高中物理人教版1第三章磁場(chǎng)第3節(jié)幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)【市一等獎(jiǎng)】

2023學(xué)年高二物理3-3幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)導(dǎo)學(xué)案新人教版選修3-1一、課前自主學(xué)習(xí)(一)磁感線1．定義：如果在磁場(chǎng)中畫出一些有方向的曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的____________的方向一致．2．特點(diǎn)：磁感線的疏密程度表示__________，磁場(chǎng)強(qiáng)的地方磁感線密，磁場(chǎng)弱的地方__________．(二)幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)1．通電直導(dǎo)線：右手握住導(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________環(huán)繞的方向．2．通電環(huán)形導(dǎo)線和通電螺線管：讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線________________________磁感線的方向或螺線管__________磁感線的方向．（三）安培分子電流假說(shuō)1．分子電流假說(shuō)：在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部，存在著一種____________——分子電流．2．____________，決定了物體對(duì)外是否顯磁性．(四)勻強(qiáng)磁場(chǎng)1．定義：____________處處相同的磁場(chǎng)．2．磁感線：間隔相同的____________．3．實(shí)例：距離很近的兩個(gè)異名磁極間的磁場(chǎng)，兩平行放置的通電線圈，其中間區(qū)域的磁場(chǎng)都是勻強(qiáng)磁場(chǎng)．(五)磁通量1．定義：勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與和磁場(chǎng)方向______的平面面積S的乘積，即Φ＝________.2．單位：1________＝1________3．引申：B＝eq\f(Φ,S)，因此磁感應(yīng)強(qiáng)度B又叫________.如果平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不垂直，如何計(jì)算穿過(guò)它的磁通量呢？一種方法是：考慮到磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，可以分解為平行于平面的分量和垂直于平面的分量，如圖3-3-2所示，由于平行于平面的分量并不穿過(guò)平面，所以磁通量數(shù)值上等于垂直于平面的分量與面積的乘積，。另一種方法是：磁感應(yīng)強(qiáng)度不分解，將平面的面積做投影，磁通量數(shù)值上等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與投影面積的乘積，。不管用哪種方法來(lái)計(jì)算磁通量的值，必須保證中的磁感應(yīng)強(qiáng)度與平面垂直。二、核心知識(shí)探究（一）方法探究1.如圖所示，放在通電螺線管內(nèi)部中間處的小磁針，靜止時(shí)N極指向右.試判定電源的正負(fù)極.解析：小磁針N極的指向即為該處的磁場(chǎng)方向，所以在螺線管內(nèi)部磁感線方向由a→b，根據(jù)安培定則可判定電流由c端流出，由d端流入，故c端為電源的正極，d端為負(fù)極.注意：不要錯(cuò)誤地認(rèn)為螺線管b端吸引小磁針的N極，從而判定b端相當(dāng)于條形磁鐵的南極，關(guān)鍵是要分清螺線管內(nèi)、外部磁感線的分布.2.如圖所示，當(dāng)線圈中通以電流時(shí)，小磁針的北極指向讀者.學(xué)生確定電流方向.答案：電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?（二）典型例題例1、關(guān)于磁感線的概念，下列說(shuō)法中正確的是( ).(A)磁感線是磁場(chǎng)中客觀存在、肉眼看不見(jiàn)的曲線(B)磁感線總是從磁體的N極指向磁體的S極(C)磁感線上各點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致(D)兩個(gè)磁場(chǎng)疊加的區(qū)域，磁感線就有可能相交例2、試在圖中，由電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向確定導(dǎo)線或線圈中的電流方向.例3、請(qǐng)畫出如圖所示各圖中相應(yīng)的磁感線分布三、當(dāng)堂檢測(cè)1、在紙面上有一個(gè)等邊三角形ABC，在B、C頂點(diǎn)處都通有相同電流的兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線，導(dǎo)線垂直于紙面放置，電流方向如圖3-3-3所示，每根通電導(dǎo)線在三角形的A點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則三角形A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為.方向?yàn)?若C點(diǎn)處的電流方向反向，則A點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向?yàn)?答案：B、水平向右，B、豎直向下2、一根軟鐵棒被磁化是因?yàn)椋ǎ〢．軟鐵棒中產(chǎn)生了分子電流B．軟鐵棒中分子電流取向雜亂無(wú)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解析：磁化結(jié)果是使材料中分子電流的取向大致相同，這是分子電流假說(shuō)對(duì)于磁化現(xiàn)象的解釋，所以本題的正確選項(xiàng)是D．