磁场及其描述高一下学期物理鲁科版（2019）必修第三册.pptx

第1节磁场及其描述

问题引入电磁波已与我们的生产生活密不可分。当用手机向千里之外的亲友送去问候时，当通过电视收看世界各地正在发生的重大事件时，你知道这些音像是怎样传送的吗？当看见雷达天线直指天空时，你想知道其中的奥秘吗？它们与电磁波到底有着怎样的关系？

问题引入电磁波的发现和应用起源于人们对电和磁相互联系的研究。英国物理学家法拉第就是利用一些不起眼的磁铁、线圈等材料，发现了磁生电的奥秘，打开了电气时代的大门，为英国物理学家麦克斯韦（J.Maxwell，1831—1879）发现电磁波奠定了基础。

问题引入磁场有何特点？法拉第是怎样用线圈产生电的？电磁波是怎样产生的，有哪些应用？本章将探讨这些问题

问题引入我们已经知道，磁体和通电导线周围都存在磁场，磁场有强弱和方向。如何描述磁场的强弱和方向？本节将学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度，用磁感线形象地描述几种常见磁场的分布，并学习磁现象在生产生活中的应用.

讲授新课1.磁场磁感应强度我们知道，磁体的两个磁极靠近时，即使它们还未接触，也能表现出异名磁极相吸、同名磁极相斥的特点（图5-1）。在图5-2所示的实验中，当导线中通过电流时，磁针就会发生偏转；当导线中的电流反向时，磁针也将反向偏转。

讲授新课为什么磁体间没有接触也会产生相互作用？为什么通电导线周围的磁针会发生偏转？这是因为在磁体或电流周围的空间存在一种特殊物质——磁场，磁场能够对磁体产生力的作用，令磁体与磁体间相互吸引或排斥，使磁针发生偏转。磁场有方向，人们把磁场中某点小磁针静止时北极的指向规定为该点磁场的方向。磁场还有强弱，在磁场中的不同位置，其强弱不尽相同。例如，条形磁铁形成的磁场，在靠近北极（N极）和南极（S极）处较强，在靠近中间位置处较弱。怎样描述磁场的强弱呢？

实验与探究如图5-3（a）所示，用两根劲度系数较小的弹簧把一矩形线圈悬挂起来，放入U形磁铁形成的磁场中。接通电源，你能观察到什么现象？保持磁场和磁场中通电导线的长度不变，改变电流的大小，你能观察到什么现象？磁场与电流的大小保持不变，改变磁场中通电导线的长度，如图5-3（b）所示，你又观察到什么现象？

讲授新课大量实验表明，通电电流越大，通电直导线在磁场中的长度越长，通电直导线受到的力就越大。精确实验表明，在磁场中的某一位置垂直于磁场方向放入一小段通电直导线，通电直导线受到的力跟电流和直导线长度的乘积成正比。因该比值与该通电直导线的长度和电流无关，所以可用其描述磁场的强弱程度。

讲授新课物理学中，把垂直于磁场方向的一小段通电直导线受到的力F与电流I和直导线的长度l的乘积之比，称为磁感应强度（magneticinduction），用B表示。

讲授新课在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号为T。1T=1N/（A·m）磁感应强度是矢量。磁场中某点磁感应强度的方向，即该点的磁场方向，也就是放在该点的小磁针静止时N极的指向。像电场一样，磁场也遵从叠加原理。如果有几个磁场同时存在，它们的磁场就互相叠加，这时某点的磁感应强度就等于各个磁场单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。

讲授新课表5-1是某些物体产生磁场的磁感应强度。从表中可看出，原子核表面的磁场很强，而脑神经活动产生的磁场很弱。

讲授新课2.磁感线为了形象地描述磁场，英国物理学家法拉第提出了磁感线（magneticinductionline）的概念。磁感线是在磁场中画出的一些有方向的假想曲线，磁感线上任意一点的切线方向即该点的磁场方向。磁感线是闭合曲线，不会相交。磁感线分布越密的地方，磁感应强度越大；磁感线分布越疏的地方，磁感应强度越小。

讲授新课实验中常用铁屑磁场中被磁化的性质来示磁感线的形状［图5-4（a）］。图5-4（b）是条形磁铁磁感线的分布示意图。在磁体外部，磁感线是由N极出发回到S极；在磁体内部，磁感线从S极到N极。

讲授新课在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度大小和方向都相同，则这个区域的磁场称为匀强磁场。在匀强磁场中，磁感线是一组平行且等距的直线。例如，两个相距很近的平行异名磁极间中央部分的磁场可视为匀强磁场（图5-5），通电长螺线管内部的磁场也可视为匀强磁场。

讲授新课3.电流的磁场通电导线在周围空间会产生磁场。电流产生的磁场的磁感线有何特点？

迷你实验室如图5-6