3几种常见的磁场
[学习目标] 1.知道磁现象的电本质，了解安培分子电流假说． 2.知道磁感线的定义和特点，了解几种常见磁场的磁感线分布．(重点) 3.会用安培定则判断电流的磁场方向．(难点) 4.知道匀强磁场、磁通量的概念．(重点)
[知识清单]
磁感线1．定义：用来形象描述磁场的的曲线．
2．特点：(1)磁感线的表示磁场的强弱．
(2)磁感线上某点的表示该点磁感应强度的方向．
[思考]有同学认为磁感线总是从磁体北极指向南极，你认为对吗？
[判断](1)磁场和磁感线都是假想的．()
(2)磁感线是闭合的曲线，没有起始终了的位置．()
(3)磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的．()
(4)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断．()
几种常见的磁场
电流的磁感线方向可以用安培定则(右手螺旋定则)判断
(1)直线电流的磁场方向的判断：右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向与一致，弯曲的四指所指的方向就是的方向．
(2)环形电流的磁场方向的判断：让右手弯曲的四指与的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是的方向．
(3)通电螺线管的磁场方向的判断：右手握住螺线管，让弯曲的四指跟一致，大拇指所指的方向就是的方向或者说大拇指所指的方向是的方向．
[思考]通电的螺线管相当于一个条形磁铁，一端是N极，另一端是S极，把一个小磁针放入螺线管内部，小磁针的N极指向螺线管的哪端呢？
图3－3－1
[判断](1)通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环．()
(2)通电螺线管周围的磁场类似于条形磁体周围的磁场．()
(3)通电圆环外部无磁场．()
安培分子电流假说
[填空]1．分子电流假说：安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种，即分子电流．分子电流使每个物质微粒都成为，它的两侧相当于两个．
2．分子电流假说意义：能够解释以及现象，解释磁现象的电本质．
3．磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由产生的．
[思考]怎样可以使磁铁的磁性减弱或失去磁性？
[判断](1)除永久性磁铁外，一切磁场都是由运动电荷产生的．()
(2)一般的物体不显磁性是因为物体内的分子电流取向杂乱无章．()
(3)当外界使铁棒内分子电流取向大致相同时，铁棒就显磁性．()
匀强磁场和磁通量1．匀强磁场
(1)定义：、处处相同的磁场．(2)磁感线特点：的平行直线．
2．磁通量(1)定义：匀强磁场中和与的平面面积S的乘积．即Φ＝BS.
(2)拓展：磁场B与研究的平面不垂直时，这个面在垂直于磁场B方向的与B的乘积表示磁通量．
(3)单位：国际单位制是，简称韦，符号是Wb,1 Wb＝(4)引申：B＝
Φ
S，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应强度B又叫．
[思考]若通过某面积的磁通量等于零，则该处一定无磁场，你认为对吗？
[判断](1)在匀强磁场中面积越大，磁通量一定越大．()
(2)磁感应强度等于垂直穿过单位面积的磁通量．()
(3)磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量．()
(4)将一平面置于匀强磁场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总相等．()
探究一磁感线和电感线(对比分析)
第1步探究——分层设问，破解疑难
1．磁场是客观存在的还是假想的？磁感线又如何？
2．磁感线总是始于北极，终止于南极吗？
第2步结论——自我总结，素能培养
1．磁感线的特点
(1)为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在．
(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱．磁感线在某点的切线方向表示磁场的方向．
(3)磁感线的方向在磁体外部从N极指向S极，磁体内部从S极指向N极．即磁感线是闭合的曲线，它不相交，不相切，也不中断．
2．磁感线与电场线的比较
例1(多选)下列关于电场线和磁感线的说法正确的是()
A．二者均为假想的线，实际上并不存在
B．实验中常用铁屑来模拟磁感线形状，因此磁感线是真实存在的
C．任意两条磁感线不相交，电场线也是D．磁感线是闭合曲线，电场线是不闭合的
从两个方面深化理解电场线和磁感线
(1)从电场、磁场的概念理解两种场线的相同点：矢量性——线的切线方向；强弱——线的疏密；方向的唯一性——空间任何两条场线都不可能相交．
(2)从电场、磁场的本质理解两种场线的区别：静电场——正、负电荷分离——电场线有始、终(不闭合)；磁场——N、S极不分离——磁感线闭合．
第4步巧练——精选习题，落实强化
1．关于磁感线，下列说法中正确的是()
A．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场B．磁感线不可能从S极到N极
C．磁场不一定都是由磁铁产生的D．两个磁场叠加的区域，磁感线可能相交
2.磁场中某区域的磁感线如图3－3－2所示，则()
A. a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a>B b
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a
D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零图3－3－2
学生分组探究二几种常见磁场的磁感线分布(深化理解)
第1步探究——分层设问，破解疑难
1．环形电流、通电螺线管产生的磁场和哪种磁体产生的磁场类似？
2．直线电流磁场的磁感线的疏密有何特点？
第2步结论——自我总结，素能培养
1．常见永磁体的磁场(见下图)
2．三种常见的电流的磁场
安培定则立体图横截面图
纵截面图
直线电流
以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱
环形电流
内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏
通电螺线
内部为匀强磁场且比外部强，方向由极；外部类似条形磁铁，
例2.电路没接通时三个小磁针方向如图3－3－3，试确定电路接通后三个磁针的转向及最后
的指向．
图3－3－3
【思路点拨】 小磁针北极所受力的方向与该处磁场方向一致．
小磁针在磁场中受力的判断方法
(1)当小磁针处于磁体产生的磁场，或环形电流、通电螺线管外部时，可根据同名磁极相斥，异名磁极相吸来判断小磁针的受力方向．
(2)当小磁针处于直线电流的磁场中，或处于环形电流、通电螺线管内部时，应该根据小磁针N 极所指方向与通过该点的磁感线的切线方向相同来判断小磁针的受力方向．
第4步 巧练——精选习题，落实强化
3．如图3－3－4所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时( )
A ．小磁针N 极向里转
B ．小磁针N 极向外转
C ．小磁针在纸面内向左摆动
D ．小磁针在纸面内向右摆动图3－3－4
4．如图3－3－5所示，螺线管中通有电流，如果在图中的a 、b 、c 三个位置图3－3－5
上各放一个小磁针，其中a 在螺线管内部，则(1)放在a 处的小磁针的N 极向________．(2)放在b 外的小磁针的N 极向________．(3)放在c 处的小磁针的N 极向________．
探究三 对磁通量的理解(深化理解)
第1步 探究——分层设问，破解疑难 1．公式Φ＝BS 的应用条件是什么？ 2．磁通量有正负，它是标量还是矢量？
第2步 结论——自我总结，素能培养 1．计算
(1)匀强磁场，磁感线与平面垂直时：Φ＝BS .
