几种常见磁场学案
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一、学习目标(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四、学习过程:(一)磁感线(1)磁感线的定义:o(2)特点:①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每条磁感线都是闭合曲线,任意两条磁感线不相交。
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⑤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。
(二)几种常见的磁场1.常见永磁体的磁场2.三种常用的电流的磁场(1)直线电流周围的磁场直线电流的方向和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:.(2)环形电流的磁场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:. (3)通电螺线管的磁场.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,则大拇指所指的方向就是螺线管的北极(螺线管内部磁感线的方向).(4)电流磁场(和天然磁铁相比)的特点:磁场的有无可由通断电来控制;磁场的极性可以由电流方向变换;磁场的强弱可由电流的大小来控制。
直线环形磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线,在环形导线的中心轴线电线2.如图3-3-5a、b 是直线电流的磁场,c、d 是环形电流的磁场,e、f 是螺线管电流的磁场,试在各图中补画出电流方向或磁感线的方向。
几种常见的磁场教案
磁场教学是物理学习中的重点内容之一,对于学生来说,理解和掌握磁场的概念和特性是非常重要的。
为了帮助学生更好地理解磁场,教师在课堂上设计了多种不同的磁场教案。
本文将介绍几种常见的磁场教案,帮助教师更好地开展磁场教学。
一、磁场的基本概念教案
教案标题:揭开磁场的神秘面纱
教学目标:通过本节课的学习,学生将能够理解磁场的基本概念和特性,掌握磁场的产生和作用规律。
教学重点:磁场的基本概念、磁场的产生和作用规律。
教学难点:磁场与磁力之间的关系。
教学准备:磁铁、铁针、纸、笔。
教学过程:
1. 导入:教师可通过引导学生回忆有关磁铁的知识,进行引入,如让学生观察和描述磁铁的特性,并思考为什么磁铁可以吸引铁物体。
2. 概念讲解:教师通过讲解和示意图的展示,向学生介绍磁场
的基本概念,即磁铁周围的磁力作用区域。
3. 磁场实验:教师让学生进行实验,将纸铁针放在磁铁附近,
再撒上一些铁屑,观察铁屑的排列规律和磁铁周围的磁力作用。
4. 总结:教师带领学生总结磁场的特点和规律,并鼓励学生提
出相关问题和疑惑。
5. 拓展练习:教师布置相关的练习题,让学生巩固磁场的基本
概念和作用规律。
二、电流产生磁场教案
教案标题:电流和磁场的密切关系
教学目标:通过本节课的学习,学生将能够理解电流产生磁场
的原理,掌握电流对磁场的影响。
教学重点:电流产生磁场的原理、电流对磁场的影响。
几种常见的磁场教案一、磁场的基本概念磁场是物理学中的一个重要概念,它是由磁体或电流所产生的空间区域,具有吸引铁磁物质和改变通电导线运动状态的性质。
磁场是看不见、摸不着的,但我们可以利用磁体的相互作用和通电导线的运动来感知它的存在。
二、几种常见的磁场类型1、地磁场:地球本身是一个大磁体,它产生的磁场称为地磁场。
地磁场在地球表面上的强度由北到南逐渐减弱,但在地核中则由南到北逐渐增强。
地磁场对地球表面的磁场分布起到了决定性的作用。
2、太阳磁场:太阳是一个充满能量的恒星,它产生的磁场称为太阳磁场。
太阳磁场对太阳的活动周期起到了决定性的作用,同时也影响了太阳系中行星和彗星的运动轨迹。
3、通电导线的磁场:当电流通过导线时,导线周围会产生磁场。
通电导线的磁场强度与电流大小和导线长度成正比,与距离导线的距离成反比。
4、永磁体的磁场:永磁体是一种具有永久磁性的物质,如铁氧体、钕铁硼等。
永磁体的磁场具有稳定性和持久性,被广泛应用于各种领域。
三、磁场的教学方案1、借助实验设备:通过实验设备如磁力演示仪、通电导线实验仪等,让学生直观地感受磁场的存在和作用。
2、理论讲解:通过讲解磁场的产生、性质和作用等理论知识,帮助学生深入理解磁场的本质。
