电流的磁场课件

第一节第一节 磁现象和磁场磁现象和磁场江阴市澄西中学高二物理备课组江阴市澄西中学高二物理备课组第一节 磁现象和磁场江阴市澄西中学高二物理备课组1茫茫大海，一望无际，洪涛接天，巨浪如茫茫大海，一望无际，洪涛接天，巨浪如山远航的船只山远航的船只(如图所示如图所示)怎样掌握航向，怎样掌握航向，顺利抵达目的地？顺利抵达目的地？茫茫大海，一望无际，洪涛接天，巨浪如山远航的船只(如图所示2电磁炉电磁炉采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用原理，通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁感线含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁感线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能使器具本身自行高速发热，用来加热摩擦而产生热能使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物。和烹饪食物。生活的磁现象电磁炉采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，通过电子线路3磁悬浮列车磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，两者电磁体极性总保持相同，两者“同性相斥同性相斥”，排斥，排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用，使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用，使列车前进。列车头的电磁体（使列车前进。列车头的电磁体（N极）被轨道上靠极）被轨道上靠前一点的电磁体（前一点的电磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体（一点的电磁体（N极）所排斥。极）所排斥。生活的磁现象磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电后，地面线圈4托托卡卡马马克克磁磁约约束束装装置置 一类一类控制控制热核聚变热核聚变的装置的装置。用特殊形态的磁场把。用特殊形态的磁场把氘、氚等轻原子核和自由电子组成的、处于热核反应氘、氚等轻原子核和自由电子组成的、处于热核反应状态的超高温等离子体约束在有限的体积内，使它受状态的超高温等离子体约束在有限的体积内，使它受控制地发生大量的原子核聚变反应，释放出原子核所控制地发生大量的原子核聚变反应，释放出原子核所蕴藏的能量。磁约束热核聚变是当前开发聚变能源中蕴藏的能量。磁约束热核聚变是当前开发聚变能源中最有希望的途径最有希望的途径,是等离子体物理学的一项重大应用是等离子体物理学的一项重大应用.生活的磁现象托卡马克磁约束装置 一类控制热核聚变的装置。用5东汉王充在论衡中东汉王充在论衡中写道：写道：“司南之杓司南之杓,投之投之于地于地,其柢指南其柢指南”最初发现的磁体是被称为最初发现的磁体是被称为“天然磁石天然磁石”的矿物的矿物,其其中含有主要成分为中含有主要成分为FeFe3 3O O4 4,能吸引其他物体能吸引其他物体,很像磁很像磁铁铁 第一节第一节 磁现象和磁场磁现象和磁场东汉王充在论衡中写道：“司南之杓,投之于地,其柢指南”最61.磁性磁性：能够吸引铁质物体的性质：能够吸引铁质物体的性质.2.磁磁体：具有磁性的物体叫磁体体：具有磁性的物体叫磁体.3.磁极：磁体上磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极磁性最强的部分叫磁极.指南的磁极叫做指南的磁极叫做南极南极,又叫又叫S极极;指北的磁极叫做指北的磁极叫做北极北极,又叫又叫N极极.4.磁极间的相互作用磁极间的相互作用:同名磁极相斥，异名磁极相吸同名磁极相斥，异名磁极相吸.5.变无磁性物体为有磁性物体叫变无磁性物体为有磁性物体叫磁化磁化,变有磁性物体为无磁性物体叫变有磁性物体为无磁性物体叫退磁退磁.一一、磁现象磁现象小磁针静止时：小磁针静止时：1.磁性：能够吸引铁质物体的性质.2.磁体：具有磁性的物体叫7【问题】【问题】磁体之间是通过什么发生相互作用的呢磁体之间是通过什么发生相互作用的呢?【联想】【联想】电荷之间是通过什么发生相互作用的呢电荷之间是通过什么发生相互作用的呢?电荷之间的相互作用是通过电场发生的电荷之间的相互作用是通过电场发生的磁体之间的相互作用是通过磁体之间的相互作用是通过磁场磁场发生的发生的注意注意：电场电场和和磁场磁场都是都是一种物质一种物质【问题】【问题】电现象与磁现象有何异同点电现象与磁现象有何异同点?