高中物理《磁现象和磁场》课件新人教版选修

磁现象和磁场欢迎来到高中物理选修课程《磁现象和磁场》本课程将带领你探索磁铁的奥秘、磁场的本质以及电磁相互作用的神奇世界认识磁铁吸引力定向性磁铁能吸引某些金属物体，如铁、钴自由悬挂的磁针总是指向地球南北方、镍等向两极性磁铁总是具有南北两极，同名极相斥，异名极相吸磁铁的磁性质磁化磁化强度铁磁性物质在外磁场中可被磁化，成为临时磁铁不同物质的磁化强度不同，取决于其磁导率居里点磁畴理论超过特定温度（居里点），铁磁性物质会失去磁性磁性材料由许多微小磁畴组成，磁化过程即磁畴重排磁铁的性质应用工业应用医疗应用日常生活磁选机分离金属，起重电磁铁搬运金属废磁共振成像（）诊断，磁疗器缓解疼磁性贴片、磁性门扣、磁性玩具等广泛应MRI料痛用磁场的基本概念定义特性磁场是磁性物体周围存在磁作用磁场是矢量场，具有方向和大小的空间区域来源作用由运动电荷、变化电场或固有磁对磁性物质和运动电荷施加力矩产生磁场的磁感线定义1磁感线是描述磁场分布的假想曲线特点2闭合曲线，不相交，从极出发到极N S密度3磁感线密度表示磁场强弱方向4磁感线切线方向即为磁场方向磁感应强度概念定义描述磁场强弱的物理量，用B表示单位特斯拉（T），1T=1N/A·m测量用高斯计或霍尔效应传感器测量应用设计电磁设备、评估磁场影响磁场的作用力磁力1磁场对磁性物体的作用力洛伦兹力2磁场对运动电荷的作用力安培力3磁场对载流导线的作用力电流产生磁场奥斯特实验1发现电流周围存在磁场右手螺旋定则2确定电流磁场方向环形电流3产生类似磁极的磁场螺线管4产生均匀磁场安培环路定则定义公式12闭合回路上的磁场强度线积分∮H·dl=μ0I等于回路包围的电流代数和的倍μ0应用意义34计算各种形状导线周围的磁场揭示了电流与磁场的定量关系强度安培环路的应用直线电流螺线管计算无限长直导线周围磁场计算长直螺线管内部磁场环形线圈计算环形线圈内部磁场磁场对电流的作用力安培力左手定则应用磁场中载流导线受到的力，判断安培力方向左手拇指代表电流，四电动机、扬声器、电流天平等设备的工作F=BIL sinθ指代表磁场，掌心为力的方向原理洛伦兹力定义公式磁场对运动电荷的作用力F=qvB sinθ特点应用始终垂直于速度和磁场方向回旋加速器、质谱仪、磁流体发电机电磁感应现象发现1法拉第年发现闭合回路磁通量变化产生感应电流1831条件2导体回路切割磁感线或磁通量变化感应电动势3磁通量变化率的负值应用4发电机、变压器、感应加热等法拉第电磁感应定律定义感应电动势等于磁通量变化率的负值公式ε=-dΦ/dt磁通量Φ=BA cosθ应用解释发电机、变压器工作原理自感与互感自感互感应用线圈电流变化产生感应电动势，自感系数两线圈间电流变化相互感应，互感系数电感器、变压器、电子滤波器M L=Φ/I=Φ21/I1涡流与涡流应用涡流定义涡流制动感应加热金属探测导体在变化磁场中产生的环形高速列车、过山车减速装置电磁炉、金属熔炼安检、考古、工业检测感应电流变压器原理及应用原理结构基于电磁感应，改变电压和电流铁芯、初级线圈、次级线圈变压比应用电力传输、家用电器、电子设备N1/N2=U1/U2=I2/I1直流电动机的原理磁场1固定磁场由永磁体或电磁铁提供转子2载流线圈在磁场中受安培力作用旋转换向器3保证转子线圈中电流方向固定电刷4将外部电源与旋转的换向器连接交流发电机的原理转子旋转的磁铁或电磁铁定子固定的线圈绕组感应磁通量变化在定子绕组中感应交变电动势输出产生正弦交流电磁共振成像技术原理过程成像利用强磁场和射频脉冲激发人体氢原子核检测氢原子核自旋弛豫时释放的射频信号通过计算机重建三维图像磁悬浮列车原理推进利用电磁铁与导轨间的排斥力实线性电机提供无接触推进力现悬浮优点挑战高速、低噪音、环保高成本、技术复杂磁场的基本性质偶极性叠加性无源性磁场总是以偶极形式存在多个磁场源的磁场可叠加磁场线是闭合的，无磁单极子磁场对物质的作用铁磁性物质顺磁性物质强烈吸引，可被磁化如铁、钴、镍微弱吸引如铝、锰、铂抗磁性物质超导体微弱排斥如铜、银、金完全排斥磁场，表现出完全抗磁性本课程的创新点交互式实验1虚拟磁场可视化工具跨学科应用2结合物理、医学、工程实例前沿技术介绍3磁悬浮、量子磁学等知识梳理与总结磁现象基础1磁铁性质、磁场概念电磁关系2电流磁效应、磁场对电流作用电磁感应3感应定律、自感互感应用技术4电动机、发电机、变压器原理本课程的学习目标理解磁场电磁关系12掌握磁场的基本概念和描述方理解电流与磁场的相互作用法应用原理解决问题34掌握电磁感应及其在设备中的能运用所学知识分析实际磁学应用问题本课程的评价考核40%30%期末考试实验报告理论知识与问题解决能力的综合评估基于课程实验的实践能力评估20%10%课堂表现创新项目包括出勤率、课堂参与度和小组讨论鼓励学生提出创新性的磁学应用想法。