3.1 磁现象和磁场
高中物理课件-3.1 磁现象和磁场
电流具有磁效应（电流能够在周围空间产生磁场）
说明：磁铁不是磁场的唯一来源.
奥斯特
电流的磁效应实验
通电导线对磁体具有力的作用
思考：磁体对通电导线是否也具有力的作用？
3、磁体对通电导线的作用力
播放视频“磁体对通电导线的作用力”
结论：
磁体对通电导线具有力的作用
问题：磁体和通电导线之间的相互作用
磁场的基本性质：
对放入其中的磁体或通电导线具有力的作用。
二、磁场
1 、磁场:存在于磁体和通电导线周围空间的一种特殊 物质.
2、来源：磁体、通电导线
3、基本性质：对放入其中的磁体或通电导线具有力
的作用。
①磁体与磁体
②磁体与通电导线
通过磁场来实现的.
③通电导线与通电导线
4、电流的磁效应 通电导线能够在周围空间产生磁场.
第一节 磁现象和磁场
一、磁现象
1.磁性：具有能够吸引铁质物体的性质.
2.磁体：具有磁性的物体.
3.磁极：磁体上磁性最强的部分. 南极:小磁针静止时指向南方的磁极 (又叫S极) 北极: 小磁针静止时指向北方的磁极 (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. 5.磁化与磁退: 磁化:将原来没有磁性的物质变为有磁性的物质的过程 磁退:将原来有磁性的物质变为没有磁性的物质的过程
【问题】
是否只有磁铁周围才存在磁场?
奥斯特生平简介：
1777年8月14日生于丹麦朗格兰德岛 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
高中物理选修31 3.1 磁现象和磁场 课件
磁体
磁体
磁场
电流
电流
地磁场
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
3.地磁的北极在地理的 南极附近,地磁的南极在 地理的北极附近,但两者 并不完全重合,它们之间 的夹角称为磁偏角
沈括《梦溪笔谈》：“方家以 磁石磨针锋，则能指南，然常 微偏东，不全南也”
地球磁场能抵挡宇宙射线，保护地球生命
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/232021/11/232021/11/2311/23/2021 7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪 忍受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/232021/11/23November 23, 2021 8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都 不能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/232021/11/232021/11/232021/11/23
第三章 磁场
1 磁现象和磁场
我国古代的磁：
我国是世界上最早发现磁现象的国家，早在战国末年就有 磁铁的记载：
《管子·地数篇》：“上有慈石者，其下有铜金” 《吕氏春秋·精通》：“慈石招铁，或引之也” “阿房宫·····以慈石为门，怀刃者止之”
《本草纲目》总结并丰富了磁石的医用
忆往昔
同学们，这些仪器能帮助你们吗？
毕 奥
的本质。
奥斯特
1777年8月14日生于丹麦朗格兰 德岛一个药剂师家庭．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
物理3-1 3.1_磁现象和磁场
6、磁场与电流之间的相互作用
结论： 磁体对通电导体有力 的作用。 问题： 磁体和通电导体之 间的相互作用力是通过 什么发生的呢？
电流
磁场
磁体
直线电流磁场的磁感线，是围绕导线的一些同心圆。 如果用小磁针来判定磁场的方向，可以得到下述的安 培定则。
观察直线电流磁感线的形状
通电导线在磁场中受到力的作用
通电导线之间通过磁场发生作用(同向电流)
通电导线之间通过磁场发生作用(反向电流)
问题：电流与电流之间是否有力的作用？
1.同向电流 结论:同向电流相互吸引。 2.反向电流 结论:反向电流相互排斥。
问题： 电流和电流之 间的相互作用力 是通过什么发生 的呢？
5、地球是一个大磁体，它的磁场分布情况与一 个条形磁铁的磁场分布情况相似，以下说法正确 的是( D ) A.地磁场的方向是沿地球上经线方向的 B.地磁场的方向是与地面平行的 C.地磁场的方向是从北向南方向的 D.在地磁南极上空，地磁场的方向 是竖直向下的
奥斯特实验动画
思考： 1、奥斯特实验说明了什么？ 说明了电流对磁极有力的作用，揭示了电和磁 之间有联系。 2、奥斯特实验成功的关键是什么？
通电直导线要南北水平放置,磁针要平行地放置 于导线的下方或者上方。
二、磁场——对比电场学习
1、磁场：磁体周围存在磁场 2、磁场的基本性质：对磁体有力的作用 同名磁极相斥 ，异名磁极相吸 。 3、作用过程：通过磁场实现。 磁体是通过磁场 对铁一类物质发生作用的，磁场 和电场一样，是客观存在的． 4、磁场的方向：规定小磁针北极 受力的方向，也即小磁针静止时北 极所指的方向，就是那一点的磁场 方向．
3.1 磁现象和磁场