(2)匀强磁场，磁感线与平面不垂直时：Φ＝BS sin θ，公式中的θ是平面与磁感线的夹角，S sin θ
是平面在垂直于磁感线方向的投影面积．
2．与磁感线的关系：规定单位面积上的磁感线的条数等于B 时，磁通量就等于穿过平面的磁感线的条数，且为穿过平面的磁感线的净条数．
3．磁通量的标矢性
(1)磁通量是标量，但有正、负之分，磁通量的正、负既不表示大小，也不表示方向，它表示磁通量从某一个面穿入还是穿出，若规定穿入为正，则穿出为负，反之亦然．
(2)若某个平面内有不同方向的磁场存在，计算穿过这个面的磁通量时，先规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，这个平面内的总磁通量等于平面内各个方向的磁通量的代数和，即“净磁通量”．
4．与磁感应强度的关系
(1)磁感应强度B 主要描述磁场中某点的磁场情况，与位置对应；而磁通量用来描述磁场中某一个给定面上的情况，它与给定面对应．
(2)由Φ＝BS 得B ＝Φ
S ，此为磁感应强度的另一定义式，表示穿过垂直于磁场方向的单位面积
的磁感线条数，所以B 又叫作磁通密度．
第3步 例证——典例印证，思维深化
例3. 如图3－3－6所示，线圈平面与水平方向夹角θ＝60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S ＝0.4 m 2，匀强磁场磁感应强度B ＝0.6 T ，则穿过线圈的磁通量Φ为多少？
图3－3－6
【思路点拨】 解答该题时应注意：公式Φ＝BS 中，S 为垂直于磁感线的投影面积．
磁通量的计算
(1)当B 与S 夹角为α时，穿过S 的磁通量为Φ＝B ·S sin α＝B sin α·S . (2)磁通量有正、负，但正、负号不代表方向，仅代表磁感线穿入或穿出． 第4步 巧练——精选习题，落实强化
5．如图3－3－7所示的磁场中垂直磁场放置两个面积相同的闭合线圈S 1(左)、S 2(右)，由图可知穿过线圈S 1、S 2的磁通量大小关系正确的是( )
A ．穿过线圈S 1的磁通量比较大
B ．穿过线圈S 2的磁通量比较大
C ．穿过线圈S 1、S 2的磁通量一样大
D ．不能比较图3－3－7
6．如图3－3－8所示，框架面积为S ，框架平面与磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为多少？若使框架绕OO ′轴转过60°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过90°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过180°角，则穿过线框平面的磁通量变化为多少？
图3－3－8
磁通量大小的判断
1．定量计算
通过公式Φ＝BS 来定量计算，计算磁通量时应注意的问题： (1)明确磁场是否为匀强磁场，知道磁感应强度的大小．
(2)平面的面积S 应为磁感线通过的有效面积．当平面S 与磁场方向不垂直时，应明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角，准确找出垂直面积．
(3)线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关，即磁通量的大小不受线圈匝数的影响．
2．定性判断：磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数”，当有不同方向的磁场同时穿过同一面积时，此时的磁通量为各磁场穿过该面磁通量的代数和．
例4. 如图3－3－9所示，两个同心放置的共面金属圆环a 和b ，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量Φa 和Φb 大小关系为( )
A ．均向上，Φa >Φb
B ．均向下，Φa <Φb
C ．均向上，Φa ＝Φb
D ．均向下，无法比较大小图3－3－9
【思路点拨】 当穿过某面积的磁场反向时，总磁通量等于不同面方向的磁通量的差．
通过本例的求解，不难得到：
(1)磁铁内部与外部的磁感线构成闭合曲线，所以磁铁内的 磁感线与磁铁外的磁感线数目相等．
(2)对于非匀强磁场，应考虑利用磁感线的条数确定磁通量的变化． 7.在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线，如图3－3－10所示，四导线中电流I 1＝I 3>I 2>I 4，要使O 点磁场增强，则应该( )
A ．切断I 1
B ．切断I 2
C ．切断I 3
D ．切断I 4
图3－3－10
小结
课时作业(二十二) 几种常见的磁场
[全员参与·基础练]
1．关于磁通量的描述，下列说法正确的是( )
A ．置于磁场中的一个平面，当平面垂直于磁场方向时，穿过平面的磁通量最大
B ．穿过平面的磁通量最大时，该处的磁感应强度一定最大
C ．如果穿过某一平面的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零
D ．将一平面置于匀强磁场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总相等
2．关于磁现象的电本质，安培提出了分子电流假说．他提出此假说的背景是()
A．安培通过精密仪器观察到分子电流
B．安培根据原子结构理论，进行严格推理得出的结论
C．安培根据环形电流的磁性与磁铁相似提出的一种假说
D．安培凭空想出来的
3．(多选)下图表示磁场的磁感线，依图分析磁场中a点的磁感应强度比b点的磁感应强度大的是()
4．(多选)关于电场和磁场，下列说法正确的是()
A．我们虽然不能用手触摸到电场的存在，却可以用试探电荷去探测它的存在和强弱
B．电场线和磁感线是可以形象描述场强弱和方向的客观存在的曲线
C．磁感线和电场线一样都是闭合的曲线
D．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，都是客观存在的物质
5．如图3－3－11所示．两同心圆环A和B处在同一平面内，B的半径小于A的半径，一条形磁铁的轴线与圆环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量ΦA与ΦB的大小关系是()
图3－3－11
A．ΦA＞ΦB B．ΦA＝ΦB C．ΦA＜ΦB D．无法比较
6．如图3－3－12所示为某磁场的一条磁感线，其上有A，B两点，则()
图3－3－12
A．A点的磁感应强度一定大
B．B点的磁感应强度一定大
C．因为磁感线是直线，A、B两点的磁感应强度一样大
D．条件不足，无法判断
7．(多选)下列说法中正确的是()
A．通过某面的磁感线条数为零则此面处磁感应强度一定为零
B．空间各点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
C．平行放置的两条形磁铁间异名磁极间的磁场为匀强磁场
D．磁感应强度为零，则放在该处的某面通过的磁感线条数一定为零
8．有一束电子流沿x轴正方向高速运动，如图3－3－13所示，电子流在z轴上的P点所产生的磁场方向是沿()
图3－3－13
A．沿y轴正方向B．沿y轴负方向
C．沿z轴正方向D．沿z轴负方向
[超越自我·提升练]
9．(多选)如图3－3－14所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是()
图3－3－14
A．直导线中的电流方向垂直纸面向里
B．b点的实际磁感应强度为 2 T，方向斜向上，与B的夹角为45°
C．c点的实际磁感应强度也为零
D．d点的实际磁感应强度跟b点的相同
10．弹簧测力计下挂一条形磁铁，其中条形磁铁的N
极一端位于未通电的螺线管正上端，如
图3－3－15所示，下列说法正确的是()
图3－3－15
A．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将不变
B．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将增大
C．若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将减小
D．若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将增大
11．如图3－3－16所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，矩形线圈abcd的面积S＝0.5 m2，B与S垂直，线圈一半在磁场中，则当线圈从图示位置绕ad边绕过60°时，线圈中的磁通量为________，在此过程中磁通量的改变量为________；当线圈再绕ad边转过30°时，线圈中的磁通量为________，在此过程中磁通量的改变量为________．
图3－3－16
12．已知山东地面处的地磁场竖直分量约为3×10－5 T，某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验．他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如图3－3－17所示．小磁针静止时N极指向y轴正方向，当接通电源后，发现小磁针N极指向与y轴正方向成60°角的方向．请在图上标明螺线管导线的绕向，并求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度大小．(保留一位有效数字)
图3－3－17
3几种常见的磁场
磁感线
[思考]
【提示】不对，在磁体外部磁感线从磁体北极指向南极，而在磁体内部，磁感线是从南极指向北极．
[判断](1)×（2）√（3）×（4）√
[思考]
【提示】应该指向N极．小磁针N极的指向是N极受到磁场力的方向，N极受力的方向是该位置的磁感应强度的方向，在螺线管内部，磁感应强度方向由S极指向N极．所以小磁针的N极指向螺线管的N极．
[判断]
(1)√（2）√（3）×
[思考]
【提示】高温或猛烈的撞击可以使分子电流取向变得杂乱无章，从而失去磁性．
[判断]（1）×（2）√（3）√
[思考]
【提示】不对．磁通量除与磁感应强度、面积有关外，还与环面和磁场夹角有关，当环面与磁场平行时，磁通量为零，但仍能存在磁场．
[判断]
(1)×（2）√（3）×（4）×
例1【解析】两种场线均是为形象描绘场而引入的，实际上并不存在，故A对，B错；任意两条磁感线或电场线不能相交，否则空间一点会有两个磁场或电场方向，故C对；磁体外部磁感线由N极指向S极，内部由S极指向N极，故磁感线是闭合的曲线，而电场线始于正电荷，终于负电荷，故不闭合，D对，故正确答案为A、C、D.【答案】ACD
例2.【解析】接通电路后，螺线管的磁场为：内部从左指向右，外部从右指向左，如图，故小磁针1逆时针转动，小磁针3顺时针转动，小磁针2基本不动．
【答案】小磁针1逆时针转动，小磁针3顺时针转动，小磁针2基本不动
例3.【解析】方法一：把S投影到与B垂直的方向，则
Φ＝B·S cos θ＝0.6×0.4×cos 60° Wb＝0.12 Wb.