3、案例分析:通过分析太阳磁场、通电导线磁场等案例,让学生了解磁场在现实生活中的应用。
4、互动讨论:组织学生进行小组讨论或角色扮演等活动,让学生在实际操作中加深对磁场的认识和理解。
5、课堂测验:通过小测验或提问等方式,检查学生对磁场的掌握情况,及时发现并解决学生在学习中遇到的问题。
6、课外拓展:推荐相关书籍、文章或视频资源,让学生在课余时间进一步拓展对磁场的了解和认识。
7、实践操作:提供实验室或实地考察机会,让学生在实践中亲自操作相关实验设备或观察磁场现象,加深对磁场的认识和理解。
8、创新思考:鼓励学生提出自己对磁场的看法和问题,引导学生进行创新思考和提问,培养其独立思考和解决问题的能力。
几种常见的磁场教案磁场是物理学中的重要概念,对于高中学生来说,理解磁场的性质和特点具有一定的挑战性。
因此,教师需要设计有效的磁场教案,帮助学生更好地理解和掌握磁场知识。
本文将介绍几种常见的磁场教案,供教师参考。
一、磁场的基本概念1.磁场的产生:磁体内部存在许多微小的磁偶极子,当磁体未磁化时,这些磁偶极子的取向是杂乱无章的;当磁体磁化时,磁偶极子的取向变得一致,从而产生磁场。
2.磁场的方向:磁场中某一点的磁场方向是小磁针在该点静止时N极所指的方向。
3.磁场线的引入:磁场线是一种用来描述磁场分布的图示方法,磁场线的疏密表示磁场的强弱,磁场线的切线方向表示磁场的方向。
二、磁场对电流的作用1.安培环路定理:通过演示电流在磁场中受到的力,让学生观察电流表的变化,从而验证安培环路定理。
2.洛伦兹力:通过演示带电粒子在磁场中的运动,让学生观察带电粒子的轨迹,从而理解洛伦兹力的方向和大小。
3.电动机原理:讲解电动机的工作原理,让学生了解磁场对电流的作用在实际应用中的重要性。
三、磁场对磁体的作用1.磁场对磁体的吸引力:通过演示磁体在磁场中的运动,让学生观察磁体的运动情况,从而理解磁场对磁体的吸引力。
2.磁场对磁体的排斥力:通过演示同名磁极之间的相互作用,让学生观察磁体的运动情况,从而理解磁场对磁体的排斥力。
3.磁场对磁体的力矩:通过演示磁体在磁场中的转动,让学生观察磁体的运动情况,从而理解磁场对磁体的力矩。
四、磁场教案的实施1.实验演示:通过实验演示,让学生直观地感受磁场的存在和磁场对电流、磁体的作用。
2.讲解与讨论:在实验的基础上,进行讲解和讨论,引导学生深入理解磁场的性质和特点。
3.练习与应用:通过布置练习题和应用题,让学生巩固所学知识,提高解决问题的能力。
磁场对电流的作用主要体现在安培力、洛伦兹力和电动机原理三个方面。
一、安培力安培力是指电流在磁场中受到的力。
当电流通过一段导线时,导线中的电子会受到磁场的作用力,从而产生安培力。
几种常见的磁场教案磁场作为物理学中的一个重要概念,是我们日常生活中常见的现象之一。
为了让学生更好地理解和掌握磁场的相关知识,教学中需要精心设计一些教案。
本文将介绍几种常见的磁场教案,帮助教师更好地进行教学。
一、实验教案:磁场线的观察与绘制1. 教学目标:让学生理解磁场的概念,掌握磁场线的观察和绘制方法。
2. 实验步骤:a. 使用切线法探究磁铁的磁场分布。
b. 在实验报告中描述观察到的现象,并用线段表示磁场线。
c. 通过实验数据分析,理解磁场线的特点和规律。
3. 实验材料:磁铁、磁针、毛笔、纸张等。
4. 教学重点:学生能够正确观察、描绘磁场线。
二、案例教案:磁场中的电流的作用1. 教学目标:让学生理解磁场对电流的作用,掌握磁场中的电流运动规律。
2. 案例讲解:a. 案例一:电磁铁的原理及其应用。
b. 案例二:电磁感应的原理及其应用。
c. 案例三:电流在磁场中的力和力矩。
3. 教学重点:学生能够运用学到的知识解释磁场中电流的作用。
三、探究教案:磁场对运动带电粒子的影响1. 教学目标:让学生通过探究了解磁场对运动带电粒子的影响,掌握洛伦兹力的计算方法。
2. 探究步骤:a. 将带电粒子放置在磁场中,观察其受力运动情况。
b. 探究不同磁场强度、电流大小和带电粒子速度对洛伦兹力的影响。
c. 归纳洛伦兹力计算公式,并进行公式的练习和应用。
3. 教学重点:学生能够理解洛伦兹力的方向和大小计算方法。
四、讲解教案:地球磁场及其应用1. 教学目标:让学生了解地球磁场的形成原因和特点,探究地球磁场在生活中的应用。
2. 讲解内容:a. 地球磁场的形成原因。
b. 地球磁场的特点和分布。
c. 地球磁场在罗盘、地磁导航等方面的应用。
3. 教学重点:学生能够理解地球磁场的形成原因及其在生活中的应用。
以上是几种常见的磁场教案,教师可以根据教学需求和学生的实际情况选择适合的教案进行教学。
