5.3_几种常见的磁场课件.ppt

§3.3 几种常见的磁场,一.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,新课教学,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——磁感线,实验中常用铁屑来模拟磁感线的形状利用同样的方法可以得到不同磁体的磁感线分布图,磁感线：磁场中画出一系列有方向的曲线，且使曲线上每一点的切线方向与该点的磁感应强度的方向一致实验模拟磁感线的分布,实验模拟磁感线的分布,1、细铁屑在磁场中被磁化成“小磁针”,2、现象：两极附近，磁场较强，磁感线分布较密磁感线,条形磁体附近：,磁感线表示为：,,,条形磁铁的磁感线分布,特点：两极分布密，中央疏，且中央正上方处磁场方向与条形磁铁平行磁感线,两同名磁极附近：,磁感线表示为：,两异名磁极附近：,磁感线表示为：,磁感线,实验模拟磁感线的分布,马蹄形磁铁磁感线,,,,蹄形磁铁的磁感线分布,特点：两极分布密，中央疏，近两极内部分布均匀，且有如图所示的特征磁感应强度的形象描述,磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，磁感线上某点的切线的方向就表示该点的磁感应强度的方向。

磁感线的特点,1、磁感线是假想的曲线,用假想的、形象的磁感线来描写实在的、抽象的磁场,2、磁感线的疏密表示磁场的强弱 磁感线较密的地方磁场较强没有画到磁感线的地方不表示那里没有磁场存在3、磁感线不相交，也不相切,4、磁感线总是闭合曲线,在磁体的外部是从N极出来，进入S极，在内部则由S极回到N极，形成闭合曲线,思考：奥斯特发现了电流的磁效应，也就是说通电直导线周围存在磁场，那么通电直导线周围的磁场是怎样分布的？,研究方法：把小磁针放到通电直导线附近，根据小磁针的指向，可以研究它周围磁场的分布通电导线的磁感线分布,特点：一系列的同心圆，且近导线处分布密安培最主要的成就是1820～1827年对电磁作用的研究：①发现了安培定则；②发现电流的相互作用规律；③发明了电流计；④提出分子电流假说； ⑤总结了电流元之间的作用规律——安培定律为了纪念他在电磁学上的杰出贡献，电流的单位以他的姓氏命名麦克斯韦称赞安培的工作是“科学上最光辉的成就之一，还把安培誉为“电学中的牛顿”，世人称他是电动力学的先创者安 培,,,安培定则(右手螺旋定则),内容：用右手握住导线，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方向。

通电环形导线的磁感线分布,特点：一系列的同心圆，且近导线处及环内部分布密内容：让右手握弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，伸直大拇指所指的方向就是环行导线中心轴线上磁感线的方向安培定则(右手螺旋定则),,,通电螺线管的磁感线分布,特点：类似于条形磁铁的磁感线分布，环内部分布密且与中心轴线平行内容：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向安培定则(右手螺旋定则),,,,1、地磁场的分布大致上就像一个条形磁铁外面的磁场，且地磁场非常弱2、地磁场磁感线的分布特点：,地磁场分布特点,地磁南极,地磁北极,北极——竖直向下,南极——竖直向上,赤道——平行与地面,由南指向北,3、地磁场存在磁偏角,,匀强磁场,1、定义：磁感应强度的大小和方向处处相同的区域的磁场叫匀强磁场3、产生：距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认为是匀强磁场2、磁感线的分布特点：间距相等的平行直线,,,磁铁和电流都能产生磁场，磁铁的磁场和电流的磁场是否有相同的起源呢？电流是电荷的运动产生的，所以电流的磁场应该是由于电荷的运动产生的。

那么，磁铁的磁场是否也是由电荷的运动产生的呢？,思考与讨论,——证明了运动电荷确实能产生磁场,罗兰的实验,美国科学家罗兰的实验：把大量的电荷加在一个橡胶圆盘上，然后使圆盘绕中心高速转动，在盘的附近用小磁针来检验运动电荷产生的磁场，结果发现小磁针果然发生了偏转安培分子电流假说,磁铁和电流都能产生磁场它们的磁场是否有什 么关系呢？,通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相 似，法国学者安培由此受到启发，提出了著名的分子 电流假说1、事实依据：通电螺线管外部的磁场 与条形磁铁的磁场很相似2、理论：分子电流假说,法国科学家安培认为：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，分子电流使每个物质都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极分子电流假说,分子电流假说对磁化和去磁现象的解释,1、一根软铁棒在未被磁化时，内部各分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外界不显磁性2、当软铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流的取向变得大致相同，软铁棒就被磁化了，两端对外界显示出较强的磁作用，形成磁极3、磁体受到高温或猛烈敲打时，会失去磁性，这是因为激烈的热运动或机械振动，使各分子电流的取向变得杂乱了。