方法二：把B分解为平行于线圈平面的分量B∥和垂直于线圈平面的分量B⊥，B∥不穿过线圈，且B⊥＝B cos θ，则
Φ＝B⊥S＝B cos θ·S＝0.6×cos 60°×0.4 Wb＝0.12 Wb.
【答案】0.12 Wb
例4.【解析】磁感线是闭合曲线，在条形磁铁外部从N极到S极，在内部从S极到N极．由于圆环a的面积小于圆环b的面积，因此外部从N极到S极穿过a环面的磁感线条数少，而内部从S极到N极穿过a、b环面的磁感线条数一样多，且内部磁感线比外部密集，即磁感线条数内部大于外部，于是穿过a环面的磁感线净条数多，故总磁通量大，即Φa>Φb，方向向上，选项A正确．
【答案】 A
巧练
1.【解析】磁感线是为了形象描绘磁场而假想的一组有方向的曲线，曲线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向，曲线疏密表示磁场的强弱，A不正确．磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，C正确．在磁体外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，磁感线在任何情况下都不相交，所以B、D不正确．【答案】 C
2.【解析】由图中可知b处的磁感线较密，a处的磁感线较疏，所以B a
3【解析】由于线圈中电流沿顺时针方向，根据安培定则可以确定，线圈内部轴线上磁感线方向垂直于纸面向里．而小磁针N极受力方向和磁感线方向相同，故小磁针N极向里转．【答案】 A
4.【解析】由安培定则，通电螺线管的磁场如图所示，右端为N极，左端为S极，在a点磁场方向向右，则小磁针在a点时，N极向右；在b点磁场方向向右，则小磁针在b点时，N极向右；在c点，磁场方向向右，则小磁针在c点时，N极向右．
【答案】(1)右(2)右(3)右
5.【解析】穿过线圈S1的磁感线条数多，故穿过线圈S1的磁通量比较大.
【答案】 A
6.【解析】在图示位置时，磁感线与线框平面垂直，Φ＝BS.当框架绕OO′轴转过60°时可以将原图改画成从上面向下看的俯视图，如图所示．
Φ＝BS⊥＝BS·cos 60°＝
1
2BS.
转过90°时，线框由磁感线垂直穿过变为平行，Φ＝0.
线框转过180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变了．
因而Φ1＝BS，Φ2＝－BS，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－2BS.
即磁通量变化了2BS.【答案】BS
1
2
BS 0 2BS
7.【解析】根据场的叠加原理，O点的磁场由四根导线中的电流共同产生．根据安培定则，直线电流I1、I2、I3在O点产生的磁感应强度的方向都是垂直纸面向里的，而电流I4在O点产生的磁感应强度方向恰是垂直纸面向外的．因此，为使O点的磁场增强，应切断I4的电流，即D选项正确．【答案】 D
课时作业
1.【解析】磁通量Φ＝BS cosθ，其中θ为线圈平面和该平面沿垂直磁场方向的投影面之间的夹角．因此，磁通量为零，磁感应强度不一定为零；磁通量最大，磁感应强度也不一定最大．故只有A正确．【答案】 A
2.【答案】 C
3.【解析】磁感线的疏密可表示磁感应强度的大小．
【答案】AC
4.【解析】
电场和磁场都是客观存在的物质，电场线和磁感线都是假想的曲线，实际并不存
在．电场线和磁感线的最大区别在于：磁感线是闭合的，而电场线不是闭合的．故正确答案为A、D.
【答案】AD
5.【解析】从图可知穿过S A、S B的磁感线有磁体内部的全部磁感线(由S极指向N极)和磁体外部的部分磁感线(由N极到S极)，两者方向相反，因此，穿过两圆环的磁通量应是两者抵消后的净磁通量，其磁感线方向是由S极指向N极，由于穿过环A的磁感线的净条数小于穿过环B的磁感线的净条数，所以C正确．【答案】 C
6.【解析】由磁场中一根磁感线无法判断磁场强弱．【答案】 D
7.【解析】磁感应强度反映磁场的强弱和方向，它的方向就是该处磁场的方向，故B正确；磁感应强度为零，放在该处的某面就无磁感线穿过，故D正确；但是若某面无磁感线穿过，可能磁场很强而平面平行于磁场放置导致磁感线穿过该面的条数为零，所以A错误；两平行放置异名磁极间的磁场不是匀强磁场，近距离两异名磁极间的磁场才是匀强磁场，C错误．
【答案】BD
8.【解析】由于电子流沿x轴正方向高速运动，所形成的等效电流沿x轴负方向．由安培定则可得，在P点处的磁场方向沿y轴的正方向．【答案】 A
9.【解析】由a点合磁感应强度为零知，该电流在a点的磁感应强度方向向左，大小为1 T，由安培定则知A项对，另由平行四边形定则知B项也正确，C、D错误．
【答案】AB
10.【答案】 D
11.【解析】图示位置的磁通量Φ1＝B
S
2＝0.2 Wb.当线圈从图示位置绕ad边转过60°时，线圈垂直磁场方向的面积S⊥＝S cos 60°＝
1
2S，线圈恰好都进入磁场区域，所以Φ2＝BS⊥＝0.2 Wb，因此ΔΦ1＝Φ2－Φ1＝0.当线圈再绕ad边转过30°时，线圈与磁场方向平行，Φ3＝0，此过程中磁通量的改变量为ΔΦ2＝|Φ3－Φ2|＝0.2 Wb.
【答案】0.2 Wb000.2 Wb
12.【解析】接通电源后，小磁针N极指向是地磁场和螺线管的磁场的叠加磁场的方向，由此可判定螺线管的磁场在小磁针处方向水平向右，由安培定则判定螺线管导线绕向如图所示．
由题意知地磁场竖直分量B y＝3×10－5 T，设通电螺线管产生的磁场为B x.由图知
B x
B y＝tan 60°得B x＝3×10－5× 3 T≈5×10－5 T.