通过合理设计教学内容和方法,可以提高学生对磁场知识的理解和掌握程度,激发学生的学习兴趣,促进学生的自主探究和思维发展。
§3.3.1 几种常见的磁场(一)同步导学案【学习目标】1.会用磁感线描述磁场 2.知道通电直导线和通电线圈周围磁场的方向3.掌握匀强磁场4.知道磁通量的物理意义和定义式5.了解安培分子假说,从而解释一些磁现象【自主学习】一、磁感线1.定义:如果在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的____________的方向一致.2.特点:磁感线的疏密程度表示__________,磁场强的地方磁感线密,磁场弱的地方__________.二、几种常见的磁场1.通电直导线安培定则:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与__________一致,弯曲的四指所指的方向就是________环绕的方向.2.通电环形导线和通电螺线管: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________________________磁感线的方向或螺线管__________磁感线的方向.【知识探究】一、磁感线几种常见的磁场[问题情境]奥斯特实验告诉我们,电流周围存在磁场.那么,电流周围的磁场分布有何特点?1.磁感线可以用实验模拟,它是实际存在的吗?2.几种常见的磁场可用什么规律方便地表示?[要点提炼]1.磁感线可以形象地描述磁场,磁感线上__________的方向都跟这点的磁感应强度的方向一致.磁感线的__________反映磁场的强弱.2.电流的磁场和安培定则(1)直线电流:___________________________________________________________________(2)环形电流和通电螺线管:______________________________________________________[问题延伸]磁感线与电场线类似,任何两条磁感线都不会________.电场线从正电荷出发到负电荷终止,是不闭合的,但磁感线不同,它是________曲线.【当堂训练】如图所示为磁场、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。
【教学主题】3.3几种常见的磁场【教学目标】1.知道磁感线。
知道几种常见磁场磁感线的空间分布情况。
2.会用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场分布。
【知识梳理】1、磁感线所谓磁感线,是在磁场中画出的一些有方向的,在这些上,每一点的磁场方向都在该点的切线方向上。
磁感线的基本特性:(1)磁感线的疏密表示磁场的。
(2)磁感线不相交、不相切、不中断、是闭合曲线;在磁体外部,从指向;在磁体内部,由指向。
(3)磁感线是为了形象描述磁场而假想的物理模型,在磁场中并不真实存在,不可认为有磁感线的地方才有磁场,没有磁感线的地方没有磁场。
2、安培定则:判定直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系时,安培定则表述为:用握住导线,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的环绕方向;判定环形电流和通电螺线管的电流方向和磁感线方向之间的关系时要统一表述为:让弯曲的四指所指方向跟方向一致,大拇指所指的方向就是环形电流或通电螺线管磁感线的方向(这里把环形电流看作是一匝的线圈)。
3、安培分子电流假说(1)安培分子电流假说:在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流——,分子电流使每个物质微粒都成为微小的,它的两侧相当于两个。
(2)磁现象的电本质:磁铁的磁场和电流的磁场一样,都是由产生的。
(3)磁性材料按磁化后去磁的难易可分为材料和材料。
4、匀强磁场:磁感应强度、处处相同的磁场叫匀强磁场。
匀强磁场的磁感线是一些直线。
5、磁通量(1)定义: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,则B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量,简称磁通。
(2)定义式:(3)单位:简称,符号。
