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(共32張PPT)
第十三章 電磁感應與電磁波初步
第1節 磁場 磁感線
課堂引入
你是否感受到，凡是用到電的地方，幾乎都有磁現象相伴隨？你知道電和磁有怎樣的聯系嗎？
一、電和磁的聯系
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一、電和磁的聯系
奧斯特
庫侖
安培
托馬斯·楊
安培寫道：“奧斯特先生…… 已經永遠把他的名字和一個新紀元聯系在一起了！
光現象
磁現象
電現象
力現象
熱現象
奧斯特是第一個發現了電和磁有聯系的人。它的這個發現震動了整個科學界，推動了電磁學的研究。
為此，安培寫道：“奧斯特先生……已經永遠把他的名字和一個新紀元聯系在一起了。”
奧斯特實驗說明：電流對磁體會產生力的作用，電流具有磁效應。
一、電和磁的聯系
奧斯特實驗之后，安培等人又做了很多實驗研究。他們發現，不僅通電導線對磁體有作用力，磁體對通電導線也有作用力。
二、磁場
結論：同方向的電流相互吸引，反方向的電流相互排斥。
既然電流有磁效應，那么電流和電流之間是否也存在著相互作用力呢？
二、磁場
那么，這些相互作用是怎樣發生的
磁體與磁體、通電導線對磁體、磁體對通電導體、任意兩條通電導線之間都有力的作用，這些作用力的
產生都不需
要直接接觸。
F′
F
二、磁場
正像電荷間相互作用通過電場發生，磁體和磁體之間，磁體和通電導體之間，以及通電導體和通電導體之間的相互作用都是通過磁場發生的。
我們如何形象的描述磁場呢？
二、磁場
1.磁場：磁體或電流周圍周圍空間存在的一種特殊物質。
2.基本性質：對放入其中的磁體或電流會產生力的作用。
3.磁場的方向：小磁針靜止時N極的指向。
實驗探究
正像在電場中我們用電場線形象地描述電場一樣，在磁場中，我們用磁感線來描述磁場。
三、磁感線
在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應強度方向一致，這樣的曲線就叫做磁感線。
條形磁鐵磁感線
蹄形磁鐵磁感線
三、磁感線
磁感線的特點：
1.磁感線是假想的曲線；
2.磁場中的任何一條磁感線都是閉合曲線，磁體外部由N極到S極，內部由S極到N極；
4.磁感線的疏密表示磁場的強弱；
3.磁感線不相交、不相切；
5.磁感線上每一點的切線方向即為該點的磁場的方向。
三、磁感線
地球的磁場:
1.地球是一個巨大的磁體。
2.地球周圍空間存在的磁場叫地磁場。
3.地磁場的三大特點
（1）地磁場的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近。
（2）地磁場的方向在南半球斜向上，在北半球斜向下，與地表面并不平行。
（3）在赤道平面上，到地心等距離的各點，地磁場強度相等，且方向水平。
三、磁感線
思考：磁鐵和電流都能產生磁場，電流產生磁場是什么樣的呢？
直線電流的磁感線實驗模擬
直線電流的磁感線動畫模擬
實驗探究
直線電流的磁感線是一圈圈的同心圓，這些同心圓都在跟導線垂直的平面上。實驗表明，改變電流的方向，各點的磁場方向都變成相反的方向。
四、安培定則
安培定則：用右手握住導線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環繞的方向。（也叫右手螺旋定則）
I
縱截面圖
橫截面圖
立體圖
1.直線電流的磁場
表示磁感線垂直紙面向里
表示磁感線垂直紙面向外
表示電流垂直紙面向里
表示電流垂直紙面向外
四、安培定則
環形電流的磁感線實驗模擬
環形電流的磁感線動畫模擬
2.環形電流的磁場
四、安培定則
安培定則二（也叫右手螺旋定則）：讓右手彎曲的四指與環形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環形導線軸線上磁場的方向。
縱截面圖
立體圖
橫截面圖
四、安培定則
通電螺線管的磁感線實驗模擬
通電螺線管的磁感線動畫模擬
3.通電螺線管的磁場
四、安培定則
安培定則二（也叫右手螺旋定則）：讓右手彎曲的四指與環形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環形導線軸線上磁場的方向。
四、安培定則
立體圖
橫截面圖
縱截面圖
與天然磁體的磁場相比，電流磁場的強弱容易控制，因而在實際中有很多重要的應用。
電磁起重機
電動機
電流磁場的應用
磁懸浮列車
電磁彈射裝置
電流磁場的應用
1.分子電流假說：任何物質的分子中都存在環形電流——分子電流，分子電流使每個分子都成為一個微小的磁體。
2.安培分子電流假說對一些磁現象的解釋：
未被磁化的鐵棒
磁化后的鐵棒
B
五、安培分子電流假說
3.安培分子電流假說意義
(1)成功的解釋了磁化現象和磁體消磁現象；
(2)安培分子電流假說揭示了電和磁的本質聯系；
(3)磁現象的電本質：磁鐵和電流的磁場本質上都是運動電荷產生的.
