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第二章 磁 场 第一部分磁场及其描述磁场是不是客观存在的？我们怎样描述磁场？引入磁感线、要点1 磁感线1.磁磁感感线线是是为为了了形形象象地地描描述述磁磁场场而而人人为为假假设设的的曲曲线线.其其疏疏密密反反映映磁磁场场的的强强弱弱，线线上上每每一一点的点的切线方向切线方向都跟该点的都跟该点的磁场方向磁场方向相同相同.2.磁感线的特点磁感线的特点 (1)在在磁磁体体外外部部，磁磁感感线线从从北北极极发发出出，进进入入南极；在磁体内部由南极回到北极南极；在磁体内部由南极回到北极.(2)磁磁感感线线的的疏疏密密表表示示磁磁场场的的强强弱弱，磁磁感感线线越越密密的的地地方方磁磁场场越越强强；磁磁场场方方向向在在过过该该点点的磁感线的切线上的磁感线的切线上.磁感线与电场线的联系与区别1、磁场的方向：规定小磁针北极受力的方向（或小磁针静止时北极所指的方向）2、磁感线（1）为形象描述磁场而假想的曲线，实际不存在（2）疏密表示强弱，切线方向表示磁场方向（3）磁铁外部从N极到S极，内部从S极到N极，形成闭合曲线（4）不相交1、电场的方向：规定正电荷所受电场力的方向 2、电场线（1）为形象描述电场而假想 的曲线，实际不存在（2）疏密表示强弱，切线方 向表示电场方向（3）始于正电荷，终止于负电荷的非闭合曲线（4）不相交例1.下列关于磁感线的叙述中，正确的是（）A.磁感线从磁体的N极出发，S极终止B.铁屑在磁场中规则排列而组成的曲线就是磁感线C.磁感线是磁场中实际存在的一些曲线D.在同一磁场中，任何两条磁感线都不相交【解析】磁感线是人为引入的曲线，实际并不存在.磁感线在磁体外部是N极指向S极，内部是S极指向N极，形成不相交的闭合曲线.【答案】D要点2 地磁场地球本身是个巨大的磁体，它的南极和北极位于地球的两端.但小磁针（指南针）并不指向地球的正南和正北，而是略微偏离一点.也就是说地球的地理南北极与地磁南北极并不重合，小磁针指向与地球的正南（正北）方向的偏差，称为磁偏角.一般地说，小磁针（指南针）的指向与地理子午线也不平行，即和地面不平行,小磁针的指向与水平面相交的角度叫做磁倾角.地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近，磁感线分布如图所示例2.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，下列说法中正确的是（）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的D 在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的【解析】地理南、北极与地磁南、北极不重合，所以地磁场方向与经线有夹角，即磁偏角，地磁场方向不与地面平行，在地磁南北极附近，磁场方向是与地面垂直的，所以只有D项正确.【答案】D要点 磁感应强度1.磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体运动电荷、电流有力的作用磁体运动电荷、电流有力的作用2.磁感应强度定式：磁感应强度定式：B=F/IL，与电场，与电场强度一样，磁感应强度是描述磁场力强度一样，磁感应强度是描述磁场力的性质的物理量磁感应强度的性质的物理量磁感应强度B的单位的单位是特斯拉，符号是是特斯拉，符号是T，1 T=1 N(Am)磁感应强度磁感应强度B是是矢量矢量，其方向就是该，其方向就是该处的磁场方向（极受力方向）。处的磁场方向（极受力方向）。3.