高中物理磁场-超牛省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

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1、磁场第1页3.1磁现象和磁场第2页东汉王充在东汉王充在论衡论衡中写道：中写道：“司南之杓司南之杓,投之于地投之于地,其柢指南其柢指南”最初发觉磁体是被称最初发觉磁体是被称为为“天然磁石天然磁石”矿物矿物,其中含有主要成份为其中含有主要成份为FeFe3 3OO4 4,能吸引其它物能吸引其它物体体,很像磁铁很像磁铁第3页磁悬浮列车磁悬浮列车磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电后，地面线圈产生磁场极性与列车上电磁体极性总保持相同，二者“同性相斥”，排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上电磁体相互作用，使列车前进。列车头电磁体（N极）被轨道上靠前一点电

2、磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点电磁体（N极）所排斥。第4页1.1.磁性：能够吸引铁质物体性质磁性：能够吸引铁质物体性质2.2.磁体：含有磁性物体叫磁体磁体：含有磁性物体叫磁体3.3.磁极：磁体上磁性最强部分叫磁极磁极：磁体上磁性最强部分叫磁极小磁针静止时小磁针静止时 指南磁极叫做指南磁极叫做南极南极,又叫又叫S S极极;指北磁极叫做指北磁极叫做北极北极,又叫又叫N N极极4.4.磁极间相互作用磁极间相互作用:同名磁极相斥，异名磁极相吸同名磁极相斥，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

3、退磁复习回顾第5页【问题问题】磁体之间是经过什么发生相互作用磁体之间是经过什么发生相互作用呢呢?【联想联想】电荷之间是经过什么发生相互作用电荷之间是经过什么发生相互作用呢呢?电荷之间相互作用是经过电场发生电荷之间相互作用是经过电场发生磁体之间相互作用是经过磁体之间相互作用是经过磁场磁场发生发生电场和磁场一样都是一个物质电场和磁场一样都是一个物质第6页一、磁场一、磁场【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1.1.磁体周围空间存在一个特殊物质。磁体周围空间存在一个特殊物质。磁场和电场一样都是一个客观物质,是客观存在,看不见摸不着,不过很多磁现象感

4、知了它存在.在同一空间区域,能够有几个磁场共同占有,实物做不到第7页二、电流磁效应二、电流磁效应奥斯特试验奥斯特试验第8页奥斯特试验奥斯特试验、试验装置如图、试验装置如图、试验现象、试验现象当给导线通电时当给导线通电时,与导线平行放置小磁针发生与导线平行放置小磁针发生转动转动、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、试验结论、试验结论:通电导线周围存在磁场通电导线周围存在磁场,即电流能够产生磁场即电流能够产生磁场因为通电直导线产生磁场分布在一族以导线为轴同心圆柱面上（磁场方向可用右手定则判断，大拇指指电流方向，四指弯曲指向磁场方向），小磁针自然静止时是指向南北方

5、向，假如导线沿东西方向放话产生磁场对小磁针力矩为零，不会观察到小磁针偏转现象。只有当导线南北放置时，导线产生磁场对小磁针力矩不为零才有可能观察到小磁针偏转现象。第9页1.1.磁体周围空间存在一个特殊物质。磁体周围空间存在一个特殊物质。一、磁场一、磁场磁体磁体磁体磁体磁场磁场2.2.电流磁效应：电流磁效应：电流能在周围空间产生磁场电流能在周围空间产生磁场.磁铁不磁铁不是磁场唯一起源是磁场唯一起源.第10页结论：结论：磁体对通电导体有力作磁体对通电导体有力作用用问题：问题：磁体和通电导体之间磁体和通电导体之间相互作用力是经过什么发相互作用力是经过什么发生呢？生呢？3.3.磁场与电流之间相互作用磁场

6、与电流之间相互作用第11页问题：问题：磁体和通电导体之间相互作用力是经过什磁体和通电导体之间相互作用力是经过什么发生呢？么发生呢？磁体磁体电流电流磁场磁场第12页问题：问题：电流与电流之间是否有力作用？电流与电流之间是否有力作用？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。问题：问题：电流和电流之间相互作用力是经电流和电流之间相互作用力是经过什么发生呢？过什么发生呢？电流磁效应：电流磁效应：电流能在周围空间产生磁场电流能在周围空间产生磁场.电流电流电流电流磁场磁场第13页 磁场对放入其中磁体或通电导体磁场对放入其中磁体或通电导体会产生磁力作用。会

7、产生磁力作用。（磁体之间、磁体与通电导体之（磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间相互作间、通电导体与通电导体之间相互作用都是经过磁场发生）用都是经过磁场发生）三、磁场基本性质三、磁场基本性质第14页四、地磁场四、地磁场1.1.地球是一个巨大磁体地球是一个巨大磁体2.2.地球周围空间存在磁场叫地磁场地球周围空间存在磁场叫地磁场3.3.地磁北极在地理南极地磁北极在地理南极附近附近,地磁南极在地理北地磁南极在地理北极附近极附近,但二者并不完全但二者并不完全重合重合,它们之间夹角称为它们之间夹角称为磁偏角磁偏角4.4.磁偏角数值在地球上不磁偏角数值在地球上不一样地方是不一样一样地方是不

