第3课时几种常见的磁场解读
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§3.3几种常见的磁场一、知识梳理.1、磁场的叠加磁感强度是矢量,空间某点的磁场的叠加遵循平行四边形法则。
2、安培分子电流假说安培的分子电流假说是用来解释磁铁为什么能产生磁场的,在这个假说中安培认为:原子和分子等物质微粒内部,存在一种___________(也叫做分子电流),每一个__________产生的磁场使物体微粒成为一个________,如图所示,利用这一假说可以很好地解释磁化现象、温度对磁性的影响。
安培分子电流假说指出,磁铁的磁场和电流的磁场一样,都是由电荷的_______产生的.3、磁通量在匀强磁场中,如果有一个与磁感应强度B 垂直的平面,其面积为S ,定义=Φ________为穿过这个平面的磁通量,单位是 ,简称 ,符号为 。
如果平面与磁感应强度方向不垂直,如何计算穿过它的磁通量呢?一种方法是:考虑到磁感应强度是矢量,可以分解为平行于平面的分量和垂直于平面的分量,如图所示,由于平行于平面的分量并不穿过平面,所以磁通量数值上等于垂直于平面的分量与面积的乘积,ααsin sin BS S B =⋅=Φ。
另一种方法是:磁感应强度不分解,将平面的面积做投影,磁通量数值上等于磁感应强度与投影面积的乘积,αsin BS BS ==Φ⊥。
不管用哪种方法来计算磁通量的值,必须保证BS =Φ中的磁感应强度与平面垂直。
4.磁通密度穿过单位面积的磁通量称为磁通密度,根据这一定义,磁通密度与磁感应强度数值上是等价的,即B=_______。
磁感线越密处(磁通密度越大),磁场的磁感应强度越大,磁感线越稀疏处,(磁通密度越小),磁场的磁感应强度越小。
二、典型例题例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点的磁感应强度大小为 . 方向为 .若C点处的电流方向反向,则A点处的磁感应强度大小为,方向为 .例2、一根软铁棒被磁化是因为()A.软铁棒中产生了分子电流B.软铁棒中分子电流取向杂乱无章C.软铁棒中分子电流消失了D.软铁棒中分子电流取向变得大致相同拓展:分子电流起源于原子核外的电子绕原子核运动而形成的环电流,因而任何材料中都存在分子电流,没有外加磁场时,由于热运动的缘故,分子电流取向是杂乱无章的,有了外加磁场,分子电流取向变得大致一致,从而使软铁产生了磁性.三、课堂(课后)练习1.利用安培分子电流假说可以解释下列哪些现象()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.软铁被磁化产生磁性2.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3.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无章的,乙棒内部各分子电流取向大致相同,则下面说法正确的是()(A)两棒均显磁性(B)两棒均不显磁性(C)甲棒不显磁性,乙棒显磁性(D)甲棒显磁性,乙棒不显磁性4.如图所示,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,用穿过两环的磁通量φa 和φb 大小关系为:( )A .φa <φbB .φa >φbC .φa=φbD .无法比较5.一平面线圈用细杆悬于P 点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置B 和位置C 的过程中,下列对磁通量变化判断正确的是( )A .一直变大B .一直变小C .先变大后变小D .先变小后变大6.如图所示,两根平行的直导线,通以大小相等、方向相反的电流,下列说法中正确的是( )(A)两根导线之间不存在磁场(B)两根导线之外不存在磁场(C)两根导线之间存在磁场,方向垂直纸面向里(D)两根导线之间存在磁场,方向垂直纸面向外7.在B=0.48T 的匀强磁场中,有一个长为L 1=0.20m,宽为L 2=0.10 m 的矩形线圈,求下列情形通过线圈的磁通量:(1) 线圈平面与磁感方向平行;(2) 线圈平面与磁感方向垂直;(3) 线圈平面与磁感方向成60o 角;(4) 若题(3)中线圈的匝数为100匝,结果又如何?【素质提高】8.在一个平面内有6根彼此绝缘的通电直导线,电流方向如图所示,各导线的电流大小相等,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个区域的面积相等,则垂直纸面指向纸内磁通量最大的区域是______,垂直纸面指向纸外磁通量最大的区域是_______9.如图所示,匀强磁场的磁感强度B=2.0T,方向沿z轴正方向,且ab=40cm,bc=30cm,ae=50cm,求通过面积S1(abcd)、S2(befc)、S3(aefd)的磁通量φ1、φ2、φ3分别是、、。
