1、第三章第三章 磁場磁場3.1 3.1 磁現象和磁場磁現象和磁場 東漢王充在東漢王充在論衡論衡中寫道：中寫道：“司南之杓，投之于地，其柢指南司南之杓，投之于地，其柢指南” 最初發現的磁體是被稱為最初發現的磁體是被稱為“天然磁天然磁石石”的礦物，其中含有主要成分為的礦物，其中含有主要成分為FeFe3 3O O4 4. . 上海磁懸浮列車專線西起上海地鐵龍陽路站，東至上上海磁懸浮列車專線西起上海地鐵龍陽路站，東至上海浦東國際機場海浦東國際機場, ,列車加速到平穩運行之后，速度是列車加速到平穩運行之后，速度是430430公公里里/ /小時。這個速度超過了小時。這個速度超過了F1F1賽事的最高時速，車廂

2、里上賽事的最高時速，車廂里上下顛簸很小，左右搖擺得相對還大一些。下顛簸很小，左右搖擺得相對還大一些。1.1.磁性：能夠吸引鐵質物體的性質磁性：能夠吸引鐵質物體的性質2.2.磁體：具有磁性的物體叫磁體。磁體：具有磁性的物體叫磁體。3.3.磁極：磁體上磁性最強的部分叫磁極。磁極：磁體上磁性最強的部分叫磁極。 小磁針靜止時指南的磁極叫做小磁針靜止時指南的磁極叫做南極南極，又，又叫叫S S極極；指北的磁極叫做；指北的磁極叫做北極北極，又叫，又叫N N極極。4.4.磁極間的相互作用磁極間的相互作用: :同名磁極相斥，異名磁極同名磁極相斥，異名磁極相吸相吸。5.5.變無磁性物體為有磁性物體叫變無磁性物體為

3、有磁性物體叫磁化磁化，變有磁，變有磁性物體為無磁性物體叫性物體為無磁性物體叫退磁退磁一磁現象一磁現象【問題【問題】 磁體之間是通過什么發生相互作用的磁體之間是通過什么發生相互作用的呢？呢？1.1.磁場：磁場：磁體周圍空間存在的一種特殊物質。磁體周圍空間存在的一種特殊物質。二、磁場二、磁場類比類比: : 電荷之間的相互作用是通過電場；電荷之間的相互作用是通過電場； 磁體之間的相互作用是通過磁體之間的相互作用是通過磁場磁場發生的，發生的，電場和磁場一樣都是一種物質電場和磁場一樣都是一種物質. .【問題【問題】是否只有磁鐵周圍才存在磁場是否只有磁鐵周圍才存在磁場? ? 磁體磁體磁體磁體磁場磁場2 2

4、、電流的磁效應、電流的磁效應丹麥物理學家奧斯特(Hans Christian Oersted，1777851)1777年8月14日生于丹麥朗格蘭德島一個藥劑師家庭12歲開始幫助父親在藥房里干活，同時堅持學習化學由于刻苦攻讀，17歲以優異的成績考取了哥本哈根大學的免費生他一邊當家庭教師，一邊在學校學習藥物學、天文、數學、物理、化學等1806年任哥本哈根大學物理學教授，1821年被選為英國皇家學會會員，1823年被選為法國科學院院士，后來任丹麥皇家科學協會會長 奧斯特實驗奧斯特實驗、實驗裝置如左圖、實驗裝置如左圖、實驗現象、實驗現象當給導線通電時，當給導線通電時，與導線平行放置的小磁與導線平行放置

5、的小磁針發生轉動。針發生轉動。、注意事項：導線應沿、注意事項：導線應沿南北南北方向方向水平水平放置放置、實驗結論、實驗結論:通電導線周圍存在磁場，即通電導線周圍存在磁場，即電流可以產生磁場。電流可以產生磁場。1 1. .磁場：磁場： 磁體周圍空間存在的一種特殊物質。磁體周圍空間存在的一種特殊物質。 2.2.電流的磁效應：電流的磁效應： 電流能在周圍空間產生磁場電流能在周圍空間產生磁場. . 磁鐵不磁鐵不是磁場的唯一來源是磁場的唯一來源. .二、磁場二、磁場磁體磁體磁體磁體磁場磁場演示演示實驗實驗結論：結論： 磁體對通電導體有磁體對通電導體有力的作用。力的作用。問題問題： 磁體和通電導體之磁體和

6、通電導體之間的相互作用力是通間的相互作用力是通過什么發生的呢？過什么發生的呢？3 3、磁場與電流之間的相互作用、磁場與電流之間的相互作用磁體磁體電流電流磁場磁場電流電流電流電流磁場磁場問題：電流與電流之間是否有力的作用？問題：電流與電流之間是否有力的作用？結論結論: :同向電流相互吸引同向電流相互吸引。結論結論: :反向電流相互排斥。反向電流相互排斥。結論：結論：磁體磁體周圍、周圍、電流電流周圍、周圍、運動電荷運動電荷周圍周圍都存在著磁場、所有磁作用都是通過都存在著磁場、所有磁作用都是通過磁場磁場發生的，磁場和電場一樣都是一種客觀物發生的，磁場和電場一樣都是一種客觀物質，是客觀存在的，看不見摸

