高中物理第三章磁場第3講幾種常見的磁場課件新人教版選修3-1

1、第3講幾種常見的磁場第三章磁 場1.知道磁感線，并能記住幾種常見磁場的磁感線分布特點.2.會用安培定則判斷電流周圍的磁場方向.3.知道磁通量的概念，并會計算磁通量.4.知道安培分子電流假說，并能解釋簡單的磁現(xiàn)象目標(biāo)定位二、幾種常見的磁場三、安培分子電流假說四、勻強磁場和磁通量欄目索引一、磁感線對點檢測 自查自糾一、磁感線知識梳理1.定義：用來形象描述磁場的 曲線.2.特點：(1)磁感線的表示磁場的強弱.(2)磁感線上某點的 表示該點的磁感應(yīng)強度方向.(3)磁感線的方向：磁體外部從 極指向 極，磁體內(nèi)部從 極指向 極.(4)磁感線閉合而不相交，不相切，也不中斷.假想疏密程度切線方向NSSN答案【

2、深度思考】(1)用磁感線描述磁場時，總有一些區(qū)域沒有磁感線通過，這些區(qū)域是否一定沒有磁場存在？答案不是.用磁感線描述磁場時，只是定性地畫出一些磁感線用來描述該區(qū)域的磁場分布，不可能讓所有的區(qū)域都有磁感線通過，沒有磁感線通過的區(qū)域仍然可以有磁場分布.(2)倘若空間某區(qū)域的磁場是由兩個或兩個以上的磁體或電流產(chǎn)生的，用磁感線描述該區(qū)域的磁場時，磁感線能否相交？答案不能.若多個磁體或電流的磁場在空間某區(qū)域疊加，磁感線描述的是疊加后的合磁場的磁感線分布情況，不能認(rèn)為該區(qū)域有多條磁感線相交.答案典例精析返回例1 關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是()A.磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止的B.

3、磁感線可以形象地描述各磁場的強弱和方向，它每一點的切線方向 都和小磁針放在該點靜止時北極所指的方向一致C.磁感線可以用細鐵屑來顯示，因而是真實存在的D.兩個磁場的疊加區(qū)域，磁感線可能相交解析答案總結(jié)提升解析條形磁鐵內(nèi)部磁感線的方向是從S極指向N極，A不正確；磁感線上每一點切線方向表示磁場方向，磁感線的疏密表示磁場的強弱，小磁針靜止時北極受力方向和靜止時北極的指向均為磁場方向，選項B正確；磁感線是為了形象地描述磁場而假想的一組有方向的閉合曲線，實際上并不存在，選項C不正確；疊加區(qū)域合磁場的方向也具有唯一性，故磁感線不可能相交，D選項錯誤.答案B總結(jié)提升返回總結(jié)提升磁感線與電場線的比較比較項目磁感

4、線靜電場的電場線相同點方向線上各點的切線方向就是該點的磁場方向線上各點的切線方向就是該點的電場方向疏密表示磁場強弱表示電場強弱特點在空間不相交、不相切、不中斷除電荷處外，在空間不相交、不相切、不中斷不同點閉合曲線始于正電荷或無窮遠處，止于負電荷或無窮遠處，不閉合的曲線知識梳理二、幾種常見的磁場1.直線電流的磁場安培定則： 手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與 一致，彎曲的四指所指的方向就是 .這個規(guī)律也叫 .安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖以導(dǎo)線上任意點為圓心的多組同心圓，越向外越 ，磁場越右電流方向磁感線環(huán)繞的方向右手螺旋定則稀疏弱答案2.環(huán)形電流的磁場環(huán)形電流的磁場可用另一種形式的安培定則表

