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第十三章 电磁感应与电磁波初步,1.,磁场 磁感线,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？,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？,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.,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）,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,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,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,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？,【,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),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：,学具：光具座、光屏、蜡烛、白纸、焦距不同的三个凸透镜。,二、液体压强的计算,2碰撞遵守的规律,熟练运用类比法,(3)影响因素：由原子核内部因素决定，跟原子所处的物理化学状态无关,了解眼睛的构造，知道眼睛是怎样看见物体的；,例：如右图所示的水平地面上放有一个边长为30cm的正方体箱子，箱子重50 N，其顶部有一根长20 cm、横截面积为4 cm2竖直的管子与箱子相通，管子重10 N，管子和箱子都灌满水，求：,又根据m43R3m，解得3GT20.,(1)弹性碰撞,(1)安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当,2相对论的质速关系,【,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,【,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,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,?,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？,【,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,?,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,】,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。,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,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。,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。,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)测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由vxt算出速度,(1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒,2、分组实验,箱顶受到水的压力为F1=p1S1=1960 Pa(0.30.3410-4)m2=175.6 N，,一名同学板演,考点三光的偏振现象的理解,(2)箱内底部受到水的压强和压力；,投影仪、录像机及资料片,通过模拟眼睛成像活动，经历、体验和领悟眼睛成像的原理，通过比较实验，领会近视的成因。,(3)位移不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中物体运动的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸时的位置以新的动量开始运动,(1)月球的平均密度；,EkhW0,3.(1)能级之间跃迁时放出的光子频率是不连续的,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。,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,。,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,【,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,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。,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,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。,(4)箱子对水平面的压力和压强。,（一）眼球的构造,(3)影响因素：由原子核内部因素决定，跟原子所处的物理化学状态无关,在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转,(2)月球绕地球运动的周期T.,(3)水的重力；,(3)位移不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中物体运动的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸时的位置以新的动量开始运动,用统计规律理解光的波粒二象性,W0：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功,元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构,(3)位移不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中物体运动的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸时的位置以新的动量开始运动,三、相对论的简单知识,例,3.,如图所示，环形导线周围有三只小磁针,a,、,b,、,c,，闭合开关,S,后,三只小磁针,N,极的偏转方向是,(),A.,全向里,B.,全向外,C.a,向里，,b,、,c,向外,D.a,、,c,向外，,b,向里,D,通电螺线管,的磁场就是,环形电流,磁场的叠加。所以环形电流的安培定则也可以用来判定通电螺线管的磁场,这时,大拇指所指的方向是螺线管,内部,的磁场的方向。,3.,通电螺线管周围的磁感线,例,4.,如图所示，当开关闭合时,:(1),判断通电螺线管的磁极；,(2),指出每个小磁针的,N,、,S,极。,N,S,甲,乙,丙,丁,S,N,N,N,N,等效,思考,磁体和电流都能产生磁场,它们的磁场是否有什么联系,?,的磁场,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。,N,S,五、安培分子电流假说,磁体,磁体,磁场,电流,电流,3.,磁现象的电本质：,一切磁场都是由运动电荷产生的；一切磁现象都是运动电荷周围磁场间的相互作用。,运动电荷,磁场,运动电荷,磁场,磁感线,电流,电流的磁效应,产生,描述方法,磁极间的相,互作用规律,方向：小磁针N极指向,磁场客观存在,异名磁极相互吸引,同名磁极,相互排斥,几种磁场,通电直导线的磁场,环形导线周围的磁场,通电螺线管周围的磁场,安培定则：判断磁场方向,1.,磁铁吸引小铁钉与摩擦过的塑料尺吸引毛发碎纸屑两现象比较，下列说,法正确的是（）,A.,两者都是电现象,B.,两者都是磁现象,C.,前者是电现象，后者是磁现象,D.,前者是磁现象，后者是电现象,D,2.,判断两根钢条甲和乙是否有磁性，可将它们的一端靠近小磁针的,N,极,或,S,极。当钢条
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