3.1 磁现象和磁场磁场是磁体、电流和运动电荷周围存在的一种特殊物质，说它“特殊”是因为它和我们常见的由分子、原子、离子组成的物质不同，它不是以微粒形式存在，而是以一种“场”的形式存在；说它是“物质”是因为它和我们常见的实物一样，具有能量，能对放入其中的磁体、电流和运动的电荷有力的作用，是不依赖于人类的意志而客观存在的特殊物质．本节学习要点1.知道磁场的概念，掌握磁体之间的相互作用规律。
2.体会奥斯特发现电流磁效应的重大意义，明确电和磁之间存在着相互作用。
3.了解地磁场的分布情况和地刺两级的特点。
基础梳理一．磁现象1.磁性：物质具有吸引物体的性质叫做磁性。
2.磁体及磁极具有磁性的物体叫做磁体，磁体中磁性最强的区域叫做磁极。
磁体一般都有两个磁极，一个叫南极，又称S极，另一个叫北极，又称N极。
注：磁体的各部分磁性强弱不同，两极磁性最强，中间部分磁性最弱。
3.磁极间的相互作用规律同名磁极相互，异名磁极相互，磁极间的作用力是相互的，即使磁极间不接触也能发生力的作用。
二.电流的磁效应1.奥斯特实验丹麦物理学家奥斯特做了著名的电流的磁效应的实验——奥斯特实验．实验时，通电直导线要南北方向水平放置，磁针要与导线平行地放在导线的正下方或正上方，以保证电流的磁场与地磁场方向不同而使小磁针发生转动．让电流分别由南向北和由北向南通过。
2．实验结果由于地磁场使磁针指向南北方向，直导线通电后小磁针改变指向说明通电直导线周围产生了磁场，而且仅当电流方向相反时或小磁针位置变化时，小磁针稳定后其N极指向恰好相反。
3.实验结论实验说明：（1）电流周围产生了磁场；（2）电流周围的磁场分布与电流方向有关，与场点的相对位置有关。
三.磁场与地磁场1.地磁两极与地理两极一样吗？(1)地磁的两极与地理的两极并不重合，并且地球的磁极在缓慢移动．地磁轴和地球自转轴两者的夹角约为11°.(2)地磁场分布在磁极的四周，但地磁两极与地理两极差别不是很大，因此可用指南针判断方向．由于磁场对运动电荷有力的作用，故射向地球的高速带电粒子，其运动方向会发生变化，不能直接到达地球．因此地磁场对地球生命有保护作用．(3)若小磁针能浮在空中自由移动，小磁针既不是严格静止在南北方向，又不是严格的水平方向．这说明小磁针所受地磁场的作用力的方向既不是严格的南北方向，也不是严格的水平方向，但差别很小．2．电场和磁场有哪些异同？电场与磁场都是“场”，通过对比可加深对磁场的理解．二者的异同点列表如下：对象内容电场磁场产生电荷周围存在电场磁体或电流周围存在磁场场强大小电场强度：E＝Fq，是反映电场性质的物理量，其中q为检验电荷磁感应强度：B＝FIL，是反映磁场性质的物理量，其中IL为检验电流元，磁场力F的大小与电流I的方向有关，当I垂直于B 时，F最大方向规定：正电荷在电场中某点的受力方向为该点的电场方向规定：小磁针静止时N极在磁场中的受力方向为该点的磁场方向相互作用同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引同名磁极相互排斥异名磁极相互吸引一、电流的磁效应【例1】以下说法中正确的是()A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的C．磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场共同产生的D．磁场和电场是同一种物质答案 A解析电流能够产生磁场，在电流的周围就有磁场存在，不论是磁极与磁极之间、电流与电流之间还是磁极与电流之间的相互作用，都是通过磁场产生的．磁场是一种特殊物质，它的基本性质是对放入磁场中的磁极或电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有静电力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其本身的性质．(1)电流产生的磁场与磁体产生的磁场本质相同；(2)磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间的作用都是通过磁场产生的；(3)注意磁场与电场的区别．二、地磁场【例2】下列说法正确的是()A．磁体上磁性最强的部分叫磁极，任何磁体都有两个磁极B．磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场而发生的C．地球的周围存在着磁场，但地磁的两极与地理的两极并不重合，其间有一个交角这就是磁偏角，磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的D．在地球表面各点磁场强弱相同答案AB解析地磁场类似于条形磁铁的磁场，所以在地球表面赤道上的磁场最弱，选项D不正确．在地球上不同位置，磁偏角的数值是不同的，因此C不正确.1.下列关于磁场的说法中正确的是()A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C．磁极与磁极间是直接发生作用的D．磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生答案 A解析磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质，是不以人的意志为转移的，所以A对，B、D错；磁极与磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间的作用都是通过它们的磁场发生的，并不需要物体之间直接接触，所以C是错误的．2．奥斯特实验说明()A．通电导体的周围存在着磁场B．导体的周围存在磁场C．磁体的周围存在着磁场D．