8、一样第15页以下关于磁场说法中,正确是()A磁场跟电场一样,是人为假设B磁极或电流在自己周围空间会产生磁场C指南针指南说明地球周围有磁场D磁极对磁极作用、电流对电流作用都是经过磁场发生 BCDBCD第16页以下说法中正确是（）A磁体上磁性最强部分叫磁极,任何磁体都有两个磁极B磁体与磁体间相互作用是经过磁场而发生,而磁体与通电导体间以及通电导体与通电导体之间相互作用不是经过磁场发生C地球周围存在着磁场,地球是一个大磁体,地球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,磁偏角数值在地球上不一样地方是相同D磁场是客观存在一个物质 ADADADAD第17页3.2磁感应强度第18页电场基本

9、性质是什么？电场基本性质是什么？电场基本性质是什么？电场基本性质是什么？对放入其中电荷有电场力作用对放入其中电荷有电场力作用磁场基本性质是什么？磁场基本性质是什么？对放入其中磁体或通电导体有磁力作用对放入其中磁体或通电导体有磁力作用电场强度电场强度:试探电荷所受电场力跟电荷量比值试探电荷所受电场力跟电荷量比值 正试探电荷受力方向正试探电荷受力方向怎样描述电场强弱和方向？怎样描述电场强弱和方向？怎样描述电场强弱和方向？怎样描述电场强弱和方向？怎样描述磁场强弱和方向？怎样描述磁场强弱和方向？怎样描述磁场强弱和方向？怎样描述磁场强弱和方向？是否类似电场研究方法是否类似电场研究方法,分析磁体或电流在磁

10、场中所分析磁体或电流在磁场中所受力受力,找出表示磁场强弱和方向物理量找出表示磁场强弱和方向物理量?复习类比复习类比第19页怎样怎样描述磁场强弱描述磁场强弱和方向呢和方向呢?电场电场电场力电场力FF/q表示电场强弱表示电场强弱电荷电荷电荷电荷q q q q磁场磁场磁场力磁场力F磁场强弱磁场强弱电流电流电流电流磁体磁体磁体磁体电场强度电场强度E磁场强度磁场强度磁感应强度磁感应强度描述磁场强弱描述磁场强弱和方向和方向第20页电场电场电场电场正试探电荷受力方向正试探电荷受力方向正试探电荷受力方向正试探电荷受力方向磁场磁场磁场磁场磁体或电流受力方向磁体或电流受力方向磁体或电流受力方向磁体或电流受力方向小

11、磁针小磁针小磁针小磁针N N极受力方向极受力方向极受力方向极受力方向一、磁感应强度方向一、磁感应强度方向物理学要求：物理学要求：小磁针小磁针N极极(北极北极)受力方向受力方向或或小磁针小磁针静止静止时时N极指向，要求为该点极指向，要求为该点磁场方向磁场方向,即即磁感应磁感应强度方向强度方向观察小磁针北极指向归纳方向第21页电流元：电流元：很短一段通电导线中电流很短一段通电导线中电流I与导线长度与导线长度L乘积乘积IL.方法：用方法：用检验电流元检验电流元来研究磁场强弱来研究磁场强弱 思思索索：通通电电导导线线受受到到磁磁场场力力与与哪哪些些原因相关原因相关?导导线线长长度度、电电流流大大小小、

12、磁磁场场不不一一样样、放放置置位位置置（导导线线与与磁磁场场方方向向平平行行、垂直及任意夹角受力情况不一样）垂直及任意夹角受力情况不一样）（演示方向问题）（演示方向问题）试验试验方案方案二、磁感应强度大小二、磁感应强度大小理想模型理想模型试验方法试验方法:控制变量法控制变量法第22页1、保持磁场和通电导线长度不变，、保持磁场和通电导线长度不变，改变改变电流电流大小。大小。2、保持磁场和导线中电流不变，、保持磁场和导线中电流不变，改变改变通通电导线电导线长度长度。试验方案设计试验方案设计结论：在通电导线长度和磁场不变时，电流越大，结论：在通电导线长度和磁场不变时，电流越大，导线所受安培力就越大。

13、导线所受安培力就越大。结论：在通电导线电流和磁场不变时，导线越长，结论：在通电导线电流和磁场不变时，导线越长，导线所受安培力就越大。导线所受安培力就越大。现象：电流越大，导线偏角越大。现象：电流越大，导线偏角越大。探究试验探究试验探究试验探究试验逻辑推理逻辑推理逻辑推理逻辑推理第23页逻辑推理逻辑推理逻辑推理逻辑推理F F F F L L L LF F F F I I I IF F F F ILILILILF F=B B ILIL准确试验研究表明：通电导线与磁场方向准确试验研究表明：通电导线与磁场方向垂直垂直时，它时，它受力大小既与导线长度受力大小既与导线长度L 成正比，又与导线中电流成正比，