磁感应强度的理解：磁感应强度的理解：磁感应强度的定义式磁感应强度的定义式B=F/IL 只有在通电导线和磁场方向垂直时只有在通电导线和磁场方向垂直时才有意义磁感应强度由磁场本身才有意义磁感应强度由磁场本身决定，决定，不能认为不能认为B与与F成正比，与成正比，与IL成反比成反比.例1，关于磁感应强度，下列说法正确的是（）A由B=F/IL知，B与F成正比，B与IL成反比B通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，那点的磁感应强度就为零C通电导线受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场(即B=0)D.磁场中某一点的磁感应强度是由磁场本身决定的，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线无关【解析】磁感应强度B=F/IL只是一个定义式，而不是决定式；磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的，与放不放入通电导线无关，A、B错；若磁场不为零，但导线平行于磁感应强度的方向放置时，磁场力F为零，C错.【答案】D变式迁移1.有一小段通电导线，长为1 cm，通过的电流强度为5 A.把它置于磁场中某点，受到的磁场力为01 N，则该点的磁感应强度B一定是 ()AB=2 TBB2 TC.B2 TD以上情况都有可能第二部分 磁场的产生、磁体产生磁场磁体产生磁场、电流（运动电荷）、电流（运动电荷）产生磁场产生磁场电流的磁电流的磁效应效应 、变化的电场、变化的电场磁体的磁场SN奥斯特发现电流的磁效应奥斯特有一次使南北方向的通电导线恰好与磁针相平行，接通电源时，突然发现磁针向垂直导线方向转动了这说明通电导线对磁体有作用力根据奥斯特实验，直线电流对磁体的作用力方向垂直于电流方向要点1 电流的磁效应例1.下列说法中正确的是（）A.在同一幅磁感线的示意图中，磁感线越在同一幅磁感线的示意图中，磁感线越密的地方，磁场越强密的地方，磁场越强B有磁不一定有电，但有电必有磁有磁不一定有电，但有电必有磁C同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥D做奥斯特实验时，不管导线如何放置，做奥斯特实验时，不管导线如何放置，只要电流足够强，一定能够观察到小磁针只要电流足够强，一定能够观察到小磁针的偏转情况的偏转情况【解析】磁感线的疏密反映磁场的强弱A对；有电流才产生磁，B错；做奥斯特实验时，如果导线放置对磁针作用力与地磁场对磁针作用力一致，则不能观察到偏转情况.【答案】A变式迁移首先发现电流磁效应的科学家是（首先发现电流磁效应的科学家是（）A.安培安培B.奥斯特奥斯特C.库仑库仑D.麦克斯韦麦克斯韦要点要点2 三种常见的电流磁场的三种常见的电流磁场的特点及画法（安培定则）特点及画法（安培定则）1.直线电流直线电流的磁场：无磁极，非匀强，距导的磁场：无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱线越远处磁场越弱.2.环形电流环形电流的磁场：两侧是的磁场：两侧是N极和极和S极，离圆极，离圆环中心越远，磁场越弱（如图）环中心越远，磁场越弱（如图）3.通电螺线管通电螺线管的磁场：两端分别是的磁场：两端分别是N极极和和S极极，管内是匀强磁场，管外为非匀，管内是匀强磁场，管外为非匀强磁场强磁场.电流电流右手右手直线电流直线电流环形电流环形电流通电螺线管通电螺线管 伸直的伸直的 大姆指大姆指 弯曲的弯曲的 四指四指 手形手形练习练习1、三种形状的电流和磁感线的关系：、三种形状的电流和磁感线的关系：电流方向电流方向磁感线方向磁感线方向中心轴上磁中心轴上磁感线方向感线方向 环形电流环形电流 方向方向N极或内部磁极或内部磁感线方向感线方向电流方向电流方向已知磁感线分布情况已知磁感线分布情况,试判断导线试判断导线中电流的方向中电流的方向.