安培分子电流假说 磁性材料
磁介质的安培定律
B =μ H 对于铁磁质，B 与H之间的关系比较复杂， 磁导率 μ 不是一个常量。
由实验所测定的 B 与 H 之间的关系曲线 称为磁化特性曲线。
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磁介质中的磁场
5、抗磁质磁化机理 ——电子的轨道在外磁场的作用下发生变化 无外磁场： 分子中每个电子轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和不为零， 但是分子全部轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和等于零。 即分子的固有磁矩等于零，所以在没有外磁场时， 抗磁质并不显磁性。 加外磁场： 分子中每个电子的轨道运动将受到影响，从而引起 附加的轨道磁矩——其方向与外磁场方向相反，就要 出现与外磁场方向相反的附加磁场， 于是抗磁质的磁感应强度比外磁场的磁感应强度要 略小一点。
H
B
分布电流
3.磁介质中的安培环路定理
磁场强度沿任何闭合回路的线积分， 等于通过该回路包围传导电流的代数和。
传导电流
H dl I i
l
※ ①磁场强度是描述磁场的辅助物理量，其单位： A· m-1 Idl r 1 Idl r ②毕奥-萨伐尔定律 dB dH 3 4 r 4 r 3
2.磁场强度 H
B dl B dl 0 I i 0 ( NI I s )
l AB
设长直螺线管中充满各向同性均匀磁介质 由 B B0 B 取闭合回路ABCDA
磁场中某点磁感强度B 与同一点磁导率μ的比 值 ——磁场强度
本讲主要内容
安培定律
dF Idl B F l Idl B
高中物理 磁场专题!
知识组1磁现象和磁场一.磁现象和电流的磁效应1．磁现象(1)磁性和磁体物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。
具有磁性的物体叫磁体。
(2)磁极磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极。
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)。
(3)磁极间的相互作用同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
(4)磁化和去退磁使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化；反过来，磁化后的物体失去磁性的过程叫做退磁或去磁。
(5)磁性材料磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成，如铁、钴、镍等．它一般分为两类，即软磁性材料和硬磁性材料。
其中磁化后容易去磁的为软磁性材料，不容易去磁的为硬磁性材料。
【说明】物体磁化后的磁极与使该物体产生磁性的磁体的相邻磁极互为异名磁极。
2.电流的磁效应(1)奥斯特实验①1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，沿南北方向放置的导线通电后，其下方与导线平行的小磁针会发生偏转。
②奥斯特实验的意义：发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系。
【注意】在做“奥斯特实验时”，为减弱地磁场的影响，通电导线应南北放置，且放在小磁针的正下方或正上方(不应将小磁针放在通电导线的延长线上)。
因为小磁针静止时指向南北方向，若将导线东西放置，小磁针可能不偏转。
③电流的磁效应：通电导线周围有磁场，即电流的周围有磁场，电流的磁场使放在导线周围的磁针发生偏转，磁场的方向跟电流的方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。
(2)磁铁对通电导线的作用如图所示，磁铁对通电导体棒产生力的作用，使导体棒运动。
(3)电流和电流间的相互作用①如图所示，相互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或方向相反的电流时，观察到发生的现象是：通同向电流的两根导线会靠近，通异向电流的两根导线会远离。