几种常见的磁场知识集结知识元磁感线知识讲解磁感线:在磁场中画出的一些有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁感应强度的方向一致.(1)磁感线的特点:①磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁感应强度的方向,即小磁针N极受力的方向.②磁铁外部的磁感线从N极指向S极,内部从S极指向N极,磁感线是闭合曲线.③磁感线的疏密表示磁场强弱,磁感线密集处磁场强,磁感线稀疏处磁场弱.④磁感线在空间不相交.(2)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(或无穷远),终止于负电荷(或无穷远),不闭合;但磁感线是闭合曲线.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,密集的地方磁场强,稀疏的地方磁场弱。
3.磁感线的方向:磁体外部从N极指向S极,磁体内部从S极指向N极。
4.磁感线闭合而不相交,不相切,也不中断。
5.磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
例题精讲磁感线例1.下面关于磁场的说法,正确的是()A.磁场可以由运动电荷产生B.磁场的方向就是磁场对运动的正电荷作用力的方向C.通电导线不受磁场力,说明导线所在的空间没有磁场D.地磁场的磁感线由地理北极发出,进入地理南极例2.如图所示为某磁场的一条磁感线,其上有A、B两点,则()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.因为磁感线是直线,A、B两点的磁感应强度方向相同例3.关于磁场和磁感线的描述,下列说法中正确的是()A.磁感线总是从磁铁的N极出发,到S极终止的B.磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向,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C.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的D.两个磁场的叠加区域,磁感线可能相交A.B.C.D.例5.关于磁感应强度B和磁感线的性质及概念,下列说法中正确的是()A.根据磁感应强度定义式B,磁场中某点的磁感应强度B与F成正比B.磁感应强度B是标量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例6.磁体的磁感线是()A.从N极出发指向S极B.闭合的曲线,任意两条磁感线都不会相交C.从S极出发指向N极D.实际存在的,可用铁屑在磁场中显示出来例7.如图是条形磁铁的部分磁感线分布示意图,关于图中a、b两点磁场的描述,正确的是()A.a点的磁场方向为图中B a指向B.b点的磁场方向为图中B b指向C.a点的磁场比b点的磁场强D.a点的磁场比b点的磁场弱例8.关于电场线和磁感线的概念,下列说法正确的是()A.电场线和磁感线都是封闭的曲线B.沿磁感线的方向,磁场越来越弱C.通电螺线管内,小磁针N极的指向跟磁感线的方向相同D.沿电场线的方向电势越来越低几种常见的磁场知识讲解1.地磁场(1)地球本身是一个磁体,其周围存在的磁场叫地磁场。
第三章磁场班级
第3课时几种常见的磁场(A)姓名
【巩固作业】
一、选择题
1.关于磁感线的概念和性质,以下说法中正确的是()
A.磁感线可以形象地描述磁场中各点的磁场方向和大小
B.两条磁感线的空隙处不存在磁场
C.磁感线是假想的曲线,实际并不存在
D.与静电场中的电场线不同,磁感线是闭合的
2.下列关于匀强磁场的说法中,正确的是()
A.匀强磁场中的磁感应强度处处大小相等、方向相同
B.匀强磁场中静止在不同位置的小磁针N极的指向可能不同
C.匀强磁场的磁感线是互相平行的直线,且方向相同
D.靠得很近的异名磁极之间和通电螺线管内部的磁场可以认为是匀强磁场
3.如图所示是通电直导线周围磁感线分布示意图,磁感线的方向由箭头表示,各图中央是
表示垂直于纸面的通电直导线的截面和其中的电流方向,其中正确的是()
4.磁场某区域的磁感线如图所示,a、b处的磁感应强度大小分
别为B a、B b,则()
A.B a<B b
B.B a>B b
C.B a和B b的方向相同
D.无法比较B a和B b的大小
5. 关于磁感线的概念和性质,以下说法中正确的是()
A.磁感线上各点的切线方向就是各点的磁场方向
B.磁场中任意两条磁感线均不可相交
C.铁屑在磁场中的分布所形成的曲线就是磁感线
D.磁感线总是从磁体的N极出发指向磁体的S极
6. 一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针正上方,如图所示.若带电
粒子飞过小磁针上方的瞬间,小磁针N极向纸面内偏转,这带
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
二、作图题
7. 如图所示,为通电螺线管的纵剖面图,“”和“”分别表示导线中电流垂直纸面流进和流出,试画出a、b、c、d四个位置上小磁针静止时N极的指向。
8.已知电流磁场的磁感应线方向或N、S极方向,请在图A、B、C、D上标出电流方向.