5、示：讓 手彎曲的四指與 的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線 上磁感線的方向.安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖內(nèi)部磁場比環(huán)外 ，磁感線越向外越右環(huán)形電流軸線強稀疏答案3.通電螺線管的磁場通電螺線管是由許多匝 串聯(lián)而成的.所以環(huán)形電流的安培定則也可以用來判定通電螺線管的磁場，這時拇指所指的方向就是螺線管 磁場的方向.安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖內(nèi)部為勻強磁場且比外部強，方向由S極指向N極，外部類似_磁鐵，由 極指向 極環(huán)形電流內(nèi)部條形NS答案【深度思考】磁體和電流都可以產(chǎn)生磁場，環(huán)形電流和通電螺線管的磁場與哪種磁體的磁場相似？答案環(huán)形電流相當(dāng)于小磁針，通電螺線管相當(dāng)于條形磁鐵.答案典例精

6、析例2 如圖1所示，分別給出了導(dǎo)線中的電流方向或磁場中某處小磁針靜止時N極的指向或磁感線方向.請畫出對應(yīng)的磁感線(標(biāo)上方向)或電流方向.圖1解析答案解析如果已知電流的方向，可用右手螺旋定則判斷磁感線的方向.如果已知小磁針靜止時N極指向，那么小磁針N極所指方向就是磁感線方向.答案用安培定則來判斷，分別如下列各圖所示.返回例3如圖2所示，兩根相互平行的長直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流.a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等.關(guān)于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是()A.O點處的磁感應(yīng)強度

7、為零B.a、b兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反C.c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等、方向相同D.a、c兩點處磁感應(yīng)強度的方向不同圖2解析答案方法點撥解析由安培定則可知，兩導(dǎo)線在O點產(chǎn)生的磁場方向均豎直向下，合磁感應(yīng)強度一定不為零，故選項A錯誤；由安培定則，兩導(dǎo)線在a、b兩處產(chǎn)生的磁場方向均豎直向下，由于對稱性，電流M在a處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度等于電流N在b處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度，電流M在b處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度等于N在a處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度，所以a、b兩處磁感應(yīng)強度大小相等、方向相同，選項B錯誤；根據(jù)安培定則判斷可知，兩導(dǎo)線在c、d處產(chǎn)生的磁場分別垂直c、d兩點與導(dǎo)線連線方向向下，且產(chǎn)生

8、的磁場的磁感應(yīng)強度相等，由平行四邊形定則可知，c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向均豎直向下，故選項C正確，選項D錯誤.答案C方法點撥返回方法點撥磁感應(yīng)強度是矢量，當(dāng)空間存在幾個磁體(或電流)時，每一點的磁場為各個磁體(或電流)在該點產(chǎn)生磁場的矢量和.磁感應(yīng)強度疊加時遵循平行四邊形定則.三、安培分子電流假說知識梳理1.法國學(xué)者 提出了著名的分子電流假說.他認(rèn)為在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部，存在著一種 電流 .分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的 ，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個 .2.當(dāng)鐵棒中分子電流的取向大致相同時，鐵棒對外 (如圖3甲所示)；當(dāng)鐵棒中分子電流的取向變得雜亂無章時，鐵棒對外 (如圖乙所示

9、)，所以磁體在高溫或受到猛烈撞擊時，將會 .圖3安培環(huán)形分子電流磁體磁極顯磁性不顯磁性退磁答案3.安培分子電流假說揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：一切磁現(xiàn)象都是由_ 產(chǎn)生的.電荷的運動答案典例精析返回例4用安培分子電流假說解釋下列現(xiàn)象不正確的是()A.未被磁化的鐵棒內(nèi)部分子電流取向雜亂無章，磁場相互抵消對外不 顯磁性B.未被磁化的鐵棒放到磁場中，各分子電流在磁場作用下取向變得大 致相同，鐵棒被磁化，兩端對外顯示較強的磁作用，形成磁極C.磁鐵受到高溫或猛烈撞擊時失去磁性，這是因為激烈的熱運動或震 動使分子電流取向變得雜亂無章了D.通電直導(dǎo)線中的電流和環(huán)形電流都是分子電流形成的解析答案解析分子電流假說是安培