(1)(1)磁体有两个磁极：磁体有两个磁极：N N极、极、S S极电荷有两种：正电极电荷有两种：正电荷和负电荷荷和负电荷(2)(2)同种电荷相互排斥，异种电荷相同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引互吸引同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引但但正负电荷可以分离，两个磁极却不能分开正负电荷可以分离，两个磁极却不能分开.【问题】磁体之间是通过什么发生相互作用的呢?【联想】电81.磁场磁场:磁体周围空间存在的一种特殊物质磁体周围空间存在的一种特殊物质.二、磁场二、磁场【问题】【问题】是否只有磁铁周围才存在磁场是否只有磁铁周围才存在磁场?磁体磁体磁体磁体磁场磁场带着这个问题我们先了解一位科学家带着这个问题我们先了解一位科学家1.磁场:磁体周围空间存在的一种特殊物质.二、磁场【问题】是91777年年8月月14日生于丹麦朗格兰日生于丹麦朗格兰德岛一个药剂师家庭德岛一个药剂师家庭12岁开始帮岁开始帮助父亲在药房里干活，同时坚持学助父亲在药房里干活，同时坚持学习化学由于刻苦攻读，习化学由于刻苦攻读，17岁以优岁以优异的成绩考取了哥本哈根大学的免异的成绩考取了哥本哈根大学的免费生他一边当家庭教师，一边在费生他一边当家庭教师，一边在学校学习药物学、天文、数学、物学校学习药物学、天文、数学、物理、化学等理、化学等1806年任哥本哈根大年任哥本哈根大学物理学教授，学物理学教授，1820年年4月发现了月发现了电流的磁效应电流的磁效应.1821年被选为英国年被选为英国皇家学会会员，皇家学会会员，1823年被选为法国年被选为法国科学院院士，后来任丹麦皇家科学科学院院士，后来任丹麦皇家科学协会会长协会会长 奥斯特生平简介：奥斯特生平简介：1777年8月14日生于丹麦朗格兰德岛一个药剂师家庭110奥斯特实验奥斯特实验1、实验装置、实验装置2、实验现象、实验现象当给导线通电时当给导线通电时,与导线与导线平行放置的小磁针发生转动平行放置的小磁针发生转动3、注意事项、注意事项:导线应沿导线应沿南北南北方向方向水平水平放置放置4 4、结论、结论:通电导体对磁体有力的作用通电导体对磁体有力的作用 电流也能够产生磁场电流也能够产生磁场2 2、电流的磁效应、电流的磁效应奥斯特实验1、实验装置2、实验现象当给导线通电时,与导线112.电流的磁效应电流的磁效应电流能在周围空间产生磁场电流能在周围空间产生磁场.磁铁不是磁场的唯一来源磁铁不是磁场的唯一来源.磁体磁体磁体磁体磁场磁场三、磁场三、磁场1.磁场磁场:磁体周围空间存在的一种特殊物质磁体周围空间存在的一种特殊物质.2.电流的磁效应磁体磁体磁场三、磁场1.磁场:磁体周围空间存12结论：结论：磁体对通电导磁体对通电导体有力的作用体有力的作用磁体与电流之间的相互作用磁体与电流之间的相互作用结论：磁体对通电导体有力的作用磁体与电流之间的相互作13问题：问题：磁体和通电导体之间的相互作用磁体和通电导体之间的相互作用 是通过什么发生的呢是通过什么发生的呢?磁体磁体电流电流磁场磁场问题：磁体和通电导体之间的相互作用 是通过什么发生的呢?磁14二、磁场二、磁场磁体磁体电流电流磁场磁场磁体磁体磁体磁体磁场磁场2、电流的磁效应：电流的磁效应：电流能在周围空间产生磁场电流能在周围空间产生磁场.问题问题:电流与电流之间是否有力的作用电流与电流之间是否有力的作用?二、磁场磁体电流磁场磁体磁体磁场2、电流的磁效应：问题:电流15结论结论:同向同向电流相互电流相互吸引吸引。结论结论:反向反向电流相互电流相互排斥排斥。问题问题:电流和电流之间的相互电流和电流之间的相互作用是通过什么发生的呢作用是通过什么发生的呢?电流电流电流电流磁场磁场问题问题:电流与电流之间是否有力的作用电流与电流之间是否有力的作用?结论:同向电流相互吸引。结论:反向电流相互排斥。问题:电流和16二、磁场二、磁场磁场磁场2、电流的磁效应、电流的磁效应:电流能在周围空间产生磁场电流能在周围空间产生磁场.1、磁场、磁场:磁体周围空间存在的一种特殊物质磁体周围空间存在的一种特殊物质.磁体磁体磁体磁体磁体磁体电流电流磁场磁场电流电流电流电流磁场磁场二、磁场磁场2、电流的磁效应:电流能在周围空间产生磁场.1、17 磁场对放入其中的磁体或通电导体会磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。产生磁力作用。（磁体与磁体之间、磁体与通电导体（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之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的）用都是通过磁场发生的）3、磁场的性质、磁场的性质磁体磁体磁体磁体磁场磁场电流电流电流电流二、磁场二、磁场 磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。18三、地磁场三、地磁场1.地球是一个巨大的磁体地球是一个巨大的磁体2.地球周围空间存在的磁地球周围空间存在的磁场叫地磁场场叫地磁场3.