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,认识磁现象,我们先从认识磁场开始.


一、磁场的产生

  磁体同名磁极相斥,异名磁极相吸,且不需要接触就可以发生力的作用,显然这一力是场力,但磁铁并不带电,不存在电场,它就是另一种场——磁场,磁体周围存在着磁场,常见的条形磁铁、蹄形磁铁周围都存在着磁场.除磁体周围有磁场外,丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场,当直导线通入电流时,小磁针转动,说明电流周围也有磁场.

     

                         点击观看视频素材“奥斯特直导线实验”

 

二、磁场的性质

  在磁铁周围的不同位置放置一些小磁针,发现小磁针静止时,指向各不相同,如图所示,这表明磁场中不同位置力的作用方向不同,因此磁场具有方向性.

  与电场对比,在电场中,我们利用检验电荷的受力情况来反映电场的方向性,规定正电荷受的电场力方向为电场方向.

  在磁场中,我们利用小磁针来规定磁场的方向,规定在磁场中的任意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.


三、磁感线

  在研究磁场时,我们引进磁感线来反映磁场的方向性,磁感线是一些有方向的曲线,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(即为小磁针的北极指向).利用磁感线,我们就可以比较直观地描述磁场的方向.

不同的磁场,磁感线的空间分布是不一样的,常见的磁场的磁感线空间分布情况如下:

  1、条形磁铁的磁场

点击观看视频素材“铁粉在条形磁铁周围的分布”

  取一块玻璃板,在其上面撤上碎铁屑,下面放条形磁铁,轻轻敲击玻璃板,碎铁屑等效于无数个小磁针,形象地显现出磁场的方向,即为磁感线的平面分布情况,所以条形磁铁的磁感线分布如下图.


  2、蹄形磁铁的磁感线分布情况

点击观看视频素材“铁粉在蹄形磁铁周围的分布”

  3、电流磁场的磁感线分布情况

载流直导线周围的磁场分布


          

              
    (左上图)通电直导线电流磁场(用右手螺旋定则判定).
    (右上图)通电环形电流磁场(用右手螺旋定则判定).


四、磁感线的特点

  1、磁感线是不相交的封闭曲线.

  2、磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向.

  3、磁感线的疏密可以反映磁场的强弱.