第九章第二节磁场

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电气测量学第九章磁性测量技术

令
N0 B0 S CΦ
得
CΦ Δ Δ N
所以，根据磁通改变前后磁通表的指针偏转角的变化，可
以决定磁通的变化量。
七、核磁共振法
根据塞曼(P．Zeeman)效应原理，在外磁场的作用下，原子的能级将发生分裂，当用一个等于塞曼跃迁频率的电磁场作用在原子上时，塞曼能级之间将发生感应跃迁，这种现象称为磁共振。
Q CQm
得
NΔ RCQm
Δ Cφ m N
则
式中的 Cφ RCQ 叫做检流计的磁通冲击常数。在确定磁通冲击常数后，即可计算出被测磁通的变化量。至于被测磁通与它的变化量之间的关系，要视此变化量按何种方式变化而确定。如果将测量线圈从被测磁场中突然移开或从场外突然置入，则磁通变化量都等于Φ；如果将测量线圈在被测磁场中以线圈平面为轴旋转180º ，则磁通变化量等于2Φ 。
组成部分。
磁性测量技术主要包括三个方面的内容： 1.磁场和磁性材料的测量；(宏观) 2.分析物质的磁结构，观察物质在磁场中的各种磁性效应； (微观) 3. 非磁量的磁测量。（边缘）本章主要介绍磁场和磁性材料的基本测量原理和测量方法。
第一节磁性测量的基本知识
一、磁感应强度和磁通
1．磁感应强度磁感应强度是描述磁场性质和强弱的物理量，它是一个矢量，用B 表示，B 的大小表示该点磁场的强弱，磁场中某点的方向表示该磁场的方向。国际单位制单位是韦伯/米(Wb/m2) ，电磁单位制单位是高斯（GS）。
滤波
2 f0
选频放大
2 f0
相敏检波
直流放大
N2
i1
N1
直流电 f0 2 f0 倍频器移相器压表或记录仪表
交流励磁源

第九章医用物理PPT课件

H d l I
L
L内
各向同性的磁介质中高斯定理
SB d S 0
.
30
二、磁介质的分类
分子磁矩：整个分子或原子所包含的所有电子轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和。
1. 顺磁质
B B0 , r 1
2. 抗磁质
B B0 , r 1
3. 铁磁质
的r 数量级可达102~105
.
31
三、超导体及其磁学特性
dB
d B 0 I d l sin 0 I d l
4 r 2
4 r 2
由于对称性，圆电流在P点产生的磁感应强度B，即
B
dB//
dB sin
0I 4r 2
sin
dl
L
.
7
sin
R, r
Ldl
2R,
B
0 IR 2
2r 3
2
0 IR 2
R2 a2
3/2
在圆心处，a=0，磁感应强度为
b
c
d
a
Bdl
L
Bdl
a
Bdl
b
c
Bdl
d B d l 0
I
因为bc和da部分，回路方向与B垂直，故
c
a
b B d l d B d l 0
又因为管外B＝0，所以
d
c B d l 0
b
Bdl
L
a B d l 0
I
Blab 0nlab I
B 0nI
.
13
过导线（虚线所示）给这段电阻线各部分提供稳恒电
流I＝1.0A，AB段长LAB＝1.0m，CD段长为LCD＝0.57m，

九年级全册14.2《磁场》

2.磁感线真实存在吗？ 3.磁感线疏密表明什么？
特别指出
• 磁感线是封闭的曲线，只有在磁体的周围磁感线的方向才是从N极出发回到S极.
• 磁场中某点的磁场方向和经过该点的磁感线的方向以及在该点小磁针N极的指向是一致的.
• 磁感线分布是立体的. • 任何两条磁感线都不会相交.
立体的磁感线
磁感线有方向磁体周围N S
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磁体内部S N
磁感线是闭合曲线
异名磁极之间的磁感线：
N
S
同名磁极之间的磁感线：
N
N
练习
根据磁感线，标出磁体的N、 S极及小磁针的N、S极。
N
S
N
N
想阅读书上地磁场及动物罗盘并回答：
一想
1.指南针指南是由于什么？ 2.地磁场的形状跟什么磁场很相似？ 3.地磁南北极和地理南北极完全重合吗？谁首

人教版-物理第九章电与磁第二节磁场

第九章电与磁第二节磁场教学目标一、知识目标：1.知道磁体周围存在磁场。

2.知道磁感线可用来形象地描述磁场，知道磁感线的方向是怎样规定的.3.知道地球周围有磁场及地磁场的南、北极。

二、能力目标：1.通过观察磁体间的相互作用，提高学生的实验操作能力，观察、分析能力及概括能力.2.通过感知磁场的存在，提高学生分析问题和抽象思维能力，使学生认识磁场的存在，渗透科学的思维方法.三、德育目标：1.通过了解我国古代对磁的研究方面取得的成就，进一步提高学习物理的兴趣.2.通过感知磁场的存在，知道磁感线和地磁场，使学生养成良好的科学态度和求是精神，帮助学生树立探索科学的志向.教学重点1.知道磁铁的指向性和磁极间的相互作用.2.知道什么是磁场、磁感线、地磁场和磁化.教学难点1.磁场和磁感线的认识.2.被磁化的钢针磁极的判断教学方法实验法、讨论法。

