高教版（2021）通用类第三节 磁场 磁感应强度完美版教学课件ppt

这是一份高教版（2021）通用类第三节 磁场 磁感应强度完美版教学课件ppt，共35页。PPT课件主要包含了主要内容，磁感应强度，磁感线，匀强磁场，磁通量，电流的磁场，人工磁体磁铁等，天然磁体地球等内容，欢迎下载使用。
同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。
1. 磁场 在磁体周围存在着一种特殊形式的物质，这种物质叫做磁场。
一、磁场
2. 磁场的性质
3. 磁场的方向
规定：放在磁场中某一点的可以自由转动的小磁针，它静止时N 极（北极）所指的方向为该点磁场的方向。
把一些可以自由转动的小磁针放在条形磁铁的周围，在磁场力的作用下，小磁针将发生偏转，静止时，小磁针不再指向南北。
【观察与体验】 观察磁体周围的模拟磁场
将一块玻璃板水平地放在条形磁铁或U形磁铁上，在玻璃板面上均匀地撒一些细铁屑，然后轻敲玻璃板，细铁屑会由于震动而移动，最终呈现出一定的形状，如右图所示。
【思考与讨论】 小组讨论，在本实验中为什么要用细铁屑？如果换成细木屑行不行？
将一些可以自由转动的小磁针放在条形磁铁的周围，在磁场力的作用下，小磁针将发生偏转，当小磁针静止时，小磁针的指向如右图所示。可以看出磁铁周围不同位置的小磁针，N极所指的方向是不同的。
1. 磁感应线 在磁场中画出一系列带箭头的曲线，使这些曲线上任一点的切线方向都和该点的磁场方向相同，这样的曲线就叫做磁感应线，简称磁感线。
条形磁铁的磁感线和U 型磁铁的磁感线如图所示。
二、磁感应线
3. 磁感线的特点
（1）在磁体外部，磁感线是从 N 极指向 S 极；在磁体内部，磁感线是从S 极指向N 极, 磁感线是闭合曲线。
（2）磁感线不相交。
（3）磁感线密集的地方磁场强，磁感线稀疏的地方磁场弱。
说明：磁感线和电场线一样，都是理想化的物理模型，实际上并不存在。但它可以比较直观地、形象地描述磁场中各点的方向。
我国早在公元前3世纪的战国时代就已认识到磁石的指极性。《韩非子》中提到“先王立司南以端朝夕”。
公元 1 世纪初东汉王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”
这些文献表明司南是最早的指南针。
如图，将通电导线垂直放入匀强磁场中，导线要受到磁场力的作用。磁场对电流的作用力叫做安培力。
一、安培力
实验表明，安培力F 的大小会随I、L的变化而变化，但F / IL的比值保持不变，比值大小反映了磁场的强弱。
安培力大小跟什么有关呢？
（1）保持导线中电流不变，改变磁场中导线的长度:
（2）保持磁场中导线长度不变，改变导线中的电流:
磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受的磁场力F 与电流 I 和导线长度L 乘积的比值，叫做磁感应强度。
二、磁感应强度
1. 定义
3. 单位 T（特）
2. 公式
磁感应强度 B 的大小反映了磁场的强弱程度。地磁场的磁感应强度大约是 0.5×10-4 T；一般永久磁铁的磁感应强度大约是 0.4 ~ 0.7 T，在电机和变压器的铁心中，磁感应强度可达 0.8 ~ 1.4 T 。
（2）磁感应强度 B 是矢量，它的方向就是该点的磁场方向，可以用磁感线形象地描绘。磁感线的切线方向表示该点 B 的方向 。
4. 说明
（1）磁感应强度 B 的大小只与磁场本身性质有关，而与F，I，L无关。
【应用与拓展】 地磁探矿
根据地磁场的变化的规律性。我们可以根据地磁的异常现象来探测磁铁矿区。
在磁场的某一区域内，如果各处的磁场的强弱和方向都相同，这个区域的的磁场就叫做匀强磁场。
匀强磁场的磁感线的示意图
匀强磁场的磁感线是一些疏密均匀、互相平行的直线。
在电磁学中，经常要讨论某一区域内的磁场和它的变化情况，为此我们引入一个新的物理量——磁通量。
三、磁通量
1. 定义 设在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为 S，我们把 B 与 S的乘积称为穿过该平面的磁通量，如下图所示。
2. 公式
 = 0 （B 与S 平行）
3. 单位 Wb （ 韦）
 = BS （B 与S 垂直）
【例】已知某匀强磁场的磁感应强度 B 为0.5 T，在该磁场中有一面积为0.02 m2 的矩形线圈，当线圈平面与磁感线垂直和平行时，穿过线圈的磁通量各是多少？
解：当线圈平面与磁感线垂直时，穿过线圈的磁通量为
当线圈平面与磁感线平行时，穿过线圈的磁通量为
【观察与体验】 观察通电直导线周围的磁场方向
按照图示的装置进行实验，将一根直导线竖直穿过水平放置的硬纸板，在纸板上放置几个小磁针，观察通电后小磁针N极所指的方向；改变导线中电流的方向，观察小磁针N极指向的变化情况。
【思考与讨论】 小组讨论，试着归纳小磁针 N 极的指向与电流方向有怎样的关系呢？
电流能产生磁场的现象叫做电流的磁效应。
电流的磁场
电流的磁效应
1. 直线电流的磁场
用右手握住直导线，让大拇指指向电流方向，则弯曲的四指所指的方向就是磁感应线的方向。
2. 环形电流的磁场
用右手握住圆环，让弯曲的四指向电流方向，则与四指垂直的大拇指所指的方向，就是圆环内磁感线的方向。
3. 通电螺线管的磁场
用右手握住螺线管，让弯曲的四指向电流方向，则与四指垂直的大拇指所指的方向，就是通电螺线管内部磁感线的方向。
磁现象的电本质
安培分子电流假说
安培根据环形电流及通电螺线管的磁性与条形磁铁的磁性相似，提出了分子电流假说。他认为，在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流。
假说法就是在观察和实验的基础上，根据科学原理和事实进行理性思维，对未知的自然现象和规律所作的假定性解释和说明的方法。假说内容的正确与否，还需要等待实验的检验或实践的证明。
【思维与方法】 假说法
这是物理学中的一种重要的科学方法，虽然利用假说提出的理论不一定正确，但依然对科学研究有着促进作用，人类就是在不断地质疑、假设、推理、创新中不断进步的。
例如，一根铁棒在未磁化时，内部各个分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外界不显磁性，如图所示。
当铁棒受到外界磁场作用时，各分子电流的取向变得大致相同，物体就被磁化了，两端形成磁极，如图所示。
在钢铁产品生产车间或废钢铁回收部门，经常可以见到的机器就是电磁起重机，其主要结构是通电线圈。它在接近钢铁制品时，接通电路，产生强大磁场，将钢铁吸起。运到目的地后，断开电路，磁场消失，将钢铁放下。
我国时速600公里高速磁浮试验样车在青岛下线，如下图所示。
【应用与拓展】 贴地飞行的磁悬浮列车
练 习
1. 下图中磁场方向如图中箭头所示，请说明小磁针将怎样转动以及停在哪个方向。
2. 如图所示，请确定图中电源的正极和负极。
3. 如图所示，当电流通过线圈时，磁针的N 极指向读者，试确定线圈中电流的方向。