14、又与导线中电流I 成正比，即与成正比，即与I和和L乘积乘积 IL 成正比。成正比。（2 2）不一样磁场中，比值不一样磁场中，比值不一样磁场中，比值不一样磁场中，比值F/ILF/ILF/ILF/IL普通不一样普通不一样普通不一样普通不一样;（1 1）同一磁场中同一磁场中同一磁场中同一磁场中 ，比值，比值，比值，比值F/ILF/ILF/ILF/IL为恒量；为恒量；为恒量；为恒量；F F F F ILILILIL第24页磁感应强度磁感应强度1、定义：、定义：3、单位：、单位：4、方向：方向：在磁场中在磁场中垂直于磁场方向垂直于磁场方向通电导线，所受磁场力通电导线，所受磁场力F跟电流跟电流I和导线长度

15、和导线长度L乘积乘积IL比值叫磁感应强度比值叫磁感应强度在国际单位制中在国际单位制中,磁感应强度单位是特斯拉磁感应强度单位是特斯拉,简称特简称特,国国际符号是际符号是T1T=1N/Am磁感应强度是矢量磁感应强度是矢量,方向与该点磁场方向一致方向与该点磁场方向一致2、定义式：、定义式：第25页第26页3.你对你对电流元电流元怎样了解？怎样了解？1.磁感应强度由通电导线长度、电流及导线受力决定吗？磁感应强度由通电导线长度、电流及导线受力决定吗？B与与L、I、F无关，与场源和该点在场中位置相关无关，与场源和该点在场中位置相关了解了解4.反应什么性质？反应什么性质？假如导线很短很短，假如导线很短很短，

16、B就是导线所在处磁感应强度就是导线所在处磁感应强度.2.用用B=F/IL计算时，要注意什么问题？计算时，要注意什么问题？导线电流方向与磁场方向关系，要注意二者必须垂直。通电导线导线电流方向与磁场方向关系，要注意二者必须垂直。通电导线与磁场方向垂直时受到磁场力最大，平行时为零与磁场方向垂直时受到磁场力最大，平行时为零 物理意义：物理意义：B是表示磁场强弱和方向物理量，是描述磁场力性质物是表示磁场强弱和方向物理量，是描述磁场力性质物理量，是矢量。理量，是矢量。第27页5.你你认认为为电电场场力力（磁磁场场力力）在在方方向向上上与与电电场场强强度度（磁磁感应强感应强度）有何关系？度）有何关系？6.若

17、若在在某某一一点点同同时时存存在在几几个个磁磁场场，则则该该点点磁磁感感应应强强 度度B怎样？怎样？若某一空间同时存在几个磁场，空间磁场应由若某一空间同时存在几个磁场，空间磁场应由这几个磁场叠加而成，某点磁感应强度为这几个磁场叠加而成，某点磁感应强度为B，则有：则有：B=B1+B2+B3（矢量和）（矢量和），用平行，用平行四边形法则运算四边形法则运算电场强度方向要求为正电荷受力方向；电场强度方向要求为正电荷受力方向；磁感应强度方向要求为小磁针北极受力方向，磁感应强度方向要求为小磁针北极受力方向，与电流受力方向垂直。与电流受力方向垂直。第28页有有些些人人依依据据B=F/IL提提出出：磁磁场场中

18、中某某点点磁磁感感应应强强度度B跟跟磁磁场场力力F成成正正比比，跟跟电电流流强强度度I和和导导线线长长度度L乘乘积积IL成成反反比比，这这种种提提法有什么问题？错在哪里？法有什么问题？错在哪里？答：这种提法不对答：这种提法不对.因为试验证实，因为试验证实，F和和IL乘积成正比，故比值（乘积成正比，故比值（F/IL）在磁场）在磁场中某处是一个恒量，它反应了磁场本身中某处是一个恒量，它反应了磁场本身特征，不随特征，不随F及及IL改变而改变改变而改变.思索思索第29页1、以下关于磁感应强度大小说法中正确是（、以下关于磁感应强度大小说法中正确是（）A通电导线受磁场力大地方磁感应强度一定大通电导线受磁场

19、力大地方磁感应强度一定大B通电导线在磁感应强度大地方受力一定大通电导线在磁感应强度大地方受力一定大C放在匀强磁场中各处通电导线，受力大小和方放在匀强磁场中各处通电导线，受力大小和方向处处相同向处处相同D磁感应强度大小和方向跟放在磁场中通电导线磁感应强度大小和方向跟放在磁场中通电导线受力大小和方向无关受力大小和方向无关D例题例题第30页2、以下说法中错误是（、以下说法中错误是（）A磁场中某处磁感应强度大小，就是通以电流磁场中某处磁感应强度大小，就是通以电流I、长为、长为L一小段导线放在该处时所受磁场力一小段导线放在该处时所受磁场力F与与I、L乘积比值乘积比值B一小段通电导线放在某处不受磁场力作用

