第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步13.1磁場

磁感線目錄CONTENTS1

學(xué)習(xí)目標(biāo)2

新課導(dǎo)入3

新課講解4

課堂小結(jié)5

當(dāng)堂小練1.知道磁場的概念，知道磁體與磁體間、磁體與電流間、電流與電流間的作用是通過磁場發(fā)生的.2.知道磁感線的概念，并能記住幾種常見磁場的磁感線分布特點。3.理解安培定則，會用安培定則判斷電流的磁場方向．4．知道安培分子電流假說的內(nèi)容，并能解釋簡單的磁現(xiàn)象。學(xué)習(xí)目標(biāo)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。東漢學(xué)者王充在《論衡》一書中描述的“司南”,被公認(rèn)為最早的磁性指南工具。指南針是我國古代四大發(fā)明之一。新課導(dǎo)入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。目前，青島磁懸浮列車時速620km/h。

你是否感受到，凡是用到電的地方，幾乎都有磁現(xiàn)象相伴隨？你知道電和磁有怎樣的聯(lián)系嗎？人們很早就發(fā)現(xiàn)電和磁有很多相似的特征：自然界中的磁體總存在著兩個磁極，自然界中同樣存在著兩種電荷。同名磁極或同種電荷相互排斥，異名磁極或異種電荷相互吸引。這種相似性是否意味著電和磁之間有某種聯(lián)系呢？一、電和磁的聯(lián)系新課講解直到19世紀(jì)初很多著名的科學(xué)家——如庫侖、安培、托馬斯.楊都認(rèn)為電與磁是互不相關(guān)的兩回事。庫侖安培托馬斯·楊電和磁沒啥關(guān)系一、電和磁的聯(lián)系高手怎么說？在18世紀(jì)和19世紀(jì)之交人們發(fā)現(xiàn)，自然界各種運動之間存在著相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化，這種思想在哲學(xué)界和科學(xué)界逐漸形成，也影響了奧斯特。內(nèi)能→機(jī)械能機(jī)械能→內(nèi)能一、電和磁的聯(lián)系思考

丹麥科學(xué)家奧斯特堅信電和磁存在某種聯(lián)系，并開始不懈的探索。由于受當(dāng)時一些錯誤觀點影響，奧斯特做了很多實驗都以失敗告終。1820年4月，在一次講課中，他偶然的把一根導(dǎo)線放在一個指南針的上方，通電時，磁針轉(zhuǎn)動了?！状伟l(fā)現(xiàn)了電和磁的聯(lián)系。一、電和磁的聯(lián)系奧斯特是第一個發(fā)現(xiàn)了電和磁有聯(lián)系的人。它的這個發(fā)現(xiàn)震動了整個科學(xué)界，推動了電磁學(xué)的研究。

為此，安培寫道：“奧斯特先生……已經(jīng)永遠(yuǎn)把他的名字和一個新紀(jì)元聯(lián)系在一起了?！眾W斯特實驗說明：電流對磁體會產(chǎn)生力的作用，電流具有磁效應(yīng)。一、電和磁的聯(lián)系

奧斯特實驗之后，安培等人又做了很多實驗研究。他們發(fā)現(xiàn)，不僅通電導(dǎo)線對磁體有作用力，磁體對通電導(dǎo)線也有作用力。二、磁場結(jié)論：同方向的電流相互吸引，反方向的電流相互排斥。既然電流有磁效應(yīng)，那么電流和電流之間是否也存在著相互作用力呢？二、磁場那么，這些相互作用是怎樣發(fā)生的?磁體與磁體、通電導(dǎo)線對磁體、磁體對通電導(dǎo)體、任意兩條通電導(dǎo)線之間都有力的作用，這些作用力的產(chǎn)生都不需要直接接觸。F′F二、磁場

正像電荷間相互作用通過電場發(fā)生，磁體和磁體之間，磁體和通電導(dǎo)體之間，以及通電導(dǎo)體和通電導(dǎo)體之間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的。我們?nèi)绾涡蜗蟮拿枋龃艌瞿兀慷?、磁?.磁場：磁體或電流周圍周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)。2.基本性質(zhì)：對放入其中的磁體或電流會產(chǎn)生力的作用。3.磁場的方向：小磁針靜止時N極的指向。實驗探究正像在電場中我們用電場線形象地描述電場一樣，在磁場中，我們用磁感線來描述磁場。三、磁感線在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一致，這樣的曲線就叫做磁感線。條形磁鐵磁感線蹄形磁鐵磁感線三、磁感線磁感線的特點：1.磁感線是假想的曲線；2.磁場中的任何一條磁感線都是閉合曲線，磁體外部由N極到S極，內(nèi)部由S極到N極；4.磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱；3.磁感線不相交、不相切；5.磁感線上每一點的切線方向即為該點的磁場的方向。三、磁感線地球的磁場:1.地球是一個巨大的磁體。2.地球周圍空間存在的磁場叫地磁場。3.地磁場的三大特點（1）地磁場的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近。（2）地磁場的方向在南半球斜向上，在北半球斜向下，與地表面并不平行。（3）在赤道平面上，到地心等距離的各點，地磁場強(qiáng)度相等，且方向水平。三、磁感線思考：磁鐵和電流都能產(chǎn)生磁場，電流產(chǎn)生磁場是什么樣的呢？直線電流的磁感線是一圈圈的同心圓，這些同心圓都在跟導(dǎo)線垂直的平面上。實驗表明，改變電流的方向，各點的磁場方向都變成相反的方向。四、安培定則安培定則：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。（也叫右手螺旋定則）I縱截面圖橫截面圖立體圖1.直線電流的磁場表示磁感線垂直紙面向里

表示磁感線垂直紙面向外

表示電流垂直紙面向里

表示電流垂直紙面向外

四、安培定則環(huán)形電流的磁感線實驗?zāi)M環(huán)形電流的磁感線動畫模擬2.環(huán)形電流的磁場四、安培定則安培定則二（也叫右手螺旋定則）：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?？v截面圖立體圖橫截面圖四、安培定則通電螺線管的磁感線實驗?zāi)M通電螺線管的磁感線動畫模擬3.通電螺線管的磁場四、安培定則安培定則二（也叫右手螺旋定則）：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。四、安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖

與天然磁體的磁場相比，電流磁場的強(qiáng)弱容易控制，因而在實際中有很多重要的應(yīng)用。電磁起重機(jī)電動機(jī)電流磁場的應(yīng)用磁懸浮列車電磁彈射裝置電流磁場的應(yīng)用1.分子電流假說：任何物質(zhì)的分子中都存在環(huán)形電流——分子電流，分子電流使每個分子都成為一個微小的磁體。2.安培分子電流假說對一些磁現(xiàn)象的解釋：未被磁化的鐵棒磁化后的鐵棒B五、安培分子電流假說3.安培分子電流假說意義(1)成功的解釋了磁化現(xiàn)象和磁體消磁現(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)磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵和電流的磁場本質(zhì)上都是運動電荷產(chǎn)生的.說明：安培提出分子電流假說時，人們還不知道物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)、電子繞原子核高速旋轉(zhuǎn)的