磁场对电流有力的作用答案 A解析实验中导体不通电时小磁针南北方向放置不偏转．通电后，小磁针偏转为东西方向，说明通电导体周围存在磁场，故A正确．3．指南针本身就是一个小磁体，根据已有的磁场知识，你能分析一下，指南针为什么会指南、北吗？答案地磁场的南极(S极)在地球的北端(西经100.5°，北纬75.5°的北美洲帕里群岛附近)，北极(N极)在地球的南端(东经139.9°，南纬66.6°的南极洲威尔斯附近)．根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，小磁针的N极指向地理的北极附近．应注意小磁针的指向并不是正南正北，因为地磁的两极跟地理的两极并不重合，其间的夹角就是地磁偏角，简称磁偏角.题型一磁现象及其成因如图1所示，图1质量为m的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止，此时细绳与竖直方向的夹角为θ，则下列说法中正确的是()A．回形针静止时受到的磁体对它的磁力大小为mgtan θB．回形针静止时受到的细线的拉力大小为mgcos θC．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．原因是回形针加热后，分子电流排列无序了D．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．原因是回形针加热后，分子电流消失了思维步步高回形针受几个力？这几个力在数值上有什么关系？回形针为什么能够被吸引？回形针的磁性来源是什么？用点燃的火柴加热回形针对回形针有什么影响？解析回形针受到重力、绳子的拉力和磁力而平衡，磁力的方向并不是水平方向，所以A、B选项错．点燃火柴会使小磁针内部的分子电流无序，从而使小磁针的磁性消失，所以C对，D错．答案 C拓展探究关于磁场方向的说法，下列叙述正确的是()A．小磁针N极的指向B．小磁针S极的受力方向C．小磁针N极的受力方向D．以上说法都不对答案 C磁体之所以能够显磁性，是因为磁体内部的分子电流规律分布，形成一个个小的规律排列的磁铁.题型二磁场的应用为了使实验小车能在比较光滑的水平道路上运动，同学们设计了以下三种办法，甲同学将电扇固定在小车上，认为打开电风扇后小车会运动；乙同学要求在装着电扇的车上加个帆，并声明帆必须足够大，以集中全部风力；丙同学设想人提着强磁铁站在用钢铁材料制成的车上，如图2所示．则真正能使小车运动的设计是()图2A．甲B．乙C．丙D．三个都不行思维步步高运动的条件是什么？磁铁与人之间的作用力是内力还是外力？解析要想使车运动起来，必须使车和外界发生相互作用，不能是车内部各部分之间发生相互作用．答案 A拓展探究如图3所示，图3A为橡胶圆盘，其盘面竖直．B为紧贴A的毛皮，在靠近盘的中轴上有一个小磁针静止于图示位置．当沿图中箭头的方向转动把手C时，小磁针将发生什么现象？答案见解析解析当转动把手时，A盘边缘处与毛皮摩擦而带有负电荷，随盘做圆周运动形成一个环形电流，电流周围产生磁场，故对小磁针有力的作用，根据安培定则可知，小磁针的N极将发生偏转，沿圆盘的中心轴的方向上，即小磁针的N极向右，S极向左．磁现象有很多应用，其中可以利用磁体间的相互作用吸引物体或者研究受力问题.一、选择题1．关于宇宙中天体的磁场，下列说法正确的是()A．宇宙中的许多天体都有与地球相似的磁场B．宇宙中的所有天体都有与地球相似的磁场C．用指南针可以在任何一个天体上判别方向D．用指南针只能在类似于地球磁场的天体上判别方向答案AD解析不但地球有磁场，宇宙中的许多天体也有磁场，但有些星球的磁场不是全球性的，指南针只能在有全球性磁场的星球上判别方向，否则指南针就不能工作．2．超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是()①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反③超导体使磁体处于失重状态④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡A．①③B．①④C．②③D．②④答案 D解析同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以电流的磁场方向和磁体的磁场方向相反．磁体悬浮在空中，重力和磁力平衡．3．关于磁铁的两个磁极，下列说法中正确的是()A．可以分开B．不能分开C．一定条件下可以分开D．磁铁很小时就只有一个磁极答案 B4．下列说法正确的是()A．只有磁极周围空间存在磁场B．相互接触的两个磁体之间没有磁场力的作用C．磁体对电流有力的作用，电流对磁体没有力的作用D．磁体和电流之间力的作用是相互的，都是通过磁场产生力的作用答案 D5．地球是一个大磁体：①在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的．以上关于地磁场的描述正确的是()A．①②④B．②③④C．①④D．②③答案 D6．如图4所示，图4假设将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将()A．指北B．指南C．竖直向上D．竖直向下答案 B解析地理北极不是地磁S极，小磁针N极的方向和地磁感线方向同向．7．下列所述情况，哪一种可以肯定钢棒没有磁性()A．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的南极，两者互相排斥B．