1Wb=1T·m2(4)磁通量是标量(5)磁通密度即磁感应强度 B=Sφ 1T=1m A N 1m Wb 2⋅= 【典型例题】一、磁感线的理解 【例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 .磁感线总是从N 极到S 极C .磁感线上每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,磁感线就可能相交二、几种电流的磁场【例2】 如图1所示,螺线管、蹄形铁芯、环形导线三者相距较远,当开关闭合后关于小磁针N 极(黑色的一端)的指向错误的是( )A .小磁针a 的N 极指向正确B .小磁针b 的N 极指向正确C .小磁针c 的N 极指向正确D .小磁针d 的N 极指向正确图1三、安培分子电流假说【例3】.磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性,根据安培分子电流假说,其原因是( )A .分子电流消失B .分子电流取向变得大致相同C .分子电流取向变得杂乱D .分子电流减弱四、磁通量问题【例4】如图2所示,一环形线圈沿条形磁铁的轴线,从磁铁N 极的左侧A 点运动到磁铁S 极的右侧B 点,A 、B 两点关于磁铁的中心对称,则在此过程中,穿过环形线圈的磁通量将( )A .先增大,后减小B .先减小,后增大C .先增大,后减小、再增大,再减小D 先减小,后增大、再减小,再增大图2 图3 图4【例5】条形磁铁竖直放置,闭合圆环水平放置,条形磁铁中心线穿过圆环中心,如图3所示,若圆环为弹性环,其形状由Ⅰ扩大到Ⅱ,那么圆环内磁通量的变化的情况是( ) A.磁通量增大B.磁通量减小C.磁通量不变 D.条件不足,无法确定当堂检测1.关于磁场和磁感线的描述,下列说法中正确的是( ) 图3A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,也是一种客观存在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.磁感线总是从磁铁的N极出发,到S极终止的D.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的2.M1与M2为两根未被磁化的铁棒,现将它们分别放置于如图4所示的位置,则被通电螺线管产生的磁场磁化后( )A.M1的左端为N极,M2的右端为N极B.M1和M2的右端均为N极C.M1的右端为N极,M2的左端为N极D. M1和M2的左端均为N极图4 3.如图5所示,带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转,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4.关于磁现象的电本质,正确的说法是( ) 图5①一切磁现象都起源于电流或运动电荷,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②除永久磁铁外,一切磁场都是由运动电荷或电流产生的③根据安培的分子电流假说,在外界磁场作用下,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④磁就是电,电就是磁,有磁必有电,有电必有磁A.②③④B.②④C.①③D.①②③5.如图6所示,圆环上带有大量的负电荷,当圆环沿顺时针方向转动时,a、b、c三枚小磁针都要发生转动,以下说法正确的是( )A.a、b、c的N极都向纸里转B.b的N极向纸外转,而a、c的N极向纸里转C.b、c的N极都向纸里转,而a的N极向纸外转D.b的N极向纸里转,而a、c的N极向纸外转图6 6.如图7所示,面积是0.5 m2的矩形导线圈处于磁感应强度为20 T的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直,如图中Ⅰ位置,则穿过该线圈的磁通量是多少?若线圈平面与磁场方向夹角为60°,如图Ⅱ位置,则穿过该线圈的磁。
山东省新泰市汶城中学高二物理选修3-1《几种常见的磁场》学案人教版[学习目标](1)了解互感和自感现象。
(2)了解自感现象产生的原因。
(3)知道自感现象中的一个重要概念——自感系数,了解它的单位及影响其大小的因素。
[自主学习]1.自感现象是指而产生的电磁感应现象。
2.自感电动势的方向:自感电动势老是阻碍流过导体电流的转变,当电流增大时,自感电动势的方向与原来电流的方向;当电流减小时,自感电动势的方向与原来电流的方向。
3.自感电动势的大小与通过导体的电流的成正比。
