电就是电,
磁就是磁
电能生磁,
磁能生电.
用处多了. 历史上,电与磁是分别发现和研究的.后来,电与磁之间的联系发现了,如奥斯特(
H.C.Oersted)发现的电流磁效应和安培发现的电流与电流之间相互作用的规律.再后来,
法拉第提出了电磁感应定律,这样电与磁就连成一体了.
19世纪中叶,麦克斯韦提出了统一的电磁场理论,实现了物理学的第二次大综合.电磁
定律与力学规律有一个截然不同的地方.根据牛顿的设想,力学考虑的相互作用,特别是万
有引力相互作用,是超距的相互作用,没有力的传递问题(当然,用现代观点看,引力也应
该有传递问题),而电磁相互作用是场的相互作用.从粒子的超距作用到电磁场的“场的相
互作用”,这在观念上有很大变化.场的效应被突出出来了.
电场与磁场不断相互作用造成电磁波的传播,这一点由赫兹在实验室中证实了.电磁波
不但包括无线电波,实际上包括很宽的频谱,其中很重要的一部分就是光波.光学在过去是
与电磁学完全分开发展的,麦克斯韦电磁理论建立以后,光学也变成了电磁学的一个分支了
,电学、磁学和光学得到了统一.
这个统一在技术上有重要意义,发电机、电动机几乎都是建立在电磁感应基础上的.电
磁波的应用导致现代的无线电技术.直到现在,电磁学在技术上还是起主导作用的一门学问
,因此,在基础物理学中电磁学始终保持它的重要地位.
电磁学牵涉到在什么参考系统中来看问题,牵涉到运动导体的电动力学问题.直观地说
,“电流即电荷的流动产生磁效应”,但判断电荷是否流动就牵涉到观察者的问题——参考
系问题.光学是电磁学的一部分,所以这个问题也可表达成“光的传播与参考系统有什么关
系”.迈克耳孙-莫雷实验表明惯性系中真空光速为不变量.这样一来,也就肯定了在惯性
系统中电磁学遵循同一规律.这实际上导致了后来的爱因斯坦狭义相对论.狭义相对论基本
上是电磁学的进一步发展和推广.迈克耳孙-莫雷实验在19世纪还没能解释清楚,这是19世
纪遗留的一个重要问题.
一、磁现象:
1、磁性:磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质(吸铁性)
2、磁体: 定义:具有磁性的物质
分类:永磁体分为 天然磁体、人造磁体
3、磁极:定义:磁体上磁性最强的部分叫磁极.(磁体两端最强中间最弱)
种类:水平面自由转动的磁体,指南的磁极叫南极(S),指北的磁极叫北极(N)
作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.
说明:最早的指南针叫司南 .一个永磁体分成多部分后,每一部分仍存在两个磁极.
4、磁化: ① 定义:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程.
磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后,铁钉与磁铁的接触部分间形成 异名磁极,异名磁极相互吸引的结果.
②钢和软铁的磁化:软铁被磁化后,磁性容易消失,称为软磁材料.钢被磁化后,磁性能长期保持,称为硬磁性材料.所以制造永磁体使用钢 ,制造电磁铁的铁芯使用软铁.
5、物体是否具有磁性的判断方法:①根据磁体的吸铁性判断.②根据磁体的指向性判断.③根据磁体相互作用规律判断.④根据磁极的磁性最强判断.
练习:☆磁性材料在现代生活中已经得到广泛应用,音像磁带、计算机软盘上的磁性材料就具有硬磁性.( 填“软”和“硬”)
☆ 磁悬浮列车底部装有用超导体线圈饶制的电磁体,利用磁体之间的相互作用,使列车悬浮在轨道的上方以提高运行速度,这种相互作用是指:同名磁极的相互排斥作用.
☆放在条形磁铁南极附近的一根铁棒被磁化后,靠近磁铁南极的一端是磁北极.
☆用磁铁的N极在钢针上沿同一方向摩擦几次
钢针被磁化如图那么钢针的右端被磁化成 S极.
二、磁场:
1、定义:磁体周围存在着的物质,它是一种看不见、摸不着的特殊物质.
磁场看不见、摸不着我们可以根据它所产生的作用来认识它.这里使用的是转换法.通过电流的效应认识电流也运用了这种方法.
2、基本性质:磁场对放入其中的磁体产生力的作用.磁极间的相互作用是通过磁场而发生的.
3、方向规定:在磁场中的某一点,小磁针北极静止时所指的方向(小磁针北极所受磁力的方向)就是该点磁场的方向.
4、磁感应线:
①定义:在磁场中画一些有方向的曲线.任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致.
②方向:磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来,回到磁体的南极.
③典型磁感线:
④说明:A、磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线,不是客观存在的.但磁场客观存在.
B、用磁感线描述磁场的方法叫建立理想模型法.
C、磁感线是封闭的曲线.
D、磁感线立体的分布在磁体周围,而不是平面的.
E、磁感线不相交.
F、磁感线的疏密程度表示磁场的强弱.
5、磁极受力:在磁场中的某点,北极所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致,南极所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反.
6、分类:
Ι、地磁场:
① 定义:在地球周围的空间里存在的磁场,磁针指南北是因为受到地磁场的作用.
② 磁极:地磁场的北极在地理的南极附近,地磁场的南极在地理的北极附近.
③ 磁偏角:首先由我国宋代的沈括发现.
Ⅱ、电流的磁场:
①奥斯特实验:通电导线的周围存在磁场,称为电流的磁效应.该现象在1820年被丹麦的物理学家奥斯特发现.该现象说明:通电导线的周围存在磁场,且磁场与电流的方向有关.
②通电螺线管的磁场:通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场一样.其两端的极性跟电流方向有关,电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断