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的南极，两者仍互相吸引C．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的北极，两者仍互相吸引D．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相排斥答案 C二、计算论述题8．地球是个大磁场，在地球上，指南针能指南北是因为受到什么的作用？人类将在本世纪登上火星，目前，火星上的磁场情况不明，如果现在登上火星，你认为在火星上的宇航员能依靠指南针来导向吗？答案地磁场不能解析地球周围有磁场，指南针就是因为受到地磁场的作用力而指南的．火星上磁场情况不明，不能用指南针来导向．9．动手试一试：如图5，图5把一条通电导线平行地放在小磁针的上方，我们发现小磁针发生偏转．当改用两节或者更多的电池时，小磁针偏转的快慢有什么变化？把小磁针放在距离导线稍远的地方进行实验，小磁针偏转的快慢又有什么变化？如果把导线放在与小磁针垂直的上方进行实验，小磁针的偏转又如何？动脑想一想：小磁针的偏转意味着什么？小磁针静止时的指向意味着什么？小磁针偏转的快慢不同又意味着什么？答案变快变慢不偏转小磁针偏转意味着所在处的磁场发生了变化，即电流产生了磁场小磁针静止时的指向与所在处磁场的方向有关，也即磁场是有方向的小磁针偏转的快慢不同意味着所在处的磁场的强弱的不同，也即磁场是有强弱之分的．10．阅读下面的材料，并回答问题：磁力对大脑的影响美国佐治亚州亚特兰大E—mory大学的神经学专家查尔斯做了一个实验．查尔斯让他的同事拉赫大声地数数，而他将一个手机大小的磁线圈对准拉赫的前额．“一、二、三”，拉赫数着．但当查尔斯把线圈开关打开后，拉赫很快就说不出话了，而是含混地重复着类似“四”的声音．查尔斯把开关关上后，拉赫又“四、五、六”地数下去了．太奇怪了！拉赫说：“单词就在嘴边却说不出来，和做梦时手脚不听使唤的感觉一样．”在这个实验中，查尔斯通过磁场刺激，影响了拉赫的一部分大脑．他使用的方法叫穿颅磁力刺激法，简称TMS.TMS的工作原理非常简单：8字形线圈内短暂电流在千分之一秒内产生强磁场，它在小范围内又产生一个电场，作用于大脑表皮下几厘米的地方，从而使大脑的神经细胞反应异常．科学家们一直致力于电磁场对大脑活动影响的研究．TMS可用来刺激运动神经，从而测试受损的大脑和脊椎，并用来治疗抑郁症．通过研究还发现大脑某个特定部位的活动，决定了某一特定的感觉和行为，这是解开大脑如何动作和思维之谜的第一步．手机振铃声刚结束时，天线附近电磁场最强，鉴于磁力对大脑的影响，科学家建议不要在振铃声结束后立即接听，应停顿几秒再接听，影响要小得多．物理是一门实验科学，只有不断实验、实践，才能推动它不断完善、前进．阅读完以上材料，说明磁场对大脑产生了怎样的影响？在日常生活中我们应注意些什么问题？答案磁场对大脑产生了重大影响，使大脑的神经细胞反应异常．日常生活中我们应注意远离磁场源，如变压器、高压输电线，手机振铃结束停几秒再接听．第2节磁感应强度要点磁感应强度定义的理解磁场对于一切有磁性(不论宏观与微观)的物体都会产生力或力矩的作用，使这些物体的状态(这里主要指运动状态)发生改变，从而使人们可以感知磁场的存在．如带电粒子在磁场中运动时，磁力可以使粒子的运动轨迹发生偏转；载流线圈在磁场中，磁力会使线圈发生偏转；小磁针在磁场中，磁力会使小磁针的指向偏离原来地磁场南北极的方向等等．这些现象都可以被我们用来作为定义磁感应强度的依据．本节是运用通电导线在磁场中的受力与电流元的比值来定义磁感应强度的大小B＝FIL，用小磁针静止时N极所指的方向来定义磁感应强度的方向.1.磁感应强度B是由F、I、L三者决定的吗？(1)在定义式B＝FIL中，通电导线必须垂直于磁场方向放置．因为磁场中某点通电导线受力的大小，除和磁场强弱有关以外，还和导线的方向有关．导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同．通电导线受力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零，这可能是电流方向与B的方向在一条直线上的原因造成的．(2)磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质，与F、I、L无关．(3)研究磁感应强度是分步进行的，其方向由磁针受力确定，其大小根据电流元受力来计算．通电导线受力的方向不是磁感应强度的方向．(4)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短很短，IL称作“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”．(5)我们要找的是磁场中某一点磁感应强度的大小，因此要把电流元放入磁场中某一点，这要求电流元要足够的短.2.电场强度与磁感应强度有哪些异同？电场强度磁感应强度定义的依据①电场对电荷q有作用力F②对电场中任一点，Fq＝恒量(由电场决定)③对不同点，一般说恒量的值不同④比值Fq可表示电场的强弱①磁场对直线电流I有作用力F②对磁场中任一点，F与磁场方向、电流方向有关．