地磁的北极在地理的南地磁的北极在地理的南极附近极附近,地磁的南极在地地磁的南极在地理的北极附近理的北极附近,但两者并但两者并不完全重合不完全重合,它们之间的它们之间的夹角称为磁偏角夹角称为磁偏角4.磁偏角的数值在地球上磁偏角的数值在地球上不同地方是不同的不同地方是不同的三、地磁场1.地球是一个巨大的磁体2.地球周围空间存在的磁场191、磁现象：、磁现象：磁性；磁体；磁极；磁化；退磁磁性；磁体；磁极；磁化；退磁.2、电流的磁效应：、电流的磁效应：电流能在周围空间产生磁场电流能在周围空间产生磁场.3、磁场：、磁场：存在磁体或电流周围空间存在磁体或电流周围空间的一种特殊物质的一种特殊物质.磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间的磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的相互作用都是通过磁场发生的.磁场的磁场的性质性质：对对放入其中的放入其中的磁体或电流磁体或电流会会产生磁产生磁力力作用作用.4、地磁场：、地磁场：地球周围空间存在的磁场叫地磁场地球周围空间存在的磁场叫地磁场.地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，但两者并不完全重合，它们之间的夹理的北极附近，但两者并不完全重合，它们之间的夹角称为磁偏角角称为磁偏角.1、磁现象：磁性；磁体；磁极；磁化；退磁.小结：20一一.磁感线磁感线 将一个小磁针放在磁场中某一点将一个小磁针放在磁场中某一点,小磁针小磁针静止静止时时,北极北极N所指的方向所指的方向,就就是该点的磁场方向是该点的磁场方向.【问题】【问题】磁场中各点的磁磁场中各点的磁场方向如何判定呢场方向如何判定呢?一.磁感线 将一个小磁针放在磁场中某一点,小磁针静21一一.磁感线磁感线 如何如何形象地描述形象地描述磁场中各点的磁场方向磁场中各点的磁场方向?是在磁场中画出一些有方向是在磁场中画出一些有方向的曲线的曲线,使曲线上每一点的切线方向使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。都跟这点的磁感应强度的方向一致。1、磁感线、磁感线:ABC一.磁感线 如何形象地描述磁场中各点的磁场方向?222、几种常见的磁场：、几种常见的磁场：1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线：）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线：外部从外部从N N到到S S，内部从，内部从S S到到N N 形成形成闭合闭合曲线曲线2、几种常见的磁场：外部从N到S，内部从S到N23二、几种常见的磁场二、几种常见的磁场1、通电直导线的磁场 一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些圆都在跟导线垂直的平面上非匀强场、离导线越远磁场越弱安培定则安培定则(1):(1):右手握住导线右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致方向一致,弯曲的四指所指的方向弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向就是磁感线环绕的方向.(.(右手螺右手螺旋定则旋定则)二、几种常见的磁场1、通电直导线的磁场 一些以导线上各点为24立体图 俯视图 正视图直线电流周围磁场分布的几种图形画法直线电流周围磁场分布的几种图形画法点点:表示磁场方向垂直平面向外表示磁场方向垂直平面向外叉叉:表示磁场方向垂直平面向里表示磁场方向垂直平面向里立体图 俯视图 正视图直线电流周围磁场分布的几种图形画法252、环形电流的磁场与条形磁铁的磁场类似导线的中心轴线上磁感线和环形导线的平面垂直安培定则安培定则(2):(2):让右手弯曲让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向形导线轴线上磁感线的方向.2、环形电流的磁场与条形磁铁的磁场类似安培定则(2):让右26环形电流周围磁场分布的几种图形画法环形电流周围磁场分布的几种图形画法立体图 左视图 正视图 环形电流周围磁场分布的几种图形画法立体图 左视图 正视图 273、通电螺线管的磁场管内是匀强磁场管内是匀强磁场与条形磁铁的磁感线类似两端分别为N极、S极内、外的磁感线方向相反I I安培定则安培定则(2):(2):让右手弯让右手弯曲的四指与环形电流的方向曲的四指与环形电流的方向一致一致,伸直的拇指所指的方伸直的拇指所指的方向就是螺线管内部的磁场的向就是螺线管内部的磁场的方向方向.3、通电螺线管的磁场管内是匀强磁场与条形磁铁的磁感线类似两28立体图 纵截面图 横截面图 通电螺线管周围磁场分布的几种图形画法通电螺线管周围磁场分布的几种图形画法立体图 纵截面图 横截面图 通电螺线管周围磁场分布29 3 3、磁感线的特点、磁感线的特点、磁感线的特点、磁感线的特点 磁感线磁感线磁感线磁感线是假想的，不是真实的。