磁性起源,安培分子电流的假说，揭示了磁铁磁性的起源，它使我们认识到：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的思考：所有磁场都是由运动电荷产生的吗？,？,结论：并不是所有磁场都是由运动电荷产生的，在电磁波中我们将学到麦克斯韦发现，变化的电场也能产生磁场铁磁性材料,,软磁性材料,硬磁性材料,,性质：容易去磁,应用：电磁铁、磁头等,,性质：不容易去磁,应用：永磁铁、扬声器等,了解磁性材料,思考与讨论,在磁场中，我们用了磁感线来形象地描述磁感应强度，磁感线分布密处磁感应强度就大，那么，磁感线与磁感应强度之间究竟存在什么具体的定量关系呢？,磁通量,1、定义：在匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S，则磁感应强度B和面积S的乘积，就叫做穿过这个平面的磁通量，简称磁通，用字母φ表示2、定义式：φ=BS,（条件：匀强磁场，且B⊥S）,3、单位：韦伯（Wb）,1Wb=1T·m2,1、若B∥S，那么，磁通量又为多少呢？若B与S成θ角呢？,1）B∥S时，φ=0,2）B与S成θ时，φ=BSsinθ,,,,思考与讨论,2、磁感应强度是既有大小又有方向的矢量，那么，磁通量呢？,磁通量是指穿过平面的磁感线条数，由于磁场具有方向，如图所示，可知穿过的磁感线条数不是6条，而是两条。

即磁通量也有方向，但它的运算遵循代数加减法则，故磁通量是标量3、讨论：如图所示，两个圆形线圈中哪一个的磁通量较大？,思考与讨论,磁通量的物理意义,思考：你能证明1Wb=1V·s？,磁感线越密的地方，穿过垂直磁感线单位面积的磁感线条数越多，反之越少，因此垂直穿过单位面积的磁通量的大小，反映了磁感应强度的大小，即在数值上就等于磁感应强度，故磁感应强度又叫磁通密度，有 B=φ/S（匀强磁场且B⊥S）,课外阅读,——有趣的右螺旋和左螺旋,课外阅读,——有趣的右螺旋和左螺旋,1、在奥斯特实验中，为什么通电导线东西放置时，小磁针有可能不转动？,思考与讨论,,,2、下列各通电导线的磁感线分布均为立体图，你能画出它们不同位置观察的平面图吗?,思考与讨论,通电导线磁感线分布的平面图,俯视图,正视图,仰视图,正视图,左视图,正视图,1、如图所示，a、b、c三枚小磁针分别放在通电螺线管的正上方、管内和右侧当这些小磁针静止时，小磁针N极的指向是 ( ) 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,,课堂练习,C,,,,2、试根据小磁针静止时N极指向确定电源的正、负极。

课堂练习,,,,3、试指出下图中各小磁针的偏转情况及右图中电源的正负极：,,,,,课堂练习,,,,,,,1、将小磁针分别放入A、B、C处时，问：小磁针N极的指向？,A,2、在光滑的水平杆上有两个通有同方向的金属圆环，问：两环将怎样运动？（靠近或远离）,课堂练习,3.如图，一束带电粒子沿水平方向平行的飞过磁针上方时，磁针的N极向纸内偏转，则这束带电离子可能是 （ ） A.向右飞行的正粒子束 B.向左飞行的正离子束 C.向右飞行的负粒子束 D.向左飞行的负离子束,AD,4.假设地球的磁场是由于地球带某种电荷而又绕地轴自转产生的，你认为地球带有何种电荷？,答案：负电荷 提示：地磁的北极在地理南极附近．,几种常见的磁场,与天然磁体的磁场相比，电流磁场的强弱容易控 制，因而在实际中有很多重要的应用如：,电动机,电磁继电器,电磁起重机,。