在只考虑电流方向垂直于磁场方向的情况时，FIL ＝恒量(由磁场决定)③对不同点，一般说恒量的值不同④比值FIL可表示磁场的强弱定义 E＝FqB＝FIL物理意义 E在数值上等于电场对单位电荷作用力的大小 B在数值上等于垂直于磁场方向长1 m、通入的电流为1 A的导线所受安培力的大小方向是一个矢量某点的电场强度方向就是通过该点的电场线的切线方向，也是放入该点正电荷的受力方向是一个矢量某点的磁感应强度方向就是通过该点的磁感线的切线方向，也是放入该点小磁针N极受力方向．(实际上通电导线受力方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直)大小可以用电场线形象地表示——切线方向表示E的方向，疏密程度表示E的大小可以用磁感线形象地表示——切线方向表示B的方向，疏密程度表示B的大小单位 1 N/C＝1 V/m 1 T＝1 N/(A•m)一、磁感应强度B的定义【例1】由定义式B＝FIL可知，磁场中某处的磁感应强度大小()A．随IL的乘积的增大而减小B．随F的增大而增大C．与F成正比，与IL成反比D．与F及IL无关，由F和IL的比值确定答案 D解析磁场中某一点的磁感应强度是由形成磁场的磁体或电流的强度与分布情况决定的，与放入其中的电流元无关，电流元所起的作用仅仅是对磁场进行探测，从而确定该点磁场的磁感应强度，因此本题答案为D.二、与磁感应强度相关的计算【例2】有一小段通电导线，长为1 cm，电流强度为5 A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B一定是()A．B＝2 T B．B≤2 TC．B≥2 T D．以上情况都有可能答案 C解析本题考查磁感应强度的定义，应知道磁感应强度的定义式中的电流是垂直于磁场方向的电流．如果通电导线是垂直磁场方向放置的，此时所受磁场力最大F＝0.1 N，则该点的磁感应强度为B＝FIL＝0.15×0.01 T＝2 T如果通电导线不是垂直磁场方向放置的，则受到的磁场力小于垂直放置时的受力，垂直放置时的受力将大于0.1 N，由定义式可知，B将大于等于2 T.1.下列说法中正确的是()A．电荷在某处不受静电力的作用，则该处的电场强度为零B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的静电力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱答案AC解析把电荷放入某处，如果电荷没有受到静电力的作用，则该处不存在电场或该处的电场强度为零，故A对；把通电直导线放入某处，如果放置不合适，即使有磁场存在，通电直导线也不受磁场力的作用，故B错；由电场强度的定义式E＝Fq知，电场强度等于试探电荷受到的静电力F与所带电荷量q 的比值，故C对；磁感应强度的定义式B＝FIL的成立是有条件的，即通电导线与磁场方向垂直，否则该定义式不成立，故D错．2．把小磁针N极向东置于地磁场中，放手后小磁针将(从上向下看) ()A．顺时针转B．逆时针转C．不动D．无法判定答案 B3．下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是()A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B．小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向答案BD解析磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向，磁场方向也就是小磁针N极受力的方向．但电流受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向．4．在匀强磁场中，磁感应强度B为2×10－4 T．有一根长为0.4 m的通电导线(垂直于磁场方向)在磁场中受到的磁场力为0.016 N，求导线中电流的大小．答案200 A解析由于F＝BIL，所以I＝FBL＝0.0162×10－4×0.4 A＝200 A.题型一磁感应强度的定义在磁感应强度的定义式B＝FIL中，有关各物理量间的关系，下列说法中正确的是()A．B由F、I和L决定B．F由B、I和L决定C．I由B、F和L决定D．L由B、F和I决定思维步步高磁场具有什么性质？什么是磁感应强度？磁感应强度是不是由电流和受力决定的？解析磁感应强度是磁场中某点的固有性质，与放入什么样的导线无关，电流是由导线的电阻和导线两端的电压决定的，而导线长度更是与磁场没有关系，在放入磁场前就确定了．答案 B拓展探究如图1所示，图1一根长为L的细铝棒用两个劲度系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当棒中通以向右的电流I时，弹簧缩短Δx，若通以向左的电流，也是大小等于I时，弹簧伸长Δx，则磁感应强度B值为()A.kΔxILB.2kΔxILC.kILΔxD.2ILkΔx答案 A解析设不通电时，弹簧长为x，则通向右的电流时，有k(x－Δx)＝mg－BIL.通向左的电流时，有k(x ＋Δx)＝mg＋BIl.解得B＝kΔxIL.磁感应强度的定义方法是利用通电导线在磁场中的受力来进行的，要注意导线放置方向会对受力大小产生影响.题型二磁感应强度的理解有关磁感应强度的下列说法中，正确的是()A．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C．若有一小段长为L，通以电流为I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是FILD．