電流周圍的磁場梁(幾種常見的磁場)

阿爾法磁譜儀 阿爾法磁譜儀中國 心 3 3幾種常見的磁場 停止 新課標人教版選修3 1 第三章磁場 復習 1 為描述磁場的強弱和方向 我們引入了什么物理量 磁感應強度B 2 電場線可以形象的描述電場強度E的大小和方向 那么我們怎樣形象地描述磁感應強度的大小和方向呢 一 磁感線1 磁感線 在磁場中畫出一系列有方向的閉合曲線 從N極出來到S極進去 且使曲線上每一點的切線方向表示該點的磁場方向 也就是在該點放上小磁針 靜止時N極的指向或N極的受力方向 探究實驗 把鐵屑撒在磁體周圍 觀察鐵屑形成的圖案 在磁體外 磁感線都是由N極出發(fā) 進入S極 在磁體內(nèi)部磁感線由S極指向N極 幾種常見磁場磁感線分布 同名磁極異名磁極 磁感線是假想的 磁感線某點的切線方向表示該點的磁場方向 磁感線的疏密表示磁場的強弱 磁感線不相交 磁感線都是閉合曲線 磁感線特點 電流的磁效應 電流周圍產(chǎn)生磁場 奧斯特發(fā)現(xiàn) 探究實驗 通電直導線周圍的磁感線分布 實驗器材 鐵屑 小磁針 學生電源 直導線 探究目的 探究某一垂直于直線電流平面內(nèi)磁感線的分布 探究方案中需要解決的問題 1 如何模擬磁場分布2 如何顯示磁場的方向3 如何改變磁場的方向 直線電流的磁場 二 電流的磁場 若改變電流的方向 電流周圍的磁感線的方向又如何呢 直線電流的磁感線 安培定則 也叫右手螺旋定則 用右手握住導線 讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致 彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向 電流磁場 直線電流的磁場的幾種表示圖 橫截面 俯視 圖 I 縱截面 平視 圖 磁感線分布 立體 圖 從箭尾看 從箭頭看 I 特點 距離通電導線相同距離位置 磁感應強度大小相等距離通電導線越近磁場越強 越遠磁場越弱 環(huán)形電流的磁場 安培定則 右手螺旋定則 讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致 伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導線軸線上磁感線的方向 環(huán)形電流周圍磁感線 環(huán)形電流的磁場可等效為小磁針或條形磁鐵 環(huán)形電流的磁場幾種圖 例1 如圖 當電流通過線圈時 磁針A的N極指向哪里 磁針B的N極指向哪里 磁針A的N極指向外 磁針B的N極指向里 通電螺線管的磁場 通電螺旋管周圍磁感線 等效 N 判斷方法 用環(huán)形電流的安培定則 用右手握住螺旋管 讓彎曲的四指所指的方向跟電流方向一致 大拇指所指的方向就是螺旋管內(nèi)部磁感線的方向 大拇指指向螺旋管北極 通電螺線管磁場的幾種圖 例2 如圖所示 a b c三枚小磁針分別在通電螺線管的正上方 管內(nèi)和右側(cè) 當這些小磁針靜止時 小磁針N極的指向是 A a b c均向左B a b c均向右C a向左 b向右 c向右D a向右 b向左 c向右 C 小結(jié)安培定則 內(nèi)容分三種不同情況 1 直線電流 伸直大拇指與 方向一致彎曲四指指的方向就是 的方向2 環(huán)形電流 右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致伸直的大拇指所指的方向就是 磁感線的方向的方向 3 通電螺線管 類似環(huán)形電流 條形磁鐵 電流 磁感線環(huán)繞 環(huán)形導線軸線上 隨堂練習 1 在圖中 已知磁場的方向 試畫出產(chǎn)生相應磁場的電流方向 X 4 在圖a 圖b中 已知磁場的方向 試畫出產(chǎn)生相應磁場的電流方向圖c中 已知電流的方向 畫出磁場的方向圖d中 畫出電流的繞向 三 常見的勻強磁場 相隔很近的兩個異名磁極之間的磁場 磁場強弱 方向處處相同 勻強磁場的磁感線是間距相等的平行直線 