教学用具条形、蹄形磁体，小磁针.课时安排1课时教学过程一、引入新课：上节课我们已经认识了磁体的许多磁现象，下面我们把磁针拿到一个磁体的附近，它会怎么样？为什么会这样？先猜猜，再做，最后讨论，说出结论.同学们通过猜和做后，热烈地讨论，可能提出“场”.小磁针偏转，不再指南北了.拿开磁体，小磁针恢复了原来的指向.小磁针受到了磁体的吸引力.小磁针受到了磁场力的作用.小磁针受到磁体的吸引力，小磁针受到磁场的力的作用，到底是哪个？小磁针和磁体并未接触.我们看屏幕（用微机展示关于磁场的课件，在磁场周围时隐时现一些小人，小人都说：“我们是场，是我对磁针发生了作用，但你们看不见，摸不着我.”）我们知道了“场”.那么，虽然看不见、摸不着，我们却可以根据它所表现出来的性质来认识它，能举出例子吗？学生们在讨论：风是空气流动形成的.电流使灯丝发光.现在我们认识了场，谁来说什么是磁场？磁体周围存在着一种物质，它对放入其中的磁体产生磁力的作用.二、新课教学：（二）磁场［板书］1.磁场［板书］现在我们把条形磁体用布包上，判断它的磁极.把条形磁体悬挂起来，指南的是南极，指北的是北极.拿小磁针靠近条形磁铁的一端，与小磁针北极相吸的是南极，另一端是北极.那么我们把小磁针放到磁体周围将会是什么样？把小磁针放在条形磁体和蹄形磁体周围，观察并讨论.小磁针不指南北，指不同的方向.从实验中我们感觉磁场好像很复杂，看投影［课本图8.1—6］,为了形象地描述磁场，在物理学中，把小磁针静止时北极所指的方向定为那点磁场的方向，那么，我们可以在磁场中放入许多小磁针，它们的分布情况和北极所指的方向就可以形象直观地显示出磁场的分布情况，我们用铁屑代替小磁针来做做看.说出你是怎么做的？观察到什么？在一块玻璃板上均匀地撒一些铁屑，然后把玻璃板放在条形磁体和蹄形磁体上，轻敲玻璃板，观察铁屑的分布.观察到铁屑在磁场的作用下转动，最后有规则地排列成一条条曲线.铁屑的分布情况可以显示磁场的分布情况，因此我们可以仿照铁屑的分布情况，在磁体的周围画一些曲线，用来方便、形象地描述磁场的情况，科学家把这样的曲线叫做磁感线.你们思考讨论一下，磁感线是什么？怎样理解它？2.磁感线（magnetic induction line)［板书］在磁体周围画一些带箭头的曲线，使任一点的曲线方向都跟该点小磁针北极所指的方向一致，它们可以方便、形象地描述磁场，这样的曲线叫磁感线.磁感线只是帮助我们描述磁场，是假想的，实际并不存在.磁感线在磁体周围的整个空间里.磁感线实际不存在，而磁场存在.磁感线.既然可以用磁感线描述磁场，磁场又有方向，那么我们看课本图9.2-3条形磁体和蹄形磁体的磁场分布，说出磁感线应该从N极指向S极，还是应该相反？并标出图9.2—6.［磁场方向是小磁针N极所指的方向，它总是从磁体N极出发到磁体S极］教师巡回检查学生们标的情况.提问：为什么指南针能指南北？地理的南极和北极是不是在我们指的南北方？展示课件，显示地磁场的存在和地磁感线的指向及分布，说明地磁场的情况，并介绍地磁场的有关史料），看完后回答上述问题.地球周围存在着磁场——地磁场.地磁场的形状跟条形磁体的磁场很相似.地理的两极和地磁的两极并不重合.地磁场使小磁针指南北.地磁场北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，所以小磁针南极指南、北极指北（三）地磁场（geomagnetic field)［板书］三、小结：本节课我们知道了什么是磁体、磁极、磁场、磁感线和地磁场.四、布置作业：课本后动手动脑学物理。

磁场说课稿

《磁场》说课稿各位评委老师好！今天我要说课的题目是人教版《物理》八年级下册第九章第二节《磁场》。

一、教材分析1、教材简析。

第九章电与磁的主线就是“磁场”,磁场对放入其中的磁体或者电流有力的作用，磁场能使运动的导体产生感应电流。

所以这一节尤为重要。

“场”是物理学中很重要的一个概念，不仅是本章的重点和难点，也是初中教学的难点。

鉴于八年级学生的认知水平，对磁场只要求有初步的认识。

编者首先从磁针移近磁体附近会发生偏转，得出磁体周围存在一种物质——磁场，接着通过实验来感知磁场是确实存在的，然后通过磁针的指向来规定磁场的方向，引出用磁感线来形象的描述磁场的分布情况，紧接着在介绍地磁场及沈括发现磁偏角，最后利用课后的科学世界《动物罗盘》来扩大学生的知识视野。