由定义式B＝FIL可知，电流强度I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小思维步步高磁感应强度的定义式及定义式成立的条件是什么？定义式中各物理量之间有怎样的关系？磁场的磁感应强度是由什么来决定的？解析磁感应强度的引入目的就是用来描述磁场强弱，因此选项A是正确的；磁感应强度是与电流I 和导线长度L无关的物理量，且B＝FIL中的B、F、L相互垂直，所以选项B、C、D皆是错误的．答案 A拓展探究下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法，正确的是()A．电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同B．电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同C．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同D．磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同答案BCD解析电场强度的方向就是正电荷受的电场力的方向，磁感应强度的方向是小磁针N极受力的方向．B＝FIL是磁感应强度的定义式，B由磁场本身决定，而与F、I、L无关.一、选择题1．下列关于磁感应强度大小的说法正确的是()A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关答案 D解析因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关，所以A选项错，D选项正确．因为通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故B选项错．对C选项虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的方向不同时，导线所受安培力是不相同的(导线与磁场垂直时受安培力最大，与磁场平行时受安培力为零)，而C选项中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以C选项错．2．有检验电流元长1 cm，并通以1 A的电流，把它垂直于磁场方向放于磁场中的某点时，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度的大小为()。
3.1磁现象和磁场
第三章磁场第一节磁现象和磁场学习目标1、了解电流的磁效应及其发现过程，体会奥斯特实验的意义。
2、知道磁场的基本特性，了解地球的磁场。
3、关注磁现象在生活和生产的应用。
B案自学园地一、磁现象1、磁现象是磁铁能够吸引__________物体的现象，这种性质叫磁性。
2、磁体两极磁性最强，称________，每块磁铁都有两极。
静止时指南的磁极叫南极，又叫_______，指北的磁极叫北极，又叫_______，同名磁极，异名磁极__________。
二、电流的磁效应1、奥斯特实验：奥斯特发现，电流能使磁针_______________。
2、不仅磁体能产生磁场，电流也能产生磁场，这个现象称为电流的__________。
三、磁场1、磁体、通电直导线周围都存在__________。
2、磁体与磁体之间、磁体与_______之间，通电直导线之间的相互作用，都是通过_______发生作用的。
四、地磁场1、地球本身是一个大磁体，它的N极位于__________附近，S极位于________附近。
2、地球的地理两极与地磁两极___________，如图所示，磁针的指向与南北方向有一个夹角，这个夹角称为__________。
C案例1、铁棒A能吸引小磁针，铁棒B能排斥小磁针，若将铁棒A靠近铁棒B，则（）A．A、B一定互相吸引B．A、B一定相互排斥C．A、B之间有可能无磁场力的作用D．A、B可能相互吸引，也可能相互排斥问题探究一：奥斯特发现电流磁效应现象中，通电导线应如何放置时小磁针偏转情况最明显？针对练习1、在做“奥斯特实验”时，下列操作现象中最明显的是（）A、沿电流方向放置小磁针，使磁针在导线的延长线上B、沿电流方向放置小磁针，使磁针在导线的正上方C、电流沿南北方向放置在小磁针的正上方D、电流沿东西方向放置在小磁针的正上方针对练习2、下列说法正确的是（）A、磁极和电流间的相互作用力是磁极的磁场和电流的电场产生的B、磁极和电流间的相互作用是通过磁场产生的C、电流和电流间的相互作用是通过电场产生的D、电流和电流间的相互作用是通过磁场产生的例2、在地球表面的某位置，发现能自由转动的小磁针静止时N极指向地面，则该位置是：A、地理北极附近B、地理南极附近C、赤道附近D、无法确定当堂检测：1、下列说法正确的是（）A、任何磁体都具有N极和S极两个磁极B、奥斯特实验说明了电流周围存在磁场C、通电导体之间也存在着相互作用，它们是通过电场相互作用的D、地磁场的N极与地理的南极重合，地磁场的S极与地理的北极重合2、下列关于磁场的说法中，正确的是（）A、磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B、磁极和磁极之间是直接发生作用的C、磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的D、磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生A案1、首先发现电流磁效应的科学家是（）A、安培B、奥斯特C、库仑D、麦克斯韦2、奥斯特实验说明了（）A、磁场的存在B、磁场具有方向性C、通电导线周围存在磁场D、磁体间有相互作用3、下列可能发生相互作用的是A、静止电荷对固定的通电直导线B、固定磁场对静止电荷C、磁铁对静止电荷D、磁铁对电流4、如图所示，通电直导线处在蹄形磁铁两极间，受到力F的作用发生偏转，以下说法正确的是A、这个力F是通过磁场产生的B、这个力F没有反作用力C、这个力F的反作用力作用在通电导线上D、这个力F的反作用力作用在蹄形磁铁上5、磁体与磁体间，磁体与电流间，电流与电流间相互作用的示意图，以下正确的是（）A 