20、，一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场则该处一定没有磁场C一小段通电导线放在磁场中一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力处时受磁场力比放在比放在B处大，则处大，则A处磁感应强度比处磁感应强度比B处磁感应处磁感应强度大强度大D因为因为B=F/IL，所以某处磁感应强度大小与，所以某处磁感应强度大小与放在该处通电小段导线放在该处通电小段导线IL乘积成反比乘积成反比ABCD第31页0.1T3、一根导线长、一根导线长0.2m，经过，经过3A电流，电流，垂直放入磁场中某处受到磁场力是垂直放入磁场中某处受到磁场力是610-2N，则该处磁感应强度，则该处磁感应强度B大小是大小是_；假如该导

21、线长度和电流都减；假如该导线长度和电流都减小二分之一，则该处磁感应强度大小小二分之一，则该处磁感应强度大小是是_.0.1T第32页4.磁磁场场中中放放一一根根与与磁磁场场方方向向垂垂直直通通电电导导线线，它它电电流流强强度度是是2.5 A，导导线线长长1 cm，它它受受到到安安培培力力为为510-2 N，则则这这个个位位置置磁磁感感应应强强度度是多大？是多大？5.接接上上题题，假假如如把把通通电电导导线线中中电电流流强强度度增增大大到到5 A时时，这这一一点点磁磁感感应强度应是多大？该通电导线受到安培力是多大？应强度应是多大？该通电导线受到安培力是多大？注意：计算时要统一用国际单位制。注意：计

22、算时要统一用国际单位制。解答：解答：解答：磁感应强度解答：磁感应强度B是由磁场和空间位置（点）决定，和导是由磁场和空间位置（点）决定，和导 线长度线长度L、电流、电流I大小无关，所以该点磁感应强度是大小无关，所以该点磁感应强度是2 T.依据依据F=BIL得，得，F=2 5 0.01=0.1N第33页3.3几个常见磁场第34页复习：复习：在学习电场时为了在学习电场时为了形象形象描述电场强度描述电场强度E E大小和大小和方向，方向，我们引入了什么物理量？我们引入了什么物理量？（1）电场线疏密代表场强强弱电场线疏密代表场强强弱（2）电场线切线方向代表场强方向）电场线切线方向代表场强方向 (3）在电场

23、中电场线不相交）在电场中电场线不相交（4）电场线始于正电荷，终止于负电荷）电场线始于正电荷，终止于负电荷,不闭合不闭合曲线曲线（5）电场线是假想线，实际不存在）电场线是假想线，实际不存在电场线电场线 电场线有那些电场线有那些特点特点第35页【问题问题】磁场中各点磁场方向怎样磁场中各点磁场方向怎样判定呢判定呢?将一个小磁针放在磁场中某一点将一个小磁针放在磁场中某一点,小磁针静止时小磁针静止时,北极北极N所指方向所指方向,就是该就是该点磁场方向点磁场方向.第36页 怎样怎样形象地描述形象地描述磁场中各点磁场方向磁场中各点磁场方向?是在磁场中画出一些有方向是在磁场中画出一些有方向曲线，使曲线上每一点

24、切线方向都跟曲线，使曲线上每一点切线方向都跟这点磁感应强度方向一致。这点磁感应强度方向一致。磁感线磁感线:ABC第37页几个常见磁场磁感线分布几个常见磁场磁感线分布第38页第39页安培定则：安培定则：用右手握住导线，让伸直大拇指所指方向跟电流方向一致，弯用右手握住导线，让伸直大拇指所指方向跟电流方向一致，弯曲四指所指方向就是磁感线围绕方向。曲四指所指方向就是磁感线围绕方向。直线电流磁场磁感线直线电流磁场磁感线第40页I侧视图侧视图俯视图俯视图直线电流磁场磁感线直线电流磁场磁感线由直到曲第41页课堂训练课堂训练1、如图所表示，一束带电粒子沿水平方向飞过、如图所表示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁

25、针上方，并与磁针指向平行，能使小磁针小磁针上方，并与磁针指向平行，能使小磁针N极转向同学们，那么这束带电粒子可能是极转向同学们，那么这束带电粒子可能是 （）A.向右飞行正离子束向右飞行正离子束 B.向左飞行正离子束向左飞行正离子束C.向右飞行负离子束向右飞行负离子束D.向左飞行负离子束向左飞行负离子束BC第42页环形电流周围环形电流周围磁感线磁感线安培定则：安培定则：让右手弯曲四指和环形电流方向一致，让右手弯曲四指和环形电流方向一致，伸直大拇指所指方向就是环形导线伸直大拇指所指方向就是环形导线轴线上磁感线方向。轴线上磁感线方向。第43页2、如如图图所表示，所表示，环环形形导线导线周周围围有三有

