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(共37張PPT)
第十三章 電磁感應與電磁波初步
第一節 磁場 磁感線
目 錄/
1.
學習目標
2.
情景導入
3.
新課講解
4.
小試牛刀
5.
課堂小結
PART 01
學習目標
學習目標
1.知道磁場的概念，知道一切磁作用力都是通過磁場發生的
2.知道磁感線的定義和特點，了解幾種常見的磁場的磁感線分布
3.學會用安培定則判斷電流的磁感線方向
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
PART 02
情境導入
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
關于磁體與磁性，大家都能想到什么呢？
蹄形磁體
磁懸浮列車
指南針
磁懸浮地球儀
PART 03
新課講解
人們很早就發現電和磁有很多相似的特征：自然界中的磁體總存在著兩個磁極，自然界中同樣存在著兩種電荷
同名磁極或同種電荷相互排斥，異名磁極或異種電荷相互吸引。這種相似性是否意味著電和磁之間有某種聯系呢？
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
直到19世紀初很多著名的科學家——如庫侖、安培、托馬斯.楊都認為電與磁是互不相關的兩回事。
庫侖
安培
托馬斯·楊
電和磁沒啥關系
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
丹麥科學家奧斯特堅信電和磁存在某種聯系
1820年4月，在一次講課中，他偶然地把一根導線放在一個指南針的上方，通電時，磁針轉動了。——首次發現了電和磁的聯系。
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
奧斯特實驗說明：
電流對磁體會產生力的作用
電流具有磁效應
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
磁體對通電導線也有作用力
既然電流有磁效應，那么電流和電流之間是否也存在著相互作用力呢？
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
磁場
磁體對通電導線產生力的作用力
兩條通電導線之間發生相互作用
思考討論
問題：磁體之間、磁體和電流之間、電流之間不用接觸就能產生力的作用，是怎樣實現的？
這種現象說明了什么？
磁體之間、磁體和電流之間、電流之間的力的作用，是通過磁場產生的。
通電導體周圍存在磁場。
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
磁場和電場都是一種客觀物質
看不見摸不著卻是客觀存在的
電荷
電荷
磁體或電流
磁體或電流
電場
磁場
磁場：磁體或電流周圍空間存在的一種特殊物質
磁場的方向：小磁針靜止時N極所指的方向
學習目標
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新課講解
小試牛刀
課堂小結
用小磁針和細鐵屑
感受磁體周圍的電場
學習目標
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小試牛刀
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正像在電場中我們用電場線形象地描述電場一樣，在磁場中，我們用磁感線來描述磁場。
在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應強度方向一致，這樣的曲線就叫作磁感線。
學習目標
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小試牛刀
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條形磁鐵的磁場
蹄形磁鐵的磁場
外部：從 N 到 S
內部：從 S 到 N
學習目標
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小試牛刀
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①磁感線是假想的曲線；
②磁場中的任何一條磁感線都是閉合曲線，磁體外部由N極到S極，內部由S極到N極；
④磁感線的疏密表示磁場的強弱；
③磁感線不相交、不相切；
⑤磁感線上每一點的切線方向即為該點的磁場的方向。
磁場感應強度 B 的方向
磁感線的特點
學習目標
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小試牛刀
課堂小結
1.地球是一個巨大的磁體。
2.地球周圍空間存在的磁場叫地磁場。
3.地磁場的三大特點
（1）地磁場的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近。
（2）地磁場的方向在南半球斜向上，在北半球斜向下，與地表面并不平行。
（3）在赤道平面上，到地心等距離的各點，地磁場強度相等，且方向水平向北。
地磁場
磁鐵和電流都能產生磁場，電流產生磁場是什么樣的呢？
學習目標
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小試牛刀
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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。
學習目標
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小試牛刀
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安培定則：對直導線，大拇指指向為電流方向，四指彎曲方向是磁感線方向；
安培定則
(立體)圖
橫截面(俯視)圖
縱截面(平視)圖
對環形電流和通電螺線管，四指彎曲方向為電流方向大拇指指向為內部軸線上磁感線方向（也叫右手螺旋定則）
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
縱截面圖
立體圖
橫截面圖
環形電流和通電螺線管的磁場
立體圖
橫截面圖
縱截面圖
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
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電磁起重機
電動機
電流磁場的應用
電磁彈射
學習目標
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新課講解
小試牛刀
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1.分子電流假說：任何物質的分子中都存在環形電流——分子電流，分子電流使每個分子都成為一個微小的磁體。
2.安培分子電流假說對一些磁現象的解釋：
未被磁化的鐵棒
磁化后的鐵棒
B
安培分子電流假說
學習目標
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小試牛刀
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①成功的解釋了磁化現象和磁體消磁現象；
②安培分子電流假說揭示了電和磁的本質聯系；
③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.