[教学进程](一)回忆电磁感应实验(二)新课教学一、互感互感概念:互感电动势:互感现象及应用和避免:二、自感现象思考、猜想、提出问题设计实验验证(1)通电自感预想:方案1:方案2:方案3:现象:解释:(2)断电自感预想:方案1:方案2:分析思考现象:解释:(3)自感现象及理解:(4)理论分析自感电动势(5)磁场的能量(6)应用于防护3、典型例题例1、如图所示电路中, D1和D2是两个相同的小灯泡, L是一个自感系数很大的线圈, 其电阻与R相同, 由于存在自感现象, 在开关S接通和断开刹时, D1和D2发亮的顺序是如何的?例2 如图2所示的电路(a)、(b)中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小.接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光.A.在电路(a)中,断开S,A将渐渐变暗B.在电路(a)中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗C.在电路(b)中,断开S,A将渐渐变暗D.在电路(b)中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗3.如图所示电路,图中电流表在正接线柱流入电流时,指针顺时针方向偏转,负接线柱流入电流时指针逆时针方向偏转,当电键K断开刹时A1表和A2表偏转情况是:(A)A1顺时针,A2逆时针;(B)A1逆时针,A2顺时针;(C)A1、A2都顺时针;(D)A 1 、A 2都逆时针。
针对训练(1)如图所示电路中,电阻R 和电感L 的值都很大,电感器的电阻不计,A 、 B 是两只完全相同的电灯,当电键S 闭合时( )比B 先亮,而后A 熄灭 比A 先亮,而后A 熄灭、B 一路亮,而后A 熄灭 、B 一路亮,而后B 熄灭第1题 第2题 第3题(2)如图所示的电路,多匝线圈的电阻和电池的内电阻可以忽略,两个电阻器的电阻都是R ,电键K 原来打开着,电流I=ε/2R ,今合下电键,将一电阻短路,于是线圈中有自感电动势产生,这个自感电动势( )A.有阻碍电流的作用,最后电流由I 0减小为零B.有阻碍电流的作用,最后电流总小于I 0C.有阻碍电流增大的作用,因此电流维持I 0不变D.有阻碍电流增大的作用,但电流仍是要增大到2I 0(3)如图,A 、B 两灯电阻均为R ,K 1闭合时两灯一样亮,若再闭合K 2,待稳定后,将K 1断开,则在断开刹时( )灯当即熄灭 灯过一会儿才熄灭C.流过B 灯的电流方向是c 到dD.流过A 灯的电流方向是a 到b(4)如图所示,L 一、L 二、L3是完全相同的灯泡,L 为直流电阻可忽略的自感线圈,开关K 原来接通,当开关K 断开时,下面说法正确的是( )闪亮一下后熄灭闪亮一下后恢恢复来的亮度变暗一下后,恢恢复来的亮度闪亮一下后恢恢复来的亮度第4题(5)如图所示电路,S 是闭合的,此时流过线圈L 的电流为i 1,流过灯泡A 的电流i 2,且i 1 > i 2,在t 1时刻将 S 断开,那么流过灯泡的电流随时间转变的图象是哪个( )S × × A B R L K ε R R ··· K 1 K 2 A B R a b c d第5题(6)如图所示电路中,L 为自感系数很大的电感线圈,N 为试电笔中的氖管(启辉电压约70 V ),电源电动势约为10 V.已知直流电使氖管启辉时辉光只产生在负极周围,则( ) 接通时,氖管不会亮 接通时启辉,辉光在a 端接通后迅速切断时启辉,辉光在a 端 D.条件同C ,辉光在b 端(7)如图中,L 是个自感系数很大的有铁芯的线圈.在用电压表测它两头的电压时,若是要切断电路(打开开关S ),必需先拆下电压表,而不能在电压表与L 并联时打开S .为何?第6题 第7题(9)在图所示电路中, 电池电动势ε=6V, 内阻r=0, A 、B灯都标明“6V ”, R=20Ω. 电感线圈的直流电阻Ω=20L R ,求开关S 闭合和断开的极短时间内, 通过A 、B 灯电流的转变情况。
