01选修3-1 第三章 磁场 3.1 磁现象和磁场-已修改好.ppt

第三章第三章 磁场磁场3.1 3.1 磁现象和磁场磁现象和磁场 东汉王充在东汉王充在论衡论衡中写道：中写道：“司南之杓，投之于地，其柢指南司南之杓，投之于地，其柢指南”最初发现的磁体是被称为最初发现的磁体是被称为“天然磁天然磁石石”的矿物，其中含有主要成分为的矿物，其中含有主要成分为FeFe3 3OO4 4，能吸引其他物体，很像磁铁，能吸引其他物体，很像磁铁.生活中的磁现象 上海磁悬浮列车专线西起上海地铁龙阳路站，东至上上海磁悬浮列车专线西起上海地铁龙阳路站，东至上海浦东国际机场海浦东国际机场,列车加速到平稳运行之后，速度是列车加速到平稳运行之后，速度是430430公公里里/小时。这个速度超过了小时。这个速度超过了F1F1赛事的最高时速，车厢里上赛事的最高时速，车厢里上下颠簸很小，左右摇摆得相对还大一些。下颠簸很小，左右摇摆得相对还大一些。1.1.磁性：能够吸引铁质物体的性质磁性：能够吸引铁质物体的性质2.2.磁体：具有磁性的物体叫磁体。磁体：具有磁性的物体叫磁体。3.3.磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。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小磁针静止时指南的磁极叫做南极南极，又叫，又叫S S极极；指北的磁极叫做；指北的磁极叫做北极北极，又叫，又叫NN极极。一磁现象一磁现象 4.4.磁极间的相互作用磁极间的相互作用:同名磁极相斥，同名磁极相斥，异名磁极相吸。异名磁极相吸。5.5.变无磁性物体为有磁性物体叫变无磁性物体为有磁性物体叫磁化磁化，变有磁性物体为无磁性物体叫变有磁性物体为无磁性物体叫退磁退磁。【问题问题】磁体之间是通过什么发生相互作用磁体之间是通过什么发生相互作用的呢？的呢？自然界中的磁体总存在着两个磁极，自然界中的磁体总存在着两个磁极，自然界中同样只存在两种电荷；自然界中同样只存在两种电荷；同名磁极或同种电荷相互排斥，异名同名磁极或同种电荷相互排斥，异名磁极或异种电荷相互吸引磁极或异种电荷相互吸引。由此你能作出什么猜想？由此你能作出什么猜想？试一试基本概念磁 性磁 体磁 极磁极间相互作用规律1.1.磁场：磁场：磁体周围空间存在的一种特殊物质。磁体周围空间存在的一种特殊物质。二、磁场二、磁场类比类比:电荷之间的相互作用是通过电场；电荷之间的相互作用是通过电场；磁体之间的相互作用是通过磁体之间的相互作用是通过磁场磁场发生。发生。电场和磁场一样都是一种物质。电场和磁场一样都是一种物质。【问题问题】是否只有磁铁周围才存在磁场是否只有磁铁周围才存在磁场?磁体磁体磁体磁体磁场磁场2 2、电流的磁效应、电流的磁效应丹麦物理学家奥斯特丹麦物理学家奥斯特(Hans(Hans Christian Christian OerstedOersted，1777-1851)17771777-1851)1777年年8 8月月1414日生于丹麦朗格兰德岛一个日生于丹麦朗格兰德岛一个药剂师家庭药剂师家庭1212岁开始帮助父亲在岁开始帮助父亲在药房里干活，同时坚持学习化学药房里干活，同时坚持学习化学由于刻苦攻读，由于刻苦攻读，1717岁以优异的成绩岁以优异的成绩考取了哥本哈根大学的免费生他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、化学药物学、天文、数学、物理、化学等等18061806年任哥本哈根大学物理学年任哥本哈根大学物理学教授，教授，18211821年被选为英国皇家学会年被选为英国皇家学会会员，会员，18231823年被选为法国科学院院年被选为法国科学院院士，后来任丹麦皇家科学协会会长士，后来任丹麦皇家科学协会会长 奥斯特早在读大学时就深受康德哲学思想的影响，奥斯特早在读大学时就深受康德哲学思想的影响，认为各种自然力都来自同一根源，可以相互转化。认为各种自然力都来自同一根源，可以相互转化。18191819年奥斯特发现的电流磁效应，在这一重大发现之后，一年奥斯特发现的电流磁效应，在这一重大发现之后，一系列的新发现接连出现。两个月后安培发现了电流间的系列的新发现接连出现。两个月后安培发现了电流间的相互作用，阿拉果制成了第一个电磁铁，施魏格发明电相互作用，阿拉果制成了第一个电磁铁，施魏格发明电流计等。安培曾写道：流计等。安培曾写道：“奥斯特先生奥斯特先生已经永远把他已经永远把他的名字和一个新纪元联系在一起了。的名字和一个新纪元联系在一起了。”