②结论：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。
二.磁场和地磁场1．磁场(1)磁场的定义磁体或电流周围空间存在的一种特殊物质，磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用，是通过磁场发生的。
分子电流假说
分子电流假说为了解释永磁和磁化现象，安培提出了分子电流假说。
安培认为，任何物质的分子中都存在着环形电流，称为分子电流，而分子电流相当一个基元磁体。
当物质在宏观上不存在磁性时，这些分子电流做的取向是无规则的，它们对外界所产生的磁效应互相抵消，故使整个物体不显磁性。
在外磁场作用下，等效于基元磁体的各个分子电流将倾向于沿外磁场方向取向，而使物体显示磁性。
磁现象和电现象有本质的联系。
物质的磁性和电子的运动结构有着密切的关系。
乌伦贝克与哥德斯密特最先提出的电子自旋概念，是把电子看成一个带电的小球，他们认为，与地球绕太阳的运动相似，电子一方面绕原子核运转，相应有轨道角动量和轨道磁矩，另一方面又绕本身轴线自转，具有自旋角动量和相应的自旋磁矩。
施特恩-盖拉赫从银原子射线实验中所测得的磁矩正是这自旋磁矩。
（现在人们认为把电子自旋看成是小球绕本身轴线的转动是不正确的。
）电子绕原子核作圆轨道运转和绕本身的自旋运动都会产生电磁以太的涡旋而形成磁性，人们常用磁矩来描述磁性。
因此电子具有磁矩，电子磁矩由电子的轨道磁矩和自旋磁矩组成。
在晶体中，电子的轨道磁矩受晶格的作用，其方向是变化的，不能形成一个联合磁矩，对外没有磁性作用。
因此，物质的磁性不是由电子的轨道磁矩引起，而是主要由自旋磁矩引起。
每个电子自旋磁矩的近似值等于一个波尔磁子。
是原子磁矩的单位，。
因为原子核比电子重2000倍左右，其运动速度仅为电子速度的几千分之一，故原子核的磁矩仅为电子的千分之几，可以忽略不计。
孤立原子的磁矩决定于原子的结构。
原子中如果有未被填满的电子壳层，其电子的自旋磁矩未被抵消，原子就具有“永久磁矩”。
例如，铁原子的原子序数为26，共有26个电子，在5个轨道中除了有一条轨道必须填入2个电子（自旋反平行）外，其余4个轨道均只有一个电子，且这些电子的自旋方向平行，由此总的电子自旋磁矩为4 。
安培分子电流假说解读
3．磁性材料有着广泛的应用，不同的磁性材料应 用于不同的场合．
例：一根软铁棒放在磁铁附近被磁化， 这是因为在外磁场的作用下（ ）
A．软铁棒中产生了分子电流 B．软铁棒中分子电流消失 C．软铁棒中的分子电流取向变得杂乱无章
D．软铁棒中的分子电流取向变得大致相同
解析：
软铁棒未被磁化时，内部各分子电流的取向 是杂乱无章的，它们磁场相互抵消，对外不显 磁性，铁棒被磁化，两端 对外显示出较强的磁性．
2．磁性材料的分类 （1）根据物质在外磁场中表现出的特性来分，可粗 略地分为三类：顺磁性物质，抗磁性物质，铁磁性 硬质． ①弱磁性物质：顺磁性物质和抗磁性物质称为驻磁 性物质． ②强磁性物质：铁磁性物质称为强磁性物质．
③物质磁性差异的原因：物质结构的差异性．
（2）根据磁化后去磁的难易程度来分，可分为两类： 软磁性材料，硬磁性材料 ①软磁性材料：磁化后容易去磁的材料叫软磁性 材料，剩磁较小． ②硬磁性材料：磁化后不容易去磁的材料叫硬磁 性材料，剩磁较大． ③根据组成磁性材料的化学成分来分，常见的有 两大类：金属磁性材料，铁氧体．
原子结构理论证实分子电流是存在的，不 因为被磁化而产生或消失． 所以，正确选项为D
小结：
安培提出了分子电流假说，对一些磁现 象做出了解释，不同的磁性材料有不同的 应用．
中央电教馆资源中心制作
2004.03
3．分子电流假说的验证
（1）能解释一些磁现象． ①软铁棒被磁化：各分子电流的取向由杂乱 变得大致相同． ②磁体受到高温或猛烈敲击会失去磁性：分 子电流的取向由大致相同变成杂乱．
（2）近代的原子结构理论证实了分子电流的存在． 根据物质的微观结构理论，微粒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 库仑引力作用下绕核高速旋转，形成分子电流．
物理教案-安培分子电流假说 磁性材料
