1、3.1 磁现象 磁场,第三章 磁场,我国是世界上最早发现磁现象的国家，早在战国末年就有磁铁的记载，我国古代的四大发明之一的指南针就是其中之一，指南针的发明为世界的航海业做出了巨大的贡献在现代，磁现象与日常生活、科技密切相关,走进磁世界,这是什么?,中国古代四大发明之一“司南”（指南针）,它是由哪个国家发明的?,U盘,磁带,电风扇,应 用,电动洗脚盆,磁化杯,地质工作者正在进行磁法勘探,核磁共振成像（MRI）检查,计算机的存储器,磁卡电话机,IC卡与磁条卡的区别,电磁炉采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁感线
2、而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物。,上海磁悬浮列车专线西起上海轨道交通2号线的龙阳路站，东至上海浦东国际机场，专线全长29.863公里。 是中德合作开发的世界第一条磁悬浮商运线。2003年1月4日正式开始商业运营，运营速度：430km/h，全程只需8分钟。,磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，两者“同性相斥”，排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用，使列车前
3、进。列车头的电磁体（N极）被轨道上靠前一点的电磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。,最初发现的磁体是被称为“天然磁石”的矿物，其主要成分为Fe3O4 ，能吸引铁质物体。,磁铁多是由铁、钴、镍等金属或某些氧化物制成，其中天然磁石和人造磁铁是永磁体。,一、磁现象,1).磁性：,2).磁体：,3).磁极：,小磁针静止时:指南的磁极叫做南极,又叫S极;指北的磁极叫做北极,又叫N极.,4).磁极间存在相互作用,1.基本知识,规律:同名磁极相斥，异名磁极相吸.,能够吸引铁质物体的性质.,具有磁性的物体叫磁体.,磁体上磁性最强的部分叫磁极.,2.对磁现象的研究及应用发展简述,1)
4、.我国古代对磁现象的认识及应用 2).电与磁的相互联系现象的发现及第二次产业革命 3).信息技术中的磁现象 4).生物体中的磁现象,1.磁场:磁体周围空间存在的一种特殊物质.,二、磁场,问题：是否只有磁铁周围才存在磁场?,磁体B,磁体A,磁场,电流（通电导线）能在其周围空间产生磁场，即磁铁不是磁场的唯一来源.,磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。（磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的）,2、磁场的性质,3.结论,磁体周围、电流周围都存在着磁场。所有磁作用都是通过磁场发生的，磁场和电场一样都是一种客观物质，是客观存在的，看不见摸不着，但
5、是很多磁现象感知了它的存在。在同一空间区域，可以有几个磁场共同占有。,、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.,三、磁性的地球,发展空间,磁偏角,指南针所指的南北（磁场的南北极）不是地理上的正南北方向，两者之间存在一个夹角，即磁偏角。 注：水平放置的磁针的指向跟地理子午线之间的交角即为磁偏角,沈括在梦溪笔谈中指出：“常微偏东，不全南也”。这是世界上最早的关于磁偏角的记载。,发展空间,近百年地球磁场衰减,地磁场的减弱是可能导致磁场方向倒转的预兆。,地磁场如何产生？（请同学们抢答）到目前为至，没有明确的结论，有各种各样
6、的猜测,发展空间,信鸽,发展空间,思考,1.指南针为什么会指南？,地球磁场很弱，其表面的磁场比一个条形磁铁近旁的磁场弱的多，但能自由旋转的小磁针已能显示出地磁场对它的作用，指南针正是利用这个原理制成的。,在静电场中研究电场强度时，为了形象地了解和描述电场中各点的电场强度的大小和方向，用画电场线的方法来描述电场。,为了描述磁场的强度和方向，可不可以也假象一些列曲线来形象描述磁场的强度和方向呢？,物理上用磁感线来描述磁场的强弱和方向,四、磁感线,磁感线,把小磁针放在磁体磁场中的不同位置，小磁针 静止时的指向一般不相同.,小磁针在磁场中静止时的取向反映了磁场的方向， 设想一下，如果磁场中各处都连续摆