教材的这样编排，突出了物理教学以实验探究为基础的特点，激发了学生的学习兴趣和求知欲望，遵循了循序渐进、由浅入深的原则，还充分地利用教学内容增强了学生的民族自豪感。

2、教学目标基于我对教材的理解和分析并根据新课标的要求，我确定该节的教学目标为：知识与技能：（1）知道磁体周围存在磁场。

知道磁在日常生活、工业生产和科研中有着重要的作用。

(2)知道磁感线可用来形象的描述磁场，知道磁感线的方向是如何规定的。

(3)知道地球周围有磁场，知道地磁的南、北极。

过程与方法(1)观察磁体之间的相互作用，感知磁场的存在。

(2)经历实验观察、总结类比的过程。

学习从物理现象和实验中归纳规律，初步认识科学研究方法的重要性。

情感态度价值观：使学生在经历分析、观察的过程中体会到学习探究的乐趣。

3、教学重点难点重点：磁场的存在，用磁感线描述磁场的分布。

难点：如何认识磁场的存在，明确引入磁感线的实际意义。

二、教学方法依照本节的教学任务，结合学科特点以及学生实际，我主要采取以下的教学方法：1、实验探究教学法通过实验探究和学生思考、回答相结合，培养学生的分析概况能力和思维能力。