10、為解釋磁體的磁現(xiàn)象而提出的，易知選項A、B、C都對；分子電流和宏觀電流雖然都是運動電荷引起的，但產(chǎn)生的原因是不同的，D錯.答案D返回知識梳理四、勻強磁場和磁通量1.勻強磁場(1)定義：磁感應(yīng)強度的 處處相同的磁場.磁感線：間隔相同的 .(2)實例：距離很近的兩個平行的異名磁極間的磁場，相隔適當(dāng)距離的兩平行放置的通電線圈，其中間區(qū)域的磁場都是勻強磁場.2.磁通量(1)定義：勻強磁場磁感應(yīng)強度B與和磁場方向 的平面面積S的 ，叫做穿過這個面積的 ，簡稱 .大小、方向平行直線垂直乘積磁通量磁通答案(2)表達式： . 單位：韋伯，簡稱韋，符號是Wb，1 Wb1 Tm2.適用條件： 磁場；磁感線與平面

11、.(3)說明：磁通量可用穿過某一平面的 表示；若磁感線沿相反方向穿過同一平面，則磁通量等于穿過平面的磁感線的凈條數(shù)(磁通量的代數(shù)和).(4)引申：B ，因此磁感應(yīng)強度B又叫 .BS勻強垂直磁感線條數(shù)磁通密度答案典例精析例5如圖4所示，線圈abcd的平面與水平方向夾角60，磁感線豎直向下，線圈平面面積S0.4 m2，勻強磁場磁感應(yīng)強度B0.6 T，則穿過線圈的磁通量為多少？圖4解析 方法一：把S投影到與B垂直的方向，則BScos 0.60.4cos 60 Wb0.12 Wb.方法二：把B分解為平行于線圈平面的分量B和垂直于線圈平面的分量B，B不穿過線圈，且BBcos ，則BSBcos S0.60

12、.4cos 60 Wb0.12 Wb.答案0.12 Wb返回解析答案總結(jié)提升總結(jié)提升(1)磁通量的計算公式：BS適用條件：a.勻強磁場；b.磁感線與平面垂直.當(dāng)平面與磁場方向不垂直時，穿過平面的磁通量可用平面在垂直于磁場B的方向的投影面積進行計算，即BS.(2)磁通量的正、負既不表示大小，也不表示方向，它表示磁通量從某個面穿入還是穿出，若規(guī)定穿入為正，則穿出為負，反之亦然.返回 對點檢測 自查自糾12341.(對磁感線的理解)如圖5所示的磁場中同一條磁感線(方向未標(biāo)出)上有a、b兩點，這兩點處的磁感應(yīng)強度()A.大小相等，方向不同B.大小不等，方向相同C.大小相等，方向相同D.大小不等，方向不

13、同圖5解析如題圖，a點處磁感線比b點處磁感線密，則a點的磁感應(yīng)強度大于b點的磁感應(yīng)強度，而某點的切線方向即為該點的磁感應(yīng)強度的方向.因此它們的方向相同.故B正確，A、C、D錯誤.B解析答案12342.(安培定則的理解和應(yīng)用)(多選)如圖6所示，螺線管中通有電流，如果在圖中的a、b、c三個位置上各放一個小磁針，其中a在螺線管內(nèi)部，則()A.放在a處的小磁針的N極向左B.放在b處的小磁針的N極向右C.放在c處的小磁針的S極向右D.放在a處的小磁針的N極向右圖6解析答案1234解析由安培定則，通電螺線管的磁場如圖所示，右端為N極，左端為S極，在a點磁場方向向右，則小磁鐵在a點時，N極向右，A項錯誤，D項正確；在b點磁場方向向右，則磁針在b點時，N極向右，B項正確；在c點，磁場方向向右，則磁針在c點時，N極向右，S極向左，C項錯誤.答案BD12343.(磁感應(yīng)強度的疊加)在磁感應(yīng)強度為B0、方向豎直向上的勻強磁場中，水平放置一根長通電直導(dǎo)線，電流的方向垂直于紙面向里.如圖7所示，a、b、c、d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點，在這四點中()A.b、d兩點的磁感應(yīng)強度相等B.a、b兩點的磁感應(yīng)強度相等C.c點的磁感應(yīng)強度的值最小D.b點的磁感應(yīng)強度的值最大圖7解析答案1234解析如圖所示，由矢量疊加原理可求出各點的合磁場的磁感應(yīng)強度，可見b、d兩點的磁