三、论述题
9. 有一种理论认为地球的地磁场是由于地球本身带电所引起的.如果认为地球所带的电荷
相对地球是静止的,则根据这种理论,试论述地球应该带何种性质的电?
【综合探究】
1. 演示奥斯特实验可以分为四种情况,四种情况下现象最明显的是()
A.水平电流在小磁针的正上方时,让电流由南向北流
B.水平电流在小磁针的正上方时,让电流由北向南流
C.水平电流在小磁针的正下方时,让电流由南向北流
D.水平电流在小磁针的正下方时,让电流由北向南流
2. 如图所示,带负电的金属环绕轴OO’以角速度ω匀速旋转,
请判断,在环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极沿轴线向左
D.N极沿轴线向右
3. 球心在坐标系原点O处的球面上有竖直和水平的两个彼此绝缘的
金属环.在两环内同时通上相等的电流强度,电流方向如图所示,
试说明球心O点处的磁场方向.
【反思启示】
第三章磁场班级
第3课时几种常见的磁场(B)姓名【巩固作业】
一、选择题
1. 软铁棒在磁场中被磁化,这是因为()
A.软铁棒中形成了分子电流B.软铁棒中产生了定向移动的电子流
C.软铁棒中的分子电流取向变得大致相同D.软铁棒中的分子电流变大了
2. 关于磁现象的电本质,下列说法正确的是()
A.磁铁的磁场和电流的磁场都是运动电荷的运动产生的
B.一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用
C.根据安培分子电流假说,在外界磁场的作用下,铁磁性物体内部分子电流取向变得大致相同时,物体就被磁化,两端就形成磁极
D.为了使永久磁铁保持磁性,要定期让它受到高温或猛烈的撞击,促使分子电流易于取向一致。
3. 下列说法正确的是()
A.穿过某一面积的磁通量为零,该面积所在处的磁感强度也为零
B.穿过任一面积的磁通量越大,该处磁感强度也越大
C.磁感应强度等于穿过垂直于磁感强度方向上的单位面积的磁通量
D.匀强磁场中任一平面的磁通量的值等于磁通密度乘以该平面在垂直于
磁场方向的投影面积
4. 如图所示条形磁铁竖直放置,N极向下,有大小两只圆形线圈a、b套
在磁铁中部同一水平位置,则()
A.穿过线圈的总磁通量是向上的B.穿过两只线圈的磁通量均为零
C.穿过大线圈a的磁通量大D.穿过小线圈b的磁通量大
5. 放置六根通电导线,通以相等的电流,方向如图。
则在a、b、c 、d
四个面积相等的正方形区域中,磁感线指向纸外且磁通量最大的区域
是()
A.仅在a区B.仅在b区
C.仅在c区D.仅在d区
二、填充题
6. 如图所示,面积为S的矩形线圈,垂直于磁感应强度B放置。
则图示位置
处,穿过线圈的磁通量为。
若线圈以OO′为轴转过60°,则穿过
线圈的磁通量的变化量为。
若将线圈以OO′为轴转过180°,则
穿过线圈的磁通量的变化量为。
若将线圈以OO′为轴转过180°,
则穿过线圈的磁通量的变化量为。
三、计算题、论述题
7. 如图所示,面积为S的矩形线圈,处
于磁感应强度为B的匀强磁场当中,
试求出上述四种情况下的线圈的磁通量的大小。
8. 匀强磁场磁感强度B=0.2T,方向指向图所示x轴正方向,图中
ab=40㎝,be=30㎝,ad=50㎝,abcd、befc、aefd都是矩形,求
穿过以上三个矩形的磁通量。
9. 如图所示,一快条形磁铁依甲、乙、丙三种方式断开,问哪一种方式断开后,断开的两
部分能够在断口处吸合起来?
甲乙丙
【综合探究】
10. 如图所示,通电螺线管内、外各有一根软铁棒,请在图中标出
它们被磁化后的N、S极.
11. 在某磁感应强度为B的匀强磁场中,摆弄一根总长为L的导线,怎样能使导线围成的
线圈通过的磁通量达到最大,该最大值是多少?
12. 如图所示,在通电螺线管的正上方有一圆形线圈,问:(1)圆形线圈竖
直向上运动时,线圈的磁通量如何变化?(2)圆形线圈水平向右移动时,
线圈的磁通量如何变化?
13. 把一根磁棒截成两段,可以得到两根新磁棒,它们都有南极和北极。
事实上,不管你
怎样切割,新得到的每一段小磁铁总有两个磁极。
因此,人们认为磁体的两极总是成对的出现,自然界中不会存在单个磁极呢?。