2、观察法结合实验现象，引导学生观察思考，培养学生的观察能力。

大学物理第九章磁场

第九章磁场Stationary Magnetic Field磁铁和电流周围存在着磁场，磁现象的本质就是电荷的运动, 磁场的基本特性是对位于其中的运动电荷有力的作用.1、磁感应强度的定义;2、毕奥-萨伐尔定律，安培环路定理;3、几种电流产生的磁感应强度的计算;4、磁场对运动电荷、载流导线、载流线圈的作用;5、磁场和磁介质之间的相互作用.第一节磁场磁感应强度磁现象永磁体——磁铁的性质S N（1）具有磁性（magnetism），能吸引铁、钴、镍等物质；（2）永磁体具有磁极（magnetic pole），磁北极和磁南极；（3）磁极之间存在相互作用，同性相斥，异性相吸；（4）磁极不能单独存在.奥斯特实验（1819年）NS I在载流导线附近的小磁针会发生偏转Hans ChristianOersted,1777～1851年丹麦物理学家1820年安培的发现SN F I 放在磁体附近的载流导线或线圈会受到力的作用而发生运动.安培分子电流假说（1822年）一切磁现象的根源是电流!磁性物质的分子中存在着“分子电流”，磁性取定于物质中分子电流的磁效应之和.一、磁场（Magnetic Field）电流~~~磁铁、电流~~~电流运动电荷~~~运动电荷、运动电荷~~~磁铁通过一种特殊物质的形式——磁场来传递的.磁铁周围存在磁场，运动电荷和载流导线周围也存在磁场.磁场对其中的运动电荷和载流导线有力的作用；磁力也能做功，具有能量.电流与电流之间的相互作用I I ++--II ++--磁场对运动电荷的作用S +电子束N运动电荷磁场运动电荷从运动的点电荷在磁场中所受的磁力来定义磁感应强度的大小和方向！B 方向：小磁针在磁场中，其磁北极N 的指向B 二、磁感应强度(Magnetic Induction)磁感应强度：描述磁场性质的物理量B点电荷在磁场中运动的实验+B v F max c 、电荷q 沿磁场方向运动时，F = 0;b 、F 大小随v 变化;d 、电荷q 沿垂直磁场方向运动时，F max .（2）在垂直磁场方向改变速率v ，改变点电荷电量q在磁场中同一点，F max /qv 为一恒量，而在不同的点上，F max /qv 的量值不同.（1）点电荷q 以不同运动v a 、受磁力，;F v磁感应强度的大小：qv F B m ax =单位：T 特斯拉(Tesla)G 高斯(Gauss)T10G 14-=磁感应强度的方向：max F vB a.由小磁针的N 极指向定，b.由到的右手螺旋法则定max F v三、磁感应线用磁感应线来形象地描写磁感应强度这一矢量场在空间的分布：曲线上某点处的切向表示该点的方向；曲线在某处的疏密表示该点的大小.B B 磁感应线的特点★任一条磁感应线是闭合的，或两端伸向无穷远；★磁感应线与载流回路互相套联；★任两条磁感应线不能相交.IB四、磁通量(Magnetic Flux)通过磁场中某给定面的磁感应线的总数.θcos d d m S B Φ=⎰⎰=⋅=S S m S B S B Φd cos d θ 单位：Wb ，1Wb=1T ﹒m 2磁通量：穿过磁场中任意闭合曲面的磁通量为零.磁场是无源场：其磁感应线闭合成环，无头无尾；同时也表示不存在磁单极，无单个的N 或S 极.The total magnetic flux through a closed surface is always zero.d 0S B S ⋅=⎰ 五、磁场的高斯定理(Gauss’s law for magnetism)寻找磁单极子1975 年：美国加州大学，休斯敦大学联合小组报告，用装有宇宙射线探测器气球在40 km 高空记录到电离性特强离子踪迹，认为是磁单极. 为一次虚报.1982年，美国斯坦福大学报告，用d = 5 cm 的超导线圈放入D =20 cm 超导铅筒. 由于迈斯纳效应屏蔽外磁场干扰，只有磁单极进入会引起磁通变化，运行151天，记录到一次磁通突变, 改变量与狄拉克理论相符. 但未能重复，为一悬案.人类对磁单极的探寻从未停止，一旦发现磁单极，将改写电磁理论.1820年实验得到：长直载流导线周围的磁感应强度与距离成反比与电流强度成正比. r I B Laplace 对此结果作了分析整理，得出了电流元产生的磁场的磁感应强度表达式.一、毕奥—萨伐尔定律(Law of Biot and Savart)I B r 第二节毕奥—萨伐尔定律d I l IBd l r d I l02d sin d 4I l B r μθπ=002d d 4I l r B r μπ⨯= μo 为真空中的磁导率：μo = 4 π⨯10-7 T·m·A -1. 整个载流导线在P 点产生的磁感应强度为：002d d 4L LI l r B B r μπ⨯==⎰⎰ P d I l θr d Bnqvs I =0024qv r B r μπ⨯= ++++++I S v d I l 导体中带电粒子的定向运动形成电流I ，并由此可分析得到运动电荷产生的磁场.+v r B ×－v r B·二、运动电荷的磁场圆电流轴线上的磁感应强度02d sin d 4I l B r μθπ=02d sin 90cos d cos 4x I l B B B r μααπ︒===⎰⎰22xR r +=22cos R R x α=+x x P R αr d B d I ld B x d B y 毕奥—萨伐尔定律的应用d I l r ⊥ 注意到，通过对称性分析，可知B y = 0，因此：()()2200323222220d 42RR l IR B R x R x πμμπ==++⎰方向：沿轴线与电流成右手螺旋关系.()2032222IRB R x μ=+定义圆电流磁矩：mp IS ISn == 在圆心处x = 0，B 大小：R IB 20μ=IS m p ()2322m 02x R P B += πμ圆电流轴线上磁场的另一种表达式：例：亥姆霍兹圈：两个完全相同的N 匝共轴密绕短线圈，其中心间距与半径R 相等，通有同向平行等大电流I . 求轴线上O 1、O 2之间的磁场.x I P1o 匝N R ⋅⋅R R 匝N o 2o I x o1o 2B 1B 2o 实验室用近似均匀磁场解20322222P NIR B R R x μ=+⎡⎤⎛⎫++ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦20322222NIRR R x μ⎡⎤⎛⎫+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦00.72O NIB Rμ=0120.68O O NIB B Rμ==θ2Oθ1Pa d xx载流长直导线的磁感应强度02d sin d 4I x B rμθπ=tan x a θ=-2d d sin a x θθ=θsin a r =2022sin d sin d 4sin I aB B aμθθθπθ==⎰⎰Iθrd B 210sin d 4I B a θθμθθπ=⎰()012cos cos 4I a μθθπ=-方向：对图中所在的P 点，磁感应强度垂直纸面向外.()012cos cos 4I B aμθθπ=-对无限长载流导线θ1= 0 , θ2= π：02I B aμπ=半无限长载流导线θ1= π/2 , θ2 = π：04I B aμπ=若P 点在导线延长线上：B =导线密绕，且长度远大于直径：=外B 实验可知：内部的磁感应强度只有平行于轴线的分量；并且平行于轴的任一直线上各点大小相等.︒⋅⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅BI单位长度上的匝数n载流长直螺线管内部的磁场︒⋅⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅BInIB 0μ=内部为均匀磁场，在长直螺线管的两端点处的磁场为中间的一半：012S B nIμ=0nIμ012nI μ通过对圆电流的磁感应强度的叠加积分，可以求得螺线管中间的磁感应强度大小为：方向由右手螺旋法则确定.恒定磁场是无源场,静电场是有源场；静电场是保守场，是无旋场;对静电场和恒定磁场作类比分析：1d SE S q ε⋅=∑⎰d 0LE l ⋅=⎰d 0SB S ⋅=⎰d ?LB l ⋅=⎰表达了恒定磁场的什么性质？