26、三只小磁只小磁针针a、b、c，闭闭合开关合开关S后，后，三只小磁三只小磁针针N极偏极偏转转方向是（方向是（）A、全向里、全向里 B、全向外、全向外 C、a向里，向里，b、c向外向外 D、a、c向外，向外，b向里向里课堂训练课堂训练D第44页通电螺旋管周围通电螺旋管周围磁感线磁感线等效等效安培定则：安培定则：用右手握住螺旋管，让弯用右手握住螺旋管，让弯曲四指所指方向跟电流方曲四指所指方向跟电流方向一致，大拇指所指方向向一致，大拇指所指方向就是螺旋管内部磁感线方就是螺旋管内部磁感线方向。（大拇指指向螺旋管向。（大拇指指向螺旋管北极）北极）第45页练习练习3 3：如图所表示，当开关闭合时：如图所表示

27、，当开关闭合时：(1)判断通电螺线管磁极；判断通电螺线管磁极；第46页练习练习3 3：如图所表示，当开关闭合时：如图所表示，当开关闭合时：(1)判断通电螺线管磁极；判断通电螺线管磁极；（2）指出每个小磁针）指出每个小磁针N、S极。极。NS甲甲乙乙丙丙丁丁SNNNN第47页练习练习4 4：依据图中所表示，小磁针所指方向，依据图中所表示，小磁针所指方向，画出通电螺线管绕线情况。画出通电螺线管绕线情况。NN第48页练习练习4 4：如图所表示，依据小磁针所指方向如图所表示，依据小磁针所指方向及电流方向，画出通电螺线管绕线情况。及电流方向，画出通电螺线管绕线情况。NN第49页练习练习5 5：如图所表示，

28、甲乙两个通电螺线管如图所表示，甲乙两个通电螺线管并排靠近放置，并排靠近放置，a、b和和c、d分别是接线端，分别是接线端，电源接线端为电源接线端为e、f，现将，现将a、e用导线连好。用导线连好。若接通电源后，甲乙相互吸引，你看应怎样若接通电源后，甲乙相互吸引，你看应怎样连接？连接？cdab甲甲乙乙ef第50页练习练习5 5：如图所表示，甲乙两个通电螺线管如图所表示，甲乙两个通电螺线管并排靠近放置，并排靠近放置，a、b和和c、d分别是接线端，分别是接线端，电源接线端为电源接线端为e、f，现将，现将a、e用导线连好。用导线连好。若接通电源后，甲乙相互吸引，你看应怎样若接通电源后，甲乙相互吸引，你看应

29、怎样连接？连接？cdab甲甲乙乙ef第51页练习练习5 5：如图所表示，甲乙两个通电螺线管如图所表示，甲乙两个通电螺线管并排靠近放置，并排靠近放置，a、b和和c、d分别是接线端，分别是接线端，电源接线端为电源接线端为e、f，现将，现将a、e用导线连好。用导线连好。若接通电源后，甲乙相互吸引，你看应怎样若接通电源后，甲乙相互吸引，你看应怎样连接？连接？cdab甲甲乙乙ef第52页1 1磁感线是假想，不是真实。磁感线是假想，不是真实。2 2磁感线上每一点切线方向即为该点磁场方向磁感线上每一点切线方向即为该点磁场方向。3 3磁感线是闭合曲线。磁感线是闭合曲线。4 4磁感线疏密表示磁场强弱。磁感线疏密

30、表示磁场强弱。5 5磁感线不能相交或相切。磁感线不能相交或相切。思索：磁铁和电流都能产生磁场，它们磁场是思索：磁铁和电流都能产生磁场，它们磁场是思索：磁铁和电流都能产生磁场，它们磁场是思索：磁铁和电流都能产生磁场，它们磁场是否有什么联络？否有什么联络？否有什么联络？否有什么联络？磁感线特点磁感线特点第53页安培分子电流假说安培分子电流假说安培分子电流假说安培分子电流假说磁铁和电流磁场本质上都是运动电荷产生磁铁和电流磁场本质上都是运动电荷产生1.1.分子电流假说分子电流假说分子电流假说分子电流假说 任任何何物物质质分分子子中中都都存存在在环环形形电电流流分分子子电电流流，分分子子电电流流使使每每

31、个个分分子子都都成成为一个微小磁体。为一个微小磁体。2.2.安培分子环流假说对安培分子环流假说对安培分子环流假说对安培分子环流假说对一些磁现象解释一些磁现象解释一些磁现象解释一些磁现象解释：未被磁化铁棒未被磁化铁棒磁化后铁棒磁化后铁棒第54页 1 1、磁场强弱、方向处处相同磁场、磁场强弱、方向处处相同磁场 2 2、匀强磁场磁感线：是一组相互平行、方向相同、匀强磁场磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀直线疏密均匀直线匀强磁场匀强磁场亥姆霍兹线圈亥姆霍兹线圈亥姆霍兹线圈亥姆霍兹线圈第55页1 1、定定义义：在在磁磁感感应应强强度度为为B B匀匀强强磁磁场场中中，有有一一个个与与磁磁场场方方向