【答案】5×10－5 T
第三节几种常见的磁场 教学目标 知识与技能 1．知道什么叫磁感线。 2．知道几种常见的磁场（条形、蹄形，直线电流、环形电流、通电螺线管）及磁感线分布的情况 3．会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。 4．知道安培分子电流假说，并能解释有关现象 5．理解匀强磁场的概念，明确两种情形的匀强磁场 6．理解磁通量的概念并能进行有关计算 重点与难点 1．会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向. 2．正确理解磁通量的概念并能进行有关计算 （一）复习引入 要点：磁感应强度B的大小和方向。 1、电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述呢？ 类比电场线可以很好地描述电场强度的大小和方向，同样，也可以用磁感线来描述磁感应强度的大小和方向 （二）新课讲解 1．磁感线 （1）磁感线的定义 2）特点： ①引入磁感线的目的：②磁感线是闭合曲线，其方向 ③任意两条磁感线不相交。④可以表示磁场的方向。 ⑤可以表示磁感应强度的大小。 演示：用铁屑模拟磁感线的形状，加深对磁感线的认识。同时与电场线加以类比。 注意：①磁场中并没有磁感线客观存在，而是人们为了研究问题的方便而假想的。 ②区别电场线和磁感线的不同之处：电场线是不闭合的，而磁感线则是闭合曲线。 2．几种常见的磁场 2、几种常见的磁场： 1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线： A B C
2）直线电流的磁场的磁感线：安培定则 3）环形电流的磁场的磁感线：安培定则 4）通电螺线管的磁场的磁感线 3、磁感线的特点 ①用铁屑模拟磁感线的演示实验，使学生直观地明确条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电环形电流、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁)各自的磁感线的分布情况(磁感线的走向及疏密分布)。 ②展示:条形磁铁（图1）、蹄形磁铁（图2）、通电直导线（图3）、通电环形电流（图4）、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁) （图5）、※辐向磁场（图6）。 Ｉ I
学案3几种常见的磁场 [学习目标定位] 1.知道磁感线的概念，知道几种常见磁场的磁感线分布.2.会用安培定则判断电流的磁场方向.3.了解安培分子电流假说.4.知道什么是匀强磁场.5.知道磁通量的概念，会用Φ＝BS 计算磁通 量． 一、磁感线 如果在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线就叫做磁感线．在磁体两极附近，磁场较强，磁感线较密． 二、几种常见的磁场——安培定则的几种表述 1．直线电流的磁场方向：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向．这个规律也叫右手螺旋定则． 2．环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向． 3．通电螺线管的磁场：从外部看，通电螺线管的磁场相当于一个条形磁铁的磁场，所以用安培定则时，拇指所指的是它的北极的方向． 三、安培分子电流假说 法国学者安培提出了著名的分子电流假说．他认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流．分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极． 四、匀强磁场 强弱和方向处处相同的磁场．匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线． 五、磁通量 设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通．用字母Φ表示磁通量，则Φ＝BS. 在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，符号是Wb.
一、磁感线安培定则 [问题设计] 在磁场中放一块玻璃板，玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，轻敲玻璃板，铁屑就会有规则地排列起来，模拟出磁感线的形状．由实验得到条形磁铁和蹄形磁铁的磁场的磁感线是如何分布的？ 答案 ] [要点提炼1．磁感线和电场线的比较：相同点：都是疏密程度表示场的强弱，切线方向表示场的方向；都不能相交． 不同点：电场线起于正电荷，终止于负电荷，不闭合；但磁感线是闭合曲线． 2．电流周围的磁感线方向可根据安培定则判断． (1)直线电流的磁场：以导线上任意点为圆心的同心圆，越向外越疏．(如图1所示)
1．关于磁现象的电本质，下列说法正确的是( ) A．一切磁现象都起源于运动电荷，一切磁作用都是运动电荷通过磁场而发生的 B．除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷产生的 C．据安培的分子电流假说，在外界磁场的作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体就被磁化，两端形成磁极 D．有磁必有电，有电必有磁 解析：选AC.任何物质的原子的核外电子绕核运动形成分子电流，分子电流使每个物质分子相当于一个小磁体．当各分子电流的取向大致相同时，物质对外显磁性，所以一切磁现象都源于运动电荷，A、C正确，B错误．静电场不产生磁场，D错误． 2．关于磁感线下列说法正确的是( ) A．磁感线是磁场中实际存在的线 B．条形磁铁磁感线只分布于磁铁外部 C．当空中存在几个磁场时，磁感线有可能相交 D．磁感线上某点的切线方向就是放在这里的小磁针N极受力的方向 解析：选D.磁感线是假想的线，故A错；磁感线是闭合的曲线，磁铁外部、内部均有磁感线，故B错；磁感线永不相交，故C错；根据磁感线方向的规定知D对． 3. 图3－3－15 如图3－3－15所示，带负电的金属圆盘绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在盘左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( ) A．N极竖直向上 B．N极竖直向下 C．N极沿轴线向右 D．N极沿轴线向左 解析：选C.等效电流的方向与转动方向相反，由安培定则知轴线上的磁场方向向右，所以小磁针N极受力向右，故C正确．
4. 图3－3－16 (2011年深圳中学高二检测)如图3－3－16所示，两根非常靠近且互相垂直的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的( ) A．区域Ⅰ B．区域Ⅱ C．区域Ⅲ D．区域Ⅳ 解析：选A.根据安培定则可判断出区域Ⅰ的磁场是一致且向里的． 5．如图3－3－17所示， 图3－3－17 线圈平面与水平方向夹角θ＝60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S＝ m2，匀强磁场磁感应强度B＝ T，则穿过线圈的磁通量Φ为多少 解析：法一：把S投影到与B垂直的方向，则Φ＝B·S cos θ＝××cos 60° Wb＝ Wb.法二：把B分解为平行于线圈平面的分量B∥和垂直于线圈平面的分量B⊥，B∥不穿过线圈，且B⊥＝B cos θ，则Φ＝B⊥S＝B cos θ·S＝××cos 60° Wb＝ Wb. 答案： Wb 一、选择题 1．下列关于磁通量的说法，正确的是( ) A．磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量 B．某一面积上的磁通量是表示穿过此面积的磁感线的总条数 C．在磁场中所取的面积越大，该面上磁通量越大 D．穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零
《新课标》高二物理（人教版）第二章磁场 第三讲几种常见的磁场（一） 1．如果在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线就叫做磁感线．磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线，其疏密反映磁场的强弱，线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同． 2．安培定则： (1) 右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕 的方向． (2) 让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方 向． 3．安培分子电流假说：安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极． 安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质，即磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的．4．磁通量：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面且面积为S，我们把B与S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通，用字母Φ表示，则Φ＝BS，单位：韦伯． 5．匀强磁场是指磁感应强度处处相同的磁场，它的磁感线的特点是间隔相等、互相平行． 1．关于磁感线的描述，下列说法中正确的是( A ) A．磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致 B．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的 C．