第三节安培环路定理安培环路定理：0d LB l Iμ⋅=∑⎰L 磁场中任一闭合曲线—具有一定绕向的环路是环路上各点的磁感应强度，为空间所有电流产生，包括穿过L 的和不穿过的电流.:B：穿过以L 为边界的任意曲面的电流的代数和.I ∑------对L 包围的电流求代数和，并且规定：与L 绕向成右旋关系的电流I i >0，否则I i <0.以长直电流的磁场为例验证1) 路径选在垂直于长直载流导线的平面内，以导线与平面交点O 为圆心，半径为r 的圆周路径L ，其指向与电流成右手螺旋关系.BIr oL00200cos 0d d =d 22rL L I I B l l l r rIπμμππμ⋅=⋅=⎰⎰⎰BIr oL若电流反向：02000d d 2 =d 2cos L L rI I B l l r I l rππμπμμπ⋅=⋅-=-⎰⎰⎰2) 在垂直于导线平面内围绕电流的任意闭合路径Bθϕd ld rLI 02020000d 2 =d 2 d cos 2d L L I B l r I r r I I l ππμπμϕπμϕπμθ⋅=⋅==⎰⎰⎰⎰同理，在电流反向时------积分结果取负.3) 闭合路径不包围电流ϕ1L 2L I()()[]121200d d d =d d 2 02LL L L L B l B l B l I Iμϕϕπμϕϕπ⋅=⋅+⋅+=+-=⎰⎰⎰⎰⎰4) 空间存在多个长直电流时()12110in d d d d =L LLLiLB l B B l B l B l I μ⋅=++⋅=⋅+⋅+⎰⎰⎰⎰∑安培环路定理揭示磁场是非保守场，是涡旋场.l B L d ⋅⎰穿过的电流：对和均有贡献BL 不穿过的电流：对上各点有贡献；对无贡献BL l B Ld ⋅⎰L 0d LB l Iμ⋅=∑⎰可证对任意的稳恒电流和任意形式的闭合环路均成立.注意：练习：如图，流出纸面的电流为2I ，流进纸面的电流为I ，则下述各式中那一个是正确的?⊗∙I 21L 2L 3L 4L I10 ( d )2A L B l I μ⋅=⎰ 20(B) d L B l I μ⋅=⎰30 d (C)L B l I μ⋅=-⎰40(D) d L B l I μ⋅=-⎰Br RB RrP IQ 长直圆柱形载流导线内外的磁场圆柱截面半径为R ，电流I 沿轴流动.过P 点（或Q 点）取半径为r 的磁感应线为积分回路，求出B 矢量的环流：0d 2LB l B r I πμ⋅=⋅=∑⎰r ≥R012I I I B r r μπ==∝∑，r< R20222I r IrI B r R Rπμππ==∝∑，方向沿圆周与电流成右手关系！or LL BoRrr1∝B r∝思考：无限长均匀载流直圆筒，B ～r 曲线？BoRr管外磁场为零.无限长直载流螺线管内磁场︒⋅⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅︒⋅BI单位长度上的匝数n解密绕长螺线管，已知I , n ，计算管内的磁感应强度.dc ab 作矩形安培环路abcd 如图，绕行方向为逆时针.00d d 000=b c d a LabcdB l B l B dl B dl B dlBcd I ncdIμμ⋅=⋅+⋅+⋅+⋅=+++=⎰⎰⎰⎰⎰∑0B nIμ=无限长螺线管磁场为均匀.求螺线环内的磁感应强度I l B L∑=⋅⎰0d μ 02B r NIπμ⋅=rNI B πμ20=2N n rπ=nIB 0μ=Or 1r 2Pr 为平均半径, 考虑到对称性,环内磁场的磁感应线都是同心圆，选择通过管内某点P 的磁感应线L 作为积分环路:方向由电流方向通过右手法则判断.第四节磁场对运动电荷的作用一. 洛仑兹力磁场对运动电荷的作用f qv B=⨯ 大小：θsin qvB F =特点：不改变大小，只改变方向,不对做功.vq v vBf运动正电荷受力方向垂直于和构成的平面，成右手螺旋.v B1、运动方向与磁场方向平行sin F qvB θ=θ= 0 , F = 0带电粒子在均匀磁场中的运动匀速直线运动θBvq+f⊗θBvq-fB+v⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯B 2、运动方向与磁场方向垂直RvmqvB 2=qBmv R =v B f qvB⊥⇒=R22R m T v qBππ==匀速圆周运动周期f+v半径托克马克装置3、沿任意方向方向运动匀速圆周运动与匀速直线运动的合成——轨迹为螺旋线qBmv R θsin =qBm T π2=螺距//2cos m h v T v qBπθ==h +B ⊥v //v θv例有一均匀磁场，B = 1.5 T ，水平方向由南向北. 有一5.0 兆电子伏特的质子沿竖直向下的方向通过磁场，求作用在质子上的力？（m = 1.67⨯10-27 kg ）) J (100.8) eV (100.5211362k -⨯=⨯==mv E ) s m (101.31067.1100.822172713k ---⋅⨯=⨯⨯⨯==m E v ︒⨯⨯⨯⨯⨯==-90sin 5.1101.3106.1sin 719θqvB F )N (104.712-⨯=解方向向东F q v 下B 北二、质谱仪(mass spectrograph)R +-⋅⋅⋅P ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅N ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅B N ：粒子源，P ：速度选择器 qE qvB v E B ''=⇒=质谱分析：qB mv R x 22==E x B qB m 2'=谱线位置：同位素质量；谱线黑度：相对含量.B’三、霍尔效应(Hall effect)现象：通电流I ，磁场垂直于I ，在既垂直于I ，又垂直于的方向出现电势差∆U. B B m e F qv B F qE =⨯= H I IB U Bb R nqbd d∆==霍尔电势差：解释：载流子q 以漂移，受到磁场力,正负电荷上下两侧积累，形成电场，受力平衡时，有稳定的霍尔电场.v x y zB I b d P 型半导体v q +++++++-+------e F m F I nqvbd =霍尔系数R H 与载流子浓度n 成反比. 在金属中，由于载流子浓度很大，因此霍尔系数很小，相应地霍尔效应也很弱; 而在半导体中，载流子浓度较小，因此霍尔效应也较明显. 霍尔效应是半导体研究的重要手段. 问题：对n 型半导体，霍尔电势差的方向如何？应用：测载流子浓度测载流子电性—半导体类型B 测磁场（霍耳元件）H 1R nq霍尔系数(Hall coefficient)：一、安培定律（Ampère Law ）磁场对电流元的作用Bl I F ⨯=d d 载流导线所受磁场力d d L L F F I l B ==⨯⎰⎰ 第五节磁场对电流的作用磁矩L I B d I l Fm F qv B =⨯ d F qv BdN qv BnSdl =⨯=⨯载流直导线在均匀磁场中所受的力d L F I l B =⨯⎰ sin d L F IB l θ=⎰θsin ILB F =sin d L IB l θ=⎰安培力的方向由右手螺旋法则可知为垂直纸面向里×IBθFB θd I lLA B C D I 1I 21d I l 2d I l 1B 2B 1d F 2d F 平行长直载流导线间的相互作用力距a 的两无限长直导线，I 1、I 2，导线CD 上的电流元受力：2222d d sin F B I l θ=012 ,22I B a μπθπ==CD 单位长度受力：2012121d d d 2d F I I F l a l μπ==安培：真空中相距为1m 的无限长直细导线，载有相等的电流，若每米导线上受力正好为2⨯10-7N ，则导线内电流定义为1A.例:如图，均匀磁场垂直纸面向外，半径为R 的半圆导线通有电流I ,求作用在导线上的安培力.解R y x Bd θθd I l d F d x F d y F d F =IB d l =IBR d θd d F I l B =⨯ 0d (d )sin 2y y L F F F IBR IBR πθθ====⎰⎰方向为y 轴正向.推广:起点终点相同的载流直导线所受的力？对称性-----各电流元受力水平分量之和为零。

