1、第三章 磁场,1 磁现象 磁场,1.了解人类对磁现象的认识与应用. 2.了解磁场是客观存在的物质，知道磁感线及其物理意义. 3.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管周围的磁场方向.,学习目标,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,1,1.我国古代对磁现象的认识及应用 (1)春秋战国时期最早发现并记载了天然磁石具有吸引铁的现象和指示南北方向的特征. (2)北宋时期发明了_，并很快用于航海. (3)磁石治疗疾病，史记、本草纲目中均有记载. 2.电与磁相互联系现象的发现及第二次产业革命 (1)_发现了电流磁效应.,指南针,奥斯特,一、磁现象,(2)法拉第发现了电磁感应现象，打开
2、了电气化技术时代的大门，导致了人类历史上的第二次产业革命. 3.信息技术中的磁现象 (1)原理：某些磁性物质能够把磁场对它的作用记录下来，长久保存且能在一定条件下复现. (2)应用：制成磁存储部件或设备，如磁带、磁盘、磁鼓、磁卡等. 4.生物体中的磁现象 (1)鸽子识归巢、候鸟辨迁途、海龟找“故乡”均可能与这些动物对_的敏感有关. (2)人体器官也存在磁性. (3)医院里使用的核磁共振断层成像装置等.,地球磁场,(1)电荷与电荷之间的相互作用是通过电场产生的，那么磁体与磁体之间、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是如何发生的？,二、磁场,都是通过磁场发生的.,答案,(2)在玻
3、璃板上撒一层细铁屑，放入磁铁的磁场中，轻敲玻璃板，由细铁屑的分布可以模拟磁感线的形状，由实验得到条形磁铁和蹄形磁铁的磁场的磁感线是如何分布的？磁感线有什么特点？磁感线是磁场中真实存在的吗？,磁感线的分布和特点见知识梳理. 磁感线不存在，是假想的曲线.,答案,1.磁场：存在于_周围或_周围的一种客观存在的特殊物质.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_发生的. 2.磁感线 (1)磁感线：在磁场中画出的一些有_的曲线，曲线上每一点的切线方向与该点的磁场方向一致.,电流,磁体,磁场,方向,(2)磁感线的特点： 磁感线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向，即小磁
4、针_极所受磁力的方向. 磁铁外部的磁感线从_极指向_极，内部从_极指向_极，磁感线是_曲线. 磁感线的疏密程度表示磁场强弱，磁感线密集处磁场_，磁感线稀疏处磁场_. 磁感线在空间不相交.,N,N,S,N,S,闭合,强,弱,(3)几种常见磁场的磁感线分布(如图1所示),图1,(4)磁感线和电场线的比较： 相同点：都是_程度表示场的强弱，_方向表示场的方向；都不能相交. 不同点：电场线起始于正电荷，终止于负电荷，不闭合；但磁感线是_曲线.,切线,疏密,闭合,判断下列说法的正误. (1)磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场产生的.( ) (2)电流和电流之间的相互作用是通过电场产生的.( ) (3)磁
5、感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的.( ) (4)磁感线上每点的切线方向就是该点的磁场方向.( ),特点：以导线上各点为圆心的同心圆，圆所在平面与导线_，越向外越_.(如图2所示),电流周围的磁感线方向可根据_判断. (1)直线电流的磁场：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与_方向一致，弯曲的四指所指的方向就是_.这个规律也叫_定则.,安培定则,电流,三、电流周围的磁场 安培定则,磁感线环绕的方向,右手螺旋,垂直,疏,图2,(2)环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与_的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是_上磁感线的方向. 特点：内部比外部强，磁感线越向外越疏.(如图3所示),环形电流,环
6、形导线轴线,图3,(3)通电螺线管的磁场：用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向_的方向，那么_所指的方向就是螺线管中心轴线上磁感线的方向. 特点：内部为_磁场，且内部比外部强.内部磁感线方向由_指向_，外部由_指向_.(如图4所示),电流,大拇指,图4,S极,匀强,N极,S极,N极,判断下列说法的正误. (1)通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环.( ) (2)通电螺线管周围的磁场类似于条形磁体周围的磁场.( ) (3)无论是直线电流、环形电流还是通电螺线管的磁场，在安培定则判断时，大拇指指的都是磁场方向.( ),磁铁和电流都能产生磁场，而且通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相似，它们的
7、磁场有什么联系？,四、磁现象的电本质,它们的磁场都是由电荷的运动产生的.,答案,安培分子电流假说 (1)法国学者_提出：在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流_.分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个_.(如图5所示),分子电流,安培,磁极,图5,(2)当铁棒中分子电流的取向_时，铁棒对外显磁性(如图6甲)；当铁棒中分子电流的取向变得_时，铁棒对外不显磁性(如图乙).(3)安培分子电流假说说明一切磁现象都是由电荷的运动产生的.,杂乱无章,大致相同,图6,判断下列说法的正误. (1)一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场发生的.(