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场D．两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交 2．关于磁感线的性质和概念，下面的说法正确的是(AB ) A．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度的方向 B．磁场中任意两条磁感线均不相交 C．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线D．磁感线总是从磁体的N极指向S极 3．关于磁感线的说法，下列正确的是(B) A．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极B．磁感线可以表示磁场的强弱和方向C．电流在磁场中的受力方向，即为该点磁感线的切线方向D．沿磁感线方向，磁场减弱 4．关于磁感线，下列说法中正确的是( C ) A．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场B．磁感线总是从N极到S极 C．磁感线上任意一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致 D．两个磁场叠加的区域，磁感线可能相交 5．关于磁感线与电场线的描述，下列正确的是( B ) A．电场线起止于电荷，磁感线起止于磁极B．电场线一定不闭合，磁感线一定是闭合的C．磁感线是小磁针在磁场力作用下的运动轨迹D．沿磁感线方向磁场逐渐减弱 6．用安培提出的分子电流假说可以解释下列哪些现象(AD) A．永久磁铁的磁场B．直线电流的磁场 C．环形电流的磁场D．软铁棒被磁化的现象 7．下列关于磁场的说法中正确的是(ABCD) A．磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的 B．永磁体的磁场是由原子内部电子的运动产生的 C．宏观电荷的定向运动能产生磁场D．所有的磁场都是由电荷的运动产生的 8．当接通电源后，小磁针A的指向如图所示，则( A ) A．小磁针B的N极向纸外转 B．小磁针B的N极向纸里转 C．小磁针B不转动 D．因电流未标出，所以无法判断小磁针B如何转动 9．关于匀强磁场，下列说法中正确的是(CD ) A．在某一磁场中，只要有若干处磁感应强度相同，则这个区域里
高中物理标准教材 高二物理：第三节几种常见的磁场(教学实录) Learning physics well can also cultivate your logical thinking ability, learning physics well can make you live a better life. 学校：______________________ 班级：______________________ 科目：______________________ 教师：______________________
--- 专业教学设计系列下载即可用 --- 高二物理：第三节几种常见的磁场(教学 实录) 第三节几种常见的磁场 一、教学目标 （一）知识与技能 1．知道什么叫磁感线。 2．知道几种常见的磁场（条形、蹄形，直线电流、环形电流、通电螺线管）及磁感线分布的情况 3．会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。 4．知道安培分子电流假说，并能解释有关现象
5．理解匀强磁场的概念，明确两种情形的匀强磁场 6．理解磁通量的概念并能进行有关计算 （二）过程与方法 通过实验和学生动手（运用安培定则）、类比的方法加深对本节基础知识的认识。 （三）情感态度与价值观1.进一步培养学生的实验观察、分析的能力. 2.培养学生的空间想象能力. 二、重点与难点： 1．会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向. 2．正确理解磁通量的概念并能进行有关计算 三、教具：多媒体、条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针若干、投影仪、展示台、学生电源 四、教学过程：（一）复习引入要点：磁感应强度b的大小和方向。［启发学生思考］电场可以用电场线形象地描述，磁场可以
高中物理选修3-1《3.3 几种常见的磁场》测试卷 一．选择题（共35小题） 1．条形磁铁内部和外部分别有一小磁针，小磁针平衡时如图所示，则（） A．磁铁c端是N极B．磁铁d端是N极 C．小磁针a端是N极D．小磁针b端是S极 2．信鸽爱好者都知道如果把鸽子放飞到数百公里以外它们还会自动归巢．但有时候它们也会迷失方向如果遇到下列哪种情况会迷失方向（） A．飞到大海上空B．在黑夜飞行 C．鸽子头部戴上磁性帽D．蒙上鸽子的眼睛 3．如图所示，小磁针所指方向正确的是（） A．B． C．D． 4．下列四幅图中，小磁针静止时，其指向正确的是（） A．B． C．D． 5．如图所示是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是（） ①甲图中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极 ②甲图中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极 ③乙图是两异名磁极的磁感线分布图，c端是N极，d端是S极
④乙图是两异名磁极的磁感线分布图，c端是S极，d端是N极． A．①③B．①④C．②③D．②④ 6．相隔一定距离的电荷或磁体间的相互作用是怎样发生的？这是一个曾经使人感到困惑、引起猜想且有过长期争论的科学问题．19世纪以前，不少物理学家支持超距作用的观点．英国的迈克尔?法拉第于1837年提出了电场和磁场的概念，解释了电荷之间以及磁体之间相互作用的传递方式，打破了超距作用的传统观念．1838年，他用电力线（即电场线）和磁力线（即磁感线）形象地描述电场和磁场，并解释电和磁的各种现象．下列对电场和磁场的认识，正确的是（） A．法拉第提出的磁场和电场以及电力线和磁力线都是客观存在的 B．在电场中由静止释放的带正电粒子，一定会沿着电场线运动 C．磁感线上某点的切线方向跟放在该点的通电导线的受力方向一致 D．通电导体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的 8．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（） A．单根磁感线可以描述各点磁场的方向和强弱 B．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的 C．磁感线是磁场中客观真实存在的线 D．磁感线总是从磁体的北极出发，到南极终止 9．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是（） A．磁感线可以相交 B．小磁针静止时S极指向即为该点的磁场方向 C．磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱 D．地球磁场的N极与地理北极重合 10．下列关于磁场的说法正确的是（） A．磁场只存在于磁极周围 B．磁场中的任意一条磁感线都是闭合的 C．磁场中任意一条磁感线都可以表示磁场的强弱和方向
第三节几种常见的磁场 教学目标 知识与技能 1、 知道什么是磁感线。知道5种典型磁场的磁感线分布情况。 2、 会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。 过程与方法 1、 通过类比电场线，理解磁感线的特点 2、 通过模拟实验体会磁感线的形状，培养学生的空间想象能力。 3、 引导学生从不同侧面去观察磁场，并画出磁感线。 情感、态度与价值观 通过讨论与交流，培养探索物理兴趣。 教学重点 用安培定则判断磁感线方向。 教学难点 I 田i 出各个侧面的磁感线。 教学方法 类比法、实验法。 教具 条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针若干、 教学过程 （一） 引入新课 电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述 呢？ 那么什么是磁感线？又有哪些特点呢？这节课我们就 来学习有 关磁感线的知识。 （二） 进行新课 1、磁感线 磁感线是在磁场中画一些有方向的曲线，曲线上每一点 的切线 方向表示该点的磁场方向。 ［演示］在磁场中放一块玻璃板，在玻璃板上均匀地撒 一层 细铁屑，细铁屑在磁场里被磁化成“小磁针”，轻敲玻 璃板使铁屑 能在磁场作用下转动。 ［现象］铁屑静止时有规则地排列起來，显示出磁感线的形 状。如图3.3?1所示: ［用投影片出示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布情况］如图所示: 投影仪、展示台、学生电源 用铁础複拟破感线
(1) 磁铁周围的磁感线 磁铁外部的磁感线是从磁铁的北极出来，进入磁铁的南极。 磁感线是闭合曲线：磁铁外部从北极到南极，内部是从南极到北极。、 问题：磁感线和电场线有何区别？ ［教师引导学生分析得］ (1) 电场线是电场的形象描述，而磁感线是磁场的形象描述 (2) 电场线不是闭合曲线，而磁感线是闭合曲线 (3) 切线方向均表示方向 (4) 疏密程度均表示大小 ［通过实验出示通电直导线周围的磁感线分布情况］如图3.3?2所示: (2)通电直导线周围的磁感线 直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线 垂直的平面上。 问题：直线电流的方向跟电的磁感线方向之间的关系如何判断呢？ 蹄形IB 铁 I 卩磁悠线的仆命 乙安培宦聊 IS 3,3-2 酉线 电沆的磁场