物理教案－安培分子电流假说磁性材料简介本教案主要介绍了物理中的一个重要概念——安培分子电流假说以及磁性材料的基本原理。
通过本教案的学习，学生将能够理解安培分子电流假说的基本概念并能够应用该假说解释磁性材料的性质。
教育目标•理解安培分子电流假说的定义和基本原理；•掌握磁性材料的分类和性质；•能够应用安培分子电流假说解释磁性材料的行为。
教学内容安培分子电流假说安培分子电流假说是物理学中关于磁性材料性质的一个重要假设。
根据安培分子电流假说，磁性材料中的磁性是由于物质中的微观分子或原子内部存在电流所产生的。
这些微观电流的相对方向和大小决定了磁性材料的整体磁性。
根据安培分子电流假说，当磁性材料处于无外加磁场时，各个微观电流的方向呈随机分布，相互抵消，因此整体呈现无磁性。
当磁性材料处于外加磁场中时，外加磁场会影响各个微观电流的相对方向，使其更趋向于同一方向，从而增强了整体的磁性。
磁性材料的分类和性质根据磁性材料的性质和应用，可以将其分为软磁性材料和硬磁性材料。
软磁性材料具有较低的剩余磁场和矫顽力，主要用于制造电感器、变压器等设备中。
软磁性材料常见的有铁素体材料、镍铁材料等。
硬磁性材料具有较高的剩余磁场和矫顽力，主要用于制造永磁体。
硬磁性材料常见的有铁氧体、钕铁硼等。
磁性材料的性质主要包括饱和磁化强度、矫顽力、剩余磁场等。
饱和磁化强度是指磁性材料在饱和磁场下的磁化强度；矫顽力是指在外加磁场作用下，使磁性材料磁化时所需要的磁场强度；剩余磁场是指在消除外加磁场后，磁性材料仍然具有的磁场。
应用实例通过学习安培分子电流假说和磁性材料的性质，学生可以应用所学知识解释一些实际问题。
例：为什么磁铁可以吸附铁物体？根据安培分子电流假说，磁铁中存在着微观电流环。
当磁铁靠近铁物体时，外加磁场会使铁物体内的微观电流相对排列，使得铁物体也具有磁性。
由于磁铁的磁场强度较大，它会对铁物体产生一个磁场，使得两者之间存在相互作用力，从而实现吸附。
安培分子电流假说
安培分子电流假说一、安培分子电流假说1．安培分子电流假说的建立@@通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场很相似@安培由此受到启发@提出了著名的分子电流假说．2．安培分子电流假说@@在原子、分子等物质微粒内部@存在着一种环形电流——分子电流@分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体@它的两侧相当于两个磁极．@3．分子电流假说的验证@（1）能解释一些磁现象．①软铁棒被磁化：各分子电流的取向由杂乱变得大致相同．②磁体受到高温或猛烈敲击会失去磁性：分子电流的取向由大致相同变成杂乱．（2）近代的原子结构理论证实了分子电流的存在．根据物质的微观结构理论@微粒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@核外电子在库仑引力作用下绕核高速旋转@形成分子电流．4．磁现象的电本质磁铁的磁场和电流的磁场一样@都是由电荷的运动产生的．@@注意：不要把一切磁现象都看作是由电荷的运动产生的@因为变化的电场也会产生磁场．二、磁性材料@@1．不同物质被磁化的程度不同@演示：通过螺线管上方悬挂小磁针@先在螺线管中先后插入塑料棒、铜棒、铝棒@观察磁针的偏转情况；再分别插入软铁棒@变压器铁芯@观察磁针的偏转情况．@2．磁性材料的分类@（1）根据物质在外磁场中表现出的特性来分@可粗略地分为三类：顺磁性物质@抗磁性物质@铁磁性硬质．@@①弱磁性物质：顺磁性物质和抗磁性物质称为驻磁性物质．②强磁性物质：铁磁性物质称为强磁性物质．③物质磁性差异的原因：物质结构的差异性．@@（2）根据磁化后去磁的难易程度来分@可分为两类：@@软磁性材料@硬磁性材料@①软磁性材料：磁化后容易去磁的材料叫软磁性材料@剩磁较小．@②硬磁性材料：磁化后不容易去磁的材料叫硬磁性材料@剩磁较大．@③根据组成磁性材料的化学成分来分@常见的有两大类：金属磁性材料@铁氧体．3．磁性材料有着广泛的应用@不同的磁性材料应用于不同的场合。
高考物理复习 考题精选安培分子电流假说 磁性材料