磁体←→磁场←→磁体B 磁体←→磁场←→电流C 电流←→电场←→电流D 电流←→磁场←→电流。
课件6：3.1磁现象和磁场
解析：军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰 接近磁性水雷时，由磁极间的相互作用就会使水雷中的小磁针 发生转动，而发生爆炸，B选项正确．
答案：B
THANK YOU
A．①②④
B．②③④
C．①⑤
D．②③
【解析】 地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其特点主要有：
(1)地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近． (2)地磁场的水平分量总是从地理南极指向北极，而竖直分量 则南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下． (3)在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁场的强度相 等，且方向水平向北．故正确答案为D． 【答案】 D
第3章 磁场 第1节 磁现象和磁场
学习目标 1．了解电流的磁效应．了解电流磁效应的发现过程，体 会奥斯特发现的重要意义． 2．知道磁场的基本特性．了解地球的磁场． 3．了解我国古代在磁现象方向的研究成果及其对人类文 明的影响．关注磁现象在生活和生产中的应用．
要点一 磁现象 1．磁性：物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性． 2．磁体：具有磁性的物体叫磁体． 3．磁极：磁体的各个部分磁性强弱不同，磁体上磁性最强的 区域叫磁极． (1)两极：任何磁体都有两个磁极，一个叫南极(又称S极)，另 一个叫北极(又称N极)．
【答案】 D
【方法总结】 所有的磁作用都是通过磁场发生的．磁场与电场一样，都是 场物质．它不是以微粒形式存在的，而是以一种“场”的形 式存在；虽然我们看不见它，也摸不着它，但我们可以通过 一些方法和手段来感受到它的存在．
题型2、对地磁场的理解
地球是一个大磁体：①在地面上放置一个小磁针，小磁针的 南极指向地磁场的南极；②地磁场的北极在地理南极附近； ③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向 相对地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁场方向都是 和地面平行的．以上关于地磁场的描述正确的是( )
磁现象和磁场1
一、磁现象
１、天然磁石吸引铁器
永磁体
磁现象
2、磁体吸引铁质物体的性质—— 磁性 3、磁体中磁性最强的部分—— 磁极
南极S
北极N
4、磁极间的作用： 同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引
5、我国古代对磁现 象的认识及应用
——指南针
司南
罗盘
6、电与磁的相互联系现象的发现及第二次产业革命
也就是说,大姆指指向通电螺线管的北极.
Ｓ
Ｎ 通电螺线管磁场磁感线的分布
思考2:奥斯特电流磁效应通电导线 应沿何方向放置？东西？南北？
三 、磁现象的电本质
甲 磁性材料
一根软铁棒，内部各分子电流 的取向是杂乱无章的，它们的 磁场互相抵消，对外不显磁性
当软铁棒受到 磁体受到高温或 外界磁场的影 受到猛烈的敲击 响
奥斯特发现电流的磁效应—— “电能产生磁”
法拉第发现了电磁感应现象—— “磁能产生电”
7、信息技术中的磁现象 磁带、磁盘、磁鼓、磁卡等
8、生物体中的磁现象 脑磁图检测、核磁共振断层成像装置
二、磁场—客观存在的物质 磁感线——人为画出的假想曲线
1、磁体的磁场
条形磁铁外 部的磁感线
Ｎ
Ｓ
2 .蹄型磁铁（Ｕ型磁铁）外部磁感线
Ｎ Ｓ
磁感线的特点
（1）磁感线是假想曲线 （2）磁感线的疏密程度——磁场强弱
磁感线的切线方向——磁场方向 （3）任何两条磁感线都不能相交 （4）磁感线都是闭合曲线，磁体外部从N极
指向S极，磁体内部从S极指向N极
磁场方向的描述
• 磁感线的切线方向 • 小磁针静止时N极的指向 • 小磁针N极的受力方向
B I
立体图
I B
高中物理选修3-1 3.1磁现象和磁场
2．电流的磁效应 (1)发现：1820 年，丹麦物理学家 奥斯特 在一次讲课中，把 导线沿南北方向放置在一个带玻璃罩的指南针上方，通电时磁针 转动了． (2)实验意义：电流磁效应的发现，首次揭示了电与磁 之间的 联系，揭开了人类对电磁现象研究的新纪元．
第三章 磁场 第1课时 磁现象和磁场
