3.3几种常见的磁场.

安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流 的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就 是环形导线中心轴线上磁感线的方向。
课堂练习
画出下图环形电流磁感线的俯视图和正视图：
立体图
3、通电螺旋管周围磁场
等效
安培定则：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指 所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方 向就是螺旋管内部磁感线的方向。
俯视图 正视图 仰视图
正视图
左视图
正视图
课堂练习
1、如图所示，a、b、c三枚小磁针分别 放在通电螺线管的正上方、管内和右侧。 当这些小磁针静止时，小磁针N极的指向 是 ( )C A．a、b、c均向左 N S B．a、b、c均向右 C．a向左，b向右，c向右 D．a向右，b向左，c向右
课堂练习
2、试根据小磁针静止时N极指向确 定电源的正、负极。
S
B
感线条数，由于磁场具有方向， 如图所示，可知穿过的磁感线 条数不是6条，而是两条。即磁 通量也有方向，但它的运算遵 循代数加减法则，故磁通量是 标量。
S
a b N
3、讨论：如图所示，两个圆形 线圈中哪一个的磁通量较大？
磁通量的物理意义
磁感线越密的地方，穿过垂直磁感线单 位面积的磁感线条数越多，反之越少，因此 垂直穿过单位面积的磁通量的大小，反映了 磁感应强度的大小，即在数值上就等于磁感 应强度，故磁感应强度又叫磁通密度，有 B=φ/S（匀强磁场且B⊥S）
• • • • •
1．磁感应强度 (1)物理意义：描述磁场强弱和方向． F (2)定义式：B＝ IL (通电导线垂直于磁场)． (3)方向：小磁针静止时 N极 的指向． (4)单位： 特斯拉 ，符号T.
注：磁感应强度B为矢量，其由磁场本身属性决定。
• • • • •
2、安培力的大小和方向 大小 (1)磁场和电流垂直时：F＝ . (2)磁场和电流平行时：F＝0. (3)F＝BILsin θ(θ为B与I之间的夹角)
N
S
地磁场分布特点
地磁南极
1、地磁场的分布大致 上就像一个条形磁铁 外面的磁场，且地磁 场非常弱。 2、地磁场磁感线的 分布特点： 北极——竖直向下 南极——竖直向上 赤道——平行与地面 由南指向北
3、地磁场存在磁偏角
地磁北极
思考与讨论
磁铁和电流都能产生磁场，磁铁 的磁场和电流的磁场是否有相同的起 源呢？电流是电荷的运动产生的，所 以电流的磁场应该是由于电荷的运动 产生的。那么，磁铁的磁场是否也是
4.假设地球的磁场是由于地球带某种电荷 而又绕地轴自转产生的，你认为地球带 有何种电荷？
答案：负电荷 附近． 提示：地磁的北极在地理南极
大拇指——所受安培力的方向
在静电场中研究电场强度时，为了形象地 了解和描述电场中各点的电场强度的大小和方 向，用画电场线的方法来描述电场。
为了描述磁场的强度和方向，可不 可以也假象一些列曲线来形象描述 磁场的强度和方向呢？
物理上确实可用这种方法来描述磁场
一.磁感线
把小磁针放在磁体磁场中的不同位置，小磁针 静止时的指向一般不相同
安培定则：用右手握住导线，让伸直的大拇 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。
课堂练习
画出直线电流的磁场的立体、顶视、底视、正视图
直线电流
问题：如果把通电直导线弯成圆环，那么 它周围的磁场又是如何分布？
解决方案：用安培定则分析
2、环形电流周围磁场
环形电流的磁场 可等效为小磁针 或条形磁铁.
N
分子电流假说对磁化和去磁现象的解释
1、一根软铁棒在未被磁化时， 内部各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。 2、当软铁棒受到外界磁场的 作用时，各分子电流的取向变得 大致相同，软铁棒就被磁化了， 两端对外界显示出较强的磁作用， 形成磁极。 3、磁体受到高温或猛烈敲打 时，会失去磁性，这是因为激烈 的热运动或机械振动，使各分子 电流的取向变得杂乱了。
磁性起源 安培分子电流的假说，揭示了磁 铁磁性的起源，它使我们认识到： 磁铁的磁场和电流的磁场一样，都 是由电荷的运动产生的。
思考：所有磁场都是由运动电荷产生的吗？ 结论：并不是所有磁场都是由运动电荷产 生的，在电磁波中我们将学到麦克斯韦发 现，变化的电场也能产生磁场。
了解磁性材料
软磁性材料
性质：容易去磁
磁感线的特点： a.为形象地描述磁场而人为引入的假想曲线 b.磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向 c.磁感线的疏密可以反映磁场的强弱 d.任何两条磁感线都不相交
e. 磁感线是封闭曲线
(外部是从N出入S,内部相反。)
二、几种常见磁场
1、直线电流周围磁场
磁感线为以导线上的各点 为圆心的同心圆，且在跟 导线垂直的平面上。 （右手螺旋定则）
思考：你能证明1Wb=1V· s？
课外阅读
——有趣的右螺旋和左螺旋
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思考与讨论
1、在奥斯特实验中，为什么通电导线 东西放置时，小磁针有可能不转动？
思考与讨论
2、下列各通电导线的磁感线分布均为 立体图，你能画出它们不同位置观察 的平面图吗?