练习、练习、通电螺线管的磁场电源电源S试判断电源的正极和负极试判断电源的正极和负极练习练习NNS+-NN+-N+-NSNS第三部分 磁场基本性质力、对磁体有力的作用、对磁体有力的作用，规律是？，规律是？极极受力与磁场方向相同、相反受力与磁场方向相同、相反、对电流有力的作用，这个力叫、对电流有力的作用，这个力叫？、对运动电荷有力的作用，这个、对运动电荷有力的作用，这个力叫？力叫？、安培力安培力：通电导体在磁场中受到的力。通电导体在磁场中受到的力。2 2、实验现象实验现象：v当导线方向与磁场方向垂直时，它所受的安培力最大当导线方向与磁场方向垂直时，它所受的安培力最大v当导线方向与磁场方向一致时，导线不受安培力当导线方向与磁场方向一致时，导线不受安培力v当导线方向与磁场方向斜交时，它所受的安培力介于当导线方向与磁场方向斜交时，它所受的安培力介于最大值和最大值和0 0之间。之间。实验发现实验发现：在同一磁场中，在同一磁场中，电流一定时，通电导线越长，电流一定时，通电导线越长，导线所受安培力越大。导线所受安培力越大。实验表明，通电导线在磁场中受到的安培力实验表明，通电导线在磁场中受到的安培力的大小，既与导线的长度的大小，既与导线的长度L成正比，又与导线成正比，又与导线中的电流中的电流I成正比，即与成正比，即与I和和L的乘积成正比的乘积成正比 用公式表示为用公式表示为：F=BIL（安培力大小公式）（安培力大小公式）B是比例系数（磁感应强度）是比例系数（磁感应强度）在同一磁场中，在同一磁场中，通电导线长度一定时，电流通电导线长度一定时，电流越大，导线所受安培力越大；越大，导线所受安培力越大；1 1）伸开左手，大拇指）伸开左手，大拇指跟四指垂直跟四指垂直 ，且在同，且在同 一平面内一平面内2 2）让磁感线穿过手心）让磁感线穿过手心左手定则左手定则：（安培力方向）：（安培力方向）3 3）使四指指向电流方）使四指指向电流方向向 ，则拇指指向安培，则拇指指向安培力的方向力的方向IBFIBFIFBBBIFBI判定以下通电导线所受安培力的方向判定以下通电导线所受安培力的方向电动机电动机 安培力的应用安培力的应用甲思考思考:1.1.线圈各个部分所受的安线圈各个部分所受的安培力方向培力方向2.2.线圈能不能持续转动线圈能不能持续转动?电动机由电动机由转子转子和和定子定子组成组成直流电动机中还有电刷和整流子，可以将电流持续地直流电动机中还有电刷和整流子，可以将电流持续地提供给线圈并适时地改变电流流入线圈的方向，从而提供给线圈并适时地改变电流流入线圈的方向，从而使转子按一个方向持续的旋转。使转子按一个方向持续的旋转。电动机是利用电动机是利用安培力安培力工作的。工作的。、洛伦兹力洛伦兹力1、洛仑兹力：磁场对、洛仑兹力：磁场对运动电荷运动电荷有力的作用，这个力叫有力的作用，这个力叫 做洛仑兹力做洛仑兹力.2.洛伦兹力与安培力的关系：洛伦兹力与安培力的关系：安培力是洛伦兹力的宏观表现。安培力是洛伦兹力的宏观表现。洛伦兹力是安培力的微观本质。洛伦兹力是安培力的微观本质。3、洛伦兹力的方向、洛伦兹力的方向-左手定则左手定则vv1 1、伸开、伸开左手左手，使大拇指和其余，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让手放入磁场中，让磁感线垂直穿磁感线垂直穿过手心过手心，若，若四指指向四指指向正电荷正电荷运动运动的方向，那么的方向，那么拇指所指拇指所指的方向就的方向就使使正电荷正电荷所受洛伦兹力的方向。所受洛伦兹力的方向。