§3.3 几种常见的磁场

磁 感 线
在磁场中画一些有方向的曲线，在 在磁场中画一些有方向的曲线， 这些曲线上， 这些曲线上，每一点的切线方向都在 该点的磁场方向上。 该点的磁场方向上。
C B A
实验模拟磁感线的分布
实验模拟磁感线的分布
实验模拟磁感线的分布
1、细铁屑在磁场中被磁化成 小磁针” “小磁针” 现象：两极附近，磁场较强， 2、现象：两极附近，磁场较强， 磁感线分布较密。 磁感线分布较密。
S a N b
S B
3、讨论：如图所示，两个圆形 讨论：如图所示， 线圈中哪一个的磁通量较大？ 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， 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， 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， 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， 磁感应强度的大小，即在数值上就等于磁感 应强度， 磁感应强度又叫磁通密度， 应强度，故磁感应强度又叫磁通密度，有 匀强磁场且B⊥S B⊥S） B=φ/S（匀强磁场且B⊥S）
地磁北极
匀强磁场
1、定义：磁感应强度的大小和方向处处相同的 定义： 区域的磁场叫匀强磁场。 区域的磁场叫匀强磁场。 磁感线的分布特点： 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， 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） 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。 为是匀强磁场。
思考：你能证明1Wb=1V·s？ 1Wb=1V· 思考：你能证明1Wb=1V
课外阅读
——有趣的右螺旋和左螺旋 ——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 在奥斯特实验中， 东西放置时，小磁针有可能不转动？ 东西放置时，小磁针有可能不转动？
N
S
思考与讨论
磁铁和电流都能产生磁场，磁铁 磁铁和电流都能产生磁场， 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 源呢？电流是电荷的运动产生的， 以电流的磁场应该是由于电荷的运动 产生的。那么， 产生的。那么，磁铁的磁场是否也是 由电荷的运动产生的呢？ 由电荷的运动产生的呢？
分子电流假说 1、事实依据：通电螺线管外部的磁场 事实依据： 与条形磁铁的磁场很相似。 与条形磁铁的磁场很相似。 2、理论：分子电流假说 理论： 法国科学家安培认为：在原 法国科学家安培认为： 分子等物质微粒的内部， 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， 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， 的磁体，它的两侧相当于两个磁 极。
了解磁性材料
软磁性材料
性质：容易去磁 性质：
铁磁性材料
应用：电磁铁、磁头等 应用：电磁铁、
硬磁性材料
性质：不容易去磁 性质：
应用：永磁铁、扬声器等 应用：永磁铁、
思考与讨论
在磁场中， 在磁场中，我们用了磁感线 来形象地描述磁感应强度， 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， 感线分布密处磁感应强度就大， 那么， 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？ 系呢？
罗兰的实验 ——证明了运动电荷确实能产生磁场 ——证明了运动电荷确实能产生磁场
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， 一个橡胶圆盘上，然后 使圆盘绕中心高速转动， 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。 然发生了偏转。
源
(3)
+
S S S S S S S S
-
N
安培定则(右手螺旋定则) 安培定则(右手螺旋定则)
内容： 内容：用右手握 住螺线管， 住螺线管，让弯曲 的四指所指的方向 跟电流的方向一致， 跟电流的方向一致， 大拇指所指的方向 就是螺线管内部磁 感线的方向。 感线的方向。
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， 外面的磁场，且地磁 场非常弱。 场非常弱。 2、地磁场磁感线的 分布特点： 分布特点： 北极——竖直向下 北极——竖直向下 南极——竖直向上 南极——竖直向上 赤道——平行与地面 赤道——平行与地面 由南指向北 3、地磁场存在磁偏角
磁感应强度的形象描述
磁感线的疏密表示磁感应强度的大 小，磁感线上某点的切线的方向就表 示该点的磁感应强度的方向。 示该点的磁感应强度的方向。
B
B
条形磁铁的磁感线分布
特点：两极分布 特点： 中央疏， 密，中央疏，且中央 正上方处磁场方向与 条形磁铁平行。 条形磁铁平行。
蹄形磁铁的ຫໍສະໝຸດ Baidu感线分布
特点：两极分布 特点： 中央疏， 密，中央疏，近两极 内部分布均匀， 内部分布均匀，且有 如图所示的特征。 如图所示的特征。
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， 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， 章的，它们的磁场互相抵消，对 外界不显磁性。 外界不显磁性。 2、当软铁棒受到外界磁场的 作用时， 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， 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， 两端对外界显示出较强的磁作用， 形成磁极。 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 会失去磁性， 的热运动或机械振动， 的热运动或机械振动，使各分子 电流的取向变得杂乱了。 电流的取向变得杂乱了。
