磁现象和磁场课件.ppt

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1、§3.1磁现象和磁场教学目标知识与技能过程与方法情感态度价值观1．了解磁现象，知道磁性、磁极的概念。知道电流的磁效应、磁极间的相互作用。知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的。知道地球具有磁性。2．利用类比法、实验法、比较法使学生通过对磁场的客观认识去理解磁场的客观实在性。通过类比的学习方法，培养学生的逻辑思维能力，体现磁现象的广泛性。二．重点与难点：电流的磁效应和磁场概念的形成；磁现象的应用。教具：多媒体投影仪、条形U形磁铁、直导线、小磁针。一、磁现象古代人们

2、就发现了天然磁石吸引铁器的现象。我国春秋战国时期已有关于磁石的记载和描述，东汉学者王充在《论衡》书中描述的“司南”，是人们公认的最早的磁性定向工具。指南针是我国古代四大发明之一。12世纪初，我国已将指南针用于航海。现代磁现象与日常生活科技密切相关。导入人们最早发现的天然磁石的主要成分是Fe3O4。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。天然磁石和人造磁体都叫做永磁体，它们都具有吸引铁、钴、镍等金属物体的性质——磁性magnetism。磁体（具有磁性的物体）的各部分磁性强弱不同，磁

3、性最强的区域叫做磁极magnetiepole。能够自由转动的磁体，例如悬吊着的磁针，静止时指南的磁极叫做南极（S极），指北的磁极叫做北极（N极）。磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。变无磁性物体为有磁性物体叫磁化；变有磁性物体为无磁性物体叫退磁。电磁炉采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁感线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能

4、使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物。上海磁悬浮列车专线西起上海地铁龙阳路站，东至上海浦东国际机场,列车加速到平稳运行之后，速度是430公里/小时。这个速度超过了F1赛事的最高时速。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

5、磁体（N极）所排斥。托卡马克磁约束装置一类控制热核聚变的装置。用特殊形态的磁场把氘、氚等轻原子核和自由电子组成的、处于热核反应状态的超高温等离子体约束在有限的体积内，使它受控制地发生大量的原子核聚变反应，释放出原子核所蕴藏的能量。磁约束热核聚变是当前开发聚变能源中最有希望的途径，是等离子体物理学的一项重大应用。二、电流的磁效应【提出问题】电现象与磁现象有何相似？电现象与磁现象有何区别？为什么丹麦物理学家奥斯特相信电和磁之间存在关系？为什么之前的实验都失败了？奥斯特1820年4月发现了电流的磁效应。纵

6、向力横向作用电现象与磁现象的相似使我们猜想，两者之间可能存在某种联系。自然界中的磁体总存在着两个磁极，自然界中同样存在着两种电荷。不仅如此，磁极之间的相互作用，与电荷之间的相互作用具有相似的特征：同名磁极或同种电荷相互排斥，异名磁极或异种电荷相互吸引。二、电流的磁效应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。1751年，富兰克林发现莱顿瓶放电能使缝衣针磁化。也许是由于磁极不可能单独存在，也许是磁体不会对带电体产生直接影响……也许是由于其他原因，直到19世纪初，库仑、托马斯.杨

7、和安培等著名物理学家，都认为电与磁是互不相关的两回事。不过，在18世纪和19世纪之交，随着对摩擦生热及热机做功等现象认识的深化，自然界各种运动形式之间存在着相互联系并相互转化的思想，在哲学界和科学界逐渐形成。深受康德哲学思想影响的丹麦物理学家奥斯特相信，就像电和热、电和光之间存在联系一样，电和磁之间也应该存在联系。奥斯特的实验研究并非一帆风顺。当时人们见到的力都沿着物体连线方向，即都是所谓“纵向力”。受到这个观念的局限，奥斯特总是把磁针放在导线的延长线上，实验均以失败告终。1820年4月，在一次讲课

8、中，他偶然地把导线沿南北方向放置在一个带玻璃罩的指南针上方，通电时磁针转动了。这个现象可能没有引起听众的注意，但却是奥斯特盼望已久的。他连续进行了大量的研究，同年7月发表论文，宣布发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系。为此，安培写到：“奥斯特先生……已经永远把他的名字和一个新纪元联系在一起了。”法拉第则评论说：“他突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充满光明”。奥斯特实验的实验装置、实验现象、实验结论：当给沿南北方向水平放置的导线通电时，与导线平行放置的小磁