第3节几种常见的磁场【学习目标】1.知道磁感线,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.知道磁通量的概念,并会计算磁通量.【课前学习】一、磁感线1.定义:用来形象描述磁场的假想曲线.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的磁感应强度方向.(3)磁感线的方向:磁体外部从极指向极,磁体内部从极指向极;(4)磁感线闭合而不相交,不相切,也不中断.二、几种常见的磁场1.直线电流的磁场安培定则:手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与一致,弯曲的四指所指的方向就是.这个规律也叫 .安培定则立体图横截面图纵截面图以导线上任意点为圆心的多组同心圆,越向外越,磁场越2.环形电流的磁场可用另一种形式的安培定则表示:让右手弯曲的四指与的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线上磁感线的方向.安培定则立体图横截面图纵截面图内部磁场比环外,磁感线越向外越3.通电螺线管是由许多串联而成的.所以环形电流的安培定则也可以用来判定通电螺线管的磁场,这时拇指所指的方向就是螺线管磁场的方向.安培定则立体图横截面图纵截面图内部为匀强磁场且比外部强,方向由S极指向N极,外部类似形磁铁,由极指向极一切磁现象都是由产生的.四、匀强磁场和磁通量1.匀强磁场 (1)定义:磁感应强度的处处相同的磁场;磁感线:间隔相同的.(2)实例:距离很近的两个平行的异名磁极间的磁场,相隔适当距离的两平行放置的通电线圈,其中间区域的磁场都是匀强磁场.2.磁通量(1)定义:匀强磁场磁感应强度B与和磁场方向的平面面积S的乘积,叫做穿过这个面积的,简称.(2)表达式:单位:韦伯,简称韦,符号是Wb,1 Wb=1 T·m2.适用条件:①磁场;②磁感线与平面.(3)说明:磁通量可用穿过某一平面的表示;若磁感线沿相反方向穿过同一平面,则磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和).(4)引申:B=ΦS,因此磁感应强度B又叫.【例题与变式】例1 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,磁感线可能相交总结提升:磁感线与电场线的比较比较项目磁感线静电场的电场线相同点方向线上各点的切线方向就是该点的磁场方向线上各点的切线方向就是该点的电场方向疏密表示磁场强弱表示电场强弱特点在空间不相交、不相切、不中断除电荷处外,在空间不相交、不相切、不中断不同点闭合曲线始于正电荷或无穷远处,止于负电荷或无穷远处,不闭合的曲线极的指向或磁感线方向.请画出对应的磁感线(标上方向)或电流方向.图1例3 如图2所示,两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流.a、O、b在M、N的连线上,O 为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等.关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是( )A.O点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同D.a、c两点处磁感应强度的方向不同图2例4 如图3所示,线圈abcd的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 m2,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总结提升:1磁通量的计算①公式:Φ=BS适用条件:a.匀强磁场;b.磁感线与平面垂直.②当平面与磁场方向不垂直时,穿过平面的磁通量可用平面在垂直于磁场B的方向的投影面积进行计算,即Φ=BS⊥.2磁通量的正、负既不表示大小,也不表示方向,它表示磁通量从某个面穿入还是穿出,若规定穿入为正,则穿出为负,反之亦然.【目标检测】1.(对磁感线的理解)如图4所示的磁场中同一条磁感线(方向未标出)上有a、b 两点,这两点处的磁感应强度( )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,方向不同图4 2.(磁感应强度的叠加)在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直于纸面向里.如图6所示,a、b、c、d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中( )A.b、d两点的磁感应强度相等B.a、b两点的磁感应强度相等C.c点的磁感应强度的值最小D.b点的磁感应强度的值最大图63.(对磁通量的理解)如图7所示,一个单匝线圈abcd水平放置,面积为S,有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,当线圈以ab边为轴转过30°和60°时,穿过线圈的磁通量分别是多少?图7【课后巩固】1.科学研究表明,地球自西向东的自转速度正在变慢.