高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 磁场 磁感线备课课件ppt

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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。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。
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。目前，青岛磁悬浮列车时速620km/h。
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？
人们很早就发现电和磁有很多相似的特征：自然界中的磁体总存在着两个磁极，自然界中同样存在着两种电荷。
同名磁极或同种电荷相互排斥，异名磁极或异种电荷相互吸引。这种相似性是否意味着电和磁之间有某种联系呢？
直到19世纪初很多著名的科学家——如库仑、安培、托马斯.杨都认为电与磁是互不相关的两回事。
在18世纪和19世纪之交人们发现，自然界各种运动之间存在着相互联系和转化，这种思想在哲学界和科学界逐渐形成，也影响了奥斯特。
丹麦科学家奥斯特坚信电和磁存在某种联系，并开始不懈的探索。由于受当时一些错误观点影响，奥斯特做了很多实验都以失败告终。
1820年4月，在一次讲课中，他偶然的把一根导线放在一个指南针的上方，通电时，磁针转动了。——首次发现了电和磁的联系。
奥斯特是第一个发现了电和磁有联系的人。它的这个发现震动了整个科学界，推动了电磁学的研究。
为此，安培写道：“奥斯特先生……已经永远把他的名字和一个新纪元联系在一起了。”
奥斯特实验说明：电流对磁体会产生力的作用，电流具有磁效应。
奥斯特实验之后，安培等人又做了很多实验研究。他们发现，不仅通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力。
思考：既然电流有磁效应，那么电流和电流之间是否也存在着相互作用力呢？
磁体与磁体、通电导线对磁体、磁体对通电导体、任意两条通电导线之间都有力的作用，这些作用力的产生都不需要直接接触。
那么，这些相互作用是怎样发生的?
正像电荷间相互作用通过电场发生，磁体和磁体之间，磁体和通电导体之间，以及通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的。
1.磁场：磁体或电流周围周围空间存在的一种特殊物质。
2.基本性质：对放入其中的磁体或电流会产生力的作用。
3.磁场的方向：小磁针静止时N极的指向。
我们如何形象的描述磁场呢？
正像在电场中我们用电场线形象地描述电场一样，在磁场中，我们用磁感线来描述磁场。
在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。
1.磁感线是假想的曲线；
2.磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，磁体外部由N极到S极，内部由S极到N极；
4.磁感线的疏密表示磁场的强弱；
3.磁感线不相交、不相切；
5.磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。
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。
3.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。
磁铁和电流都能产生磁场，电流产生磁场是什么样的呢？
直线电流的磁感线是一圈圈的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。实验表明，改变电流的方向，各点的磁场方向都变成相反的方向。
环形电流的磁感线实验模拟
环形电流的磁感线动画模拟
安培定则二（也叫右手螺旋定则）：让右手弯曲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形导线轴线上磁场的方向。
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。
1.分子电流假说：任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。
2.安培分子电流假说对一些磁现象的解释：
3.安培分子电流假说意义
(1)成功的解释了磁化现象和磁体消磁现象；
(2)安培分子电流假说揭示了电和磁的本质联系；
(3)磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的.
说明：安培提出分子电流假说时，人们还不知道物质的微观结构、电子绕原子核高速旋转的说法，所以称为假说。如今，“假说”已成为真理。
奥斯特发现了电流的磁效应
对放入其中的磁体或电流会产生力
【练习1】（多选）下列关于电场线和磁感线的说法，正确的是A．电场线和磁感线都是假想的曲线B．电场线和磁感线都是闭合的曲线C．电场线和磁感线的疏密都表示场的强弱D．电场线上某点的切线方向表示电场方向，磁感线上某点的切线方向表示磁场方向
【练习2】（2022·四川·乐山市草堂高级中学高二期中）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。进一步研究表明，地球周围地场的磁感线分布示意如图，结合上述材料，下列说法正确的是（　　）A．地理南、北极与地磁场的南、北极是重合的B．地球表面磁场的竖直分量在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D．地磁场对地球赤道上方任意放置的通电导线都有力的作用
【练习3】（2022·江苏连云港·高二期中）如图，小磁针放在线圈中心，且两者处于同一平面内。当在线圈中通入逆时针方向的电流后，小磁针N极的指向是（   ）A．向上 B．向下C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里
【练习4】（2022·广西·高二学业考试）关于图所示的磁场，下列说法中正确的是（　　）A．磁场方向与小磁针静止时南极指向一致B．若知道磁感应强度B与线圈的面积S，则可求出穿过这个面积的磁通量C．a、b两点在同一磁感线上位置不同，但它们的强弱相同D．磁感线不能相交
【练习5】（2022·福建·莆田华侨中学高二阶段练习）如图所示的四个实验，奥斯特用来证明电流能产生磁场的实验是（    ）A．图甲，导线通电后磁针发生偏转B．图乙，通电导线在磁场中受到力的作用C．图丙，当电流方向相同时，导线相互靠近D．图丁，当电流方向相反时，导线相互远离
【练习6】如图所示，系在细线下端的回形针被磁铁吸引，现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了。对回形针失去磁性所作的解释正确的是（　　）A．回形针加热后，内部的磁分子电流消失了B．回形针加热后，内部的磁分子电流反向了C．回形针加热后，内部的磁分子电流排列整齐了D．回形针加热后，内部的磁分子电流排列无序了