第二章 磁 场

第一部分　磁场及其描述
磁场是不是客观存在的？
我们怎样描述磁场？
引入磁感线、Ｂ
要点1 磁感线
1.磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线.其疏密反映磁场的强弱，线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同.
2.磁感线的特点
(1)在磁体外部，磁感线从北极发出，进入南极；在磁体内部由南极回到北极.
(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向在过该点的磁感线的切线上.
磁感线与电场线的联系与区别
1、磁场的方向：规定小磁针北极受力的方向（或小磁针静止时北极所指的方向）
2、磁感线
（1）为形象描述磁场而假想的曲线，实际不存在
（2）疏密表示强弱，切线方向表示磁场方向
（3）磁铁外部从N极到S极，内部从S极到N极，形成闭合曲线
（4）不相交
1、电场的方向：规定正电荷所受电场力的方向
2、电场线
（1）为形象描述电场而假想 的曲线，实际不存在
（2）疏密表示强弱，切线方 向表示电场方向
（3）始于正电荷，终止于负电荷的非闭合曲线
（4）不相交
例1.
下列关于磁感线的叙述中，正确的是（）

A.磁感线从磁体的N极出发，S极终止
B.铁屑在磁场中规则排列而组成的曲线就是磁感线
C.磁感线是磁场中实际存在的一些曲线
D.在同一磁场中，任何两条磁感线都不相交
【解析】磁感线是人为引入的曲线，实际并不存在.磁感线在磁体外部是N极指向S极，内部是S极指向N极，形成不相交的闭合曲线.
【答案】D
要点2 地磁场
地球本身是个巨大的磁体，它的南极和北极位于地球的两端.但小磁针（指南针）并不指向地球的正南和正北，而是略微偏离一点.也就是说地球的地理南北极与地磁南北极并不重合，小磁针指向与地球的正南（正北）方向的偏差，称为磁偏角.一般地说，小磁针（指南针）的指向与地理子午线也不平行，即和地面不平行,小磁针的指向与水平面相交的角度叫做磁倾角.
地磁场的N极在
地球南极附近，
S极在地球北极
附近，磁感线分
布如图所示
例2.
地球是一个大磁体，它的磁场分布情况与一个条形磁铁的磁场分布情况相似，下列说法中正确的是（）
A ．地磁场的方向是沿地球上经线方向的
B ．地磁场的方向是与地面平行的
C ．地磁场的方向是从北向南的
D ．在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的
【解析】地理南、北极与地磁南、北极不重合，所以地磁场方向与经线有夹角，即磁偏角，地磁场方向不与地面平行，在地磁南北极附近，磁场方向是与地面垂直的，所以只有D项正确.