拾躲市安息阳光实验学校高中物理考题精选（55）——安培分子电流假说磁性材料1、安培的分子电流假设，可用来解释 [ ]A．两通电导体间有相互作用的原因B．通电线圈产生磁场的原因C．永久磁铁产生磁场的原因D．铁质类物体被磁化而具有磁性的原因答案 CD2、关于磁现象的本质，下列说法正确的是( )A．除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷或电流产生的．B．根据安培的分子电流假说，在外磁场作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体就被磁化了，两端形成磁极．C．铁棒被磁化后，如果取走磁铁，它的磁性就会消失，这是因为铁棒内部的分子电流消失了．D．磁就是电，电就是磁；有磁必有电，有电必有磁．答案 B3、软铁棒放在永磁体的旁边能被磁化，这是由于…（）A.在永磁体磁场作用下，软铁棒中形成了分子电流B.在永磁体磁场作用下，软铁棒中的分子电流消失了C.在永磁体磁场作用下，软铁棒中分子电流的取向变得大致相同D.在永磁体磁场作用下，软铁棒中分子电流的取向变得更加杂乱无章答案解析：安培提出的分子电流假说认为，磁性物质微粒中本来就存在分子电流，这些分子电流的取向本来是杂乱无章的，对外不显示磁性，当它处在外磁场中时，分子电流的磁极在外磁场的作用下，沿磁场方向做有序排列，这就是所谓的磁化.只有选项C是正确的.答案：C4、下列说法正确的是（）A、通电金属导体中自由电子定向运动的平均速率约等于光速B、随着技术的不断更新，物体的温度有可能达到绝对零度C、安培分子电流假说揭示了磁铁磁性的起源，即磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的D、麦克斯韦电磁场理论不仅揭示了电磁现象的本质，而且预言了电磁波的存在答案 CD5、磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性，根据安培的分子电流假说，其原因是（）A.分子电流消失B.分子电流的取向变得大致相同C.分子电流的取向变得杂乱D.分子电流的强度减弱答案 C6、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，磁悬浮列车就利用了这项技术，磁体悬浮的原理是下述中的（）A.超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同B.超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反C.超导体使磁体处于失重状态D.超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡答案BD7、一根软铁棒放在磁铁附近被磁化，这是因为在外磁场作用下（）A.软铁中产生了分子电流B.软铁中分子电流消失了C.软铁中产生了分子电流取向变得杂乱无章D.软铁中产生的分子电流取向变得大致相同答案 D8、关于分子电流假说，下列说法错误的是（）A.分子电流假说是安培首先提出的B.分子电流实际上是不存在的C.分子电流由杂乱无章变成方向大致相同的过程叫磁化D.永磁体受到猛烈敲击或高温，会失去磁性答案 B。
安培分子电流假说-磁现象的电本质ppt--初中物理
A．铁棒在磁铁的磁砀中被磁化了
B．铁棒两端有感应电荷
C．是铁棒内的分子电流取向杂乱无章造 成的
D．是铁棒内的分子电流取向变得大致相
同造成的 S
N
N C
A
B
S
第十五章 磁场
第七节 安培分子电流假说 磁性材料
复习
1。有几种方式可以产生磁场？ 电流和磁体
2。你能画出条形磁铁和通电螺线管的磁感线吗？
磁现象的电 本质
磁性材料
小节
电流磁场的起源
磁体磁场的起源
弱磁性物质 铁磁性物质
练习
1820年，丹麦的物理学家奥斯特通过实验证实了 通电导线能产生磁场。
通电导线的电流 是由电荷的运动 产生的
3．磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场都是由 电荷的运动产生的。
课堂练习
1．关于磁现象的电本质正确的说法是 （ BC ）
A．一切磁场都是由电场产 生的
B．奥斯特通过实验发现了通过导线周围有 磁场
C．磁铁的磁场和电流的磁场一样都是由 运动电荷产生的
D．有磁必有电，有电必有磁
2．如右图所示：
把磁铁A的N极靠近铁棒B时，发现小磁
那么通电导线电 流的磁场应该是 电荷的运动产生 的了
