《高二物理磁场》PPT课件

4.三种常见的电流的磁场的分布特点
五、匀强磁场
1、磁场强弱、方向处处相同的磁场 2、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、 疏密均匀等距的直线
亥姆霍兹线圈
课堂例题
例1.如下图，当开关闭合时： 〔1〕判断通电螺线管的磁极； 〔2〕指出每个小磁针的N、S极。
乙
丁 甲
丙
例2.如下图，根据小磁针所指方向及电流方向，画出通电螺 线管的绕线情况。
注：水平放置的磁针的指向 跟地理子午线之间的交角即为磁 偏角
沈括在《梦溪笔谈》中指出：“常微偏东，
不全南也〞。这是世界上最早的关于磁偏角的 记载。
思考
指南针为什么会指南？
地球磁场很弱，其外表的磁场比一个条形磁 铁近旁的磁场弱的多，但能自由旋转的小磁针已 能显示出地磁场对它的作用，指南针正是利用这 个原理制成的。
磁体A
磁场
磁体B
问题：是否只有磁铁周围才存在磁场?
电流〔通电导线〕能在其周围空间产生 磁场，即磁铁不是磁场的唯一来源.
2、磁场的性质
磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。 〔磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通 电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的〕
磁体 电流
磁场
磁体 电流
磁体周围、电流周围都存在着磁场。所 有磁作用都是通过磁场发生的，磁场和电 场一样都是一种客观物质，是客观存在的， 看不见摸不着，但是很多磁现象感知了它 的存在。
在同一空间区域，可以有几个磁场共同 占有。
三、磁感线
在静电场中研究电场强度时，为了形象地了解 和描述电场中各点的电场强度的大小和方向，用 画电场线的方法来描述电场。
为了描述磁场的强度和方向， 可不可以也假象一些列曲线来形象 描述磁场的强度和方向呢？

m
3、变压器
• 变压器是交流电能输送中改变电压的装置。它的主要 构造是把输入线圈与输出线圈绕在同一闭合铁芯上。 它的工作原理是电磁感应。 • 对于理想变压器，磁通量全部集中在铁芯上，变压器 本身不损耗能量。理想变压器的基本关系式为：
U1 n1 ； U 2 n2 P 1 P 2； I1 n2 。 I 2 n1
三、磁场
1、磁现象的电本质 磁场方向：安培定则 2、磁感应强度、磁感线、磁通量 B=F/IL
Φ = B┴S 或Φ = BS┴ 或 BS sin
3、安培力 大小：F=BIL 方向：左手定则 4、洛仑兹力发f=qvB 5、带电粒子在电磁场中的运动
2π v2 qBv m m r, r T mv 2π m r , T . qB qB
4、远距离送电
• （1）、输电线上的功率损失
2 P P损 = I 2 R 0 = 2 R 0。 U
P P损 P 1 2 R0。 • （2）、输电效率 η P U
六、电磁振荡与电磁波
1、电磁振荡 LC 回路的固有周期和固有频率，与电容器带电量、 极板间电压及电路中电流都无关，只取决于线圈的自 感系数L及电容器的电容C。
3、法拉第电磁感应定律：电路中感 应电动势的大小，跟穿过这一电路的 磁通量的变化率成正比．这就是法拉 第电磁感应定律．
△ ε . △t
△ B （1）对n匝线框构成的回路由于 ε n n S 磁感应强度的变化产生的感应电 △t t 动势
（2）导线的切割方向与磁场方 向成θ角: （3）线圈平面在匀强磁场中旋转 （4）自感电动势
； https:// 喵吉 ；
恐丶"宏七感叹道："如今您都来了这里,想必那些宵小壹定不敢乱来了""宏城主别太抬