32、向垂垂直直平平面面，面面积积为为S S，我我们们把把B B与与S S乘乘积积叫叫做做穿穿过过这这个个面面积积磁磁通量，简称磁通。用字母通量，简称磁通。用字母表示磁通量。表示磁通量。2 2、在匀强磁场中，公式为、在匀强磁场中，公式为 =BSBS S S表示某一面积在垂直于磁场方表示某一面积在垂直于磁场方向上投影面向上投影面磁通量磁通量3 3、物理意义：磁通量表示穿过这个面磁感线、物理意义：磁通量表示穿过这个面磁感线条数。条数。由点到面第56页课堂训练课堂训练v1.如图，线圈平面与水平方向成角，磁感应线竖直向下，设匀强磁场磁感应强度为B，线圈面积为S，则_dbcaBBScos第57页4 4、单位：

33、在、单位：在SISI制中是韦伯，简称韦，符号制中是韦伯，简称韦，符号WbWb5 5、磁通量是有正负，若在某个面积有方向相反磁场、磁通量是有正负，若在某个面积有方向相反磁场经过，求磁通量，应考虑相反方向抵消以后所剩下经过，求磁通量，应考虑相反方向抵消以后所剩下磁通量，即应求该面积各磁通量代数和磁通量，即应求该面积各磁通量代数和-标量标量磁通量磁通量第58页1 1磁通量改变磁通量改变2 21 1是某两个时刻穿是某两个时刻穿过某个平面过某个平面S S磁通量之差，即磁通量之差，即取决于末取决于末状态磁通量状态磁通量2 2与初状态磁通量与初状态磁通量1 1代数差。代数差。2 2不能用不能用 (BB)/(

34、)/(SS)磁通量改变磁通量改变第59页v2.如图所表示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B匀强磁场方向垂直,则穿过平面磁通量为_,若使框架绕OO转过60度角则穿过线框平面磁通量为_,若从初始位置转过90度角,则穿过线框平面磁通量为_,若从初始位置转过180度角,则穿过线框平面磁通量改变量为_OOBS0.5BS0-2BS课堂训练课堂训练第60页课堂训练课堂训练4.如图所表示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿如图所表示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿y轴正向运动，则由此产生在轴正向运动，则由此产生在z轴上轴上A点和点和x轴上轴上B点磁场方向是（点磁场方向是（）A.A点磁场沿点磁场沿x轴正方

35、向，轴正方向，B点磁场沿点磁场沿z轴负方向轴负方向B.A点磁场沿点磁场沿x轴负方向，轴负方向，B点磁场沿点磁场沿z轴正方向轴正方向C.A点磁场沿点磁场沿z轴正方向，轴正方向，B点磁场沿点磁场沿x轴负方向轴负方向D.A点磁场沿点磁场沿x轴正方向，轴正方向，B点磁场沿点磁场沿z轴正方轴正方向向A第61页3.4磁场对通电导线作用力第62页安培定则（右手螺旋定则）安培定则（右手螺旋定则）1判断直线电流周围磁场：判断直线电流周围磁场：大拇指方向大拇指方向-电流方向电流方向四指弯曲方向四指弯曲方向-周围磁感线围绕方向周围磁感线围绕方向第63页2判断判断环环形形电电流流 周周围围磁磁场场：四指弯曲方向四指弯

36、曲方向电电流方向流方向环环形形电电流中心磁流中心磁场场方向方向大拇指方向大拇指方向第64页3判断判断载载流螺流螺线线管磁管磁场场：四指弯曲方向四指弯曲方向-电电流方向流方向大拇指方向大拇指方向载载流螺流螺线线管中心管中心磁磁场场方向方向第65页检测题检测题1、图、图16-2中当电流经过线圈时，磁针将发生偏转，中当电流经过线圈时，磁针将发生偏转，以下判断正确是以下判断正确是（）A当线圈通以沿顺时针方向电流时，磁针当线圈通以沿顺时针方向电流时，磁针N极将指向读者极将指向读者B当线圈通以沿逆时针方向电流时，磁针当线圈通以沿逆时针方向电流时，磁针S极将指向读者极将指向读者C当磁针当磁针N极指向读者，线

37、圈中电流沿逆时针方向极指向读者，线圈中电流沿逆时针方向D不论磁针怎样偏转，线圈中电流总是沿顺时针方向不论磁针怎样偏转，线圈中电流总是沿顺时针方向C第66页一、磁通量一、磁通量 我们将磁感应强度我们将磁感应强度B B 与面积与面积S S 乘积，叫做穿过乘积，叫做穿过这个面磁通量，简称磁通。用这个面磁通量，简称磁通。用 表示。表示。即：即：=BS=BS=BS=BS=BS cos=BS cos在在SI单位制中，磁通量单位为：单位制中，磁通量单位为：韦伯韦伯韦伯韦伯（WbWb）第67页【例题例题例题例题】以下各种说法中，正确是：以下各种说法中，正确是：A.磁通量很大，而磁感应强度可能很小；磁通量很大，