通電螺線管內(nèi)部的磁場 相隔一定距離的兩個平行放置的線圈通電時 其中間區(qū)域的磁場 猜一猜 它們怎么長的這么像 可能有什么內(nèi)在聯(lián)系吧 1 通電螺線管磁感線與條形磁鐵磁感線極為相似 2 環(huán)形電流與通電螺線管的關系 3 電流的形成是電荷的定向移動 1 內(nèi)容 在原子 分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部 存在著一種電流 分子電流 分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體 它的兩側(cè)相當于兩個磁極 四 安培分子電流假說 未被磁化的鐵棒 磁化后的鐵棒 安培分子電流假說 2 應用 解釋磁現(xiàn)象 安培 你知道怎樣退磁嗎 3 意義 1 成功解釋磁化和消磁現(xiàn)象 3 揭示了電和磁的本質(zhì)聯(lián)系磁鐵和電流的磁場本質(zhì)上都是運動電荷產(chǎn)生的 2 揭示了磁性的起源 安培分子電流假說 2 一根軟鐵棒在磁場中被磁化 是因為 A 軟鐵棒中產(chǎn)生了分子電流B 軟鐵棒中分子電流取向變得雜亂無章C 軟鐵棒中分子電流消失了D 軟鐵棒中分子電流取向變得大致相同 D 3 根據(jù)安培假說的物理思想 磁場來源于運動電荷 如果用這種思想解釋地球磁場的形成 根據(jù)地球上空并無相對地球定向移動的電荷的事實 那么由此推斷 地球上總體應該是 A 帶負電B 帶正電C 不帶電D 不能確定 A 提高訓練 1 如圖所示 在三維直角坐標系中 若一束電子沿y軸正向運動 則由此產(chǎn)生的在z軸上A點和x軸上B點的磁場方向是 A A點磁場沿x軸正方向 B點磁場沿z軸負方向B A點磁場沿x軸負方向 B點磁場沿z軸正方向C A點磁場沿z軸正方向 B點磁場沿x軸負方向D A點磁場沿x軸正方向 B點磁場沿z軸正方向 A BC 2 如圖所示 一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針的上方 并與磁針指向平行 能使小磁針的N極轉(zhuǎn)向讀者 那么這束帶電粒子可能是 A 向右飛行的正離子束B 向左飛行的正離子束C 向右飛行的負離子束D 向左飛行的負離子束 3 如圖為通電螺線管的縱剖面圖 和 分別表示導線中電流垂直紙面流進和流出 圖中四個小磁針 涂黑的一端為N極 靜止時的指向肯定畫錯的是 A aB bC cD d B 5 如圖所示 在同一平面內(nèi)有四根彼此絕緣的通電直導線 四根導線中電流I1 I3 I2 I4 要使0點處磁場增強 則應切斷哪一根導線中的電流 A 切斷I1B 切斷I2C 切斷I3D 切斷I4 D 6 如圖所示 兩根非?？拷一ハ啻怪钡拈L直導線 當通以如圖所示方向的電流時 電流所產(chǎn)生的磁場在導線所在平面內(nèi)的哪個區(qū)域內(nèi)方向是一致且向里的 A 區(qū)域IB 區(qū)域 C 區(qū)域 D 區(qū)域 A 四 磁通量 1 定義 在磁感應強度為B的勻強磁場中 有一個與磁場方向垂直的平面 面積為S 我們把B與S的乘積叫做穿過這個面積的磁通量 簡稱磁通 用字母 表示磁通量 2 在勻強磁場中 公式為 BS S 表示某一面積在垂直于磁場方向上的投影面積 當B S時 磁通量最小 0 當磁場B與面積S不垂直 BS 3 單位 在SI制中是韋伯 簡稱韋 符號Wb1Wb 1T m24 磁通量是有正負的 若在某個面積有方向相反的磁場通過 求磁通量 應考慮相反方向抵消以后所剩余的磁通量 即應求該面積各磁通量的代數(shù)和 5 磁通密度 B S表示磁感應強度等于穿過單位面積的磁通量 1T 1Wb m2 1N A m 思考1 哪些情況可以引起磁通量的變化 思考2 如上圖 若磁感應強度為B 面積為S 則以cd為軸轉(zhuǎn)過900 磁通量變化量為多少 轉(zhuǎn)過1800磁通量變化量是多少 轉(zhuǎn)過3600磁通量變化量為多少 例1 如圖 線圈平面與水平方向成 角 磁