几种常见的磁场教案设计 三维教学目标 1、知识与技能 （1）知道什么是磁感线； （2）知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感线分布情况； （3）利用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向； （4）知道安培分子电流假说是如何提出的； （5）利用安培假说解释有关的现象； （6）理解磁现象的电本质； （7）知道磁通量的定义，知道Φ=BS的适用条件，利用公式进行计算。 2、过程与方法 （1）通过模拟实验体会磁感线的形状，培养学生的空间想象能力； （2）由电流和磁铁都能产生磁场，提出安培分子电流假说，最后都归结为磁现象的电本质； （3）通过引入磁通量概念，使学生体会描述磁场规律的另一重要方法。 3、情感、态度与价值观 （1）通过讨论与交流，培养对物理探索的情感； （2）领悟物理探索的基本思路，培养科学的价值观。 教学重点：利用安培定则判断磁感线方向，理解安培分子电流假说。 教学难点：安培定则的灵活应用及磁通量的计算。 教学方法：类比法、实验法、比较法。 教学用具：条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针若干、投影仪、展示台、
学生电源。 教学过程： 几种常见的磁场 （一）引入新课 教师：电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述呢？ 学生：磁场可以用磁感线形象地描述？ 教师：那么什么是磁感线？又有哪些特点呢？这节课我们就来学习有关磁感线的知识。 （二）进行新课 1、磁感线 提问1：什么是磁感线呢？ 答：所谓磁感线是在磁场中画一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。 演示：在磁场中放一块玻璃板，在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，细铁屑在磁场里被磁化成“小磁针”，轻敲玻璃板使铁屑能在磁场作用下转动。 现象：铁屑静止时有规则地排列起来，显示出磁感线的形状。 （1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布情况，如图3.3-1所示： 问题：磁铁周围的磁感线方向如何？ 答：磁铁外部的磁感线是从磁铁的北极出来，进入磁铁的南极，磁感线是闭合曲线，磁铁外部的磁感线是从北极出来，回到磁铁的南极，内部是从南极到北极。 （2）通电直导线周围的磁感线分布情况，如图3.3-2所示：
第三节几种常见的磁场 一、教学目标 〔一〕知识与技能 1．明白什么叫磁感线。 2．明白几种常见的磁场〔条形、蹄形，直线电流、环形电流、通电螺线管〕及磁感线分布的情形 3．会用安培定那么判定直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。 4．明白安培分子电流假讲，并能讲明有关现象 5．明白得匀强磁场的概念，明确两种情形的匀强磁场 6．明白得磁通量的概念并能进行有关运算 〔二〕过程与方法 通过实验和学生动手〔运用安培定那么〕、类比的方法加深对本节基础知识的认识。 〔三〕情感态度与价值观 1.进一步培养学生的实验观看、分析的能力. 2.培养学生的空间想象能力. 二、重点与难点： 1．会用安培定那么判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向. 2．正确明白得磁通量的概念并能进行有关运算 三、教具：多媒体、条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针假设干、投 影仪、展现台、学生电源 四、教学过程： 〔一〕复习引入 要点：磁感应强度B的大小和方向。 ［启发学生摸索］电场能够用电场线形象地描述，磁场能够用什么来描述呢？ ［学生答］磁场能够用磁感线形象地描述.----- 引入新课 〔老师〕类比电场线能够专门好地描述电场强度的大小和方向，同样，也能够用磁感线来描述磁感应强度的大小和方向 〔二〕新课讲解 【板书】1．磁感线 〔1〕磁感线的定义 在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，如此的曲线叫做磁感线。 〔2〕特点： A、磁感线是闭合曲线，磁铁外部的磁感线是从北极出来，回到磁铁的南极，内部是从南极到北极. B、每条磁感线差不多上闭合曲线，任意两条磁感线不相交。 C、磁感线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向。 D、磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小 【演示】用铁屑模拟磁感线的形状，加深对磁感线的认识。同时与电场线加以类比。 【注意】①磁场中并没有磁感线客观存在，而是人们为了研究咨询题的方便而假想的。 ②区不电场线和磁感线的不同之处：电场线是不闭合的，而磁感线那么是闭合曲线。2．几种常见的磁场 【演示】
[选修3-1第三章磁场教案] 第三节几种常见的磁场（2课时） 一、教学目标 （一）知识与技能 1．知道什么叫磁感线。 2．知道几种常见的磁场（条形、蹄形，直线电流、环形电流、通电螺线管）及磁感线分布的情况 3．会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。 4．知道安培分子电流假说，并能解释有关现象 5．理解匀强磁场的概念，明确两种情形的匀强磁场 6．理解磁通量的概念并能进行有关计算 （二）过程与方法 通过实验和学生动手（运用安培定则）、类比的方法加深对本节基础知识的认识。 （三）情感态度与价值观 1.进一步培养学生的实验观察、分析的能力. 2.培养学生的空间想象能力. 二、重点与难点： 1．会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向. 2．正确理解磁通量的概念并能进行有关计算 三、教具：多媒体、条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针若干、投影仪、展示台、学生电源 四、教学过程： （一）复习引入 要点：磁感应强度B的大小和方向。 ［启发学生思考］电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述呢？ ［学生答］磁场可以用磁感线形象地描述.----- 引入新课 （老师）类比电场线可以很好地描述电场强度的大小和方向，同样，也可以用磁感线来描述磁感应强度的大小和方向 （二）新课讲解 【板书】1．磁感线 （1）磁感线的定义
在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线叫做磁感线。 （2）特点： A 、磁感线是闭合曲线，磁铁外部的磁感线是从北极出来，回到磁铁的南极，内部是从南极到北极. B 、每条磁感线都是闭合曲线，任意两条磁感线不相交。 C 、磁感线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向。 D 、磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小 【演示】用铁屑模拟磁感线的形状，加深对磁感线的认识。同时与电场线加以类比。 【注意】①磁场中并没有磁感线客观存在，而是人们为了研究问题的方便而假想的。 ②区别电场线和磁感线的不同之处：电场线是不闭合的，而磁感线则是闭合曲线。 2．几种常见的磁场 【演示】 ①用铁屑模拟磁感线的演示实验，使学生直观地明确条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电环形电流、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁)各自的磁感线的分布情况(磁感线的走向及疏密分布)。 ②用投影片逐一展示:条形磁铁（图1）、蹄形磁铁（图2）、通电直导线（图3）、通电环形电流（图4）、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁) （图5）、※辐向磁场（图 6）、还有二同名磁极和二异名磁极的磁场。 （1）条形、蹄形磁铁，同名、异名磁极的磁场周围磁感线的分布情况（图1、图2） （2）电流的磁场与安培定则 ①直线电流周围的磁场
教学活动 （一）引入新课 电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述呢？ 那么什么是磁感线？又有哪些特点呢？这节课我们就来学习有关磁感线的知识。 （二）进行新课 1、磁感线 磁感线是在磁场中画一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示该点的磁 场方向。 ［演示］在磁场中放一块玻璃板，在玻璃板上均匀地 撒一层细铁屑，细铁屑在磁场里被磁化成“小磁针”，轻 敲玻璃板使铁屑能在磁场作用下转动。 ［现象］铁屑静止时有规则地排列起来，显示出磁感 线的形状。如图3.3-1所示： ［用投影片出示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布 情况］如图所示： （1）磁铁周围的磁感线 磁铁外部的磁感线是从磁铁的北极出来，进入磁铁的南极。 磁感线是闭合曲线：磁铁外部从北极到南极，内部是从南极到北极。 ［用投影片出示通电直导线周围的磁感线分布情况］如图3.3-2所示： （2）通电直导线周围的磁感线 直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟 导线垂直的平面上。 学生活动 学生阅读教材