奥斯特的发现揭奥斯特的发现揭开了物理学史上的一个新纪元。开了物理学史上的一个新纪元。探究实验奥斯特实验奥斯特实验、实验装置如左图、实验装置如左图【演示实验】【演示实验】（奥斯特实验奥斯特实验）奥斯特实验奥斯特实验、实验装置如左图、实验装置如左图、实验现象、实验现象当给导线通电时，当给导线通电时，与导线平行放置的小磁与导线平行放置的小磁针发生转动。针发生转动。、注意事项：导线应沿、注意事项：导线应沿南北南北方向方向水平水平放置放置、实验结论实验结论:通电导线周围存在磁场，通电导线周围存在磁场，即电流可以产生磁场即电流可以产生磁场。1.1.磁场：磁场：磁体周围空间存在的一种特殊物质。磁体周围空间存在的一种特殊物质。2.2.电流的磁效应：电流的磁效应：电流能在周围空间产生磁场。电流能在周围空间产生磁场。磁铁不是磁场的唯一来源磁铁不是磁场的唯一来源。二、磁场二、磁场磁体磁体磁体磁体磁场磁场磁体和磁体之间相互作用示意图磁体和磁体之间相互作用示意图演示演示实验实验结论：结论：磁体对通电导体磁体对通电导体有力的作用。有力的作用。问题问题：磁体和通电导磁体和通电导体之间的相互作用体之间的相互作用力是通过什么发生力是通过什么发生的呢？的呢？3 3、磁场与电流之间的相互作用、磁场与电流之间的相互作用磁体磁体电流电流磁场磁场问题：电流与电流之间是否有力的作用？问题：电流与电流之间是否有力的作用？演示演示实验实验1 1：同向电流：同向电流演示演示实验实验2 2：反向电流：反向电流结论结论:同向电流相互吸引同向电流相互吸引。结论结论:反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。通电导体之间相互作用电流电流电流电流磁场磁场问题：问题：电流和电流之电流和电流之间的相互作用力间的相互作用力是通过什么发生是通过什么发生的呢？的呢？电流电流电流电流磁场磁场结论磁体周围、电流周围都存在着磁场、所有磁磁体周围、电流周围都存在着磁场、所有磁作用都是通过磁场发生的，磁场和电场一样作用都是通过磁场发生的，磁场和电场一样都是一种客观物质，是客观存在的，看不见都是一种客观物质，是客观存在的，看不见摸不着，但是很多磁现象感知了它的存在。摸不着，但是很多磁现象感知了它的存在。在同一空间区域，可以有几个磁场共同占有，在同一空间区域，可以有几个磁场共同占有，实物做不到。实物做不到。三、磁场的基本性质：三、磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体或通电磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。导体会产生磁力作用。（磁体之间、磁体与通电导体（磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间之间、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）的相互作用都是通过磁场发生的）四、四、磁性的地球1 1、地球是一个巨大、地球是一个巨大的磁体的磁体2 2、地球周围空间存、地球周围空间存在的磁场叫地磁场在的磁场叫地磁场3 3、地磁的北极在地理、地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，极在地理的北极附近，但两者并不完全重合，但两者并不完全重合，它们之间的夹角称为磁它们之间的夹角称为磁偏角。偏角。(1)地理的南北极与地磁的南北极刚好相反；地理的南北极与地磁的南北极刚好相反；(2)赤道上空的磁感线：水平，指向地理北极；赤道上空的磁感线：水平，指向地理北极；(3)北半球磁感线：倾斜向下；北半球磁感线：倾斜向下；南半球：倾斜向上；南半球：倾斜向上；(4)两极：两极：北极竖直向下，北极竖直向下，南极竖直向上。南极竖直向上。4 4、说明、说明地磁场如何产生地磁场如何产生？到目前为至，没有明确的结论，有各种各样的猜测到目前为至，没有明确的结论，有各种各样的猜测磁偏角指南针所指的南北（磁场指南针所指的南北（磁场的南北极）与地理上的南的南北极）与地理上的南北极并不完全一致，两者北极并不完全一致，两者之间存在着偏角，即磁偏之间存在着偏角，即磁偏角。角。沈括在沈括在梦溪笔谈梦溪笔谈中指出：中指出：“常微偏东，不全常微偏东，不全南也南也”。这是世界上最早的关于磁偏角的记载。这是世界上最早的关于磁偏角的记载。注：水平放置的磁针的水平放置的磁针的指向跟地理子午线之间指向跟地理子午线之间的交角即为磁偏角的交角即为磁偏角思考指南针为什么会指南？