高中物理选修3-1磁场讲义

1 1、2、3、磁场 磁感线

磁场

磁现象与人类有着密切的联系．例如生活中离不开的电话、电视、发电机、

电动机，现代科学研究中离不开的电流表、质谱仪、计算机、回旋加速器等，都

跟磁现象有关．这是因为电现象和磁现象有着密不可分的联系，凡是用到电的地

方，几乎都有磁相伴随．

磁悬浮与磁悬浮列车

把两个磁铁的磁极靠近时，它们之间会产生相互作用的磁力：同名磁极互相推斥，异名磁极互相吸引．磁极之间相互作用的磁力是通过磁场发生的．磁铁在周围的空间里产生磁场，磁场对处在它里面的磁极有磁场力的作用．

磁铁并不是磁场的唯一来源．1820年丹麦物理学家奥斯特

（1777－1851）做过下面的实验：把一条导线平行地放在磁针的

上方，给导线通电，磁针就发生偏转．这说明不仅磁铁能产生磁

场，电流也能产生磁场．

电流能够产生磁场，那么电流在磁场中又会怎样呢？把一段直导线放在磁铁的磁场里，当导线中有电流通过时，可以看到导线因受力而发生运动．可见，磁场不仅对磁极产生力的作用，对电流也产生力的作用．

电流能够产生磁场，而磁场对电流又有力的作用，那么电流和电流

之间自然应该通过磁场发生作用．实验看到,两条平行直导线，当通以相

同方向的电流时，它们相互吸引，当通以相反方向的电流时，它们相互排

斥．这时每个电流都处在另一个电流的磁场里，因而受到磁场力的作用．也

就是说，电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过磁场发生

相互作用．

综上所述，我们认识到，磁体或电流在其周围空间里产生磁场，而磁场对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用．这样，我们对磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间的相互作用获得了统一认识，所有这些相互作用都是通过磁场来传递的．

磁场的方向 磁感线

把小磁针放在磁体或电流的磁场中，小磁针因受磁场力的作用，它的两极静止时不一定指向南北方向，而指向另外某一个方向．在磁场中的不同点，小磁针静止时指的方向一般并不相同．这个事实说明，磁场是有方向性的．物理学规定，在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即

小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向．

在磁场中人们可以利用磁感线来形象地描写各点的磁场方向．所谓磁感线，

是在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该

点的磁场方向上．

实验中常用铁屑在磁场中被磁化的性质，来显示磁感线的形状．在磁场中放

一块玻璃板，在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，细铁屑在磁场里被磁化成“小磁

针”．轻敲玻璃板使铁屑能在磁场作用下转动，铁屑静止时有规则地排列起来，就显示出磁感线的形状．

电流的磁效应

图中表示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布情况．磁铁外部的磁感线是从磁铁的北极出来，进入磁铁的南极．

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