磁场及其描述

一、目标与策略明确学习目标及主要的学习方法是提高学习效率的首要条件，要做到心中有数！学习目标：●了解磁现象，理解电流的磁效应及其伟大意义。

●通过磁的相互作用现象，知道磁场的存在和磁场的基本性质。

●了解地磁场的分布以及地磁场对地球生命及人类活动的意义。

●理解磁感线的意义，能够熟练地运用安培定则确定电流的磁场方向。

●理解磁场的方向；理解磁感应强度的定义、磁通量的定义和计算方法；理解匀强磁场的特点以及在匀强磁场中 磁通量的计算。

重点难点：●对磁现象及其电本质的理解，对地磁的理解； ●电流的磁场及方向的判断——安培定则，以及用磁感线表示磁场； ●磁感强度的定义及磁通量的计算。

学习策略：●前面我们学习了电场，磁场与电场对比学习有利于我们更好地理解电场和磁场。

●不同的物理现象之间存在着内在联系，建立事物之间的内在联系是科学探究的重要的思想方法；二、学习与应用回忆初中的知识，回答下列问题：（一）什么是磁体、磁极？磁极间的相互作用是什么？（二）奥斯特实验的现象是什么？它说明了什么问题？知识点一：磁现象（一）磁性、磁体“凡事预则立，不预则废”。

科学地预习才能使我们上课听讲更有目的性和针对知识要点——预习和课堂学习 认真阅读、理解教材，尝试把下列知识要点内容补充完整，带着自己预习的疑惑认真听课学习。

请在虚线部分填写预习内容，在实线部分填写课堂学习内容。

课堂笔记或者其它补充填在右栏。

详细内容请学习网校资源ID ：#tbjx4#214013 知识回顾——复习 学习新知识之前，看看你的知识贮备过关了吗？物质具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。

具有的物体叫磁体。

（二）磁极磁体的各部分磁性强弱不同，磁性的区域叫磁极。

任何磁体都有两个磁极，一个叫南极（又称极），另一个叫北极（又称极）。

（三）磁极间的相互作用同名磁极相互，异名磁极相互。

（四）磁化、磁性材料变无磁性物体为有磁性物体叫，变有磁性物体为无磁性物体叫。

磁性材料可分为软磁性材料和硬磁性材料。

磁化后容易去掉磁性的物质叫磁性材料，不容易去磁的物质叫磁性材料。

知识点二：电流的磁效应（一）电流对小磁针的作用1820年，丹麦物理学家发现，导线通电后，其下方与导线平行的小磁针发生偏转，如图所示。

说明：在做奥斯特实验时，为排除地球磁场的影响，小磁针应放置，通电导线也应放置。

（二）磁铁对通电导线的作用如图所示，磁铁会对通电导线产生力的作用，使导体棒偏转。

（三）电流和电流间的相互作用如图所示，有互相平行而且距离较近的两条导线，当导线中分别通以方向相同和方向相反的电流时，观察到发生的现象是：同向电流相，异向电流相。

知识点三：磁场（一）定义磁体或电流周围存在一种特殊物质，能够传递磁体与磁体、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用，这种特殊的物质叫。

说明：所有的磁作用都是通过磁场发生的，磁场和电场一样，是物质存在的另一种形式，是存在的。

（二）磁场的基本性质对放入其中的磁极、电流或电荷产生力的作用。

（三）磁场的产生（1）永磁体周围存在磁场；（2）周围存在磁场——电流的磁效应；（3）的电荷周围存在磁场——磁现象的电本质。

电流是大量运动电荷形成的，所以运动电荷周围空间也有磁场。

静止电荷周围空间磁场。

（四）磁场的方向物理学上规定：小磁针静止时极所指的方向为该点的磁场的方向。

知识点四：磁现象的电本质（一）安培分子电流假说的内容安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流——电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极。

（二）安培假说对有关磁现象的解释（1）磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分子电流的取向，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性；当软磁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流取向变得时，两端显示较强的磁性作用，形成磁极，软铁棒就被磁化了。

（2）磁体的消磁：磁体的高温或猛烈敲击，即在激烈的热运动或机械运动影响下，分子电流取向又变得，磁体磁性消失。

（三）磁现象的电本质磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由产生的。

说明：（1）根据物质的微观结构理论，原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电，核外电子带负电，核外电子在作用下绕核高速旋转，形成分子电流。

在安培生活的时代，由于人们对物质的微观结构尚不清楚，所以称为“假说”。

但是现在，“假说”已成为真理。

（2）分子电流假说揭示了电和磁的本质联系，指出了磁性的起源：一切磁现象都是由产生的。

知识点五：地球的磁场（一）地磁场地球本身是一个磁体，附近存在的磁场叫地磁场，地磁的南极在地球附近，地磁的北极在地球的附近。

地磁体周围的磁场分布与条形磁铁周围的磁场分布情况相似。

放在地球周围的指南针静止时能够指南北，就是受到了地磁场作用的结果。

（二）磁偏角地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针并准确地指南或指北，其间有一个交角，叫地磁偏角，简称磁偏角。

知识点六：磁感线（一）定义在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的方向都跟这点的磁场方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。

（二）特点（1）磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线越密的地方表示磁场越，磁感线越疏的地方表示磁场越。

