3.1 磁现象和磁场
第三章 磁场
我国是世界上最早发现磁现象的国家，早在战国末年就有磁铁的记载，我国古代的四大发明之一的指南针就是其中之一，指南针的发明为世界的航海业做出了巨大的贡献．
在现代，磁现象与日常生活、科技密切相关．
导入
磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，两者“同性相斥”，排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用，使列车前进。列车头的电磁体（N极）被轨道上靠前一点的电磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。
东汉学者王充在《论衡》中描述的“司南”，是人们公认的最早的磁性定向工具。
一、磁现象
最初发现的磁体是被称为“天然磁石”的矿物，其中含有主要成分为Fe3O4，能吸引其他物体，很像磁铁.
现在使用的磁体，多是用铁、钴、镍等金属或用某些氧化物制成的。
1.磁性：
2.磁体：
3.磁极：
每个磁体都有两个磁极，小磁针静止时指南的磁极叫做南极,又叫S极; 指北的磁极叫做北极,又叫N极.
4.磁极间的相互作用:
5.使无磁性物体具有磁性的过程叫磁化,
使有磁性物体失去磁性的过程叫退磁.
能够吸引铁质物体的性质
具有磁性的物体叫磁体
磁体上磁性最强的区域叫磁极.
同名相斥, 异名相吸
看书归纳
1.电现象和磁现象有何相似?
2.电现象与磁现象有何区别?
3.为什么丹麦物理学家奥斯特相信电和磁之间存在关系?
4.为什么之前的实验都失败了?
纵向力
横向作用
两种电荷
两种磁极
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
电荷可以单独存在，磁极不能单独存在
（1）自然界中的很多现象好像预示电和磁之间有某种联系
（2）奥斯特本人所持的哲学思想------康德哲学。
【问题】
1731年，一名英国商人发现，雷电过后，他的一箱刀叉竟然有了磁性
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，1820年4月发现了电流的磁效应.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．
二、电流的磁效应
实验现象
当给导线通电时,与导线平行放置的小磁针发生转动
导线应沿南北方向水平放置
通电导体对磁体有力的作用
问题：奥斯特的实验证明了电流对磁体有力的作用。那么磁体对电流是否也有力的作用呢？
理论分析：根据牛顿第三定律应该有。
注意事项
实验结论
【问题】
磁体之间是通过什么发生相互作用的呢?
【回顾】
电荷之间是通过什么发生相互作用的呢?
电荷之间的相互作用是通过电场发生的
磁体之间的相互作用是通过磁场发生的
电场和磁场都是一种客观存在的物质
1.磁场:磁体周围空间存在的一种特殊物质.
三、磁场
【问题】是否只有磁铁周围才存在磁场?
磁体
磁体
磁场
结论：
磁体对通电导体有力的作用
磁体与电流之间的相互作用
问题：磁体和通电导体之间的相互作用是通过什么发生的呢?
问题：磁体和通电导体之间的相互作用 是通过什么发生的呢?
磁体
电流
磁场
问题:电流与电流之间是否有力的作用?
总结：电流能在周围空间产生磁场.
磁铁不是磁场的唯一来源.
结论:同向电流相互吸引。
结论:反向电流相互排斥。
问题:电流和电流之间的相互作用是通过什么发生的呢?
电流
电流
磁场
问题:电流与电流之间是否有力的作用?
三、磁场
2、电流的磁效应:电流能在周围空间产生磁场.
1、磁场:磁体周围空间存在的一种特殊物质.
磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁场力的作用。 （磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的）
3、磁场的性质
4、磁场的方向：规定小磁针北极受力的方向，也即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向．
问题：磁场有方向吗？物理学是如何规定的？
5、磁感线：
（1）定义：
在磁场中画出一些有方向的曲线,在这些曲线上，每一点的切线方向，都跟该点的磁场方向相同。 这样的曲线叫磁感线。

磁感线的疏密表示磁场强弱。

（2）目的：
为形象地描述磁场而人为引入的假想曲线
模拟磁感线：实验中常用铁屑在磁场中被磁化的性质，来模拟磁感线的形状。
磁感线方向
外部：从N极到S极，内部：从S极到N极
5、磁感线特点：
a.磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向
b.磁感线的疏密可以反映磁场的强弱
c. 磁感线是封闭曲线
d. 任何两条磁感线都不相交
答：由图中磁感线的疏密程度及弯曲程度可知，M点磁场强，P点磁场弱。M点和点磁场方向为各自磁感线的切线方向，它们的磁场方向不同。
例：某磁场的磁感线如图2.2—8所示。图中的M点和P点相比，磁场的强弱和方向相同吗？
四、地磁场
1.地球是一个巨大的磁体
2.地球周围空间存在的磁场叫地磁场。地磁场的分布大致上就像一个条形磁体。
问题：小磁针静止时为什么总是一端指南，一端指北？
地磁的北极在地理的南极附近,地磁的南极在地理的北极附近,但两者并不完全重合,它们之间的夹角称为磁偏角
磁偏角的数值在
地球上不同地方
是不同的
3.磁偏角