第二节.磁场、磁感线

一. 磁感线
【问题】磁场中各点的磁场方向如何判定呢? 问题】磁场中各点的磁场方向如何判定呢? 1.磁场的方向： 1.磁场的方向：将一个小磁针放在磁场中磁场的方向某一点,小磁针静止静止时北极N所指的方向, 某一点,小磁针静止时,北极N所指的方向,就是该点的磁场方向. 亦即小磁针北极受力方向）该点的磁场方向.（亦即小磁针北极受力方向）
3.如图，当电流通过线圈时，小磁针A的N极指向 3.如图，当电流通过线圈时，小磁针A 哪里？磁针B 哪里？磁针B的N极指向哪里？磁针A 磁针A的N极指向外
I
磁针B 磁针B的N极指向里
A
B
4.如图所示,a、 4.如图所示,a、b、c三枚小磁针分别在通电如图所示,a 螺线管的正上方、管内和右侧, 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 止时,小磁针N极的指向是（ C ） A． a、b、c均向左 B． a、b、c均向右向左,b向右,c ,b向右,c向右 C． a向左,b向右,c向右向右,b向左,c ,b向左,c向右 D． a向右,b向左,c向右
它们遵循什么定则呢？它们遵循什么定则呢？
安培定则
（1）直线电流的磁场的磁感线：直线电流的磁场的磁感线：安培定则(1):右手握住导线, (1):右手握住导线安培定则(1):右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致, 所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向.(右手螺旋定则) .(右手螺旋定则方向就是磁感线环绕的方向.(右手螺旋定则)
I
4.匀强磁场匀强磁场
匀强磁场：磁场强弱、匀强磁场：磁场强弱、方向处处相同的磁场
匀强磁场的磁感线分布特点: 匀强磁场的磁感线分布特点匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线。匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线。

