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第十三章 电磁感应与电磁波初步,1.,磁场 磁感线,第十三章 电磁感应与电磁波初步,我国春秋战国时期的一些著作已有关于磁石的记载和描述。指南针是我国古代四大发明之一。12世纪初，我国已将指南针用于航海，宋俑持罗盘者就记录了这个科技史实。你是否感受到，凡是用到电的地方，几乎都有磁现象相伴随？你知道电和磁有怎样的联系吗？,我国春秋战国时期的一些著作已有关于磁石的记载和,信鸽千里归巢是一件再普通不过的事情了，可是鸽子导航的“地图”在哪里？为什么在暴风雨天气或者在有日食的日子鸽子会迷路？,万磁王,科幻人物万磁王有没有,科学依据？,信鸽千里归巢是一件再普通不过的事情了，可是鸽子导航的“地图”,1.能列举磁现象在生产生活中的应用。了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。关注与磁相关的现代技术发展,。,2.,通过实验，认识磁场。,3.,会用磁感线描述磁场。体会物理模型在探索自然规律中的作用。,1.能列举磁现象在生产生活中的应用。了解我国古代在磁现象方面,1.,了解磁现象，知道磁性、磁极、磁体的概念。,2.,知道电流的磁效应，体会奥斯特发现的重要意义。,3.,知道磁场的概念，认识磁场是客观存在的物质。,4.,理解磁感线概念。知道,5,种典型磁场的磁感线分布情况。,5.,会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。,6.,知道安培分子电流假说，并能解释有关现象。,7.,理解匀强磁场的概念，明确两种情形的匀强磁场。,（物理观念）,（物理观念）,（科学思维）,（物理观念）,（物理观念）,（物理观念）,（科学思维）,（科学思维）,1.了解磁现象，知道磁性、磁极、磁体的概念。,体会课堂探究的乐趣，,汲取新知识的营养，,让我们一起 吧！,进,走,课,堂,体会课堂探究的乐趣，进走课堂,一、电和磁的联系,1.,磁体周围空间存在磁场,磁体,A,磁体,B,磁场,产生,作用于,产生,作用于,一、电和磁的联系1.磁体周围空间存在磁场磁体A磁体B磁场产,(2)微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间,(2)90，力对物体做负功，或说物体克服该力做功,(1)分析题目特点，确定题目多解性形成原因,二、磁场方向不确定形成多解,通过棱镜的偏折角小大,一、电磁感应现象中的动力学问题,1.这一类问题的特点是电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压，充电过程中的电流只是感应电流的一支流稳定后，充电电流为零,2.(1)电容器的充电电流用IQtCUt表示,2图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故RaRb(如图甲所示),(2)大小：由公式FBIL计算，且其中的L为导线在磁场中的有效长度如弯曲通电导线的有效长度L等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图所示,(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等,一、磁通量,(2)公式：PWtUI，这是计算电功率普遍适用的公式,甲图：lcdsin.,1掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法,古代人们就发现了天然磁石吸引铁器的现象。东汉学者王充在,论衡,一书中描述的“司南,”,被公认为最早的磁性指 南工具。指南针是我国古代四大发明之一。,磁体磁场,我国古代磁现象的应用,(2)微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本,1.,磁性：能够吸引铁质物体的性质,.,2.,磁体：具有磁性的物体叫磁体,.,3.,磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极,.,小磁针静止时指南的磁极叫做南极,又叫,S,极,;,指北的磁极叫做北极,又叫,N,极,.,4.,磁极间的相互作用,:,同名磁极相斥，异名磁极相吸,.,问题：,只有磁体产生磁场吗？有没有其他方法产生磁场？,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,【,探究一：电流的磁效应,】,问题,1.,电现象与磁现象有何相似之处,?,问题,2,.,为什么丹麦物理学家奥斯特相信电和磁之间存在联系,?,问题,3,.,为什么之前的实验都失败了,?,纵向力,横向作用,2.电流周围空间存在磁场,(1820年 奥斯特实验),【探究一：电流的磁效应】纵向力横向作用2.电流周围空间存在,1777,年,8,月,14,日生于丹麦兰格朗岛一个药剂师家庭。,12,岁开始帮助父亲在药房里干活，同时坚持学习化学。由于刻苦攻读，,17,岁以优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，一边在学校学习药物学、天文、数学、物理、化学等。,1806,年任哥本哈根大学物理学教授，,1820,年,4,月发现了电流的磁效应。,1821,年被选为英国皇家学会会员，,1823,年被选为法国科学院院士，后来任丹麦皇家科学协会会长。,奥斯特简介：,1777年8月14日生于丹麦兰格朗岛一个药剂师家庭。12,【,探究归纳,】,奥斯特实验,1.,实验装置,2.,实验现象,:,当给导线通电时,与导线平行放置的小磁针发生转动,3.,注意事项,:,导线应沿,南北,方向,水平,放置,【,探究结论,】,通电导线对小磁针有力的作用,【探究归纳】1.实验装置2.实验现象:当给导线通电时,与导线,【,互动探究,】,磁体间的相互作用是通过什么发生的呢,?,【,类比,】,电荷间的相互作用是通过什么发生的呢,?,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,磁场,发生的,【互动探究】【类比】电荷之间的相互作用是通过电场发生的磁体之,1.,磁场,:,磁体周围空间存在的一种特殊物质。,二、磁场,磁体,磁体,磁场,是否只有磁体周围才存在磁场,?,1.磁场:磁体周围空间存在的一种特殊物质。二、磁场磁体磁体磁,(2)找联系：轨迹半径与磁感应强度、运动速度的联系，偏转角度与圆心角、运动时间的联系，在磁场中的运动时间与周期的联系,峰值最大的瞬时值EmnBS,四、图解法,(2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响,两个在光滑水平面上做匀速运动的物体，甲物体追上乙物体的条件是甲物体的速度v甲大于乙物体的速度v乙，即v甲v乙，而甲物体与乙物体不相碰的临界条件是v甲v乙,(2)随位移x变化的图象如Ex图象和ix图象,周期相同的粒子，当速率不同时，圆心角越大，运动时间越长,考点一光的干涉,若重力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动,4.