高二物理选修磁场讲义精编版

高二物理选修磁场讲义

精编版

MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】

磁场

第一节我们周围的磁现象

知识点回顾：

1、地磁场

（1）地球磁体的北（N）极位于地理南极附近，地球磁体的南（S）极位于地理北极附近。（2）地球磁体的磁场分布与条形磁铁的磁场相似。

（3）地磁两极与地理两极并不完全重合，存在偏差。

2、磁性材料

（1）按去磁的难易程度划分可分为硬磁性材料和软磁性材料。

（2）按材料所含化学成分划分可分为和。

（3）硬磁性材料剩磁明显，常用来制造等。

（4）软磁性材料剩磁不明显，常用来制造等。

知识点1：磁现象

一切与磁有关的现象都可称为磁现象。磁在我们的生活、生产和科技中有着广泛的应用，归纳大致分为：

（1）利用磁体对铁、钴、镍等磁性物质的吸引力；

（2）利用磁体对通电线圈的作用力；

（3）利用磁化现象记录信息。

知识点2：地磁场（重点）

地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场叫地磁场。关于地磁场的起源，目前还没有令人满意的答案。一种观点认为，地磁场是由于地核中熔融金属的运动产生的，而且熔融金属运动方向的变化会引起地磁场方向的变化。科学研究发现，从地球形成迄今的漫长年代里，地磁极曾多次发生极性倒转的现象。

地磁场具有这样的特点：

（1）地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近；

（2）地磁场与条形磁铁产生的磁场相似，但地磁场磁性很弱；

（3）地磁场对宇宙射线的作用，保护生命（极光、宇宙射线的伤害）；地磁场对生物活动的影响（迁徙动物的走南闯北如信鸽，但候鸟南飞确是受气候的影响的，不是磁场）

拓展：

地磁两极与地理两极并不重合，存在地磁偏角。这种现象最早是由我国北宋的学者沈括在《梦溪笔谈》中提出的，比西方早400多年。

并不是所有的天体都有和地球一样的磁性，如火星就没有磁性

知识点3：磁性材料

磁性材料一般指铁磁性物质。按去磁的难易程度，磁性材料可分为硬磁性材料和软磁性材料。硬磁性材料具有很强的剩磁，不易去磁，一般用于制造永磁体，如扬声器、计算机硬盘、信用卡、饭卡等；软磁性材料没有明显的剩磁，退磁快，常用于制造电磁铁、电动机、发电机、磁头等。

易忽略点：怎样区分磁性材料

如何判断给定的物体是采用硬磁性材料还是软磁性材料是学习中容易出错的地方。解决此类问题关键有两点：

1、明确所给物体的功能和原理；

2、熟悉这两种磁性材料的特点。

练习：

1、下列有关磁的应用中利用磁化现象记录信息的是（）

A、门吸

B、磁带

C、磁石治病

D、磁悬浮

2、为了判断一根钢棒有无磁性，采取了下列几种办法，你认为哪种办法可以认定钢棒没有磁性（）

A、将钢棒的一端接近磁针的北极，两者相互吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的南极，两者相互排斥。

B、将钢棒的一端接近磁针的北极，两者相互排斥，将钢棒的另一端接近磁针的北极时，两者相互吸引。

C、将钢棒的一端接近磁针的北极时，两者相互吸引，将钢棒的另一端接近磁针的南极时，两者相互吸引。

D、将钢棒的一端接近磁针的北极时，两者相互吸引，将钢棒的另一端接近磁针的北极时，两者相互吸引。

第二节认识磁场

知识点1：磁场（重点）

实物和场是物质存在的两种不同形式，磁场和电场一样，都是客观存在的一种特殊物质。

一、磁场客观存在于磁体、电流周围，磁体和电流通过磁场传递相互作用。

二、磁场的基本性质：对放入其中的磁体或电流产生力的作用。磁极和磁极

之间、磁场和电流之间、电流和电流之间的相互作用都是通过磁场来传递的

三、磁场有强弱和方向，可以用磁感线形象地描述磁场的强弱和方向，也可

以用小磁针受力方向来描述磁场的方向。物理学规定，磁场的方向即小磁针N极受力的方向，亦即小磁针静止时N极指向。

四、磁场是媒介物：磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用是通过磁场

发生的。

知识点2：磁感线（重点）

在磁场中每一点，磁场都有确定的大小和方向，物理学中用磁感线形象地描述磁场。所谓磁感线就是为了使人们更形象更直观地描述磁场，而引入的一系列有方向的曲线：

（1）磁感线的定义

在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线叫做磁感线。

（2）特点：

A、磁感线是闭合曲线，磁铁外部的磁感线是从北极出来，回到磁铁的南极，内部是从南极到北极.

B、每条磁感线都是闭合曲线，任意两条磁感线不相交。

C、磁感线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向。

D、磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小

注意：磁感线是为了形象地描述磁场而引入的数学工具，最早是由英国物理学家法拉第提出的，并不真实存在，实验时常用被磁化的铁屑来显示磁感线的分布，但绝不能认为磁感线是由细铁屑组成的。

磁感线是闭合的，磁场中未画磁感线的空间，磁场照样存在，磁感线不相交。

处，止于负电荷或无穷远，是

不闭合曲线

法国物理学家安培通过实验总结出了用于判断电流的磁场分布的法则——安培定则，又称为右手螺旋定则。可用于判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感线分布。

直线电流的方向和磁感线方向之间的关系可用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定：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.

几种常见磁场的磁感线的分布

（1）条形磁铁和碲形磁铁的磁感线

条形磁铁和蹄形磁铁是两种最常见的磁体，如图所示的是这两种磁体在平面内的磁感线形状，其实它们的磁感线分布在整个空间内，而且磁感线是闭合的，它们的内部都有磁感线分布。

（2）通电直导线磁场的磁感线

通电直导线磁场的磁感线的形状与分布如图所示，通电直导线磁场的磁感线是一组组以导线上各点为圆心的同心圆。

需要指出的是，通电直导线产生的磁场是不均匀的，越靠近导线，磁场越强，磁感线越密。电流的方向与磁感线方向的关系可以用安培定则来判断，如图所示。用右手握住直导线，伸直的大拇指与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

（3）环形电流磁场的磁感线

环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线，在环形的中心轴上，由对称性可知，磁感线是与环形导线的平面垂直的一条直线。如图甲所示，环形电流方向与磁感线方向的关系也可以用右手定则来判断，如图乙所示，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圆环轴线上磁感线的方向；如图丙所示，让右手握住部分环形导线，伸直的大拇指与电流方向一致，则四指所指的方向就是围绕环形导线的磁感线的方向。

（4）通电螺线管的磁感线

通电螺线管表现出来的磁性很像一根条形磁铁，一端相当于北极（N），另一端相当于南极（S），形成的磁感线在通电螺线管的外部从北极（N）出来进入南极（S），通电螺线管内部具有磁场，磁感线方向与管轴线平行，方向都是由S极指向N极，并与外部磁感线连接形成一些闭合曲线，其方向也可用安培定则判断，用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，那么大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，如图所示。

（5）地磁场的磁感线地磁场的南北极与地理上的南北极刚好相反，所以磁感线从地理的南极出来进入地理的北极如图所示。