美国科学家罗兰的实验
实验证实了：运 动电荷确实产生
了磁场
电流的 磁场是 由于电 荷的运 动产生
的。
磁体的磁场是否也是由于电 荷的运动产生的呢？
安培分子电流假说
磁现象的电本质：
电流的磁场和磁体的磁场都是由电 荷的运动产生的。磁场对运动电荷（电 流）产生磁场力的作用，所有的磁现象 都可归结为运动电荷（电：物质微粒内部存在着环形分 子电流。
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安培分子电流假说磁性材料
教学目标
1.知道安培分子电流假说是如何提出的
2.理解安培分子电流假说，能解释有关现象
3.掌握磁现象的电本质；
4.了解磁性材料的种类及其特性。
3.渗透科学研究方法，培养学生思维能力。
教学重点：
应用安培分子电流假说揭示磁现象的电本质。
教学过程：
1.复习引入
问题1：怎样用安培定则判断长直导线周围的磁感线方向？
问题2：怎样用安培定则判断环形电流周围的磁感线方向？
问题3：（学生板演）画出条形磁铁和通电螺线管周围的磁感线分布图。
引入课题：比较两幅图，可以看出它们的磁感线十分相似，那么磁体的磁场和电流的磁场是不是同一种场呢？它们产生的原因是否相同呢？下面我们就来研究这个问题。
板书：安培分子电流假说磁性材料
2.新课讲授
学生阅读课本并思考以下问题：
（1）安培分子电流假说的指导思想是什么？
（2）安培分子电流假说的实验基础是什么？
（3）我们应向安培学习什么？
（4）安培分子电流假说的内容是什么？
归纳：安培之所以能提出分子电流假说，原因在于：一是有正确的指导思想--电和磁具有统一性；二是有正确的实验基础--条形磁铁的磁场和通电螺线管磁场的相似性；三是由于安培对科学问题专心致志地思考，锲而不舍的努力工作。
问题4：安培分子电流假说的内容是什么？
板书：一、安培分子电流假说的建立――为了说明磁场都是由运动电荷产生的，安培认为在原子，分子等物质微粒内部存在着一种环形电流――分子电流，分子电流使每个物质微粒成为一个微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极，并且这两个磁极跟分子电流不可分割地联系在一起。
能否用安培分子电流假说解释有关的磁现象呢？
板书：二、用安培假说解释磁现象
(1)用安培分子电流假说解释铁棒的磁化
演示实验：用分子电流模型模拟磁铁的磁化过程
(2)安培分子电流假说解释磁体在高温下失去磁性
(3)教师配合电脑模拟讲解：条形磁铁的磁场和通电螺线管的磁场都是由电流产生的
小结：安培分子电流假说能解释所用的有关的磁现象，说明安培分子电流假说是正确的，可以上升为理论。
安培分子电流假说理论在以后也被后来的事实证明，1876年美国的罗兰将大量的电荷加在一个橡胶盘上，然后使盘高速转动，在盘的附近用小磁针来检验运动电荷产生的磁场，结果他发现，当带电盘转动时，小磁针发生了偏转，而且改变盘的转动方向或者改变所带电荷的正负时，小磁针的偏转方向也改变磁针的偏转方向跟运动电荷所形成的电流方向间的关系也同样符合安培定则
二十世纪初，在人们认识原子的结构后知道，分子电流是由原子内部的电子运动形成的。
安培分子电流假说理论告诉我们，磁体的磁场和电流的磁场一样都是由电流产生的，而电流又是由运动电荷产生的，因此我们说安培分子电流假说成功地揭示了磁现象的电本
质。
板书：三、磁现象的电本质――磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。
设问：假如我们把这句话表述为：电流的磁场和磁铁的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。
有什么不妥？
提醒学生注意：安培假说揭示的磁铁磁性的起源，也是由电荷的运动产生的
讲述：物质都是由原子组成的，根据安培分子电流假说，是否任何物质都可以磁化为磁体呢？
（学生阅读“磁性材料”）
板书：
四、关于磁性材料
１．按物质在外磁场中表现出的特性分类：
弱磁性物质（顺磁性物质和抗磁性物质）、强磁性物质（铁磁性物质）
２．按磁化后去磁的难易程度分类；硬磁性材料和软磁性材料非铁磁性材料
３．按化学成分分类：金属磁性材料和铁氧体
3.巩固练习（见投影）
4.学生小结
5.布置作业。