m
0
1
496
例 一细螺绕环，它由表面绝缘的导线在铁环上
12
密绕而成，每厘米绕10匝。I=2A时，测得环内
B为1.0T，则铁环的相对磁导率r为
(A)796 增加的角速度和磁矩为： (B)398 (C)199 (D)63.3
选取合适的积分环路，使H从积分号提出来；
(A)796 (B)398 (C)199 (D)63. 磁化强度与磁化电流的关系 根据B与H的关系求B。 磁化强度 M 沿闭合回路的线积分等于该回路包围的磁化电流代数和。 分析：H→B→Φ→μ→ 例 同轴电缆由一导体圆柱(半径为a)和同轴导体园管(内外半径为b、c)构成，二者之间充满 磁介质，电流I从导体圆柱流去，从导体管流回，求磁感应强度分布。 恰好可以由库仑力和洛伦兹力的合力提供，故电子维持原有轨道，但速率增加。 磁化强度与磁化电流的关系 匀速缓慢增加与原角动量同向的磁场，产生的感生电场加速电子： 分析：H→B→Φ→μ→ －－有介质时的高斯定律 恰好可以由库仑力和洛伦兹力的合力提供，故电子维持原有轨道，但速率增加。 例 同轴电缆由一导体圆柱(半径为a)和同轴导体园管(内外半径为b、c)构成，二者之间充满 磁介质，电流I从导体圆柱流去，从导体管流回，求磁感应强度分布。
r
r
r
FC e v0 v B
FC FL
恰好可以由库仑力和洛伦兹力的合力提供，
故电子维持原有轨道，但速率增加。
4
增加的角速度和磁矩为：
e B
当磁化强度与介质表面不平行时 根据B与H的关系求B。
2m
选取合适的积分环路，使H从积分号提出来； 增加的角速度和磁矩为：
2
er 磁化强度 M 沿闭合回路的线积分等于该回路包围的磁化电流代数和。

dB
dB
d
P. P.
d B
c
B a b B c d 2Bab i
而0Ii0i ab
i
... . d l
.o.
.
dl
.
.
.
B
1 2
0i
均匀场！
i
i
a
.B b 与P点到平板的距离无关!
P
例8. 求通电流I, 环管轴线半径为R的螺绕环的 磁场分布。已知环上均匀密绕N 匝线圈。
解：由电流对称性,与环共轴的圆周
Bdl L
B2r
0
0r2R 1 2 0I
Ii r 2 R12 R22 R12
.
r
R1
R2
B 0I
2 R22R12
rRr12
I
R22 R12
当 当
R1 0 r R1
；B ；B
0 Ir
2
R
2 2
0 当 r
实心圆柱体内部
的磁感应强度
R2
；B
0I 2 R2
圆柱体内外 壁的磁感应 强度
当
；
r Ampere’s Law
o 1º 静电场中,任意闭合曲面S的电通量:
d drl' 各点产生的B都不为0。
L dl
dsrd
且有
(B dl)90o
(B dl)90o
B d l B d l
B d l c o s B d l c o s
B d s B d s
20Irrdds 20Irdr sd = 0
B
2
0I
R22 R12
rRr12
r
I
R1
R2

• 『想一想』
• 下图是医生用来取出病人吞下的金属物品 的仪器。当仪器顶部接触金属物品时，医 生将手控环内推，再拉出整条塑料管。
• (1)你能说出这种仪器的原理吗？
• (2)如果小孩不慎吞下的是易拉罐拉环或一 个回形针，哪种物体可以用这种仪器取出 来？
• (3)如果把活动永磁体换成电磁铁，你认为 是不是更实用呢？
中华大地，暗夜沉沉，神州儿女，奋勇抗争，经过艰苦卓绝的斗争，我们终于赶走豺狼，神州大地，阴霾扫尽，我们又迎来民族的新生，请听7.2班同学演唱的《阳光总在风雨后》 。请6.2班同学作好准备。
切线 一致 1、 关于烛之武
• 3．特点 4. 举现实生活中的实例，通过舟的浮动对水的依赖性，从而得出结论来说明大鹏鸟的飞翔对风的依赖性的句子是： 风之积也不厚，则其负大翼也无力。
18.这一自然段交代了故事的结局：荆轲壮烈牺牲。 4.本段记叙了太子丹听到樊将军献出头颅的消息之后的悲痛状况，但为了完成赴秦刺杀秦王的大事，也只得承认现实。
放置的小磁针发生转动。 三、小结：今天，我们一起学习了这首诗，理请了诗人由现实到回忆，再到现实的抒情结构，体会诗人起伏跌宕的感情旋律。三十年代末的上海，一位著名诗人见到了艾青，曾激
动的说，德国有莱茵河，法国有塞那河，埃及有尼罗河，那么，我可以骄傲的说，中国有大堰河。是的，如果把诗人半个世纪的创作看成是一条巨大的河流的话，那么，大堰河就 是他永不枯竭的源头。 2．掌握文章中出现的古汉语常识，注意多义词在不同语境中的不同意义和用法。
③注意事项：为了排除地磁场的影响，使实验现象明显，导线应沿 油纸伞出现在白娘子初遇许仙的旖旎传说里，出现在丹青绘就的江南烟雨中，出现在少女玲珑的舞蹈中，也出现在歌曲动听的旋律中，不知不觉当中，油纸伞已经定格为美的背景

