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 我国古代的四大发明之一的指南针就是其中之一 指南针的发明为世界的航海业做出了巨大的贡献 比欧洲早了100多年 认识磁现象 我们先从认识磁场开始 3 1磁现象和磁场 第三章磁场 1 磁性 能够吸引铁质物体的性质 2 磁体 具有磁性的物体叫磁体 3 磁极 磁体上磁性最强的部分叫磁极 小磁针静止时指南的磁极叫做南极 又叫S极 指北的磁极叫做北极 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 变无磁性物体为有磁性物体叫磁化 变有磁性物体为无磁性物体叫退磁 一 磁现象 1 磁场 磁体周围空间存在的一种特殊物质 二 磁场 问题 是否只有磁铁周围才存在磁场 磁体 磁体 磁场 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年任哥本哈根大学物理学教授 1820年4月发现了电流的磁效应 1821年被选为英国皇家学会会员 1823年被选为法国科学院院士 后来任丹麦皇家科学协会会长 奥斯特实验 2 电流的磁效应 电流能在周围空间产生磁场 磁铁不是磁场的唯一来源 磁体 磁体 磁场 二 磁场 1 磁场 磁体周围空间存在的一种特殊物质 3 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 实验模拟磁感线的分布 1 细铁屑在磁场中被磁化成 小磁针 2 现象 两极附近 磁场较强 磁感线分布较密 磁感线 磁场中画出一系列有方向的闭合曲线 且使曲线上每一点的切线方向与该点的磁场方向一致 磁感线 磁场方向看切线 磁场强弱看疏密 注 磁感线是 人为引入 的对磁场形象的描述 客观上并不存在 在磁体外部 N极 S极 在磁体内部S极 N极 三 磁感线 问 电场和磁场 磁感线和电场线它们有何相同和区别 1 磁场的方向 小磁针北极受力的方向 或小磁针静止时北极所指的方向 1 电场的方向 规定正电荷所受电场力的方向 2 磁感线 1 为形象描述磁场而假想的曲线 实际不存在 2 电场线 1 为形象描述电场而假想的曲线 实际不存在 2 疏密表示强弱 切线方向表示磁场方向 3 磁铁外部从N极到S极 内部从S极到N极 形成闭合曲线 4 不相交 2 疏密表示强弱 切线方向表示电场方向 3 始于正电荷 终止于负电荷的非闭合曲线 4 不相交 条形磁铁的磁感线分布 特点 两极分布密 中央疏 且中央正上方处磁场方向与条形磁铁平行 蹄形磁铁的磁感线分布 特点 两极分布密 中央疏 近两极内部分布均匀 且有如图所示的特征 通电导线的磁感线分布 特点 一系列的同心圆 且近导线处分布密 安培最主要的成就是1820 1827年对电磁作用的研究 发现了安培定则 发现电流的相互作用规律 发明了电流计 提出分子电流假说 总结了电流元之间的作用规律 安培定律 为了纪念他在电磁学上的杰出贡献 电流的单位以他的姓氏命名 麦克斯韦称赞安培的工作是 科学上最光辉的成就之一 还把安培誉为 电学中的牛顿 世人称他是电动力学的先创者 安培 安培定则 右手螺旋定则 内容 用右手握住导线 伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致 弯曲的四指所指的方向就是磁感线的方向 直线电流的磁场的几种表示图 横截面 俯视 图 纵截面 平视 图 磁感线分布 立体 图 通电环形导线的磁感线分布 特点 一系列的同心圆 且近导线处及环内部分布密 内容 让右手握弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致 伸直大拇指所指的方向就是环行导线中心轴线上磁感线的方向 安培定则 右手螺旋定则 环形电流磁场的几种图示 横截面图 纵截面 右视 图 磁感线分布 通电螺线管的磁感线分布 特点 类似于条形磁铁的磁感线分布 环内部分布密且与中心轴线平行 内容 用右手握住螺线管 让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致 大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向 安培定则 右手螺旋定则 通电螺线管的磁场的几种表示图 立体图 截面图 1 地磁场的分布大致上就像一个条形磁铁外面的磁场 且地磁场非常弱 2 地磁场磁感线的分布特点 地磁场分布特点 地磁南极 地磁北极 北极 竖直向下 南极 竖直向上 赤道 平行与地面 由南指向北 3 地磁场存在磁偏角 匀强磁场 1 定义 磁感应强度的大小和方向处处相同的区域的磁场叫匀强磁场 3 产生 距离很近的两个异名磁极之间的磁场 通电螺线管内部的磁场 除边缘部分外 都可认为是匀强磁场 2 磁感线的分布特点 间距相等的平行直线 磁感线的特点 1 磁感线是假想的曲线 用假想的 形象的磁感线来描写实在的 抽象的磁场 2 磁感线的疏密表示磁场的强弱 磁感线较密的地方磁场较强 没有画到磁感线的地方不表示那里没有磁场存在 3 磁感线不相交 也不相切 4 磁感线总是闭合曲线 在磁体的外部是从N极出来 进入S极 在内部则由S极回到N极 形成闭合曲线 直线电流 画出直线电流的磁场的立体 顶视 底视 正视图 课堂练习 2 下列关于磁场的说法中 正确的是A 磁场跟电场一样 是人为假设的B 磁极或电流在自己周围的空间会产生磁场C 指南针指南说明地球周围有磁场D 磁极对磁极的作用 电流对电流的作用都是通过磁场发生的 BCD 3 首先发现电流产生磁场的科学家是 A 富兰克林B 法拉第C 安培D 奥斯特 D 4 下列说法中正确的是 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 磁体与磁体间的相互作用是通过磁场而发生的 而磁体与通电导体间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的C 地球的周围存在着磁场 地球是一个大磁体 地球的地理两极与地磁两极并不重合 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方是相同的D 磁场是客观存在的一种物质 AD 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 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 D