问题：直线电流的方向跟电的磁感线方向之间的关系如何判断呢？ ［出示投影片］直线电流的方向和电的磁感线方向之间的关系可用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。 ［出示投影片］环形电流的磁场。如图3.3-3所示： （3）环形电流的磁感线 环形电流的方向跟中心轴线上的磁感线方向之间的关系也可以用安培定则来判定：让右手弯曲的四指和和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。 （4）通电螺线管的磁场如图3.3-4所示：［出示投影片］ 外部的磁场：与条形磁铁外部的磁感线相似，一端相当于南极，一端相当于北极。 内部的磁场：通电螺线管内部的磁感线和螺线管的轴线平行，方向由南极指向北极，并和外部的磁感线连接，形成一些环绕电流的闭合曲线。 如何判断通电螺线管的极性？ ［学生回忆得］通电螺线管的电流方向和它的磁感线方向之间的关系，也可用安培定则来判定：用右手握住螺线管，让弯曲四指所指的方向和电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。 问题：磁感线和电场线有何区别？［教师引导学生分析得］ （1）电场线是电场的形象描述，而磁感线是磁场的形象描述 （2）电场线不是闭合曲线，而磁感线是闭合曲线 （3）切线方向均表示方向 （4）疏密程度均表示大小 电流的磁场用途很广泛，如电磁起重机、电话、电动机、发电机以及在自动控制
3几种常见的磁场
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢 2 高二物理导学案 序号：21 〖课前预习〗 1、描述电场用电场线，描述磁场用磁感线。对于电场线与磁感线有哪些共同 点与不同点？ 2、条形磁铁以及蹄形磁铁磁感线分布图 3、安培定则的内容？对于通电直导线、 通电圆 环以及通电螺线管，大拇指以及弯曲 的四指 指向有何不同？
5、安培受什么启发提出分子电流假说？其内容是什么？如何解释铁棒的磁化 与消磁？磁现象的电本质是什么？ 6、匀强磁场与匀强电场有什么共同点？在哪些区域存在匀强磁场？ 7、磁通量如何定义的？Φ=BS中的S指什么？磁通量是矢量还是标量？其单位是什么？ 〖课内探究〗 [自主学习] 1、关于磁感线的性质和概念.下列说法正确是（） A．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁场方向 B．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢3
C．磁感线总是从磁体的N极指向S极 D．磁场中任意两条磁感线均不相交 2．如右下图所示，螺线管中通有电流，如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针，其中a在螺线管内部，则 ( ) A．放在a处的小磁针的N极向左 B．放在b处的小磁针的N极向右 C．放在c处的小磁针的S极向右 D．放在a处的小磁针的N极向右 3、请画出如图所示各图中相应的磁感线分布. 、 4、磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性，根据安培的分子电流假说，其原因是（） A、分子电流消失 B、分子电流的取向变得大致相同 C、分子电流的取向变得杂乱 D、分子电流的强 度减弱 [合作探究] 【例1】在纸面上有一个等边三角形ABC，在B、C顶点处都通有相同电流的两根长直导线，导线垂直于纸面放置，电流方向如上图所示，每根通电导线在三角形的A点产生的磁感应强度大小为B，则三角形A点的磁感应强 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢4
几种常见的磁场教案 一、教材分析 磁场的概念比较抽象，应对几种常见的磁场使学生加以了解认识，学好本节内容对后面的磁场力的分析至关重要。 二、教学目标 （一）知识与技能 1．知道什么叫磁感线。 2．知道几种常见的磁场（条形、蹄形，直线电流、环形电流、通电螺线管）及 磁感线分布的情况 3．会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。 4．知道安培分子电流假说，并能解释有关现象 5．理解匀强磁场的概念，明确两种情形的匀强磁场 6．理解磁通量的概念并能进行有关计算 （二）过程与方法 通过实验和学生动手（运用安培定则）、类比的方法加深对本节基础知识的认识。 （三）情感态度与价值观 1.进一步培养学生的实验观察、分析的能力. 2.培养学生的空间想象能力. 三、教学重点难点 1．会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向. 2．正确理解磁通量的概念并能进行有关计算
四、学情分析 磁场概念比较抽象，学生对此难以理解，但前面已经学习过了电场，可采用类比的方法引导学生学习。 五、教学方法 实验演示法，讲授法 六、课前准备： 演示磁感线用的磁铁及铁屑，演示用幻灯片 七、课时安排：1课时 八、教学过程： （一）预习检查、总结疑惑 （二）情景引入、展示目标 要点：磁感应强度B的大小和方向。 ［启发学生思考］电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述呢？ ［学生答］磁场可以用磁感线形象地描述.----- 引入新课 （老师）类比电场线可以很好地描述电场强度的大小和方向，同样，也可以用磁感线来描述磁感应强度的大小和方向 （三）合作探究、精讲点播 【板书】1．磁感线 （1）磁感线的定义 在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线叫做磁感线。 （2）特点：
3几种常见的磁场 [学习目标] 1.知道磁感线的概念，并能记住几种常见磁场的磁感线分布特点.2.会用安培定则判断电流周围的磁场方向.3.知道安培分子电流假说的内容，并能解释简单的磁现象.4.知道磁通量的概念，并会计算磁通量． 一、磁感线 1．定义：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线就叫做磁感线． 2．基本特性：磁感线的疏密表示磁场的强弱，同一磁场中磁感线越密的地方磁场越强，磁感线越疏的地方磁场越弱． 二、几种常见的磁场 1．直线电流的磁场 安培定则：如图1甲所示，右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向． 直线电流周围的磁感线环绕情况如图乙所示．
图1 2．环形电流的磁场 安培定则：如图2甲所示，让右手弯曲的四指跟环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向． 图2 3．通电螺线管的磁场 安培定则：如图乙所示，右手握住螺线管，让弯曲的四指跟环形电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部的磁场的方向或者说拇指所指的方向是它的北极的方向． 三、安培分子电流假说 1.法国学者安培提出：在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流．分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极．(如图3所示)
图3 2．当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性． 3．安培分子电流假说说明一切磁现象都是由电荷的运动产生的． 四、匀强磁场和磁通量 1．匀强磁场 (1)定义：强弱、方向处处相同的磁场． (2)磁感线特点：间隔相同的平行直线． 2．磁通量 (1)定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S 的乘积．即Φ＝BS . (2)拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的投影面积S ′与磁感应强度的乘积表示磁通量． (3)单位：国际单位制是韦伯，简称韦，符号是Wb,1 Wb ＝1_T·m 2. (4)引申：B ＝Φ S ，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应强度又叫磁通密度．
1 第三章 3 几种常见的磁场 1．(2017·宁夏中卫一中高二上学期期末)关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是 导学号 74700592( A ) A ．磁感线是闭合曲线，而静电场线不是闭合曲线 B ．磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线 C ．磁感线起始于N 极，终止于S 极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷 D ．磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向 解析：磁体周围的磁感线从N 极出发回到S 极，在内部则是从S 极回到N 极，磁感线是闭合曲线，电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，静电场线不是闭合曲线，故A 正确C 错误；磁感线和电场线不一定互相平行，故B 错误，磁感线和电场线不仅能表示方向，分布疏密可以反映场的强弱，越密越强，反之越弱，故D 错误。 2．(2017·甘肃省嘉峪关一中高二上学期期末)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I 引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是导学号 74700593( B ) 解析：本题考查了对地磁场的认识，由安培定则可知环形电流应自东向西，B 项正确。 3．(2017·黑龙江大庆实验中学高二上学期期末)如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S 1＞S 2＝S 3，且“3”线圈处于磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为Φ1、Φ2、Φ3。则它们的大小关系是导学号 74700594( C ) A ．Φ1＞Φ2＞Φ3 B ．Φ1＞Φ2＝Φ3 C ．Φ1＜Φ2＜Φ3 D ．Φ1＜Φ2＝Φ3 解析：在条形磁铁内外都有磁场，套在条形磁铁外的三个线圈的磁通为内部向左的磁通减去外部向右的磁通，而内部向左的磁通相同，外部向右的磁通越大，抵消越多，总磁通越少，1,2 在同一位置，1的外部面积大，则向右的磁通大，故Φ2＞Φ1,2,3面积一样，3位置外部B 小，则外部向右磁通小，则Φ3＞Φ2；可知：Φ1＜Φ2＜Φ3，选项C 正确。
