磁场综合复习课.doc

第十五章 磁场 在领会知识的次序上，教材把磁排在电之后，但从历史发展的角度看，人们对电和磁可以说是有着同等浓厚的兴趣，在认识它们的规律方面差不多是齐头并进，并没有严格的次序之分（譬如1820年奥斯特发现电流的磁效应、1821年法拉第发现电磁旋转效应，就早于1826年欧姆定律的得出；我国古代的四大发明之一就有指南针）。这也反映出电和磁密切联系，从当今的应用领域来看，完全孤立的电应用或磁应用是很少的，他们已经“绑定”为一个密不可分的整体。因此，我们对独立电和磁的学习事实上是为了后面的电磁感应作知识上的准备。 在本章，我们要学习磁现象、磁场的描述、磁场对电流的作用以及对运动电荷的作用，知识主线十分清晰。第一节可以视为第一单元；第二、三节为第二单元；第四到第六节则可视为第三单元。其中第三单元的内容重要一些，是近几年高考的热点（在实行综合考试前，几乎每年都有一个重量级的大题）。 §15-1 磁场 磁感线 【教学目的】 1、复习磁场的概念，知道磁场的基本特性是对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用知道什么叫磁感线的磁感线分布情况安培定则安培定则判定的磁感线分布情况安培定则判定—磁场,和磁体产生的磁场一样对磁针有力的作用 b、电流 过渡:那么电流和电流之间会不会也有力的作用? 演示：电流之间的相互作用 过渡：象电场一样，磁场作为一种媒介，虽然是看不见、“摸不着”（这话说来不准确，因为用磁针、电流检测到），但也是一种实实在在的物质，必然具备相应的特征。在描述磁场的特征时，人们使用了和电场十分相似的手段—— 二、磁场的描述（一） 磁场的描述分方向两大块，在大小的描述方面，比电场要复杂一些，因此暂时推后。 1、磁场的方向 与用检验电荷检验电场存在一样，可以用小磁针来检验磁场的存在。 演示：检验磁场。 方法：把小磁针放在磁场中被检验点A处，如果看到小磁针摆动后静止，磁针不再指向南北方向，而指向一个别的方向，说明A点有磁场。检验B点磁场会发现同样现象，说明B点也有磁场。同时可以发现A、B两点小磁针静止时的指向也不相同，这说明小磁针在A、B处受磁场力方向不同，显然磁场是有方向的。 复习：在电场中，电场方向是人们规定的，同理，人们也规定了磁场的方向。 规定：在磁场中的任意一点，小磁针北极受力的方向就是那一点的磁场方向。 确定磁场方向的方法是：将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定的位置，当小磁针在该位置静止时，小磁针N级的指向即为该点的磁场方向。 事无巨细地用小磁针去检测磁场中每一点的磁场方向是太麻烦和不可取的，因此，我们希望对一个磁场有一个统筹的、全面的了解，于是，磁感线诞生了—— 演示：条形磁铁、蹄形磁铁的磁感线 2、磁感线 磁感线是一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。 事实上，和电场线一样，磁感线也可以定性地表征磁场的强弱：那就是——磁感线密集的地方磁场强，磁感线稀疏地地方磁场弱。 思考启发：磁感线和电场线是一个非常类似的描述场工具，它们是不是完全相同呢？ ★学生讨论…结论得出：磁感线是封闭曲线，而电场线“有始有终”。 3、典型磁场的磁感线 既然引入磁感线是为了对磁场有一个统筹的、全面的了解，那么前人已经总结出来的一些典型磁场的特征——用磁感线描绘出来是什么样子，我们当然要有所了解 a、条形磁铁 b、蹄形磁铁（见图15-6） c、直线电流（见图15-7） d、环形电流（见图15-8） e、通电螺线管（见图15-9） 对于典型磁场磁感线的认识，我们不能仅仅停留在教材的几个图象上，还要能够在不同的平面上描绘或认识它们—— 师生活动1：直线电流的磁场的平面图 师生活动2：环形电流（螺线管）的平面图 三、安培定则 对于安培定则的印象，我们应该是比较深的了，刚才也已经用到过。安培定则常常被称之为右手定则，它表述的是电流方向和它激发的磁场方向之间的关系。对两个典型的磁场情形，是这样表达的—— 1、通电直导线的~：用右手握住导线，让大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。 2、环形电流（通电螺线管）的~：用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。 四、地磁场 1、地磁场的特征 类似条形磁铁，极性和地理极性相反。 2、地磁场的解释 *在地球内部高温状态下，物质中少量原子中的电子可以克服原子核引力的束缚而变成自由电子，同时原子则因失去电子变成带正电的离子。在地核的超高压作用下，克服原子核引力束缚的电子，将在巨大的挤压力作用下，趋于飘浮到地核与地幔的交界处，造成克服原子核引力束缚的自由电子与失去电子的原子长期脱离开来，并在地核与地幔的交界处形成一个具有超导性的电子壳层，这种现象称之为热压电效应。地球磁场的产生与热压电效应在地核与地幔交