3、關(guān)于磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，安培提出分子電流假說(shuō).他怎樣提出來(lái)的( ).(A)安培通過(guò)精密儀器觀察到分子電流(B)安培根據(jù)原子結(jié)構(gòu)理論，進(jìn)行嚴(yán)格推理得出的結(jié)論(C)安培根據(jù)環(huán)型電流的磁性與磁鐵相似提出的一種假說(shuō)(D)安培憑空想出來(lái)的答案：C4、有一矩形線圈，線圈平面與磁場(chǎng)方向成角，如圖所示。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈面積為S，則穿過(guò)線圈的磁通量為多大？5、如圖所示，兩塊軟鐵放在螺線管軸線上，當(dāng)螺線管通電后，兩軟鐵將（填“吸引”、“排斥”或“無(wú)作用力”），A端將感應(yīng)出極。答案：4、BSsin 5、吸引S四、課后練習(xí)與提高1、根據(jù)安培假設(shè)的思想，認(rèn)為磁場(chǎng)是由于運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的，這種思想如果對(duì)地磁場(chǎng)也適用，而目前在地球上并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)相對(duì)地球定向移動(dòng)的電荷，那么由此判斷，地球應(yīng)該（）A、帶負(fù)電 B、帶正電 C、不帶電 D、無(wú)法確定2、關(guān)于磁通量，下列敘述正確的是（）A、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過(guò)一個(gè)面的磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與該面面積的乘積B、C、把一個(gè)線圈放在M、N兩處，若放在M處時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量比放在N處時(shí)大，則M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定比N處大D、同一線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大處，穿過(guò)線圈的磁通量不一定大3、把一個(gè)面積為×10-2m2的單匝矩形線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為×10-24、如圖所示，在條形磁鐵外面套一圓環(huán)，當(dāng)圓環(huán)從磁鐵的N極向下平移到S極的過(guò)程中，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量如何變化（）A、逐漸增加B、逐漸減少C、先逐漸增加，后逐漸減少D、先逐漸減少，后逐漸增大5．利用安培分子電流假說(shuō)可以解釋下列哪些現(xiàn)象( )A．永久磁鐵的磁場(chǎng)B．直線電流的磁場(chǎng)C．環(huán)形電流的磁場(chǎng)D．軟鐵被磁化產(chǎn)生磁性6．磁鐵在高溫下或者受到敲擊時(shí)會(huì)失去磁性，根據(jù)安培的分子電流假說(shuō)，其原因是( )A．分子電流消失B．分子電流的取向變得大致相同C．分子電流的取向變得雜亂D．分子電流的強(qiáng)度減弱7．圖3-3-4是鐵棒甲與鐵棒乙內(nèi)部各分子電流取向的示意圖，甲棒內(nèi)部各分子電流取向是雜亂無(wú)章的，乙棒內(nèi)部各分子電流取向大致相同，則下面說(shuō)法正確的是()圖3-3-4A、圖3-3-4B、兩棒均不顯磁性C、甲棒不顯磁性，乙棒顯磁性D、甲棒顯磁性，乙棒不顯磁性圖3-3-58．如圖3-3-5所示，兩個(gè)同心放置的共面金屬圓環(huán)a和b，一條形磁鐵穿過(guò)圓心且與環(huán)面垂直，用穿過(guò)兩環(huán)的磁通量φa和φb大小關(guān)系為：（）圖3-3-5A．φa<φbB．φa>φbC．φa=φbD．無(wú)法比較9．一平面線圈用細(xì)桿懸于P點(diǎn)，開(kāi)始時(shí)細(xì)桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖3-3-6所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng).已知線圈平面始終與紙面垂直，當(dāng)線圈第一次通過(guò)位置B和位置C的過(guò)程中，下列對(duì)磁通量變化判斷正確的是（）A．一直變大B．一直變小C．先變大后變小D．先變小后變大10．如圖3-3-7所示,兩根平行的直導(dǎo)線,通以大小相等、方向相反的電流，下列說(shuō)法中正確的是（）圖3-3-7圖3-3-7(A)兩根導(dǎo)線之間不存在磁場(chǎng)(B)兩根導(dǎo)線之外不存在磁場(chǎng)(C)兩根導(dǎo)線之間存在磁場(chǎng),方向垂直紙面向里(D)兩根導(dǎo)線之間存在磁場(chǎng),方向垂直紙面向外11．在B=的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)長(zhǎng)為L(zhǎng)1=0.20m,寬為L(zhǎng)2=0.10m的矩形線圈,求下列情形通過(guò)線圈的磁通量:線圈平面與磁感方向平行；線圈平面與磁感方向垂直；線圈平面與磁感方向成60o角；若題（3）中線圈的匝數(shù)為100匝,結(jié)果又如何？12．在一個(gè)平面內(nèi)有6根彼此絕緣的通電直導(dǎo)線，電流方向如圖3-3-8所示，各導(dǎo)線的電流大小相等，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4個(gè)區(qū)域的面積相等，則垂直紙面指向紙內(nèi)磁通量最大的區(qū)域是______，垂直紙面指向紙外磁通量最大的區(qū)域是_______13．如圖3-3-9所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B=2．0T，方向沿z軸正方向，且ab=40cm，bc=30cm，ae=50cm，求通過(guò)面積S1(abcd)、S2(befc)、S3(aefd)的磁通量φ1、φ2、φ3分別是