§3.3几种常见的磁场 【学习目标】 1、通过自主学习一能够熟练说出磁感线的定义，特点； 2、通过合作探究会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向； 3、通过自主学习二能说出安培分子电流假说；能利用安培的分子电流假说解释磁现象； 学习过程: 一、磁感线 【自主学习1】学法指导：阅读课本P 86 第一二自然段,填写下列内容，并完成自我检测1. 1、定义：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的都跟这点的的方向一致，这样的曲线叫做磁感线。 2、特点： ①磁感线是曲线，磁铁外部的磁感线是从极出来，回到磁铁的极，内部是从极到极. ②任意两条磁感线 ③磁感线上每一点的切线方向都表示该点的 ④磁感线的疏密程度表示 【自我检测1】 关于磁场和磁感线的描述，说法正确的是（） A．磁体和电流的周围都存在磁场，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质 B．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的 C．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止 D．两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交 二、几种常见的磁场 【合作探究】 1.条形磁铁和蹄形磁铁 2.通电直导线 （1）用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定：用手 住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟的方向一致， 弯曲的四指所指的方向就是的环绕方向. 直线电流周围的磁感线：是一些以导线上各点为 的，这些同心圆都在跟导线的平面上. （2）直线电流的磁场的几种表示图 【自我检测2】如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向读者，那么这束带电粒子可能是（） A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束 C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束 3、环形电流（可以看作单匝的通电螺线管） （1）用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定：让 右手和环形电流的方向一致， 所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的 方向。 （2）环形电流磁场的几种图示 【自我检测3】如图所示，当线圈中通以电流时，小磁针的北极指向读者.试确 定电流方向。
几种常见的磁场、磁通量 磁感线：曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。 特点：(1)磁感线是假想的，不是真实的 (2)磁感线是闭合曲线。在磁体的外部磁感线由N 极发出，回到S 极。在磁体的内部磁感线则由S 极指向N 极。（注：电场线不闭合） (3)磁感线不能相交、不相切 (4)磁感线的疏密表示磁场的强弱 (5)磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向 磁通量：Φ＝BS 对公式的理解如下： 1. B 是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度 2. 公式只适用于S ⊥B ，若S 与B 不垂直，则S 为垂直于磁场方向的投影面积。 （1） 当磁场B ⊥S 垂直,磁通量最大Φ=BS （2） 当磁场B 与面积S 不垂直, Φ 后剩余的磁通量才是合磁通) 5、磁通密度：垂直于磁场方向单位面积内的磁通量。B=Φ/ S 几种常见的磁场、磁通量同步练习 一、选择题： 1、关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是（） A、磁感线是闭合曲线，而静电场线不是闭合曲线 B、磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线 C、磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷 D、磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向 2、关于磁感应强度和磁感线，下列说法中错误的是（） A、磁感线上某点的切线方向就是该点的磁感线强度的方向 B、磁感线的疏密表示磁感应强度的大小 C、匀强磁场的磁感线间隔相等、互相平行 D、磁感就强度是只有大小、没有方向的标量 3、一束电子流沿水平面自西向东运动，在电子流的正上方有一点P，由于电子运动产生的磁场在P点的方向为 A、竖直向上 B、竖起向下 C、水平向南 D、水平向北 4、安培分子电流假说可用来解释（） A、运动电荷受磁场力作用的原因 B、两通电导体有相互作用的原因 C、永久磁铁具有磁性的原因 D、软铁棒被磁化的现象 5、如左图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是（） A、全向里 B、全向外 C、a向里，b、c向外 D、a、c向外，b向里 6、如右图所示，两根非常靠近且互相垂直的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的（） A、区域Ⅰ B、区域Ⅱ C、区域Ⅲ D、区域Ⅳ 7、如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内部各分子电流取向是杂乱杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大致相同，则下列说法中正确的是（） 三、几种常见的磁场 故事非常有趣 图是照着相片画下来的一张有趣的图画：画上有一只人的臂膊横放在电磁铁的两极上，臂膊上向上竖着一簇簇铁 钉，好像刚毛一样。臂膊本身是完全感 觉不到磁力的：看不见的磁感线穿过臂 膊的时候，是一点也不会暴露自己的存 在的。可是这些铁钉在磁力的作用下， 却顺从地按照一定的次序排列着，让我 们看到那些依着曲线从一极走向另一 极的磁感线的方向。 人类没有能感觉磁性的器官，所以我 们只能推测在每一块磁铁的周围都有磁 力可是用间接的方法来显示磁力的分布 图也并不很困难。做这个试验最好是用铁 屑。在一张光滑的厚纸或玻璃板上均匀地 撒上一薄层铁屑；拿一块普通磁铁放在厚 纸或玻璃板下面，再轻轻敲厚纸或玻璃板 来抖动铁屑。磁力是能自由地穿过厚纸或 玻璃板的，所以铁屑在磁铁的作用下就要 磁化；磁化了的铁屑在我们抖动它们的时 候，就会和厚纸或玻璃板分开，并且在磁 力的作用下很容易转过身来，落在磁针在 这一点应取的位置上，也就是沿着磁感线 排列起来。结果使我们明显地看出那些看 不见的磁感线是怎样分布的，得到像图 239所画的图。磁力造成了一组复杂的弯曲的线。你可以看出铁屑怎样从磁铁的每一极辐射开来，又怎样在两极中间连接起来，形成一些短弧和长弧。这样，铁屑就让我们亲眼看到了物理学家所想象的情景，就是每一块磁铁周围存在着的看不见的情景。离磁极越近，铁屑组成的线就越密，越清楚。相反地，离磁极越远，线就越稀，越不清楚。这就明白地向我们证明了，磁感线是随着距离的加长而变弱的。 教材非常讲解 1．磁感线 还记得在电场中怎样利用电场线来形象地描述电场的强弱和方向吗？在磁场中也可利用磁感线来形象地描述磁场。在磁场中人为地画出一些有方向的曲线，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，这些曲线就叫做磁感线。 (1)磁感线是闭合的曲线，磁体的磁感线在磁体外部由N极到S极，内部由S极到N 极。 (2)磁感线密的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱，磁感线的切线方向为该点的磁场方向。 (3)任意两条磁感线不能相交，不能相切。 (4)没有画磁感线的地方，并不表示那里没有磁场存在。通过磁场中的任意一点总能且只能画一条磁感线。 (5)磁感线是为了形象地研究磁场而人为假设的，并不是客观存在于磁场中的真实曲线。实验时利用被磁化的铁屑来显示磁感线的分布情况，只是研究磁感线的一种方法，使看不见摸不着的磁场变得具体形象，为研究带来方便。但决不能认为磁感线是由铁屑排列而成的。 2.几种常见的磁场 (1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线 条形磁铁和蹄形磁铁是两种最常见的 磁体，如图3—4所示的是这两种磁体在 平面内的磁感线形状，其实它们的磁感线 分布在整个空间内，而且磁感线是闭合的，它们的内部都有磁感线分布。 (2)通电直导线磁场的磁感线 通电直导线磁场的磁感线的形状与分布如图3—5所示，通电直导线磁场的磁感线是一组以导线上各 点为圆心的同心 圆。 需要指出的 是，通电直导线产 生的磁场是不均 匀的，越靠近导 线，磁场越强，磁感线越密。电流的方向与磁感线方向的关系可以用安培定则来判断：用右手握住直导线，伸直的大拇指与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。如图3—6所示。 (3)环形电流磁场的磁感线 环形电流磁场的磁感线 是—些围绕环形导线的闭合 曲线，在环形的中心轴上，由 对称性可知，磁感线是与环形33几种常见的磁场课件新人教
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