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第1節(jié) 磁場(chǎng)及其描述 第1課時(shí)
第五章 初識(shí)電磁場(chǎng)與電磁波
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1. 知道磁場(chǎng)的基本特性。
2.知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向、大小、定義式和單位。
3.知道磁感線的定義和特點(diǎn)，知道幾種常見磁場(chǎng)磁感線的空間分布情況。
4.會(huì)應(yīng)用安培定則判斷通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向。
為什么磁體間沒有接觸也會(huì)產(chǎn)生相互作用？為什么通電導(dǎo)線周圍的小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)？
因?yàn)榇朋w或電流周圍的空間存在一種特殊的物質(zhì)——磁場(chǎng)。
同名磁極相斥
1.(1)磁體或電流周圍的空間存在一種特殊的物質(zhì)——磁場(chǎng)，磁場(chǎng)能夠?qū)Υ朋w產(chǎn)生力的作用。
(2)磁場(chǎng)有方向，人們把磁場(chǎng)中某點(diǎn)小磁針靜止時(shí)北極的指向規(guī)定為該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向。
(3)①磁場(chǎng)有強(qiáng)弱，在磁場(chǎng)中的不同位置，其強(qiáng)弱不盡相同。
②磁極：磁體上磁性最強(qiáng)的區(qū)域。
怎樣描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？
磁 場(chǎng)
磁感應(yīng)強(qiáng)度
電場(chǎng)
磁場(chǎng)
＋
研究試探電荷
在電場(chǎng)中的受力情況
電場(chǎng)強(qiáng)度
研究磁體或通電
導(dǎo)體在電場(chǎng)中的受力情況
磁感應(yīng)強(qiáng)度
F
磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量。
思考：通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力與哪些因素有關(guān)
導(dǎo)線長(zhǎng)度、電流大小、磁場(chǎng)的強(qiáng)弱、放置的位置（導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行、垂直及任意夾角受力情況不同）
實(shí)驗(yàn)方法：
控制變量法
①保持磁場(chǎng)和通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度不變，改變電流的大小。
長(zhǎng)度不變，改變電流大小
電流越大，受力越大
②保持磁場(chǎng)和導(dǎo)線中的電流不變，改變通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度。
電流不變，改變導(dǎo)線長(zhǎng)度
長(zhǎng)度越長(zhǎng)，受力越大
1.磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）
（1）定義：
在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的磁場(chǎng)力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度。
（2）定義式：
B=（不成比例關(guān)系）
（3）單位：
特斯拉，簡(jiǎn)稱特，符號(hào)是T
1T=1
①式中B 是比例系數(shù)，它與導(dǎo)線長(zhǎng)度和電流大小都沒有關(guān)系。
②在同一磁場(chǎng)中，無論IL如何變化，B都是相同的。
③在不同磁場(chǎng)中，B 一般不同。
B是能夠反映磁場(chǎng)性質(zhì)的物理量，是由磁場(chǎng)自身決定的，是客觀存在。
應(yīng)用條件：通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直
2.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向
物理學(xué)規(guī)定：
小磁針N極(北極)的受力方向或小磁針靜止時(shí)N極的指向，規(guī)定為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向, 即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。
3.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小
思考：能不能通過N極受力的大小來確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小呢？
斷裂處形成新的N、S極
不能，因?yàn)樾〈裴槻淮嬖趩为?dú)的一個(gè)磁極，它靜止時(shí)兩個(gè)磁極所受合力為零。
磁感應(yīng)強(qiáng)度B 電場(chǎng)強(qiáng)度E
物理意義
定義式
大小
方向
場(chǎng)的 疊加
單位
磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度的比較
描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量
由磁場(chǎng)決定與檢驗(yàn)電流無關(guān)
由電場(chǎng)決定與檢驗(yàn)電荷無關(guān)
磁感線切線方向或
小磁針N極受力方向
電場(chǎng)線切線方向或
放入該點(diǎn)正電荷受力方向
合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于
各磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和
合電場(chǎng)強(qiáng)度等于
各電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和
描述磁場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量
1T=1N/(A)
1N/C=1V/
E=F/q
B=F/IL
（多選）下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的說法中，正確的是(　　)
A．某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是一小段通電導(dǎo)體放在該處時(shí)所受磁場(chǎng)力的方向
B．小磁針N極受磁場(chǎng)力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向
C．垂直于磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向
D．磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向
BD
我們可以用小鐵針或細(xì)鐵屑來反映磁場(chǎng)的分布。
磁感線
1.磁感線
(1)定義：在磁場(chǎng)中畫出的一些有方向的假想曲線，曲線上任意一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致。
A
B
C
(2)特點(diǎn)：
①磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。磁場(chǎng)強(qiáng)的地方，磁感線較密；磁場(chǎng)弱的地方，磁感線較疏。
②磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。
2.勻強(qiáng)磁場(chǎng)：在磁場(chǎng)的某個(gè)區(qū)域內(nèi)，如果各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向都相同，則這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)稱為勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線是一組平行且等距的直線。
B
3.磁鐵的磁感線
條形磁鐵
蹄形磁鐵
如圖所示為某條形磁鐵磁場(chǎng)的部分磁感線。則下列說法正確的是（ ）
A.該磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)
B.a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度小
C.a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大
D.a、b兩點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相
C
如圖所示，把鐵粉均勻撒在水平放置的有機(jī)玻璃板上。接通電源使垂直導(dǎo)線中短暫地通過大電流，同時(shí)輕輕敲打有機(jī)玻璃板，觀察鐵粉的分布情況。再將小磁針放在板上檢測(cè)磁場(chǎng)的方向。
改變電流方向，重復(fù)上述步驟。你觀察到了什么變化？這表明了什么？
小磁針的指向發(fā)生改變。表明通電直導(dǎo)線周圍空間的磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)。
1.直線電流的磁場(chǎng)
安培定則：用右手握住通電直導(dǎo)線，讓伸直拇指的方向與電流方向一致，則四指彎曲的方向就是電流周圍磁感線的環(huán)繞方向。
電流的磁場(chǎng)
2.環(huán)形電流的磁場(chǎng)
環(huán)形電流的磁場(chǎng)可以用安培定則判斷：讓右手彎曲四指的方向與環(huán)形電流的方向一致，則伸直拇指所指的方向就是環(huán)形電流中心軸線處的磁感線方向。
3.通電螺線管的磁場(chǎng)
用右手握住螺線管，讓彎曲四指所指的方向與電流方向一致，則伸直拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向，即拇指指向螺線管的北極。
1.如圖所示，(a)、(b)是直線電流的磁場(chǎng)，(c)、(d)是環(huán)形電流的磁場(chǎng)，(e)、(f)是通電螺線管的磁場(chǎng)，試在各圖中補(bǔ)畫出電流方向或磁感線方向。
×
2.請(qǐng)判斷下列情形中電流的方向。
(1)圖(a)中，當(dāng)電流通過導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線下磁針的N極轉(zhuǎn)向紙外；
(2)圖(b)中，當(dāng)電流通過環(huán)形導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線下磁針的N極轉(zhuǎn)向紙外；
(3)當(dāng)電流通過螺線管時(shí)，磁針N極的指向如圖(c)所示。
磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量
磁感應(yīng)強(qiáng)度
電流的磁場(chǎng)
方向：小磁針靜止時(shí)N極所指的方向
大小：=
通電直導(dǎo)線：拇指→電流，彎曲四指→磁感線
磁感線
通電螺線管：拇指→磁感線，彎曲四指→電流

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