[学习目标] 1.知道磁场的概念，认识磁场是客观存在的物质． 2.了解磁现象及电流的磁效应．(重点) 3．利用类比的方法，通过电场的客观存在性去理解磁场的 客观实在性．(难点) 4.通过类比的学习方法，体会磁现象的广泛存在性、应用 性．(难点)
知识1、磁现象和电流的磁效应
素能培养 1．地磁场的方向 地磁 N 极位于地理南极附近，地磁 S 极位于地理北极附近， 但它们位置的差别不是很大，因此我们一般认为： (1)地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场 方向竖直向下．
(2)在赤道正上方，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱 相同，且方向水平向北．
(3)在南半球，地磁场方向向北偏向上方；在北半球，地磁场 方向向北偏向下方．
3．地磁场 (1)地磁场：地球本身是一个磁体，N 极位于地理南极 附近， S 极位于 地理北极 附近．自由转动的小磁针能显示出地磁场的 方向，这就是指南针的原理．
(2)磁偏角： 小磁针 的指向与正南方向之间的夹角，如图. (3)太阳、月亮、其他行星等许多天体都有磁场．
素能培养 1．磁场的存在：磁体的周围、电流的周围都存在磁场． 2．磁场的客观性：磁场虽然看不见、摸不着，不是由分子、 原子组成的，但却是客观存在的．场和实物是物质存在的两种形 式． 3．磁场的基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作 用．磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互 作用都是通过磁场发生的．
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3.1 磁现象和磁场
知识与技能：
1．了解磁性、磁极的概念。
2．了解电流的磁效应，领会发现电流磁效应的意义
3．知道磁体和通电导体周围都有磁场，磁体与磁体、磁体与通电导体、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。
过程与方法：
1．通过类比电场使学生理解和掌握磁场的基本知识概念与特征，
2.通过奥斯特实验了解电与磁的联系
情感态度与价值观：
了解我们中国对磁的研究与辉煌，体验地磁的存在与作用，体验电流的磁效应，感受磁性材料，感悟磁与人类文明。
教学重点：了解地磁与电流的磁效应—奥斯特实验。
教学难点：对地磁与磁性材料的认识与了解
[创设情景，导入新课]
播放魔术视频：
问：磁——你了解多少？（由同学回答）
指南针、磁铁吸引铁钉、司南等。
[合作交流，探究新知]
一、磁现象
1.司南与生活中的磁现象。
2.天然磁体的成分：Fe3O4；现在使用的磁体的构成：铁、钴、镍等金属或用某些氧化物制成的。
问题1：磁体的基本性质是什么？
3.磁性：磁体本身之间的相互作用、磁体吸引铁质物体的性质。
问题2：磁体的磁性处处相同吗？
4.磁极：北极（N）、南极（S）
问题3：N、S是如何确定的？
N极、S极的规定：将小磁针悬挂，静止时指向南的叫南极，指向北的叫北极。
问题1：磁极之间具有：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
谁也具有类似性质？
电荷：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
问题2：磁现象与电现象的类似，是否电与磁之间存在着某种联系？不可能？可能？
介绍科学家的坚定的信念与执着。
（有依据的猜想）
问题3：有磁与电相关的历史事实吗？
1731年，一位英国商人发现，雷电过后，他的一箱刀叉竞有了磁性
1751年，富兰克林发现莱顿瓶放电使缝衣针磁化
问题4：你相信电与磁一定有联系吗？
电荷可以单独存在，而磁极总是成对出现，当初很多科学也不支持电与磁有联系。
二、电流的磁场
1.奥斯特实验
直到1820年，丹麦物理学家，奥斯特发现电流的磁效
应，才真正揭示电与磁的联系。
介绍奥斯特发现电流的磁效应的偶然与必然：1820
年4月在一次讲课中，他偶然将导线沿南北放置，结果奇迹发生了。
问题：奥斯特实验说明了什么？说明通电导线周围存在磁场，电生磁成为事实。
2.磁场对电流的作用（动画展示）
3.电流对电流的作用（动画展示）
问题1：通电导线与磁体之间发生作用的时候，相互直接接触了吗？
没有，这就类似于电荷之间的相互作用。
于是我们认为磁体或电流周围存在一种物质，这种物质能够传递磁体与磁体，磁体与电流，电流与电流之间的相互作用，我们把这种物质就叫做磁场。
三、磁场
1.什么是磁场：磁场就是磁体或电流周围存在的一种特殊的物质。
问题2：磁场的最基本的特性是什么？
2.磁场的基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用
问题1：指南针给我们带来了什么启示？地球存在磁性，地球是个大磁体。
四、地球的磁场
问题2：地磁的南北极与地理的南北极的关系如何？
展示图片：地磁场的北磁极（N极）在地球的南端；地磁场的南磁极（S极）
在地球的北端。
类似于条形磁铁周围的磁场
问题3：地磁的两极与地理的两极完全重合吗？不重合。
存在一个磁偏角。
地球上不同的地方磁偏角不同，并在缓慢地变化。
问题4：其他天体有磁性吗？许多天体有磁性：太阳、月亮都有磁性。
但火星上没有磁性。
[课堂小结]。