地球磁场很弱，其表面的磁场比一个条地球磁场很弱，其表面的磁场比一个条形磁铁近旁的磁场弱的多，但能自由旋形磁铁近旁的磁场弱的多，但能自由旋转的小磁针已能显示出地磁场对它的作转的小磁针已能显示出地磁场对它的作用，指南针正是利用这个原理制成的。用，指南针正是利用这个原理制成的。近百年地球磁场衰减近百年地球磁场衰减 地磁场的减地磁场的减弱是可能导弱是可能导致磁场方向致磁场方向倒转的预兆。倒转的预兆。太阳风暴小结小结1 1、磁现象：磁性；磁体；磁极；磁化；退磁、磁现象：磁性；磁体；磁极；磁化；退磁2 2、磁场：磁体和电流周围有磁场、磁场：磁体和电流周围有磁场 磁体间的相互作用，磁体与电流间相互作用，电磁体间的相互作用，磁体与电流间相互作用，电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的。流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的。3 3、电流的磁效应：、电流的磁效应：电流能在周围空间产生磁场电流能在周围空间产生磁场4 4、磁场的基本性质：、磁场的基本性质：对放入其中的磁体或通电导对放入其中的磁体或通电导 体会产生磁力作用。体会产生磁力作用。5 5、地磁场：地球周围空间存在的磁场叫地磁场、地磁场：地球周围空间存在的磁场叫地磁场 地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在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。的夹角称为磁偏角。例铁棒铁棒A A能吸引小磁针，铁棒能吸引小磁针，铁棒B B能排斥小磁针，能排斥小磁针，若将铁棒若将铁棒A A靠近铁棒靠近铁棒B B时，则（）时，则（）A.A.A A、B B一定互相吸引一定互相吸引 B.B.A A、B B一定互相排斥一定互相排斥C.C.A A、B B间有可能无磁场力作用间有可能无磁场力作用D.D.A A、B B间可能互相吸引，也可能互相排斥间可能互相吸引，也可能互相排斥D例把铁棒甲的一端靠近铁棒乙的中部，发把铁棒甲的一端靠近铁棒乙的中部，发现两者吸引，而把乙的一端靠近甲的中现两者吸引，而把乙的一端靠近甲的中部时两者互不吸引，则（）部时两者互不吸引，则（）A.甲有磁性，乙无磁性甲有磁性，乙无磁性B.甲无磁性，乙有磁性甲无磁性，乙有磁性C.甲和乙都有磁性甲和乙都有磁性D.甲和乙都没有磁性甲和乙都没有磁性A例磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后，就变成制起爆电路的，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，了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是（就会引起水雷的爆炸，其依据是（）A A、磁体的吸铁性、磁体的吸铁性B B、磁极间相互作用的规律、磁极间相互作用的规律C C、电荷作用间的相互作用规律、电荷作用间的相互作用规律D D、磁场对电流的作用原理、磁场对电流的作用原理A例实验表明，磁体能吸引一元硬币，对这种现实验表明，磁体能吸引一元硬币，对这种现象解释正确的是（）象解释正确的是（）A A、硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁、硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁B B、硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝、硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝C C、磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多、磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多D D、硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引、硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引D 一环形电流左侧突然放一条形磁铁一环形电流左侧突然放一条形磁铁(如图所示如图所示)，试判断圆环的运动情况。试判断圆环的运动情况。例5