7、不著，但是質，是客觀存在的，看不見摸不著，但是很多磁現象感知了它的存在。很多磁現象感知了它的存在。 在同一空間區域，可以有幾個磁場共在同一空間區域，可以有幾個磁場共同占有，實物做不到。同占有，實物做不到。三、磁場的基本性質：三、磁場的基本性質： 磁場對放入其中的磁體、通電導磁場對放入其中的磁體、通電導體、體、運動運動電荷會產生磁力作用。電荷會產生磁力作用。 （磁體之間、磁體與通電導體之（磁體之間、磁體與通電導體之間、通電導體與通電導體之間的相互間、通電導體與通電導體之間的相互作用都是通過磁場發生的）作用都是通過磁場發生的）四、地磁場四、地磁場1 1、地球是一個巨大、地球是一個巨大的磁體的磁體2

8、 2、地球周圍空間存、地球周圍空間存在的磁場叫地磁場在的磁場叫地磁場3 3、地磁的北極在地理、地磁的北極在地理的南極附近，地磁的的南極附近，地磁的南極在地理的北極附南極在地理的北極附近，但兩者并不完全近，但兩者并不完全重合，它們之間的夾重合，它們之間的夾角稱為磁偏角。角稱為磁偏角。小結小結1、磁現象：磁性；磁體；磁極；磁化；退磁2、磁場：磁體和電流周圍有磁場 磁體間的相互作用，磁體與電流間相互作用，電流與電流間的相互作用都是通過磁場發生的。3、電流的磁效應：電流能在周圍空間產生磁場4、磁場的基本性質：對放入其中的磁體或通電導體會產生磁力作用。5、地磁場：地球周圍空間存在的磁場叫地磁場 地磁的北

9、極在地理的南極附近，地磁的南極在地理的北極附近，但兩者并不完全重合，它們之間的夾角稱為磁偏角。3.2 3.2 磁感應強度磁感應強度一、磁感應強度的方向一、磁感應強度的方向磁感應強度的物理意義：磁感應強度的物理意義： 反映磁場的反映磁場的強弱和方向強弱和方向的物理量的物理量物理學規定：物理學規定： 把小磁針的把小磁針的N N極極（北極）受力方向或者小（北極）受力方向或者小磁針磁針靜止靜止時時N N極的指向規定為該點的磁場方向，極的指向規定為該點的磁場方向，亦即磁感應強度的方向亦即磁感應強度的方向問題：問題：磁感應強度的大小能否從小磁針受力磁感應強度的大小能否從小磁針受力的情況來研究？的情況來研究

10、？N極不能單獨存在，也無法測量N極受力大小二、磁感應強度的大小二、磁感應強度的大小演示實驗演示實驗（1 1）先保持導線通電部分的）先保持導線通電部分的 長度不變長度不變，改變電流改變電流的大小的大小。（2 2）然后保持）然后保持電流不變電流不變，改變改變導線通電部導線通電部分的分的長度長度。結論：電流越大，通電導線受結論：電流越大，通電導線受力越大力越大結論：長度越長，電流越大結論：長度越長，電流越大 精確的實驗表明，通電導線與磁場垂直精確的實驗表明，通電導線與磁場垂直時，受到的安培力的大小，時，受到的安培力的大小，既與導線的長度既與導線的長度L L成正比，又與導線中的電流成正比，又與導線中的

11、電流I I成正比，即與成正比，即與I I和和L L的乘積成正比。的乘積成正比。用公式表示為用公式表示為F=BF=BI IL L 式中式中B B為比例系數，與為比例系數，與I I和和L L無關，在不同的磁場中無關，在不同的磁場中B B不同。不同。 注意：此公式僅在注意：此公式僅在導線與磁場方向垂直導線與磁場方向垂直時才成立時才成立 在磁場中在磁場中垂直于磁場方向垂直于磁場方向的通電導的通電導線，所受的磁場力線，所受的磁場力F F跟電流跟電流I I和導線長度和導線長度L L的的乘積乘積I IL L的比值叫磁感應強度。的比值叫磁感應強度。2 2、公式、公式 在國際單位制中，磁感應強度的單在國際單位制

12、中，磁感應強度的單位是特斯拉，簡稱特，國際符號是位是特斯拉，簡稱特，國際符號是T T。 1T = 1N/A1T = 1N/Am 磁感應強度是矢量，方向與該點磁磁感應強度是矢量，方向與該點磁場的方向一致場的方向一致（與（與F F的方向不一致）的方向不一致）。磁感應強度磁感應強度ILFB 1 1、定義：、定義：3 3、單位：、單位：4 4、方向：、方向：課堂訓練課堂訓練1、下列關于磁感應強度大小的說法中正確的是（ ） A通電導線受磁場力大的地方磁感應強度一定大B通電導線在磁感應強度大的地方受力一定大C放在勻強磁場中各處的通電導線，受力大小和方向處處相同D磁感應強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導線

13、受力的大小和方向無關課堂訓練課堂訓練2、下列說法中錯誤的是（ ）A磁場中某處的磁感應強度大小，就是通以電流I、長為L的一小段導線放在該處時所受磁場力F與I、L的乘積的比值B一小段通電導線放在某處不受磁場力作用，則該處一定沒有磁場C一小段通電導線放在磁場中A處時受磁場力比放在B處大，則A處磁感應強度比B處的磁感應強度大D因為B =FIL，所以某處磁感應強度的大小與放在該處的通電小段導線IL乘積成反比課堂訓練課堂訓練3、一根導線長0.4m，通過20A的電流，垂直放入磁場中某處受到的磁場力是0.015N，則該處的磁感應強度B的大小是_T；如果該導線的長度和電流都減小一半，則該處的磁感應強度的大小是_T。 小小 結結1、磁感應強度的方向 規定：在磁場中的任一點，小磁針北極受力的方向，亦即小磁針靜止時北極所指的方向，就是該點的磁場方向，亦即磁感應強度的方向。2、磁感應強度定義：在磁場中垂直于磁場方向的通