是假想的，不是真实的。是假想的，不是真实的。是假想的，不是真实的。磁感线是闭合曲线磁感线是闭合曲线磁感线是闭合曲线磁感线是闭合曲线。(电场线非闭合曲线电场线非闭合曲线电场线非闭合曲线电场线非闭合曲线)磁感线磁感线磁感线磁感线的疏密表示磁场的强弱。的疏密表示磁场的强弱。的疏密表示磁场的强弱。的疏密表示磁场的强弱。磁感线磁感线磁感线磁感线不能相交或相切。不能相交或相切。不能相交或相切。不能相交或相切。磁感线上每一点的切线方向即为该点磁感线上每一点的切线方向即为该点磁感线上每一点的切线方向即为该点磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。的磁场的方向。的磁场的方向。的磁场的方向。3、磁感线的特点 磁感线是假想的，不是真实的。30匀强磁场匀强磁场 1 1、磁场强弱、方向处处相同的磁场、磁场强弱、方向处处相同的磁场 2 2、匀强磁场的磁感线：是一组相互平、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线行、方向相同、疏密均匀的直线匀强磁场31磁体为什么会有磁性？法国学者安培提出了著名的分子电流假说在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种电流-分子电流.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磁极NS4、安培分子电流假说磁体为什么会有磁性？法国学者安培提出了著名的分子电流假说在原32利用安培的假说解释一些磁现象磁铁磁铁和电流产生磁场的本质是一样的和电流产生磁场的本质是一样的,都都是由是由运动的电荷运动的电荷产生产生.磁现象的电本质磁现象的电本质:利用安培的假说解释一些磁现象磁铁和电流产生磁场的本质是一样的331 1、如图所示，一束带电粒子沿水平方向、如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的使小磁针的N N极转向读者，那么这束带电粒子极转向读者，那么这束带电粒子可能是（可能是（）A.A.向右飞行的正离子束向右飞行的正离子束 B.B.向左飞行的正离子束向左飞行的正离子束C.C.向右飞行的负离子束向右飞行的负离子束D.D.向左飞行的负离子束向左飞行的负离子束BCBC1、如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁34 2 2、如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿子沿y y轴正向运动，则由此产生的在轴正向运动，则由此产生的在z z轴上轴上A A点和点和x x轴上轴上B B点的磁场方向是（点的磁场方向是（）A.A.A A点磁场沿点磁场沿x x轴正方向，轴正方向，B B点磁场沿点磁场沿z z轴负方向轴负方向B.B.A A点磁场沿点磁场沿x x轴负方向，轴负方向，B B点磁场沿点磁场沿z z轴正方向轴正方向C.C.A A点磁场沿点磁场沿z z轴正方向，轴正方向，B B点磁场沿点磁场沿x x轴负方向轴负方向D.D.A A点磁场沿点磁场沿x x轴正方向，轴正方向，B B点磁场沿点磁场沿z z轴正方向轴正方向A A 2、如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿y轴正35 3、如图，当电流通过线圈时，磁针A的N极指向哪里？磁针B的N极指向哪里？I IAB磁针A的N极指向外磁针B的N极指向里 3、如图，当电流通过线圈时，磁针A的N极指向IAB磁36 4、如图所示,a、b、c三枚小磁针分别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C C 4、如图所示,a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上376 6、关于磁现象的电本质，下列说法中正、关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是（确的是（）A.A.磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁有磁B.B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动源于电荷的运动C.C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的D.D.根据安培假说可知，磁体内分子电流总根据安培假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此，任何磁体都不会失去是存在的，因此，任何磁体都不会失去磁性磁性B6、关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是（）B39