求解粒子在匀强磁场中运动问题的步骤：,(3)合运动,1掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法；进一步理解闭合电路的欧姆定律,(4)意义：动量是描述物体运动状态的物理量，是矢量，其方向与速度的方向相同,(3)大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大,2.,电流的磁效应：,电流能在周围空间产生磁场。,磁体,电流,磁场,磁体对电流有没有作用力呢？,(2)找联系：轨迹半径与磁感应强度、运动速度的联系，偏转角度,【,探究归纳,】,磁体对通电导线有力的作用,磁体,电流,磁场,磁体对通电导线的作用力是通过什么发生的呢,?,【探究归纳】磁体电流磁场磁体对通电导线的作用力是通过什么发生,电流,电流,磁场,【,探究归纳,】,通电导线对通电导线,有力的作用,电流电流磁场【探究归纳】通电导线对通电导线有力的作用,【,规律总结,】,【规律总结】,磁场对放入其中的,磁体,或,通电导体,会产生磁力作用。,(,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,磁场,发生的）,3.,磁场的性质,4,对磁场的三点理解,（,1,）磁场是一种特殊物质，它是,客观存在的,。,（,2,）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通过磁场发生相互作用。,（,3,）磁场是,有方向,的，自由小磁针静止时,N,极的指向即为该磁场的方向。,磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。3.磁场的性质,5.,电场与磁场的比较,比较项目,电场,磁场,不同点,产生,电场周围,磁体、电流、运动电荷周围,基本性质,对放入其中的电荷有力的作用,对放入其中的磁体、电流有力的作用,作用特点,对放入其中的磁体无力的作用,对放入其中的静止电荷无力的作用,相同点,磁场和电场都是不依赖人的意志而客观存在的特殊物质，具有能量,5.电场与磁场的比较比较项目电场磁场不同点产生电场周围磁体、,三、地球的磁场,1.,地球是一个巨大的磁体。,2.,地球周围空间存在的磁场叫地磁场。,三、地球的磁场1.地球是一个巨大的磁体。2.地球周围空间存在,地球磁场能抵挡大部分太阳风,地球磁场能抵挡大部分太阳风,沈括在,梦溪笔谈,中指出：“常微偏东，不全南也”。这是世界上最早的关于磁偏角的记载。,11.5,11.5,3.,磁偏角：,地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针的指向与南北方向有一个夹角。,磁偏角,的数值在地球上不同地点是不同的。,地球磁极在缓慢移动，磁偏角也在缓慢变化。,沈括在梦溪笔谈中指出：“常微偏东，不全南也”。这是世界上,4,地磁场的三大特点,（,1,）地磁场的,N,极在地球南极附近，,S,极在地球北极附近。,（,2,）地磁场的方向在南半球斜向上，在北半球斜向下，与地表面并不平行。,（,3,）在赤道平面上，到地心等距离的各点，地磁场强度相等，且方向水平。,4地磁场的三大特点,观察常见磁场的分布 I在条形磁体上方放置一块玻璃板，在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，细铁屑就在磁场里磁化成了“小磁针”。轻敲玻璃板，细铁屑就会有规则地排列起来。再将通电直导线穿过另一块玻璃板。重复以上操作。观察条形磁体和通电直导线周围细铁屑的分布情况。,观察常见磁场的分布 I在条形磁体上方放置一块玻璃板,磁感线,:,在磁场中画出一系列有方向的,闭合曲线,，且使曲线上每一点的切线方向与该点的磁场方向一致。,四、磁感线,A,B,C,磁感线:在磁场中画出一系列有方向的闭合曲线，且使曲线上每一点,磁感线的特点,1.,磁感线是假想的曲线，,用假想的、形象的磁感线来描述实在的、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,反之，磁场较弱。,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。,【,探究归纳,】,磁感线,磁场,方向看切线；,磁场强弱看疏密,。,磁感线的特点【探究归纳】磁感线磁场方向看切线；磁场强弱看,条形磁铁的磁感线分布,【,探究归纳,】,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。,B,条形磁铁的磁感线分布【探究归纳】两极分布密，中央疏，且中央正,【,探究归纳,】,两极分布密，中央疏，近两极内部分布均匀，,在磁体外部：,N,极,S,极；在磁体内部：,S,极,N,极,。,B,【探究归纳】两极分布密，中央疏，近两极内部分布均匀，在磁体外,安培定则：,用右手握住导线，让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环绕方向。,1.,直线电流磁场的磁感线,特点：,一系列的同心圆，且靠近导线处分布密。,安培定则：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方,I,正视图,俯视图,直线电流产生的磁场的磁感线,从箭头看,从箭尾看,I正视图俯视图直线电流产生的磁场的磁感线从箭头看从箭尾看,例,1.,（多选）,如图所示,一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方,并与小磁针指向平行,能使小磁针的,N,极转向读者,那么这束带电粒子可能是,(),A.,向右飞行的正离子束,B.,向左飞行的正离子束,C.,向右飞行的负离子束,D.,向左飞行的负离子束,BC,例1.（多选）如图所示,一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上,环形电流磁感线的立体图,横截面图,环形电流磁感线的立体图横截面图,2.,环形电流周围的磁感线,安培定则：,让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。,特点：,一系列的同心圆，且靠近导线处及环内分布密。,2.环形电流周围的磁感线安培定则：让右手弯曲的四指和
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