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第十三章
電磁感應(yīng)與電磁波初步
13.1磁場
磁感線
我國春秋戰(zhàn)國時期的一些著作已有關(guān)于磁石的記載和描述。指南針是我國古代四大發(fā)明之一。12世紀(jì)初，我國已將指南針用于航海，宋俑持羅盤者就記錄了這個科技史實。
你是否感受到，凡是用到電的地方，幾乎都有磁現(xiàn)象相伴隨？你知道電和磁有怎樣的聯(lián)系嗎？
一、電和磁的聯(lián)系
1、電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似性
兩種電荷
兩個磁極
相似特征：同名磁極或同種電荷相斥，
異名磁極或異種電荷相吸
庫侖
安培
電與磁是互不相關(guān)的兩回事
2、電和磁的聯(lián)系
電和磁之間應(yīng)該存在某種聯(lián)系
奧斯特
3、奧斯特實驗
（1）實驗現(xiàn)象:
3、奧斯特實驗
（2）操作技巧:
（3）實驗結(jié)論:
（4）實驗意義:
當(dāng)給導(dǎo)線通電時,與導(dǎo)線平行放置的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動.
為了排除地磁場的影響,導(dǎo)線應(yīng)沿南北方向水平放置在小磁針的正上方.
電流具有磁效應(yīng),即電流可以產(chǎn)生磁場.
首次揭示了電與磁之間的聯(lián)系,揭開了人類對電磁現(xiàn)象研究的新紀(jì)元.
二、磁場
1、磁體對通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力
2、電流對電流產(chǎn)生作用力
磁體與磁體之間
通電導(dǎo)體與磁體之間
通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間
這些作用力都不需要相互接觸就能產(chǎn)生
那么，這些作用力是怎么發(fā)生的？
A磁體或電流
B磁體或電流
磁場
產(chǎn)生
產(chǎn)生
作用于
作用于
磁極間、電流間、磁極與電流間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的.
1、磁場：磁體周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)。
磁場和電場一樣是一種物質(zhì),是客觀存在的
2、磁場的基本性質(zhì)：對處在它里面的磁體或電流有磁場力的作用.
3、磁場的方向：（1）小磁針N極在磁場中受力的方向
（2）小磁針靜止時N極的指向。
三、磁感線
電場用電場線表示，磁場我們也用磁感線來表示。
條形磁體磁感線的實驗?zāi)M
條形磁體磁感線
蹄形磁體磁感線的實驗?zāi)M
蹄形磁體磁感線
沿磁場中的細鐵屑畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向跟該點的磁場方向一致，這樣的曲線叫作磁感線。
1、磁感線
3、與電場線的區(qū)別：
2、磁感線的特點：
(1)磁感線方向：磁體外部從N極指向S極，內(nèi)部從S極指向N極
(2)磁感線上每一點的切線方向表示該點的磁場方向
(3)疏密程度表示磁場的強弱
(5)假想曲線，實際并不存在
(4)磁感線在空間不相交、不相切、不中斷
磁感線是閉合曲線，電場線不是閉合曲線
四、安培定則
直線電流的磁感線實驗?zāi)M
直線電流的磁感線是一圈圈的同心圓，這些同心圓都在跟導(dǎo)線垂直的平面上。實驗表明，改變電流的方向，各點的磁場方向都變成相反的方向。
安培定則一（也叫右手螺旋定則）：
用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向。
立體圖
1.直線電流的磁場分布
用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向
縱截面圖
橫截面圖
表示垂直紙面向外
表示垂直紙面向里
磁場特點：以導(dǎo)線上任意點為圓心垂直于導(dǎo)線的多組同心圓，越向外越稀疏，磁場越弱
環(huán)形電流的磁感線實驗?zāi)M
環(huán)形電流的磁感線動畫模擬
安培定則二（也叫右手螺旋定則）：
讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁場的方向。
2.環(huán)形電流的磁場分布
縱截面圖
立體圖
橫截面圖
讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁場的方向。
磁場特點：環(huán)內(nèi)部磁場比環(huán)外強，磁感線越向外越稀疏
通電螺線管的磁感線實驗?zāi)M
通電螺線管的磁感線動畫模擬
讓右手彎曲的四指與螺線管電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺線管軸線上磁場的方向
安培定則二（也叫右手螺旋定則）：
通電螺線管的磁場就是環(huán)形電流磁場的疊加（大拇指指向螺線管N極）
磁場特點：內(nèi)部為勻強磁場且比外部強，內(nèi)部由S極指向N極，外部類似條形磁鐵，由N極指向S極
等效
讓右手彎曲的四指與螺線管電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺線管軸線上磁場的方向.
3.通電螺線管磁場分布
立體圖
橫截面圖
縱截面圖
磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵和電流的磁場本質(zhì)上都是運動電荷產(chǎn)生的
1、下列關(guān)于電場線和磁感線的說法正確的是(　
　)
A．二者均為假想的線，實際上并不存在。
B．實驗中常用鐵屑來模擬磁感線形狀，因此磁感線是真實存在的。
C．任意兩條磁感線不相交，電場線也是。
D．磁感線是閉合曲線，靜電場的電場線是不閉合的。
ACD
2、(多選)如圖是幾種常見磁場的磁感線分布示意圖，下列說法正確的是(　　)
A.圖甲中a端是磁鐵的S極，b端是磁鐵的N極
B.圖甲中a端是磁鐵的N極，b端是磁鐵的S極
C.圖乙是兩異名磁極的磁感線分布示意圖，c端是N極，d端是S極
D.圖乙是兩異名磁極的磁感線分布示意圖，c端是S極，d端是N極
AD
3、（多選）如圖所示，一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針的上方，并與磁針指向平行，能使小磁針的N極轉(zhuǎn)向同學(xué)們，那么這束帶電粒子可能是（
）
A、向右飛行的正離子束
B、向左飛行的正離子束
C、向右飛行的負(fù)離子束
D、向左飛行的負(fù)離子束
BC
4、如圖所示，環(huán)形導(dǎo)線周圍有三只小磁針a、b、c，閉合開關(guān)S后，三只小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向是（
）
A、全向里
B、全向外
C、a向里，b、c向外
D、a、c向外，b向里
D
5、如圖所示，a、b、c三枚小磁針分別在通電螺線管的正上方、管內(nèi)和右側(cè)，當(dāng)這些小磁針靜止時，小磁針N極的指向是（
）
A．
a、b、c均向左
B．
a、b、c均向右　
C．
a向左，b向右，c向右
D．
a向右，b向左，c向右
C
6、如圖所示,圓環(huán)上帶有大量的負(fù)電荷,當(dāng)圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)動時,a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動,以下說法正確的是(　　)
A.a、b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)
B.b的N極向紙外轉(zhuǎn),而a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)
C.b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn),而a的N極向紙外轉(zhuǎn)
D.b的N極向紙里轉(zhuǎn),而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn)
B
7、下列關(guān)于小磁針在磁場中靜止時的指向，正確的是(　　)
C
8、在下列各圖中，已知磁場的方向，試畫出產(chǎn)生相應(yīng)磁場的電流方向
N
S
X
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