38、而磁感应强度可能很小；B.磁感应强度越大，磁通量也越大；磁感应强度越大，磁通量也越大；C.磁通量小，一定是磁感应强度小；磁通量小，一定是磁感应强度小；D.磁感应强度很大，而磁通量可能为零。磁感应强度很大，而磁通量可能为零。【答案答案答案答案】ADAD第68页安培力安培力安培力安培力磁场对电流作用力称为安培力。磁场对电流作用力称为安培力。一一一一.安培力方向安培力方向安培力方向安培力方向左手定则：左手定则：左手定则：左手定则：伸伸开开左左手手，使使拇拇指指与与四四指指在在同同一一个个平平面面内内并并跟跟四四指指垂垂直直，让让磁磁感感线线垂垂垂垂直直直直穿穿穿穿入入入入手手心心，使使四四指指指指向

39、向电电流流方方向向，这时拇指所指就是通电导体所受安培力方向。这时拇指所指就是通电导体所受安培力方向。第69页【例题例题例题例题1 1】画出图中第三者方向。画出图中第三者方向。【答案答案答案答案】由左手定则作答。由左手定则作答。由左手定则作答。由左手定则作答。【注意注意注意注意】安培力方向永远与导线垂直。安培力方向永远与导线垂直。安培力方向永远与导线垂直。安培力方向永远与导线垂直。第70页【例题例题例题例题2 2】画出图中通电导线棒所受安培力方向。画出图中通电导线棒所受安培力方向。【答案答案答案答案】由左手定则作答。由左手定则作答。由左手定则作答。由左手定则作答。【注意注意注意注意】安培力方向永

40、远与导线垂直。安培力方向永远与导线垂直。安培力方向永远与导线垂直。安培力方向永远与导线垂直。第71页1.当电流与磁场方向垂直时，当电流与磁场方向垂直时，F=ILB2.当电流与磁场方向夹当电流与磁场方向夹角时，角时，F=ILBsin二二二二.安培力大小安培力大小安培力大小安培力大小第72页B1B2F=ILBsin第73页【例例例例题题题题3 3】如如图图所所表表示示，两两平平行行光光滑滑导导轨轨相相距距0.2m，与与水水平平面面夹夹角角为为450，金金属属棒棒MN质质量量为为0.1kg，处处于于竖竖直直向向上上磁磁感感应应强强度度为为1T匀匀强强磁磁场场中中，电电源源电电动动势势为为6V，内内阻

41、阻为为1，为为使使MN处处于于静静止止状状态态，则则电电阻阻R应为多少？应为多少？(其它电阻不计其它电阻不计)【答案答案】R=0.2ILBcos45=mgsin456/(1+R)=I第74页三三三三.磁电式电表磁电式电表磁电式电表磁电式电表【说明说明说明说明】因为磁场对电流作用力跟电流成正比，因而安培力力矩因为磁场对电流作用力跟电流成正比，因而安培力力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧扭矩与指针转过角度成正比，也跟电流成正比，而螺旋形弹簧扭矩与指针转过角度成正比，所以磁电式电表表盘刻度是均匀。所以磁电式电表表盘刻度是均匀。第75页课堂练习课堂练习1、图、图16-3所表示四种情况，所表示四种情况，通

42、电导体均置于匀强磁场中，其中通电导体均置于匀强磁场中，其中通电导线不受安培力是（通电导线不受安培力是（）第76页第77页第78页第79页一定垂直一定垂直第80页如如图图所所表表示示，条条形形磁磁铁铁放放在在水水平平桌桌面面上上，在在其其正正中中央央上上方方固固定定一一根根直直导导线线MN，导导线线与与磁磁场场垂垂直直，给给导线通以由导线通以由N向向M电流，则：电流，则：A.磁铁对桌面压力减小，不受桌面摩擦力作用磁铁对桌面压力减小，不受桌面摩擦力作用B.磁铁对桌面压力减小，受桌面摩擦力作用磁铁对桌面压力减小，受桌面摩擦力作用C.磁铁对桌面压力增大，受桌面摩擦力作用磁铁对桌面压力增大，受桌面摩擦力

43、作用D.磁铁对桌面压力增大，不受桌面摩擦力作用磁铁对桌面压力增大，不受桌面摩擦力作用F第81页如如图图所所表表示示，在在倾倾角角为为30o斜斜面面上上，放放置置两两条条宽宽L0.5m光光滑滑平平行行导导轨轨，将将电电源源、滑滑动动变变阻阻器器用用导导线线连连接接在在导导轨轨上上，在在导导轨轨上上横横放放一一根根质质量量为为m0.2kg金金属属棒棒ab，电电源源电电动动势势E12V，内内阻阻r0.3，磁磁场场方方向向垂垂直直轨轨道道所所在在平平面面，B0.8T。欲欲使使棒棒ab在在轨轨道道上上保保持持静静止止，滑滑动动变变阻阻器使用电阻器使用电阻R应为多大？（应为多大？（g取取10m/s2，其它

44、电阻不计），其它电阻不计）BE rRa30bBGFNF第82页第四节第四节第四节第四节 安培力应用安培力应用安培力应用安培力应用二二二二.磁电式电表磁电式电表磁电式电表磁电式电表【说明说明说明说明】因为磁场对电流作用力跟电流成正比，因而安培力力矩因为磁场对电流作用力跟电流成正比，因而安培力力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧扭矩与指针转过角度成正比，也跟电流成正比，而螺旋形弹簧扭矩与指针转过角度成正比，所以磁电式电表表盘刻度是均匀。所以磁电式电表表盘刻度是均匀。第83页课堂练习课堂练习1、图、图16-3所表示四种情况，所表示四种情况，通电导体均置于匀强磁场中，其中通电导体均置于匀强磁场中，其中通电