2024版大学物理第九章磁场

磁场定义及描述方法磁场是由运动电荷或电流产生的特殊物质形态，存在于磁体或通电螺线管等周围空间中。

描述磁场的方法主要有两种：一种是通过磁感应强度来描述磁场的强弱和方向；另一种是通过磁力线来形象地表示磁场的分布和方向。

磁感应强度与方向01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，单位为特斯拉（T）。

02在国际单位制中，磁感应强度的方向定义为小磁针静止时N极所指的方向，即磁场中某点的磁场方向。

磁力线及其特点磁力线是描述磁场分布和方向的曲线，其切线方向表示该点的磁场方向。

磁力线的特点包括：不相交、不中断、不闭合（在磁体外部），以及磁力线的疏密程度表示磁场的强弱。

磁场中物质性质在磁场中，不同物质具有不同的磁性表现，可分为铁磁性、顺磁性、抗磁性等。

铁磁性物质在磁场中会被强烈吸引，具有较大的磁矩；顺磁性物质在磁场中会被轻微吸引，具有较小的磁矩；抗磁性物质在磁场中会被排斥，具有负的磁矩。

物质在磁场中的性质与其内部电子的自旋和轨道运动有关，这些运动产生的磁矩与外加磁场相互作用，导致物质表现出不同的磁性。

奥斯特实验与安培环路定理奥斯特实验首次揭示了电流能够产生磁场的现象，为电磁学的发展奠定了基础。

安培环路定理描述了磁场与电流之间的关系，即磁场强度沿任意闭合路径的线积分等于穿过该路径所包围面积的电流的总和。

该定理为计算恒定电流产生的磁场提供了重要方法。

长直导线周围磁场分布磁场方向长直导线周围的磁场方向遵循右手螺旋定则，即右手握住导线，大拇指指向电流方向，四指弯曲方向即为磁场方向。

磁场强度距离长直导线r处的磁场强度B与电流I成正比，与距离r成反比，即B=μ0I/2πr（μ0为真空磁导率）。

圆形载流导线周围磁场分布磁场方向圆形载流导线周围的磁场方向同样遵循右手螺旋定则，即右手握住导线，大拇指指向电流方向，四指弯曲方向即为磁场方向。

磁场强度在圆形载流导线的轴线上，距离圆心r处的磁场强度B与电流I和导线半径R有关，具体表达式为B=μ0IR/2(R^2+r^2)^(3/2)。

第二节磁场(共13张PPT)

在磁场中的不同点，同一个小磁针静止时在磁场中的不同点，同一个小磁针静止时的指向不同。
磁感线并不是客观存在于磁场中的真实曲线。为了方便、形象地描述磁场，人们用一些带箭头的曲线将小磁针的排列情况表示出来，这样的曲线叫磁感线。
的指向不同。与放在这点处小磁针N极受力的方向
磁体周围磁感线的分布是立体的。磁感线上某一点的切线方向：磁感线上某一点的切线方向：不用小磁针能否判断条形磁体磁场中A点的磁场方向在磁场中的不同点，同一个小磁针静止时的指向不同。
第6页，共13页。
条形磁体的磁感线
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磁感线的方向
磁体外部磁感线从N极出发回到S极
注意：1.磁感线是有方向的曲线。
2.磁体周围磁感线的分布是立体的。 3.磁感线并不是客观存在于磁场中的真实曲线。
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判断条形磁体磁场中A点的磁场方向
磁感线上某一点的切线方向：
是
与放在这点处小磁针N极受力的方向
结论：磁场有方向
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3.磁场的方向：磁场方向的规定：
放在磁场中某点的小磁针静止时北（N）极所指的方向规定为该点的磁场方向。
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不用小磁针能否判断条形磁体磁场中 A点的磁场方向
第5页，共13页。
二、磁感线
为了方便、形象地描述磁场，人们用一些带箭头的曲线将小磁针的排列情况表示出来，这样的曲线叫磁感线。
一
与放在这点处小磁针静止时N极所指的方向Байду номын сангаас这点处的磁场方向
致的
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几种常见磁体的磁感线
第10页，共13页。
三、地磁场
第11页，共13页。
七、练习：

《磁场》教案

《磁场》教案（实用版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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高三物理第九章磁场

高三物理第九章磁场一、基本概念1．磁场的产生 ⑴磁极周围有磁场。

⑵电流周围有磁场（奥斯特）。

安培提出分子电流假说（又叫磁性起源假说），认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。

⑶变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。

2．磁场的基本性质磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用（对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用）。

这一点应该跟电场的基本性质相比较。

3．磁感应强度ILFB（条件是L ⊥B ；在匀强磁场中或ΔL 很小。

）磁感应强度是矢量。

单位是特斯拉，符号为T ，1T=1N/(A ∙m)=1kg/(A ∙s 2) 4．磁感线⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。

磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N 极的指向。

磁感线的疏密表示磁场的强弱。

⑵磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。

⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线：地磁场的特点：两极的磁感线垂直于地面；赤道上方的磁感线平行于地面；磁感线的水平分量总是指向北方；南半球的磁感线的竖直分量向上，北半球的磁感线的竖直分量向下。