LB n kdl
L L B B i i d d l l 0 0 I i i n i 1 1 n 2 ,,, 2 n ,n , ,k 穿过回路的电流
所有电流的总场 任意回路
Bdl L
o
Ii
i
安培环路定理
n
Bdl 0 Ii
i1
即在真空的稳恒磁场中，磁感应强度 B沿任
形面例积的如磁图通载量流. 长直导线的电解流先为求I,B试，求对通变过磁矩场
B
dx
给B出dΦ后0 I积分求BΦ//S
I
l
dΦB 2πdSx 0I ldx
2πx
d1 d2
ox
x
ΦSB dS20πIldd12dxx
Φ 0Il lnd2
2π d1
7-6 安培环路定理
安培 (Ampere, 1775-1836)
选好积分回路的取向，确定回路内电流的正负；
安培 (Ampere, 1775-1836)
B dl2πR B NI 安培在电磁学方面的贡献卓著，发现了一系列的重要定律、定理，推动了电磁学的迅速发展。
l 0 二、安培环路定理的应用
d 由对称性知，完整的载流管壁在轴线上产生的磁感应
NI 0 磁场 的方向与电流 成右螺旋.
载流长螺线管
3、磁感应线特性
•磁感应线是环绕电流的无头尾的闭合曲线，无起点无终点； •磁感应线不相交。
二、磁通量
1、磁通量定义：
通过磁场中某一曲面的磁感应线的数目，定义为磁通量，
用Фm表示。
2、计算
a.
dS垂B 直
b . d S 跟 B 成 角
c. 通过任一曲面的 磁通量
d mBdS d m B co d Ss

()
A.1 kg/(A·s2)
B.1 kg·m/(A·s2)
C.1 kg·m2/s2)
D.1 N/(A·m)
答案:AD
解析:由定义式知D正确,利用1 N=1 kg·m/s2得A正 确.
人 教 版 高 二 物理选 修3-1： 3.1磁 现象和 磁场 3 . 2磁感 应强度 (共32张 PPT)
人 教 版 高 二 物理选 修3-1： 3.1磁 现象和 磁场 3 . 2磁感 应强度 (共32张 PPT)
3.在测定某磁场中一点的磁感应强度时,得到下图中 的几个关系图象,其中正确的是( )
答案:AD
人 教 版 高 二 物理选 修3-1： 3.1磁 现象和 磁场 3 . 2磁感 应强度 (共32张 PPT)
人 教 版 高 二 物理选 修3-1： 3.1磁 现象和 磁场 3 . 2磁感 应强度 (共32张 PPT)
规定：磁场的方向，就是磁感应强度的方向
小磁针北极的受力方向 小磁针北极静止时所指的方向
（二）磁感应强度B的大小
1、电流受力的特点
平行磁场不受力 垂直磁场受力最大
2、实验探究的方法
控制变量法 ——垂直磁感线放置导线
① 保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小.
② 保持电流不变，改变导线通电部分的长度.
3、磁场 磁体与磁体、磁体与电流、
电流与电流之间，通过磁场产生相互作用。
4、地磁场
二、磁感应强度
电场 力的性质: 电场强度 E=F/q
F=Eq
能的性质: 电势、电势差 Φ =Ep/q W=Uq
磁场的基本性质
力的性质
对磁极和电流有力的作用 能的性质
怎样描述磁场的强弱？
利用磁针或电流受力

r 2、无限长直载流导线的磁场.
（2）试证明通过螺绕环截面的磁通量为：
当r R时， 4 磁场的高斯定理和安培环路定理
B dlB 2 rI 2、无限长直载流导线的磁场.
0
L
I
r 2 R2
I
B
0Ir 2R2
B
B
0I 2r
rR
0 Ir 2R2
rR
I R
§8.4 磁场的高斯定理和安培环路定理
例5、求长直螺线管内的磁场。设螺线管的长 度为 L，共有 N匝线圈，单位长度上有 nNL 匝线圈，通过每匝线圈电流为 I。管内中间部 分的磁场是均匀的，方向与管的轴线平行，在 管的外侧磁场很弱，可以忽略不计。
a
b
[解]: ( L ) B d l d a b bB d l b c B cd l c d B d l d a B d l
B dl
a
Bab0nabI
B0nI
作业
习题册第八章（二）P28 习题册P29 下次习题课
§8.4 磁场的高斯定理和安培环路定理
例题6. 一矩形截面的螺绕环的内外直径
因B dlBdlB2r
N D2 2
(L)
(L)
而 Ii NI
B 2r0NI
D1 2
h
故B 0NI
I
2 r
d B B d S BdS
0NI(hdr)
r
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2 r
BD D 122220N r (Ihd)r02N IhlnDD12
磁场是 涡旋场
①、积分的回路方向与电流方向满足右手螺旋关系时，电流取正；
①、积分的回路方向与电流方向满足右手螺旋 设螺线管的长度为 ，共有 匝线圈，单位长度上有

