 的方向有关，当 I 垂直于 B 时，F 最大场强方向 规定：正电荷在电场中某点的受 力方向为该点的电场方向 规定：小磁针静止时 N 极在磁场中的受力方向为该点的磁场方向相互作用 同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引 同名磁极相互排斥
9、异名磁极相互吸引【典例剖析】类型一 对磁现象和磁场的理解例 1、铁棒 A 能吸引小磁针，铁棒 B 能排斥小磁针，若将铁棒 A 靠近铁棒 B 时，下述说法中正确的是( )AA、B 一定相互吸引 BA、B 一定相互排斥CA、B 间可能无磁场力作用 DA、B 可能相互吸引，也可能相互排斥【跟踪发散】 11：如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来原来，棋盘和棋子都是由磁性材料制成的棋子不会掉落是因为( )A质量小，重力可以忽略不计 B受到棋盘对它向上的摩擦力C棋盘对它的吸引力与重力平衡 D它一方面受到棋盘的吸引，另一方面还受到空气的浮力类型二 对奥
10、斯特实验的理解例 2、在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是( )A沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上B沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方C电流沿南北方向放置在磁针的正上方 D电流沿东西方向放置在磁针的正上方类型三 对磁感应强度的理解例 3、【跟踪发散】3-1 有关磁感应强度的方向，下列说法正确的是( )AB 的方向就是小磁针 N 极所指的方向 BB 的方向与小磁针在任何情况下 N 极受力方向一致CB 的方向就是通电导线的受力方向 DB 的方向就是该处磁场的方向类型四 磁感应强度和磁场力的计算例 4、在磁场中某一点放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长 1 cm，电流为
11、5 A，所受磁场力为 5102 N求： (1)这点的磁感应强度是多大？若电流增加为 10 A，所受磁场力为多大？(2)若让导线与磁场平行，这点的磁感应强度多大？通电导线受到的磁场力多大？【跟踪发散】41：一根长为 20 cm 的通电导线放在磁感应强度为 0.4 T 的匀强磁场中，当导线中的电流为 0.05 A 时，它所受到的磁场力可能为 _ _ N.【巩固拓展训练】1奥斯特实验说明了( )A磁场的存在 B磁场具有方向性 C通电导线周围存在磁场 D磁体间有相互作用2下列关于磁场的说法中,正确的是( )A磁场跟电场一样,是一种物质 B磁极或电流在自己周围的空间会产生磁场C指南针指南说明地球周围有磁
12、场 D磁极对磁极的作用、电流对电流的作用都是通过磁场发生的3磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是( )A. B. C. D.NAm NAm NAm2 NAm24由磁感应强度的定义式 B 可知，下列说法正确的是( )FILA磁感应强度 B 与磁场力 F 成正比，与电流元 IL 成反比B同一段通电导线垂直于磁场放在不同磁场中，所受的磁场力 F 与磁感应强度 B 成正比C公式 B 只适用于匀强磁场 D只要满足 L 很短，I 很小的条件，B 对任何磁FIL FIL场都适用5将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图象能正确反映各量间关系的是( )下 列 说 法 中 正 确 的 是
13、( ) A 磁 场 中 某 一 点 的 磁 感 应 强 度 可 以 这 样 测定 ： 把 一 小 段 通 电 导 线 放 在 该 点 时 受 到 的 安 培力 F跟 该 导 线 的 长 度 L和 通 过 的 电 流 I的 乘积 IL的 比 值 表 示 该 点 的 磁 感 应 强 度 B， 即 B FIL B 通 电 导 线 在 某 点 不 受 磁 场 力 的 作 用 ， 则 该点 的 磁 感 应 强 度 一 定 为 零 C 磁 感 应 强 度 B FIL只 是 定 义 式 ， 它 的 大 小 取 决 于场 源 以 及 在 磁 场 中 的 位 置 ， 与 F、 I、 L以 及 有 无 导线 无
14、关 D 通 电 导 线 所 受 磁 场 力 的 方 向 就 是 磁 场 的 方 向 6在磁场中某一点，已经测出一段 0.5 cm 长的导线中通入 0.01 A 电流时，受到的安培力为 5.0106 N，则下列说法正确的是 ( )A该点磁感应强度大小一定是 0.1 T B该点磁感应强度大小一定不小于 0.1 TC该点磁感应强度大小一定不大于 0.1 T D该点磁感应强度的方向即为导线所受磁场力的方向7在匀强磁场中某处 P 放一个长度为 L20 cm，通电电流 I0.5 A 的直导线，测得它受到的最大磁场力 F1.0 N，其方向竖直向上现将该通电导线从磁场中撤走，则 P 处的磁感应强度为( )A零
15、 B10 T，方向竖直向上 C0.1 T，方向竖直向下 D10 T，方向肯定不沿竖直向上的方向8一根长为 0.2 m 通电导线，导线中的电流为 2 A，放在磁感应强度为 0.5 T 的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是( )A0.4 N B0.2 N C0.1 N D09关于磁感应强度为 B，电流强度 I、导线长 L 和导线所受磁场力 F 的关系，下列说法中正确的是( )A在 B0 的地方，F 一定等于零 B在 F0 的地方，B 一定等于零C若 B1 T，I1 A，L 1 m，则 F 一定等于 1 ND若 L1 m，I1 A，F1 N ，则 B 一定等于 1 T10、关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是 （ ）A由真空中点电荷的场强公式 可知，当 时其电场强度趋近于无穷大2rkQErB电场强度的定义式 适用于任何电场qC由公式 可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场ILFD磁感应强度的方向就是置于该处的通电导体的受力方向11、如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为 B，与水平方向的夹角为 ，那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大？