⑷电流的磁场方向由安培定则（右手螺旋定则）确定：对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。

二、安培力（磁场对电流的作用力）1．安培力方向的判定 ⑴用左手定则。

⑵用“同向电流相吸，反向电流相斥”（适用于两电流互相平行时）。

可以把条形磁铁等效为长直螺线管（不要把长直螺线管等效为条形磁铁）。

只要两导线不是互相垂直的，都可以用“同向电流相吸，反向电流相斥”判定相互作用的磁场力的方向；当两导线互相垂直时，用左手定则分别判定每半根导线所受的安培力。

例1．如图所示，可以自由移动的竖直导线中通有向下的电流，不计通电导线的重力，仅在磁场力作用下，导线将如何移动？条形磁铁通电环行导线周围磁场通电长直螺线管内部磁场通电直导线周围磁场解：先画出导线所在处的磁感线，上下两部分导线所受安培力的方向相反，使导线从左向右看顺时针转动；同时又受到竖直向上的磁场的作用而向右移动（不要说成先转90º后平移）。

2024年磁场ppt5-人教版

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14、给自己一份坚强，擦干眼泪；给自己一份自信，不卑不亢；给自己一份洒脱，悠然前行。轻轻品，静静藏。为了看阳光，我来到这世上；为了与阳光同行，我笑对忧伤。
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15、总不能流血就喊痛，怕黑就开灯，想念就联系，疲惫就放空，被孤立就讨好，脆弱就想家，不要被现在而蒙蔽双眼，终究是要长大，最漆黑的那段路终要自己走完。
❖但是在磁针附近并未放置磁体，为什么又有磁场存在呢？ ❖在我们的地球周围存在着磁场，我们把这个
磁场叫做地磁场.
答案：
❖ 能在水平面内自由转动的小磁针，静止时总是一端指北，一端指南，即磁体有指向性，这种现象说明它一定受到力的作用.
❖ 研究表明：地球本身就是一个巨大的磁体，其周围存在着地磁场，磁体具有指向性，显然是受到地磁场的磁力作用所致.地球周围存在的磁场叫做地磁场.
❖ 地磁N极在地理的南极附近；地磁S极在地理
的北极附近.
二、磁偏角
❖这一现象最早由我国宋代学者沈括发现.
❖这一现象现代科学界叫做“磁偏角”现象.
沈括在他晚年所著的《梦溪笔谈》这一十几万言的巨著中，最早准确的描述了磁偏角这一现象. 比西方发现这一现象早了四百多年.
再见
再见
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9、欲戴王冠，必承其重。哪有什么好命天赐，不都是一路披荆斩棘才换来的。
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10、放手如拔牙。牙被拔掉的那一刻，你会觉得解脱。但舌头总会不由自主地往那个空空的牙洞里舔，一天数次。不痛了不代表你能完全无视，留下的那个空缺永远都在，偶尔甚至会异常挂念。适应是需要时间的，但牙总是要拔，因为太痛，所以终归还是要放手，随它去。
而假想的曲线，是我们模拟出的，实际并不存在，但磁场是客观存在的。
2.磁感线布满磁体周围的整个空间

磁场(物理课件)(4)

马蹄形磁铁的磁感线条形磁铁的磁感线
通电直导线
环形电流
通电螺线管
5、磁感线的特点： ⑴磁感线上某一点的切线方向就是该点的磁场方向； ⑵磁感线是不相交的封闭曲线（外部：从N极到S极；
内部：从S极到N极） ⑶疏的地方磁场弱；密的地方磁场强； ⑷是不存在的假想曲线。
导线所在平面内的磁场
异名磁极的磁场
身体健康，学习进步！
第九章电与磁
பைடு நூலகம்第二节磁场
如何使火车从铁轨上浮起来呢
气浮法，就是使火车向铁轨下的地面大量高速喷气而利用其反作用力把火车从铁轨道上浮起。
缺点：会激扬起大量尘土和产生很大噪声，都会对环境造成尘土和噪声污染。
磁浮法：利用火车与铁路轨道之间的磁作用力使火车从铁轨上浮起来。
优点：既不会扬起尘土，也不会产生喷气噪声，是一种提高火车速度的好方法。
同名磁极的磁场
作业：小课题（小论文,以下课题任选其一或自己命题）： 1、磁的历史。 2、搜索“信鸽认家”的多种解释，你赞成哪一种说法？为什么？ 3、磁的应用。 4、查找地磁场的资料。 5、磁悬浮列车。
………
丹麦物理学家奥斯特(Hans Christian Oersted，1777—1851)1777年8月14日生于丹麦朗格兰德岛一个药剂师家庭．12岁开始帮助父亲在药房里干活，同时坚持学习化学．由于刻苦攻读，17岁以优异的成绩考取了哥本哈根大学的免费生．他一边当家庭教师，一边在学校学习药物学、天文、数学、物理、化学等．1806年任哥本哈根大学物理学教授，1821年被选为英国皇家学会会员， 1823年被选为法国科学院院士，后来任丹麦皇家科学协会会长．
1、磁极：磁体上磁性最强的部分； N极和S极总是成对出现的。