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高二物理磁现象和磁场课件

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2014-7-25

第三章磁场

2014-7-25

本章的重点内容是磁场、磁感线、磁感应强度、安培力、洛伦兹力的概念以及磁场对通电导线、运动电荷的作用；难点是安培力作用下物体的平衡和运动，带电粒子在匀强磁场以及复合场中的运动等问题．

2014-7-25

本章分析、推理和推导内容较多．如：分析引出磁感应强度的概念；由安培力公式导出洛伦兹力公式；由洛伦兹力导出带电粒子在匀强磁场中的运动规律等．在这些分析推导过程中，运用的知识比较综合．因此，除了掌握重点知识，突破难点知识，还要在学习过程中提高自己的分析，推理和推导能力，发展综合运用知识的能力和提高抽象思维的能力．

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本章高考的热点是安培力的应用和带电粒子在磁场中的运动；在洛伦兹力的考查中，大多数试题是以带电粒子在复合场中的运动为主．

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第一、二节　

磁现象和磁场　磁感应强度

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学习目标：1.知道磁场的概念，认识磁场是客观存在的物质，了解磁现象及电流的磁效应．

2．掌握地磁场的产生，理解地磁两极与地理两极的关系．

3．理解掌握磁感应强度的大小、方向．

4．学会类比法，知道比值定义物理量的方法是常用的物理方法．

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重点难点：1.了解磁现象、磁场及电流的磁效应．

2．地磁场中磁感线的分布．

3．磁感应强度概念的建立和计算．

易错问题：磁感应强度的计算式B＝F/IL中F应是B⊥I时的磁场力．

2014-7-25

一、磁现象

1．天然磁石和人造磁铁都叫永磁体，它们都能吸引铁质物体，我们把这种性质叫做．

2．磁体上磁性最强的区域叫做磁极．能够自由转动的磁针，静止时指南的磁极叫做，又叫 S极，指北的磁极叫做，又叫 N极．

磁性

南极

北极

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二、电流的磁效应

图3－1－1

1．奥斯特实验：奥斯特发现，电流能使磁针偏转，如图3－1－1所示．

2．不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这个现象称为电流的．

磁效应

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三、磁场

电荷之间的相互作用是通过发生的，磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间以及通电导体与通电导体之间的相互作用，是通过发生的．

电场

磁场

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四、地球的磁场

1．地球本身是一个大磁体，它的 N极位于附近，S极位于附近．

2．地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针的指向与南北方向有一个夹角，这个夹角称做．如图3－1－2所示

南极

地理的

地理的北极

磁偏角

图3－1－2

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五、磁感应强度

1．物理学中用来描述磁场的强弱．

2．放入磁场中的小磁针，在磁场中受力将会发生转动．当磁针静止时，极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称为磁场的方向．

磁感应强度

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3．探究实验

(1)如图3－1－3所示的实验装置，可以认为磁极间的磁场是的，直导线的方向与磁感应强度的方向．

图3－1－3

垂直

均匀

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(2)有电流通过时导线将摆动一个角度，观察摆动角度的大小可以比较的大小．

(3)实验表明，通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小与导线的长度L，导线中的电流I成正比，用公式表示为F＝ .

磁场力

ILB

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(4)磁感应强度的定义公式是B＝，在国际单位制中，磁感应强度的单位是，符号是T.1 T

特斯拉

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在北半球的上空,地磁场的方向水平吗？

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【思考·提示】　不水平；向北偏下．

2014-7-25

一、对磁场、地磁场的认识

1．磁场

(1)磁场的基本特性：对处在它里面的磁极或电流有力的作用．

磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间，都是通过磁场发生力的相互作用．

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(2)运动电荷的磁场：电流是由于电荷做定向移动形成的，因此运动电荷周围不但有电场，同时也产生磁场．

(3)磁场的客观性：磁场虽然不是由分子、原子组成的，但它能够对放入其中的磁极、电流产生力的作用，它是客观存在的，虽然我们看不见它，但可以通过很多磁现象感知它的存在，因此它与前面学过的电场一样，也是一种物质．

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2．地磁场

(1)地磁场特点：地磁场的方向并不是正南正北方向的，即地磁两极与地理两极并不重合．地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近．地磁场方向与正南正北方向间有一夹角叫磁偏角．

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(2)虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们的位置相对来说差别不是很大．因此，一般我们认为：

①地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下．

②在赤道正上方，地磁场方向水平向北．

③在南半球，地磁场方向指向北上方；在北半球，地磁场方向指向北下方．

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(3)影响：由于磁场对运动电荷有力的作用，故射向地球的高速带电粒子，其运动方向会发生变化，不能直接到达地球．因此地磁场对地球生命有保护作用．

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二、对磁感应强度公式B＝的理解

1．在定义式B＝中，通电导线必须垂直于磁场方向放置．

因为磁场中某点通电导线受力的大小，除和磁场强弱有关以外，还和导线的方向有关．导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同．通电导线受力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零，这可能是电流方向与B的方向在一条直线上的原因造成的．

2014-7-25

2．磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质，与F、I、L无关．

3．研究磁感应强度是分步进行的，其方向由磁针受力确定，其大小根据电流元受力来计算．通电导线受力的方向不是磁场磁感应强度的方向．

4．磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短很短，IL称作“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”．

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5．我们要找的是磁场中某一点磁感应强度的大小，因此要把电流元放入磁场中某一点，这要求电流元要足够的短．

2014-7-25

1．对于定义式B＝，不能理解为B与F成正比，与IL成反比．B由磁场本身决定．

2．F＝ILB.通电导线必须与磁场方向垂直．

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三、磁感应强度B与电场强度E的比较

电场强度E是描述电场的力的性质的物理量，磁感应强度B是描述磁场的力的性质的物理量．现把这两个物理量比较如下

2014-7-25

1．磁场中某处磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与放入的通电导线的长度、电流无关，电流元IL只是一种量度方法，被测量的大小与量度方法是无关的．

2．导体受到的磁场力与放置情况有关，而B与放置情况无关．　

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