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第十三章 電磁感應與電磁波初步
13.1磁場 磁感線
我國春秋戰國時期的一些著作已有關于磁石的記載和描述。指南針是我國古代四大發明之一。12世紀初，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，幾乎都有磁現象相伴隨？你知道電和磁有怎樣的聯系嗎？
一、電和磁的聯系
1、電現象和磁現象的相似性
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
電與磁是互不相關的兩回事
2、電和磁的聯系
電和磁之間應該存在某種聯系
奧斯特
3、奧斯特實驗
（1）實驗現象:
3、奧斯特實驗
（2）操作技巧:
（3）實驗結論:
（4）實驗意義:
當給導線通電時,與導線平行放置的小磁針發生轉動.
為了排除地磁場的影響,導線應沿南北方向水平放置在小磁針的正上方.
電流具有磁效應,即電流可以產生磁場.
首次揭示了電與磁之間的聯系,揭開了人類對電磁現象研究的新紀元.
二、磁場
1、磁體對通電導線產生作用力
2、電流對電流產生作用力
磁體與磁體之間
通電導體與磁體之間
通電導體與通電導體之間
這些作用力都不需要相互接觸就能產生
那么，這些作用力是怎么發生的？
A磁體或電流
B磁體或電流
磁場
產生
產生
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生的.
1、磁場：磁體周圍空間存在的一種特殊物質。
磁場和電場一樣是一種物質,是客觀存在的
2、磁場的基本性質：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模擬
條形磁體磁感線
蹄形磁體磁感線的實驗模擬
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模擬
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繞的方向。
立體圖
1.直線電流的磁場分布
用右手握住導線，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：以導線上任意點為圓心垂直于導線的多組同心圓，越向外越稀疏，磁場越弱
環形電流的磁感線實驗模擬
環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形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環形導線軸線上磁場的方向。
2.環形電流的磁場分布
縱截面圖
立體圖
橫截面圖
讓右手彎曲的四指與環形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環形導線軸線上磁場的方向。
磁場特點：環內部磁場比環外強，磁感線越向外越稀疏
通電螺線管的磁感線實驗模擬
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形電流磁場的疊加（大拇指指向螺線管N極）
磁場特點：內部為勻強磁場且比外部強，內部由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
磁現象的電本質：磁鐵和電流的磁場本質上都是運動電荷產生的
1、下列關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極轉向同學們，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、向右飛行的負離子束
D、向左飛行的負離子束
BC
4、如圖所示，環形導線周圍有三只小磁針a、b、c，閉合開關S后，三只小磁針N極的偏轉方向是（ ）
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、管內和右側，當這些小磁針靜止時，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,圓環上帶有大量的負電荷,當圓環沿順時針方向轉動時,a、b、c三枚小磁針都要發生轉動,以下說法正確的是(　　)
A.a、b、c的N極都向紙里轉
B.b的N極向紙外轉,而a、c的N極向紙里轉
C.b、c的N極都向紙里轉,而a的N極向紙外轉
D.b的N極向紙里轉,而a、c的N極向紙外轉
B
7、下列關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，試畫出產生相應磁場的電流方向
N
S
X
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