【答案】D
要点３ 磁感应强度
1.磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体运动电荷、电流有力的作用．
2.磁感应强度定式：B=F/IL，与电场强度一样，磁感应强度是描述磁场力的性质的物理量．磁感应强度B的单位是特斯拉，符号是T，1 T=1 N／(A·m)
磁感应强度B是矢量，其方向就是该处的磁场方向（Ｎ极受力方向）。
3.磁感应强度的理解：
磁感应强度的定义式B=F/IL
只有在通电导线和磁场方向垂直时才有意义．磁感应强度由磁场本身决定，不能认为B与F成正比，与IL成反比.
例1，关于磁感应强度，下列说法正确的是（ ）
A．由B=F/IL知，B与F成正比，B与IL成反比
B．通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，那点的磁感应强度就为零
C．通电导线受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场(即B=0)
D.磁场中某一点的磁感应强度是由磁场本身决定的，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线无关
【解析】
磁感应强度B=F/IL只是一个定义式，而不是决定式；磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的，与放不放入通电导线无关，A、B错；
若磁场不为零，但导线平行于磁感应强度的方向放置时，磁场力F为零，C错.
【答案】D
变式迁移
1.有一小段通电导线，长为1 cm，通过的电流强度为5 A.把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0．1 N，则该点的磁感应强度B一定是 ( )
A．B=2 T
B．B≤2 T
C.B≥2 T
D．以上情况都有可能
第二部分 磁场的产生
１、 磁体产生磁场
２、电流（运动电荷）产生磁场——电流的磁效应
　３、变化的电场
磁体的磁场
奥斯特发现电流的磁效应
奥斯特有一次使南北方向的通电导线恰好与磁针相平行，接通电源时，突然发现磁针向垂直导线方向转动了．这说明通电导线对磁体有作用力．
根据奥斯特实验，直线电流对磁体的作用力方向垂直于电流方向．
要点1 电流的磁效应
例1.下列说法中正确的是（）
A.在同一幅磁感线的示意图中，磁感线越密的地方，磁场越强
B．有磁不一定有电，但有电必有磁
C．同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥
D．做奥斯特实验时，不管导线如何放置，只要电流足够强，一定能够观察到小磁针的偏转情况
【解析】磁感线的疏密反映磁场的强弱A对；有电流才产生磁，B错；做奥斯特实验时，如果导线放置对磁针作用力与地磁场对磁针作用力一致，则不能观察到偏转情况.
【答案】A
变式迁移
首先发现电流磁效应的科学家是（ ）
A.安培
B.奥斯特
C.库仑
D.麦克斯韦
要点2 三种常见的电流磁场的特点及画法（安培定则）
1.直线电流的磁场：无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱.
2.环形电流的磁场：两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱（如图）
3.通电螺线管的磁场：两端分别是N极和S极，管内是匀强磁场，管外为非匀强磁场.
练习1、三种形状的电流和磁感线的关系：
电流方向
磁感线方向
中心轴上磁感线方向
环形电流
方向
N极或内部磁感线方向
电流方向
已知磁感线分布情况,试判断导线中电流的方向.
练习２、
通电螺线管的磁场
S
试判断电源的正极和负极
练习３
N
N
N
N
N
S
第三部分 磁场基本性质－力
１、对磁体有力的作用 ，规律是？
Ｎ极受力与磁场方向相同、Ｓ相反
２、对电流有力的作用，这个力叫？
３、对运动电荷有力的作用，这个力叫？
实验：把一段直导线放到磁场中，当导线中有电流通过时，可以看到原来静止的导线会发生运动。装置示意图：
２、安培力
２、安培力：通电导体在磁场中受到的力。
2、实验现象：
当导线方向与磁场方向垂直时，它所受的安培力最大
当导线方向与磁场方向一致时，导线不受安培力
当导线方向与磁场方向斜交时，它所受的安培力介于最大值和0之间。
实验发现：
②在同一磁场中，电流一定时，通电导线越长，导线所受安培力越大。
实验表明，通电导线在磁场中受到的安培力的大小，既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和L的乘积成正比
用公式表示为：F=BIL（安培力大小公式）
B是比例系数（磁感应强度）
①在同一磁场中，通电导线长度一定时，电流越大，导线所受安培力越大；
1）伸开左手，大拇指跟四指垂直 ，且在同 一平面内
2）让磁感线穿过手心
左手定则：（安培力方向）
3）使四指指向电流方向 ，则拇指指向安培力的方向
判定以下通电导线所受安培力的方向
练习：
电动机 安培力的应用
思考:
1. 线圈各个部分所受的安培力方向
2.线圈能不能持续转动?
电动机由转子和定子组成
直流电动机中还有电刷和整流子，可以将电流持续地提供给线圈并适时地改变电流流入线圈的方向，从而使转子按一个方向持续的旋转。
电动机是利用安培力工作的。
３、洛伦兹力
1、洛仑兹力：磁场对运动电荷有力的作用，这个力叫 做洛仑兹力.
2.洛伦兹力与安培力的关系：
安培力是洛伦兹力的宏观表现。

洛伦兹力是安培力的微观本质。
3、洛伦兹力的方向----左手定则
1、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，若四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向。
2、 如果运动的是负电荷，则四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。
课堂练习:
1.判断下列粒子刚进入磁场时所受的
洛伦兹力的方向.
F垂直纸面向里
F垂直纸面向外
小结
一、安培力
1、概念：通电导体在磁场中受到的力称为安培力F
2、大小：F=BIL
3、方向：F⊥B，F ⊥ I，F垂直I、B所在平面。左手定则确定
二、磁感应强度
1、公式：
2、物理意义：反映了磁场的强弱
3、单位：特斯拉，简称特，国际符号是T
4、方向：与该处磁场方向同
5、匀强磁场：B的大小和方向处处相同，这个区域叫匀 强磁场。
三 洛伦兹力
1、概念：磁场对运动电荷的力。2、方向：左手定则。
第五节 磁性材料
要点1 磁化与退磁的原因
1．磁化现象：铁棒在未被磁化时，内部分子电流的取向杂乱无章，它们的磁场互相抵消，对外界不显磁性.当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，铁棒被磁化，两端对外界显示出较强的磁作用，形成磁极.
2．退磁现象：磁铁受高温或猛烈的敲击会失去磁性，这是因为激烈的热运动在机械振动的影响下，分子电流的取向又变得杂乱了.
要点2 磁性材料
1．通常说的磁性材料是强磁性材料，可以分类如下：
磁性物质分为：铁磁性物质和弱磁性材料
铁磁性物质包括：硬磁性材料和软磁性材料

2.硬磁性材料与软磁性材料
有些铁磁性材料，在外磁场撤去后，各个磁畴的磁化方向仍能很好地保持一致，物体具有很强的剩磁，这样的材料叫做硬磁性材料；有的铁磁性材料，在外磁场撤去后，磁畴的磁化方向又变得杂乱无章，物体没有明显的剩磁，这样的材料叫做软磁性材料.永磁体要有很强的剩磁，所以要用硬磁性材料制造；电磁铁要在通电时有磁性，断电时失去磁性，所以要用软磁性材料制造.