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第十三章 電磁感應(yīng)與電磁波初步
第1節(jié) 磁場(chǎng) 磁感線
上海磁懸浮列車加速到平穩(wěn)運(yùn)行之后，速度是430千米每小時(shí)，速度之高竟超過(guò)了F1賽車的最高時(shí)速，這其中包含的物理知識(shí)是什么呢？
1.了解磁現(xiàn)象，知道電和磁的聯(lián)系
2.知道磁場(chǎng)的基本特性。知道磁感線和幾種常見(jiàn)磁感線的空間分布情況。
3.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。
4.了解安培分子電流假說(shuō)。
一、電和磁的聯(lián)系
自然界中的磁體總存在著兩個(gè)磁極，自然界中同樣存在著兩種電荷。
兩種電荷
兩個(gè)磁極
同名磁極或同種電荷相互排斥，異名磁極或異種電荷相互吸引。
這種相似性是否意味著電和磁之間有某種聯(lián)系呢？
+
-
-
+
熱機(jī)做功：
摩擦生熱：
這種相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化的思想，影響了奧斯特。
1.各種運(yùn)動(dòng)之間存在著相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化
熱能→機(jī)械能
機(jī)械能→熱能
奧斯特：通電直導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)
電能生磁，即電流的磁效應(yīng)
奧斯特
發(fā)表論文
（1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:
2、奧斯特實(shí)驗(yàn)
（2）操作技巧:
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
（4）實(shí)驗(yàn)意義:
當(dāng)給導(dǎo)線通電時(shí),與導(dǎo)線平行放置的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng).
為了排除地磁場(chǎng)的影響,導(dǎo)線應(yīng)沿南北方向水平放置在小磁針的正上方.
電流具有磁效應(yīng),即電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng).
首次揭示了電與磁之間的聯(lián)系,揭開(kāi)了人類對(duì)電磁現(xiàn)象研究的新紀(jì)元.
磁體對(duì)電流有力的作用
二、磁場(chǎng)
安培等人又做了很多實(shí)驗(yàn)研究。他們發(fā)現(xiàn)，不僅通電導(dǎo)線對(duì)磁體有作用力，磁體對(duì)通電導(dǎo)線也有作用力。
電流對(duì)電流有力的作用
同方向電流相互吸引，反方向電流相互排斥
二、磁場(chǎng)
那么，這些相互作用是怎樣發(fā)生的
①磁體與磁體之間
②通電導(dǎo)線對(duì)磁體
③磁體對(duì)通電導(dǎo)體
④任意兩條通電導(dǎo)線之間
這些作用力都是不需要相互接觸，就能產(chǎn)生。
電荷周圍存在電場(chǎng)
磁場(chǎng)：
磁體和電流周圍空間客觀存在的一種特殊物質(zhì)。
基本性質(zhì)：
對(duì)放入其中的磁體或通電導(dǎo)體有磁力的作用。
那么，我們?nèi)绾蝸?lái)形象地描述磁場(chǎng)呢
三、磁感線
在磁場(chǎng)中小磁針靜止時(shí)N極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向。
演 示
觀察常見(jiàn)磁場(chǎng)的分布
條形磁鐵
沿磁場(chǎng)中的細(xì)鐵屑畫出一些曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)磁場(chǎng)的方向一致，這樣的曲線就叫作磁感線。
①磁感線都是閉合曲線:
在外N→S極；
②磁感線疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。
→假想的
在內(nèi)S→N。
四、安培定則
安培定則：
右手導(dǎo)線
拇指電流
四指感線
①直線電流磁場(chǎng)方向的判定
②環(huán)形電流磁場(chǎng)方向的判定
安培定則：
四指電流
拇指磁感線N方向
右手導(dǎo)線
③通電螺旋管磁場(chǎng)方向的判定
許多環(huán)形電流組成的
安培定則：
四指電流
拇指磁感線N方向
右手導(dǎo)線
所以可以看出直線電流的安培定則是基本的，其它兩種都可以由它導(dǎo)出。
磁場(chǎng)的幾種表示圖
垂直紙面向外
＋
垂直紙面向里
立體圖
俯視圖
側(cè)視圖
電流、磁感線
五、電流磁場(chǎng)的應(yīng)用
與天然磁體的磁場(chǎng)相比，電流磁場(chǎng)的強(qiáng)弱容易控制，因而在實(shí)際中有很多重要的應(yīng)用。
①電磁起重機(jī)
②電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)
③磁浮列車
④電磁彈射裝置
科學(xué)漫步
安培
安培分子電流假說(shuō)
1.(多選）如圖，一束帶電粒子沿水平方向平行的飛過(guò)磁針上方時(shí)，磁針的N極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，則這束帶電離子可能是（　　）
A.向右飛行的正粒子束
B.向左飛行的正離子束
C.向右飛行的負(fù)粒子束
D.向左飛行的負(fù)離子束
Ｎ　
AD
2.如圖所示，環(huán)形導(dǎo)線周圍有三只小磁針a、b、c，閉合開(kāi)關(guān)S后, 三只小磁針N極的偏轉(zhuǎn)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
3.物理實(shí)驗(yàn)都需要有一定的控制條件，奧斯特做電流的磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)排除地磁場(chǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。關(guān)于奧斯特的實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.該實(shí)驗(yàn)必須在地球赤道上進(jìn)行
B.通電直導(dǎo)線應(yīng)該豎直放置
C.通電直導(dǎo)線應(yīng)該沿東西方向水平放置
D.通電直導(dǎo)線應(yīng)該沿南北方向水平放置
D
磁場(chǎng)和磁感線
1、電與磁的聯(lián)系：奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)
2、磁場(chǎng)
存在：磁體周圍、電流周圍、地磁場(chǎng)
性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁體或電流有力的作用
方向：與放入該點(diǎn)的小磁針的N極的受力方向一致
3、磁場(chǎng)線
定義：為形象描述磁場(chǎng)而引入的一系列假想曲線，本身并不存在。
特點(diǎn)：
4、電流周圍磁感線的判斷的方法：安培定則（右手螺旋定則）
（1）磁感線是封閉曲線。外部由N極指向S極， 內(nèi)部由S極回到N極
（2）磁感線的切線方向，表示磁場(chǎng)的方向
（3）磁感線密的地方磁場(chǎng)強(qiáng)，磁感線疏的地方磁場(chǎng)弱
（4）磁感線不會(huì)相交
5、地磁場(chǎng)分布
6、安培分子電流假說(shuō)：磁鐵和電流的磁場(chǎng)本質(zhì)上都是由運(yùn)動(dòng)的電荷產(chǎn)生的

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