說明：安培提出分子電流假說時，人們還不知道物質的微觀結構、電子繞原子核高速旋轉的說法，所以稱為假說。
如今，“假說”已成為真理。
安培分子電流假說的意義
學習目標
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小試牛刀
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PART 04
小試牛刀
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
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1.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。關于指南針，下列說法正確的是( )
A.指南針可以僅具有一個磁極
B.指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場
C.指南針的指向不會受到附近鐵塊的干擾
D.在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導線，導線通電時指南針不偏轉
B
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
答案：B
解析：A.指南針有兩個磁極，故A錯誤；
B.指南針能夠工作的原因是其處在地球磁場中，在地磁場的作用下指向南北方向，故B正確；
C.如果指南針附近有鐵塊，則鐵塊會影響指南針附近地磁場的分布，指南針的指向會受到干擾，故C錯誤；
D.在指南針上方附近沿指針方向放置一直導線，導線通電后，根據電流的磁效應可知通電直導線會產生磁場，指針發生偏轉，故D錯誤。
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
2.下列關于圖中的相關判斷和描述正確的是( )
A.甲圖中地球赤道表面磁場方向指向南方
B.乙圖中表示的電場是由等量異種電荷產生的，電場線方向從正電荷到負電荷，再從負電荷回到正電荷形成閉合回路
C.丙圖中條形磁鐵的磁感線從N極出發，到S極終止
D.丁圖中如果忽略地磁場，那么環形導線通電后，其軸心位置小磁針的N極向紙外旋轉
D
學習目標
情境導入
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小試牛刀
課堂小結
答案：D
解析：A.甲圖中地球赤道表面磁場方向指向北方，故A錯誤；
B.乙圖中表示的電場是由等量異種電荷產生的，電場線方向從正電荷到負電荷，電場線并不會從負電荷回到正電荷形成閉合回路，故B錯誤；
C.丙圖中條形磁鐵的磁感線在磁鐵外部從N極出發，到S極，從磁鐵內部由S極回到N極，故C錯誤；
D.丁圖中如果忽略地磁場，那么環形導線通電后，根據安培定則可知，其軸心磁場方向向外，則其軸心位置小磁針的N極向紙外旋轉，故D正確。
學習目標
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小試牛刀
課堂小結
3.關于電流及電流周圍產生的磁場分布，下列各圖中正確的是( )
A. B.
C. D.
D
學習目標
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小試牛刀
課堂小結
答案：D
解析：A.根據安培定則可知，圖中磁場方向與給出的箭頭所指方向相反，故A錯誤；
B.根據安培定則可知，圖中磁場方向與給出的箭頭所指方向相反，故B錯誤；
C.根據電源正負極判定電流方向沒有問題，根據安培定則可知，圖中磁場方向與給出的箭頭所指方向相反，故C錯誤；
D.根據安培定則可知，圖中磁場方向與給出的箭頭所指方向相同，故D正確。
PART 05
課堂小結
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
① 電和磁的聯系
（1）磁現象
①磁性：物體具有吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質叫磁性.
②磁體：具有磁性的物體叫磁體.
③磁極：磁體中磁性最強的區域叫磁極.
（2）磁極間的相互作用規律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引.
磁場
（1）電流的磁效應：丹麥物理學家奧斯特首先發現通電導線周圍存在磁場.
（2）磁場方向：物理學中把小磁針在某點處靜止時 N 極所指的方向規定為該點磁場的方向.
（3）基本性質：對放入磁場中的磁體、通電導線或運動電荷有力的作用.
在奧斯特之前，人們一直認為電和磁互不相關
1
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學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
（4）地磁場：地球本身在地面附近空間產生的磁場叫地磁場，地磁場的分布大致就像一個條形磁鐵外部的磁場.
磁感線
（1）定義：磁感線是為了形象描繪磁場中各點磁感應強度情況而假想出來的曲線，在磁場中畫一些有方向的曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點磁場的方向一致，這樣的曲線就叫做磁感線.
（2）特點
①磁感線上每點的切線方向，都表示該點磁感應強度的方向；
②磁感線密集的地方磁場強，稀疏的地方磁場弱；
③在磁體外部，磁感線由 N 極到 S 極，在磁體內部，磁感線由 S 極到 N 極，形成一條閉合的曲線，磁感線不相交；
一條閉合的、有方向的曲線
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學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
④磁場是客觀存在的，磁感線是人為畫出的，實際并不存在.
安培定則：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.（這個規律也叫做右手螺旋定則）
用于解釋通電直導線
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