說明：安培提出分子電流假說時，人們還不知道物質的微觀結構、電子繞原子核高速旋轉的說法，所以稱為假說。如今，“假說”已成為真理。
五、安培分子電流假說
課堂小結
奧斯特發現了電流的磁效應
磁場
磁感線
對放入其中的磁體或電流會產生力
安培定則：用右手握住導線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環繞的方向。
（也叫右手螺旋定則）
安培分子電流假說
【典例1】關于磁場，下列說法正確的是（ ）
A．磁場的基本性質是對處于其中的磁體或通電導體有力的作用
B．磁場是看不見、摸不著、實際不存在的，是人們假想出來的一種物質
C．磁場是磁體周圍或通電導體周圍存在的一種物質，有小磁針放入其中時，存在磁場；無小磁針放入時，磁場不存在
D．磁場的存在與否決定于人的思想，想其有則有，想其無則無
典例分析
【正確答案】A
【典例2】如圖所示，在一沿南北方向水平放置的直導線正下方有一小磁針。在導線中通有某一方向電流，小磁針靜止時N極指向西偏北方向，由此可推斷（　　）
A．此時導線中的電流方向為由北向南
B．若導線中通有相反方向的電流，小磁針靜止時N極將指向東偏南方向
C．若將小磁針放置到導線正上方，小磁針靜止時N極仍指向西偏北方向
D．若將導線中的電流增大，小磁針N極將略向西偏轉
典例分析
【正確答案】D
【典例3】為了判斷一個未知正負極的蓄電池的極性，某同學將該蓄電池通過電阻跟螺線管連接起來，發現小磁針的N極立即向螺線管偏轉，如圖所示。用M、N和P、Q分別表示蓄電池和螺線管兩極，下列判斷正確的是（　　）
A．蓄電池M端為正極
B．蓄電池N端為正極
C．螺線管P端為S極
D．螺線管內部磁場方向由P指向Q
典例分析
【正確答案】B
【典例4】下列關于磁場的相關描述及判定，正確的是（　　）
A．圖甲中表示條形磁鐵的磁感線從N極出發，到S極終止
B．圖乙中導線通電后，其正下方小磁針的N極向紙面外轉動
C．圖丙中兩個平行放置的通電線圈之間存在圖示方向的磁場
D．圖丁中通有方向相反電流的兩導線之間存在斥力，兩斥力是一對平衡力
典例分析
【正確答案】C
【典例5】如圖所示，當開關閉合時
(1)判斷通電螺線管的磁極；
（2）指出每個靜止小磁針的N、S極。
N
S
甲
乙
丙
丁
S
N
N
N
N
典例分析
【典例6】在圖中，已知磁場的方向，試畫出產生相應磁場的電流方向
N
S
X
·
典例分析

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