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高中物理选修3-1课件磁现象和磁场
磁现象概述
磁场基本概念
磁场中的电流与导线
磁场中的运动电荷
磁感应强度与磁通量
电磁感应现象及应用
磁现象概述
01
01
磁性
物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质。
02
磁体
具有磁性的物体，分为天然磁体和人造磁体。
03
磁极
磁体上磁性最强的部分，任何磁体都有两个磁极，即N极和S极。
磁力线
01
形象地描述磁场分布的一系列曲线，磁力线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
02
磁极间的相互作用
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
03
地球磁场
地球本身就是一个大磁体，其N极在地理南极附近，S极在地理北极附近。
磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
去磁：使原来有磁性的物体失去磁性的过程。
铁磁性物质：铁、钴、镍及其合金等能够被磁化的物质。
磁畴：铁磁性物质内部存在许多微小的区域，每个区域内部的原子磁矩排列整齐，但不同区域间的原子磁矩排列方向不同。当铁磁性物质被磁化时，这些微小的区域（即磁畴）的排列方向会变得一致，从而表现出宏观的磁性。
磁场基本概念
02
磁场性质
磁场具有方向性，其方向由放入其中的小磁针的N极指向确定；磁场具有强弱，即磁感应强度，表示磁场的强弱程度。
磁场定义
磁场是存在于磁体周围的一种特殊物质，它对放入其中的磁体或电流产生力的作用。
在磁场中任意一点，小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向。规定小磁针N极受力方向为磁场方向。
磁感应强度B是描述磁场强弱和方向的物理量。在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特（T）。
磁场方向
磁场强度
运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹力。其方向垂直于电荷运动方向和磁场方向所构成的平面，且满足左手定则。
洛伦兹力
通电导线在磁场中所受到的力称为安培力。安培力的方向可用左手定则判定：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
安培力
磁场中的电流与导线
03
奥斯特实验
当导线中通过电流时，导线周围会产生磁场，这是由丹麦物理学家奥斯特于1820年发现的。
右手螺旋定则
右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
磁场的性质
磁场是一种特殊形态的物质，它具有方向和强弱，可以用磁感线来描述磁场的分布。
安培力
01
当导线在磁场中放置时，会受到安培力的作用，安培力的大小与导线在磁场中的长度、电流的大小以及磁场的强弱有关。
左手定则
02
伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
受力分析
03
根据左手定则，可以判断导线在磁场中的受力方向，进而分析导线的运动情况。
洛伦兹力
当带电粒子在磁场中运动时，会受到洛伦兹力的作用，洛伦兹力的大小与带电粒子的电荷量、速度以及磁场的强弱有关。
洛伦兹力与安培力的关系
洛伦兹力是安培力的微观表现，安培力是洛伦兹力的宏观表现。当带电粒子以一定的速度垂直进入匀强磁场时，它将做匀速圆周运动，受到的向心力就是洛伦兹力。
磁场中的运动电荷
04
根据麦克斯韦电磁场理论，运动的电荷会在其周围产生磁场，磁场的方向与电荷的运动方向有关。
当电荷在导体中定向移动形成电流时，电流周围也会产生磁场。这种磁场可以用安培环路定律来描述。
运动电荷周围存在磁场
电流产生磁场
运动电荷在磁场中会受到洛伦兹力的作用，其方向垂直于电荷运动方向和磁场方向所构成的平面，大小与电荷量、电荷运动速度和磁感应强度有关。
洛伦兹力
当电流通过一个位于磁场中的导体时，在导体的横向方向上会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。霍尔效应的产生与洛伦兹力密切相关。
霍尔效应
霍尔元件
利用霍尔效应可以制成霍尔元件，用于测量磁场、电流等物理量。霍尔元件具有灵敏度高、响应速度快等优点，被广泛应用于各种传感器和测量仪器中。
磁流体发电
磁流体发电是一种利用运动电荷在磁场中受力而产生电能的新型发电方式。它具有效率高、污染小等优点，是未来能源领域的重要发展方向之一。
磁感应强度与磁通量
05
磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，用符号B表示，单位是特斯拉（T）。
根据定义，磁感应强度B等于磁场力F与电流元IL的比值，即B=F/IL。在实际应用中，常采用测量磁场力或电流元的方法来计算磁感应强度。
磁感应强度计算方法
磁感应强度定义
磁通量概念
磁通量是描述穿过某一面积的磁感线条数的物理量，用符号Φ表示，单位是韦伯（Wb）。
磁通量计算方法
根据定义，磁通量Φ等于磁感应强度B与面积S的乘积，即Φ=BS。在实际
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