7、满了小磁针，会是 什么现象？,磁感线,曲线上任一点的切 线方向，与这点上的磁 场方向一致.,实验中常用铁屑来模拟磁感线的形状,在磁场中用一种假想的有方向的曲线来描述磁场的方向和强弱，曲线上每一点的切线方向为该点的磁场方向，曲线疏的地方磁场弱，曲线密的地方磁场强，这种曲线叫磁感线。人们规定在磁场中某一点小磁针N极所受磁场的方向就是该点磁场的方向。,磁感线,磁感线,1.条形磁体附近：,磁感线表示为：,磁感线,2.两同名磁极附近：,磁感线表示为：,3.两异名磁极附近：,磁感线表示为：,磁感线,4.马蹄形磁铁磁感线,人们规定，磁场的强弱可以用磁感线的 疏密程度来表示：磁感线越密的地方磁场越 强，磁感线
8、越稀的地方磁场越弱,磁感线,右图中：B点磁感应强度大于A点,磁感线的特点：,a.为形象地描述磁场而人为引入的假想曲线 b.磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向 c.磁感线的疏密可以反映磁场的强弱 d.任何两条磁感线都不相交 e. 磁感线是封闭曲线,几种常见磁场磁感线分布,符号认识：,书写笔记,X,X,磁感线垂直纸面向外,磁感线垂直纸面向里,电流垂直纸面向外,电流垂直纸面向里,安培定则表述1：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。,五、安培定则,1.直线电流的磁场的磁感线,侧视图,俯视图,1.直线电流的磁场的磁感线,由直到曲,2.环
9、形电流周围磁感线,安培定则表述2：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。,侧视图,俯视图,2.环形电流周围磁感线,由少到多,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。（大拇指指向螺旋管北极）,4.几种常见的磁场的分布特点,5.磁感线和电场线的比较,1、磁场强弱、方向处处相同的磁场 2、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀等距的直线,六、匀强磁场,亥姆霍兹线圈,例1.如图所示，当开关闭合时： （1）判断通电螺线管的磁极； （2）指出每
10、个小磁针的N、S极。,课堂例题,例2.如图所示，根据小磁针所指方向及电流方向，画出通电螺线管的绕线情况。,N,例3.如图所示，甲乙两个通电螺线管并排靠近放置，a、b和c、d分别是接线端，电源的接线端为e、f，现将a、e用导线连好。若接通电源后，甲乙互相吸引，你看应怎样连接？,磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的,1.分子电流假说任何物质的分子中都存在环形电流分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。,2.安培分子环流假说对一些磁现象的解释：,未被磁化的铁棒,磁化后的铁棒,七、磁现象的本质（安培分子电流假说）,发展空间,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
11、时,则（ ） A. A、B一定互相吸引 B. A、B一定互相排斥 C. A、B间有可能无磁场力作用 D. A、B间可能互相吸引,也可能互相排斥,D,课堂练习,2、下列关于磁场的说法中,正确的是（ ） A磁场跟电场一样,是人为假设的 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,BCD,3、下列说法中正确的是（ ） A磁体上磁性最强的部分叫磁极,任何磁体都有两个磁极 B磁体与磁体间的相互作用是通过磁场而发生的,而磁体与通电导体间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的 C地球的周围存在着磁场,地球是一个大磁体,地球的地理两极与地磁两极并不重合,其间有一个交角,这就是磁偏角,磁偏角的数值在地球上不同地方是相同的 D磁场是客观存在的一种物质,AD,4、地球是一个大磁体，它的磁场分布情况与一个条形磁铁的磁场分布情况相似，以下说法正确的是( )A.地磁场的方向是沿地球上经线方向的B.地磁场的方向是与地面平行的C.地磁场的方向是从北向南方向的D.在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的,D,