（2）磁感线上每一点的方向就是该点的磁场方向。

（3）磁场中的任何一条磁感线都是曲线，在磁体外部由极到极，在磁体内部由极到极。

说明：①磁感线是为了形象地描述磁场而在磁场中假想出来的一组有方向的曲线，客观存在于磁场中的真实曲线。

②磁感线与电场线类似，在空间相交，不能相切，也不能中断。

知识点七：几种电流的磁场方向的判断和磁感线的画法（一）磁铁周围的磁感线分布——请参看网校资源ID：#tbjx30#214013（二）通电直导线周围的磁场（1）安培定则：手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与方向一致，弯曲的四指所指的方向就是环绕的方向，这个规律也叫右手螺旋定则。

（2）磁感线分布如图所示：说明：①直线电流的磁场无磁极。

②磁场的强弱与距导线的有关，离导线越近磁场越，离导线越远磁场越。

③图中的“×”号表示磁场方向垂直纸面，“·”表示磁场方向垂直纸面。

（三）环形电流的磁场（1）磁感线分布如图所示：（2）几种常用的磁感线不同画法。

（四）通电螺线管的磁场（1）磁感线分布如图所示：（2）几种常用的磁感线不同的画法。

说明：①通电螺线管的磁场分布：外部与条形磁铁外部的磁场分布情况相同，两端分别为N极和S极。

管内（边缘除外）是匀强磁场，磁场分布由极指向极。

②环形电流宏观上其实就是只有一匝的通电螺线管，通电螺线管则是由许多匝环形电流串联而成的。

因此，通电螺线管的磁场也就是这些环形电流磁场的叠加。

（五）匀强磁场（1）定义：在磁场的某个区域内，如果各点的磁场强弱和方向都，这个区域内的磁场叫做匀强磁场。

（2）磁感线分布特点：。

（3）产生：距离很近的两个名磁极之间的磁场除边缘部分外可以认为是匀强磁场；相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场也是匀强磁场，如图所示：知识点八：磁感应强度（一）电流元（1）定义：物理学中把很短一段通电导线中的与导线的的乘积IL叫作电流元。

（2）理解：孤立的电流元是不存在的，因为要使导线中有电流，就必须把它连到电源上。

（二）磁感应强度描述磁场和的物理量，用符号“B”表示。

（1）定义：在磁场中于磁场方向的通电直导线，受到的安培力的作用F，跟电流I和导线的乘积IL的比值，叫作通电直导线所在处的磁场的磁感应强度。

（2）物理意义：磁感应强度是描述磁场力的性质的物理量。

（3）公式：（4）单位：在国际单位单位中，磁感应强度的单位是，简称特，符号是T。

即N1T1。

（5）B是量，其方向就是磁场方向，即小磁针静止时极所指的方向。

说明：①磁感应强度是反映磁场性质的物理量，是由决定的，与是否引入电流，与引入的电流是否受力，因为通电导线取不同方向时，其受力大小不尽相同，在定义磁感应强度时，式中F是直导线磁场时受到的磁场力。

②磁感应强度的方向是该处磁场的方向，而F的方向。

知识点九：磁通量（一）定义设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向的平面，面积为S，把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，用字母Φ表示。

（二）公式（1）公式：（2）公式运用的条件：（3）在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ=BS中的S应为平面在于磁感线方向上的投影面积。

此时Φ= ，式中即为面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称为“有效面积”。

（三）单位在国际单位制中，磁通量的单位是 ，简称韦，符号是Wb 。

1 Wb= 。

（四）磁通密度磁感线越密的地方，穿过垂直单位面积的磁感线条数越 ，反之越 ，因此穿过单位面积的磁通量——磁通密度，它反映了磁感应强度的大小，在数值上等于磁感应强度的大小，即B =Φ/S 。

类型一：奥斯特实验例1．在做奥斯特实验时，下列操作中现象最明显的是（ ）A ．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上B ．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方C ．电流沿南北方向放置在磁针的正上方D ．电流沿东西方向放置在磁针的正上方解析：总结升华：类型二：电流之间的相互作用规律例2．家用照明电路中的火线和零线是相互平行的，当用电器工作火线和零线都有电流时，它们将（ ）A ．相互吸引B ．一会儿吸引，一会儿排斥C ．相互排斥D ．彼此不发生相互作用解析：总结升华： 经典例题——自主学习认真分析、解答下列例题，尝试总结提升各类型题目的规律和技巧，然后完成举一反三，以做到融会贯通。

无星号题目要求同学们必须掌握，为基础题型，一个星号的题目综合性稍强。

更多精彩和分析请学习网校资源ID ：#tbjx19#272317类型三：地球的磁场例3．磁感应强度为矢量，它可以分解为几个分量。

（1）如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B，与水平方向的夹角为 ，那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大？（2）如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的，那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大？在极地上空地磁场的水平分量是多大？解析：总结升华：类型四：对磁感应强度定义式的理解☆例4．长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间（匀强磁场）中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度为（）A．等于4 T B．大于或等于4 TC．小于或等于4 T D．上述说法都错误解析：总结升华：类型五：磁感应强度的方向例5．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解析：总结升华：类型六：关于磁感线例6．关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是（）A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的物质B．磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致C．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止D．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的解析：总结升华：类型七：安培定则的应用例7．如图所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N极指向右，试判定电源的正、负极。