第三章

電磁場與電磁波初步第1節(jié)

磁場

磁感線沙漠探險者如何識別方向？大洋中的舵手如何識別方向？1.了解我國古代對磁現(xiàn)象的認(rèn)識和應(yīng)用。2.理解磁場和磁感線的概念，會用磁感線描述電流的磁場。3.掌握安培定則，會用安培定則判斷磁場的方向。學(xué)習(xí)目標(biāo)一、我國古代對磁現(xiàn)象的認(rèn)識及應(yīng)用我國春秋戰(zhàn)國時期的一些著作已有關(guān)于磁石的記載和描述。指南針是我國古代四大發(fā)明之一。12世紀(jì)初，我國已將指南針用于航海，宋俑持羅盤者就記錄了這個科技史實。最初發(fā)現(xiàn)的磁體是被稱為“天然磁石”的礦物，其中含有主要成分為Fe3O4，能吸引其他物體，很像磁鐵。二、磁場與磁感線磁性：能夠吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)磁極：磁體上磁性最強的區(qū)域。磁體間的相互作用：同名磁極相斥，異名磁極相吸磁體：具有磁性的物體①北極：自由轉(zhuǎn)動的磁體，靜止時指北的磁極，又叫N極。②南極：自由轉(zhuǎn)動的磁體，靜止時指南的磁極，又叫S極。1.磁場：磁體或電流周圍周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)。磁場的性質(zhì)：磁極間、電流間、磁極與電流間的相互作用是通過磁場發(fā)生的。磁場對放入其中的磁體或通電導(dǎo)體會產(chǎn)生力的作用。將一個小磁針放在磁場中某一點，小磁針靜止時，北極N所指的方向，就是該點的磁場方向。【問題】磁場中各點的磁場方向如何判定呢?在學(xué)習(xí)電場時為了形象的描述電場的強弱和方向，我們引入了電場線，我們?yōu)榱诵蜗蟮孛枋龃艌?，引入磁感線。2.磁感線：演示實驗：觀察常見磁場的分布視頻：通電直導(dǎo)線周圍磁場分布（1）定義：在磁場中畫出一些有方向的曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁場的方向一致。ABC強弱？疏密！人們規(guī)定：小磁針N極的受力方向就是該處磁場的方向（2）磁感線的基本特點：①磁感線上每一點的切線方向表示該處的磁場方向。②磁感線的疏密程度表示該處的磁場的強弱。③磁體外部磁感線從N極出發(fā)指向S極，在磁體內(nèi)部由S極到N極，形成閉合曲線。④磁感線不相交（不相切）。⑤磁感線是假想的曲線；（1）條形磁鐵的磁場外部：從N到S內(nèi)部：從S到N3.典型永久磁體磁場分布（2）蹄形磁鐵的磁場外部：從N到S內(nèi)部：從S到N磁感線電場線相似點引入目的切線方向疏密相交不同點形象描述場而人為假象的曲線，實際不存在閉合曲線不閉合，起始于正電荷或無限遠，終止于負(fù)電荷或無限遠場的方向場的強弱不能相交4.地磁場（1）概念：地球由于本身具有磁性而在周圍形成的磁場叫作地磁場。（2）極性：地磁的北極在地理的南極附近，地磁的南極在地理的北極附近。（3）磁偏角：地磁與地理兩極并不完全重合，它們之間的夾角稱為磁偏角，磁偏角的數(shù)值在地球上不同地方是不同的。三、安培定則1.電流的磁效應(yīng)1820年4月，奧斯特發(fā)現(xiàn)，通電導(dǎo)線下方的小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。電流的磁效應(yīng)首次揭示了電與磁的聯(lián)系。2.安培定則：①用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向。②讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁場的方向3.三種常見的電流的磁場安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖直線電流以導(dǎo)線上任意點為圓心垂直于導(dǎo)線的多組同心圓，越向外越稀疏，磁場越弱環(huán)形電流內(nèi)部磁場比環(huán)外強，磁感線越向外越稀疏通電螺線管內(nèi)部為勻強磁場且比外部強，方向由S極指向N極，外部類似條形磁鐵，由N極指向S極1.如圖所示，a、b、c三枚小磁針分別在通電螺線管的正上方、管內(nèi)和右側(cè)，當(dāng)這些小磁針靜止時，小磁針N極的指向是(

)A.a、b、c均向左B.a、b、c均向右C.a向左，b向右，c向右D.a向右，b向左，c向右C2.（多選）如圖，一束帶電粒子沿水平方向平行的飛過磁針上方時，磁針的N極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，則這束帶電離子可能是（）A.向右飛行的正粒子束B.向左飛行的正離子束C.向右飛行的負(fù)粒子束D.向左飛行的負(fù)離子束ADNS3.如圖所示為磁場、磁場作用力演示儀中的赫姆霍茲線圈，在線圈中心處掛上一個小磁針，且與線圈在同一平面內(nèi)，則當(dāng)赫姆霍茲線圈中通以如圖所示方向的電流時（

）A．小磁針N極向里轉(zhuǎn)B．小磁針N極向外轉(zhuǎn)C．小磁針在紙面內(nèi)向左