8、 ) (2)安培认为，磁体内部有许多环形电流，每个环形电流都相当于一个小磁体.( ) (3)一个物体是否对外显磁性，取决于物体内部分子电流的取向.( ),2,题型探究,例1 下列关于磁场的说法中，正确的是 A.磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质 B.磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的 C.磁极与磁极间是直接发生作用的 D.磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生,答案,解析,一、对磁场和磁感线的认识,磁场和电场一样，是客观存在的物质，磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间的作用都是通过磁场产生的，选项A正确.,例2 关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是 A.磁感线总是从磁
9、铁的N极出发，到S极终止的 B.磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致 C.磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的 D.两个磁场的叠加区域，磁感线可能相交,答案,解析,磁感线是闭合曲线，A不正确； 磁感线上每一点切线方向表示磁场方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，小磁针静止时北极受力方向和静止时北极的指向均为磁场方向，选项B正确； 磁感线是为了形象地描述磁场而假想的一组有方向的闭合曲线，实际上并不存在，选项C不正确； 叠加区域合磁场的方向也具有唯一性，故磁感线不可能相交，D选项错误.,二、对安培定则的理解与应用 例3 电路没接通时
10、两枚小磁针方向如图7，试确定电路接通后两枚小磁针的转向及最后的指向.,图7,答案,解析,见解析,接通电源后，螺线管的磁场为：内部从左指向右，外部从右指向左，如图所示，故小磁针1逆时针转动至N极水平向左，小磁针2顺时针转动至N极水平向右.,小磁针在磁场中受力的判断方法 1.当小磁针处于磁体产生的磁场中，或环形电流、通电螺线管外部时，可根据同名磁极相斥，异名磁极相吸来判断小磁针的受力方向. 2.当小磁针处于直线电流的磁场中或处于环形电流、通电螺线管内部时，应该根据小磁针N极所指方向与通过该点的磁感线的切线方向相同，来判断小磁针的受力方向.,针对训练 如图8所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时
11、针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是 A.a、b、c的N极都向纸里转 B.b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转 C.b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转 D.b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转,答案,图8,例4 (多选)关于磁现象的电本质，下列说法正确的是 A.除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷或电流产生的 B.根据安培分子电流假说，在外磁场作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体就被磁化了，两端形成磁极 C.一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用 D.磁就是电，电就是磁；有磁必有电，有电
12、必有磁,三、对安培分子电流假说的认识,答案,解析,变化的电场能够产生磁场，而永久磁铁的磁场也是由运动电荷(分子电流即电子绕原子核的运动形成的电流)产生的，故A错误. 没有磁性的物体内部分子电流的取向是杂乱无章的，分子电流产生的磁场相互抵消，但当受到外界磁场的作用力时分子电流的取向变得大致相同时，分子电流产生的磁场相互加强，物体就被磁化了，两端形成磁极，故B正确. 由安培分子电流假说知C正确. 磁和电是两种不同的物质，故磁是磁，电是电.有变化的电场或运动的电荷就能产生磁场，但静止的电荷不能产生磁场，恒定的电场不能产生磁场，同样恒定磁场也不能产生电场，故D错误.,达标检测,3,1.下列关于磁场和磁
13、感线的描述中正确的是 A.磁感线可以形象地描述各点磁场的方向 B.磁感线是磁场中客观存在的线 C.磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止 D.实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线,答案,4,5,1,2,3,解析,磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，但它不是客观存在的线，可以用细铁屑模拟.在磁铁外部磁感线由N极到S极，但内部是由S极到N极.故选A.,2.下列各图中，已标出电流及电流磁场的方向，其中正确的是,4,5,1,2,3,答案,解析,4,5,1,2,3,电流与电流磁场的分布，利用的是右手螺旋定则，大拇指指向直导线电流方向，四指指向磁感线方向，因此A、B错； 对于螺线管和环形电流，四指弯曲方向
14、为电流方向，大拇指指向内部磁场方向，故选D.,3.(多选)如图9所示，能自由转动的小磁针水平放置在桌面上.当有一束带电粒子沿与磁针指向平行的方向从小磁针上方水平飞过时，所能观察到的现象是 A.小磁针不动 B.若是正电荷飞过，小磁针会发生偏转 C.若是负电荷飞过，小磁针会发生偏转 D.若是一根通电导线，小磁针会发生偏转,答案,解析,4,5,1,2,3,图9,电流是由运动电荷产生的，当电荷在小磁针上方运动时也会形成电流，从而形成磁场.这两种磁场是等效的，均会使小磁针发生转动，故B、C、D均正确.,4,5,1,2,3,4.通电螺线管内有一在磁场力作用下静止的小磁针，磁针指向如图10所示，则 A.螺线
15、管的P端为N极，a接电源的正极 B.螺线管的P端为N极，a接电源的负极 C.螺线管的P端为S极，a接电源的正极 D.螺线管的P端为S极，a接电源的负极,答案,解析,10,4,5,1,2,3,解析,通电螺线管内轴线的磁场方向水平向左，则P端为N极，由安培定则知，b接电源正极，选项B正确.,4,5,1,2,3,5.(多选)用安培提出的分子电流假说可以解释的现象是 A.永久磁铁的磁场 B.直线电流的磁场 C.环形电流的磁场 D.软铁棒被磁化的现象,4,5,1,2,3,答案,解析,安培分子电流假说是安培为解释磁体的磁现象而提出来的，所以选项A、D是正确的； 而通电导线周围的磁场是由其内部自由电荷定向移动产生的宏观电流而产生的.分子电流和宏观电流虽然都是运动电荷引起的，但产生的原因是不同的.,本课结束,