，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
《高二物理磁场》PPT课件
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时 当勉励 ，岁月 不待人 。
谢谢你的阅读
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2．会用安培力公式F＝BIL解答有关问题. 知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力
最小，等于零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL. 3．了解(liǎojiě)磁电式电流表的内部构造的原理．
2021/12/9
第二页，共四十三页。
重点难点
【重点】 安培力的方向确定和安培力大小的计算． 【难点】 左手(zuǒshǒu)定则的运用(尤其是当电流和磁场不垂直时，左手定则如何变通使用)．
2021/12/9
第十九页，共四十三页。
学习(xuéxí)互动
例3 半径为R的半圆形导线框放在如图3-4-5 所示的匀强磁场中,电流(diànliú)大小为I,磁感应 强度为B,则导线框所受的安培力为多大?
2021/12/9
图3-4-5
第二十页，共四十三页。
学习(xuéxí)互动
[答案] 2BIRsin θ [解析] 由于导线框的首尾相连(shǒu wěi xiāng lián)的有向线段的长度为2R,且有向线段沿垂直 于磁场方向上的投影为2Rsin θ,所以导线框所受的安培力为F=2BIRsin θ.
例1 画出图3-4-2中通电直导线(dǎoxiàn)A受到的安培力的方向.
2021/12/9
图3-4-2
第十三页，共四十三页。
学习(xuéxí)互动
如图所示
[解析] (1)中电流与磁场垂直(chuízhí),由左手定则可判
断出A所受安培力方向如图甲所示.
(2)中条形磁铁在A处的磁场分布如图乙所示,由左 手定则可判断A受到的安培力的方向如图乙所示.
半径(b方ànj向ìng均) 匀分布,使线圈平面始终与磁感线
平,使行表盘刻度
.均匀
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a
b
c
例. 在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水 在倾角为θ的光滑斜面上， 平放置一根长为L 质量为m的通电直导线， 平放置一根长为L、质量为m的通电直导线， 电流方向垂直纸面向里， 电流方向垂直纸面向里，欲使导线静止在斜 面上，外加磁场， 面上，外加磁场，磁感应强度的大小和方向 可以是( 可以是( BC )
磁电式仪表有哪些优点？ 磁电式仪表有哪些优点？ 灵敏度高，可以测 灵敏度高， 出很弱的电流. 出很弱的电流.
磁电式仪表有哪些缺点？ 磁电式仪表有哪些缺点？ 由于绕制线圈的导线很 细，允许通过额电流很 若电流超过允许值， 弱，若电流超过允许值， 很容易烧坏。 很容易烧坏。 若希望用它测量较大的 电流值， 电流值，就要扩大其量 程。
B
I I
A
例.如图所示，向一根松弛的导体线 如图所示， 圈中通以电流,线圈将会( 圈中通以电流,线圈将会( A )
A.纵向收缩,径向膨胀 B.纵向伸长,径向膨胀 C.纵向伸长,径向收缩 D.纵向收缩,径向收缩
纵向
例.如图所示，导线abc为垂直折线, 如图所示，导线abc为垂直折线, abc为垂直折线 其中电流为I,ab=bc=L, I,ab=bc=L,导线所在的平面 其中电流为I,ab=bc=L,导线所在的平面 与匀强磁场垂直, 与匀强磁场垂直,匀强磁场的磁感应强 度为B,求导线abc B,求导线abc所受安培力的大小和 度为B,求导线abc所受安培力的大小和 方向. 方向.
第三章 磁 场
第4节
磁场对通电导线的作用力2 磁场对通电导线的作用力2
磁电式电流表
一、磁电式电流表的构造 蹄形磁铁 指针 圆柱铁芯 线圈 螺旋 弹簧
.
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。 铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。