45、导线不受安培力是（通电导线不受安培力是（）第84页3.5磁场对运动电荷作用力第85页复习回顾复习回顾方向：方向：IB30IB利用左手定则判断安培力方向利用左手定则判断安培力方向安培力安培力:1 1、磁场对通电导线作用力、磁场对通电导线作用力为为B B和和I I之间夹角之间夹角 大小：大小：FF左手定则左手定则为何磁场对通电导线有作用力？为何磁场对通电导线有作用力？第86页大小：大小：安培力安培力:2 2、通电导线中通电导线中电流是怎样形成呢电流是怎样形成呢?【思索思索】:既然磁场对电流有力作用既然磁场对电流有力作用,而电流是由电荷定而电流是由电荷定向移动形成向移动形成.那么磁场是否对运动电荷也

46、有作用力呢那么磁场是否对运动电荷也有作用力呢?电荷定向移动形成电荷定向移动形成1 1、磁场对通电导线作用力、磁场对通电导线作用力方向：方向：左手定则左手定则复习回顾复习回顾第87页电子射线管原理：电子射线管原理：从阴极发射出来电子，在阴阳两极间高压作用下，从阴极发射出来电子，在阴阳两极间高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形荧光屏上激使电子加速，形成电子束，轰击到长条形荧光屏上激发出荧光，能够显示电子束运动轨迹。发出荧光，能够显示电子束运动轨迹。试验现象：试验现象：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发觉电子束运动轨

47、迹发生了弯曲。靠近阴极射线管，发觉电子束运动轨迹发生了弯曲。结论：磁场对运动电荷有作用。结论：磁场对运动电荷有作用。第88页运动电荷在磁场中受到作用力叫做运动电荷在磁场中受到作用力叫做洛伦兹力洛伦兹力安培力是洛伦兹力安培力是洛伦兹力宏观表现宏观表现洛伦兹力是安培力洛伦兹力是安培力微观本质微观本质磁场对电流有安培力作用磁场对电流有安培力作用,而电流是由电荷定向运动而电流是由电荷定向运动形成形成,且磁场对运动电荷有洛伦兹力作用且磁场对运动电荷有洛伦兹力作用.所以磁场对电流所以磁场对电流安培力就是磁场对运动电荷洛伦兹力宏观表现安培力就是磁场对运动电荷洛伦兹力宏观表现一、洛伦兹力一、洛伦兹力为何磁场对

48、通电导线有作用力？为何磁场对通电导线有作用力？第89页假如是假如是负电荷负电荷,我们应怎样判定洛伦兹力方向我们应怎样判定洛伦兹力方向?二、洛伦兹力方向二、洛伦兹力方向左手定则：左手定则：伸开左手伸开左手,使大拇指和其余四指垂直且处于同使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内一平面内,把手放入磁场中把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心让磁感线垂直穿过手心,若四若四指指向正电荷运动方向指指向正电荷运动方向,那么拇指所指方向就使正电荷所那么拇指所指方向就使正电荷所受洛伦兹力方向受洛伦兹力方向 FFvqv-q第90页vFvFBvBB垂直于纸面垂直于纸面向外向外垂直于纸面垂直于纸面向外向外Bv1 1、以相

49、同速度进入同一磁场、以相同速度进入同一磁场正、负正、负电荷电荷 受到洛伦兹力方向受到洛伦兹力方向相反相反2 2、洛伦兹力方向洛伦兹力方向垂直垂直于于v v和和B B组成平面组成平面B B F洛v v甲乙丙丁训练加固：训练加固：试判断下列图中带电粒子刚进入磁场时所受洛试判断下列图中带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向伦兹力方向 心得体会心得体会心得体会心得体会第91页【思索思索】:洛伦兹力大小可能会与哪些原因相关洛伦兹力大小可能会与哪些原因相关?当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力大小跟三个原因相关：大小跟三个原因相关：1.1.磁感应强度磁感应强度B B2

50、.2.电荷量电荷量q q3.3.电荷运动快慢电荷运动快慢v v三、洛伦兹力大小三、洛伦兹力大小第92页IFvvvv（1 1）通电导线中电流）通电导线中电流（2 2）通电导线所受安培力）通电导线所受安培力（3 3）这段导线内自由电荷数）这段导线内自由电荷数（4 4）每个电荷所受洛伦兹力）每个电荷所受洛伦兹力设有一段长为设有一段长为L L，横截面积为，横截面积为S S直导线，单位体积内自由电直导线，单位体积内自由电荷数为荷数为n n，每个自由电荷电荷量为，每个自由电荷电荷量为q q，自由电荷定向移动速率为，自由电荷定向移动速率为v v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为这段通电导线垂直磁场方