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、 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 磁感线的疏密表示磁场的强弱， 的地方磁场较强。 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。 示那里没有磁场存在。 3、磁感线不相交，也不相切 磁感线不相交， 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 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 形成闭合曲线 内部则由S极回到N极，形成闭合曲线
课堂练习
2、试根据小磁针静止时N极指向确 试根据小磁针静止时N 定电源的正、负极。 定电源的正、负极。
S N
S
N
＋
－
课堂练习 3、试指出下图中各小磁针的偏转情况 及右图中电源的正负极： 及右图中电源的正负极：
N N
S
S S S S S S S S (1)
N
S S S S S S S S
(2) 电
（条件：匀强磁场，且B⊥S） 条件：匀强磁场， B⊥S）
S
3、单位：韦伯（Wb） 单位：韦伯（Wb） 1Wb=1T· 1Wb=1T·m2
思考与讨论 1、若B∥S，那么，磁通量又为多少呢？ B∥S，那么，磁通量又为多少呢？ 角呢？ 若B与S成θ角呢？
B S θ B S
1）B∥S时，φ=0 B∥S时 2）B与S成θ时，φ=BSsinθ =BSsinθ
磁性起源 安培分子电流的假说，揭示了磁 安培分子电流的假说， 铁磁性的起源，它使我们认识到： 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， 磁铁的磁场和电流的磁场一样，都 是由电荷的运动产生 电荷的运动产生的 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？ 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 结论： 生的，在电磁波中我们将学到麦克斯韦 麦克斯韦发 生的，在电磁波中我们将学到麦克斯韦发 变化的电场也能产生磁场。 现，变化的电场也能产生磁场。
课堂练习
关于磁感应强度，下列说法正确的是（ 关于磁感应强度，下列说法正确的是（ C ） B=F/IL可知 可知： 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 小随通电导线中电流I的减小而增大 B=F/IL可知 可知： 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 小随通电导线所受的磁场力F的增大而增大 通电导线所受的磁场力为零， 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 放置在磁场中1 长的通电导线， 通过1 D 、 放置在磁场中 1m 长的通电导线 ， 通过 1A 的电 受到的安培力为1 流，受到的安培力为1N，则该处的磁感应强度就 是1 T
思考与讨论
2、磁感应强度是既有大小又有方向的矢量， 磁感应强度是既有大小又有方向的矢量， 那么，磁通量呢？ 那么，磁通量呢？ 磁通量是指穿过平面的磁 感线条数，由于磁场具有方向， 感线条数，由于磁场具有方向， 如图所示， 如图所示，可知穿过的磁感线 条数不是6 而是两条。 条数不是6条，而是两条。即磁 通量也有方向， 通量也有方向，但它的运算遵 循代数加减法则， 循代数加减法则，故磁通量是 标量。 标量。
通电导线的磁感线分布
特点：一系列 特点： 的同心圆， 的同心圆，且近导 线处分布密。 线处分布密。
安 培
安培最主要的成就是1820 安培最主要的成就是1820～ 1820～ 1827年对电磁作用的研究 年对电磁作用的研究： 1827年对电磁作用的研究：①发 现了安培定则； 现了安培定则；②发现电流的相 互作用规律； 发明了电流计； 互作用规律；③发明了电流计； 提出分子电流假说； ④提出分子电流假说； ⑤总结了 电流元之间的作用规律—— ——安培 电流元之间的作用规律——安培 定律。 定律。为了纪念他在电磁学上的 杰出贡献， 杰出贡献，电流的单位以他的姓 氏命名。麦克斯韦称赞安培的工 氏命名。 作是“科学上最光辉的成就之一， 作是“科学上最光辉的成就之一， 还把安培誉为“电学中的牛顿” 还把安培誉为“电学中的牛顿”， 世人称他是电动力学的先创者。 世人称他是电动力学的先创者。
安培定则(右手螺旋定则) 安培定则(右手螺旋定则)
内容： 内容：用右手握 住导线，伸直的大拇 住导线， 指所指的方向跟电流 的方向一致，弯曲的 的方向一致， 四指所指的方向就是 磁感线的方向。 磁感线的方向。
通电环形导线的磁感线分布
特点：一系列 特点： 的同心圆， 的同心圆，且近导 线处及环内部分布 密。
安培定则(右手螺旋定则) 安培定则(右手螺旋定则)
内容： 内容：让右手握 弯曲的四指所指的方 向跟电流的方向一致， 向跟电流的方向一致， 伸直大拇指所指的方 向就是环行导线中心 轴线上磁感线的方向。 轴线上磁感线的方向。
通电螺线管的磁感线分布
特点：类似于条 特点： 形磁铁的磁感线分布， 形磁铁的磁感线分布， 环内部分布密且与中 心轴线平行。 心轴线平行。
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 立体图， 的平面图吗? 的平面图吗?
通电导线磁感线分布的平面图 俯视图 正视图 仰视图
正视图 正视图
左视图
课堂练习
1、如图所示，a、b、c三枚小磁针分别 如图所示， 放在通电螺线管的正上方、管内和右侧。 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 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 向左， 向右， C．a向左，b向右，c向右 向右， 向左， D．a向右，b向左，c向右
磁通量 1、定义：在匀强磁场中，有一个与磁场 定义：在匀强磁场中， 方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B 垂直的平面 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 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， 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。 简称磁通，用字母φ表示。 定义式： 2、定义式：φ=BS B