通电导线磁感线分布的平面图
实验结果分析
试画出下述两实验结果的正视图：
B
B
F
I
I
F
左手定则（left-hand rule）
实验结论：安培力的方 向既跟磁场方向垂直F⊥B， 又跟电流方向垂直F⊥I，故 安培力的方向总是垂直于磁 感线和通电导线所在的平面， 即：F安⊥BI平面 伸开左手：
磁感线——垂直穿入手心
四指——指向电流的方向
磁感线
小磁针在磁场中静止时的取向反映了磁场的方向， 设想一下，如果磁场中各处都连续摆满了小磁针，会是 什么现象？
曲线上任一点的切 线方向，与这点上的磁 场方向一致——磁感线
磁感线
条形磁体附近：
磁感线表示为：
磁感线
两同名磁极附近：
磁感线表示为：
磁感线
两异名磁极附近：
磁感线表示为：
马蹄形磁铁磁感线
磁感线
人们规定，磁场的强弱可以用磁感线的 疏密程度来表示：磁感线越密的地方磁场越 强，磁感线越稀的地方磁场越弱
右图中：B点磁感应强度大于A点
磁感线的特点
1、磁感线是假想的曲线 用假想的、形象的磁感线来描写实在的、抽 象的磁场 2、磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线较密 的地方磁场较强。没有画到磁感线的地方不表 示那里没有磁场存在。 3、磁感线不相交，也不相切 4、磁感线总是闭合曲线 在磁体的外部是从N极出来，进入S极，在 内部则由S极回到N极，形成闭合曲线
铁磁性材料
应用：电磁铁、磁头等
硬磁性材料
性质：不容易去磁
应用：永磁铁、扬声器等
思考与讨论
在磁场中，我们用了磁感线 来形象地描述磁感应强度，磁 感线分布密处磁感应强度就大， 那么，磁感线与磁感应强度之 间究竟存在什么具体的定量关 系呢？
磁通量 1、定义：在匀强磁场中，有一个与磁场 方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B， 平面的面积为S，则磁感应强度B和面积S 的乘积，就叫做穿过这个平面的磁通量， 简称磁通，用字母φ表示。 2、定义式：φ=BS B
（条件：匀强磁场，且B⊥S）
S
3、单位：韦伯（Wb） 1Wb=1T· m2
思考与讨论
1、若B∥S，那么，磁通量又为多少呢？ 若B与S成θ角呢？
B S θ S
B
1）B∥S时，φ=0 2）B与S成θ时，φ=BSsinθ
思考与讨论
2、磁感应强度是既有大小又有方向的矢量， 那么，磁通量呢？ 磁通量是指穿过平面的磁
课堂练习
关于磁感应强度，下列说法正确的是（ C ） A 、由 B=F/IL 可知：磁场中某处的磁感应强度大 小随通电导线中电流I的减小而增大 B 、由 B=F/IL 可知：磁场中某处的磁感应强度大 小随通电导线所受的磁场力F的增大而增大 C 、通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应 强度不一定为零 D 、放置在磁场中 1m 长的通电导线，通过 1A 的电 流，受到的安培力为1N，则该处的磁感应强度就 是1T
由电荷的运动产生的呢？
罗兰的实验 ——证明了运动电荷确ห้องสมุดไป่ตู้能产生磁场
美国科学家罗兰的实 验：把大量的电荷加在 一个橡胶圆盘上，然后 使圆盘绕中心高速转动， 在盘的附近用小磁针来 检验运动电荷产生的磁 场，结果发现小磁针果 然发生了偏转。
安培分子电流假说
1、事实依据：通电螺线管外部的磁场 与条形磁铁的磁场很相似。 2、理论：分子电流假说 法国科学家安培认为：在原 子、分子等物质微粒的内部，存 S 在着一种环形电流——分子电流， 分子电流使每个物质都成为微小 的磁体，它的两侧相当于两个磁 极。
几种常见的磁场
与天然磁体的磁场相比，电流磁场的强弱容易控 制，因而在实际中有很多重要的应用。
如：
电动机 电磁起重机
电磁继电器
匀强磁场
1、定义：磁感应强度的大小和方向处处相同的 区域的磁场叫匀强磁场。 2、磁感线的分布特点：间距相等的平行直线 3、产生：距离很近的两个异名磁极之间的磁场， 通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认 为是匀强磁场。
S
N
S
N
＋
－
课堂练习
1、将小磁针分别放入A、B、C处时，问：小磁 针N极的指向？ A
C B
。A
2、在光滑的水平杆上有两个通有同方向的金属圆 环，问：两环将怎样运动？（靠近或远离）
A
B
3.如图，一束带电粒子沿水平方向平行的飞 过磁针上方时，磁针的N极向纸内偏转，则 这束带电离子可能是 （ AD ） A.向右飞行的正粒子束 B.向左飞行的正离子束 Ｎ C.向右飞行的负粒子束 D.向左飞行的负离子束