2 2、如果运动的是如果运动的是负电荷负电荷，则四，则四指指向负电荷运动的反方向，指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。荷所受洛伦兹力的方向。FF课堂练习课堂练习:1.1.判断下列粒子判断下列粒子刚进入刚进入磁场时所受的磁场时所受的洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向.-qv甲甲F-qv丙丙F垂直纸面向里垂直纸面向里+qv乙乙F+qv丁丁F垂直纸面向外垂直纸面向外小结小结一、安培力一、安培力1、概念：、概念：通电导体在磁场中受到的力称为安培力通电导体在磁场中受到的力称为安培力F2、大小：、大小：F=BILF=BIL3、方向：方向：方向：方向：F F B B，F F I I，F F垂直垂直垂直垂直I I I I、B B B B所在平面。左手定则确定所在平面。左手定则确定所在平面。左手定则确定所在平面。左手定则确定二、二、磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度1、公式：、公式：2、物理意义：反映了磁场的强弱、物理意义：反映了磁场的强弱3、单位：、单位：特斯拉，简称特，国际符号是特斯拉，简称特，国际符号是特斯拉，简称特，国际符号是特斯拉，简称特，国际符号是T T T T 4、方向：与该处磁场方向同、方向：与该处磁场方向同5、匀强磁场：匀强磁场：匀强磁场：匀强磁场：B B的大小和方向处处相同，这个区域叫匀的大小和方向处处相同，这个区域叫匀的大小和方向处处相同，这个区域叫匀的大小和方向处处相同，这个区域叫匀 强磁场。强磁场。强磁场。强磁场。三三 洛伦兹力洛伦兹力1、概念：磁场对运动电荷的力。、概念：磁场对运动电荷的力。2、方向：左手定则。、方向：左手定则。第五节 磁性材料要点1 磁化与退磁的原因 1磁磁化化现现象象：铁铁棒棒在在未未被被磁磁化化时时，内内部部分分子子电电流流的的取取向向杂杂乱乱无无章章，它它们们的的磁磁场场互互相相抵抵消消，对对外外界界不不显显磁磁性性.当当铁铁棒棒受受到到外外界界磁磁场场的的作作用用时时，各各分分子子电电流流的的取取向向变变得得大大致致相相同同，铁铁棒棒被被磁磁化化，两两端端对对外外界界显显示示出出较较强的磁作用，形成磁极强的磁作用，形成磁极.2退退磁磁现现象象：磁磁铁铁受受高高温温或或猛猛烈烈的的敲敲击击会会失失去去磁磁性性，这这是是因因为为激激烈烈的的热热运运动动在在机机械械振振动动的的影影响响下下，分分子子电电流流的的取取向向又又变变得得杂杂乱了乱了.要点2 磁性材料1通常说的磁性材料是强磁性通常说的磁性材料是强磁性材料，可以分类如下：材料，可以分类如下：磁性物质分为：铁磁性物质和弱磁性物质分为：铁磁性物质和弱磁性材料磁性材料铁磁性物质包括：硬磁性材料和铁磁性物质包括：硬磁性材料和软磁性材料软磁性材料2.硬磁性材料与软磁性材料硬磁性材料与软磁性材料 有有些些铁铁磁磁性性材材料料，在在外外磁磁场场撤撤去去后后，各各个个磁磁畴畴的的磁磁化化方方向向仍仍能能很很好好地地保保持持一一致致，物物体体具具有有很很强强的的剩剩磁磁，这这样样的的材材料料叫叫做做硬硬磁磁性性材材料料；有有的的铁铁磁磁性性材材料料，在在外外磁磁场场撤撤去去后后，磁磁畴畴的的磁磁化化方方向向又又变变得得杂杂乱乱无无章章，物物体体没没有有明明显显的的剩剩磁磁，这这样样的的材材料料叫叫做做软软磁磁性性材材料料.永永磁磁体体要要有有很很强强的的剩剩磁磁，所所以以要要用用硬硬磁磁性性材材料料制制造造；电电磁磁铁铁要要在在通通电电时时有有磁磁性性，断断电电时时失失去去磁磁性性，所所以以要要用用软软磁磁性性材材料料制制造造.