假如地球的磁场是由地球表面带电引起的,则可以断定 ( )A.地球表面带正电,由于地球自转变慢,地磁场将变弱 B.地球表面带正电,由于地球自转变慢,地磁场将变强C.地球表面带负电,由于地球自转变慢,地磁场将变弱 D.地球表面带负电,由于地球自转变慢,地磁场将变强2.(多选)如图10所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T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( ) A.直导线中的电流方向垂直纸面向外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点的相同图103.如图11所示,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2,且I1>I2;a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点,且a、b、c与两导线共线;b点在两导线之间,b、d的连线与两导线所在直线垂直.磁感应强度可能为零的点是( )A.a点B.b点C.c点D.d点图114.三根平行的直导线,分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点,如图12所示,现使每条通电导线在斜边中点O所产生的磁感应强度的大小均为B,则该处的磁感应强度的大小和方向是( )A.大小为B,方向垂直斜边向下 B.大小为B,方向垂直斜边向上C.大小为5B,斜向右下方 D.大小为5B,斜向左下方图125.(多选)下列关于磁通量的说法正确的是( )A.穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积B.在匀强磁场中,穿过某平面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积C.穿过某一个面的磁通量就是穿过该面的磁感线净条数D.地磁场穿过地球表面的磁通量为06.如图13所示,半径为R的圆形线圈共有n匝,其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面.若磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为( )A.πBR2 B.πBr2C.nπBR2 D.nπBr2 图13 7.如图14所示,框架abcd的面积为S,框架平面的初始位置与磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直,则(1)穿过框架平面的磁通量为多少?(2)若使框架绕OO′转过60°角,则穿过框架平面的磁通量为多少?(3)若从初始位置转过90°角,则穿过框架平面的磁通量为多少?图14(4)若从初始位置转过180°角,则穿过框架平面的磁通量的变化量大小是多少?。
第3节几种常见的磁场一、磁感线1.定义:用来形象描述磁场强弱和方向的假想曲线。
2.特点(1)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。
磁场强的地方,磁感线较密;磁场弱的地方,磁感线较疏。
(2)磁感线某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向。
二、几种常见的磁场电流的磁场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 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.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.通电螺线管的磁场右手握住螺线管,让弯曲的四指跟电流的方向一致,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.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,即分子电流。
分子电流使每个物质微粒都成为小磁体,它的两侧相当于两个磁极。
2.分子电流假说意义:能够解释磁化以及退磁现象,解释磁现象的电本质。
1.磁感线是假想的线,磁感线可以定性地描述磁场的强弱和方向。
2.电流的磁场方向可由右手螺旋定则(或安培定则)判定。
3.安培提出了分子电流假说,能够解释磁化、退磁等一些磁现象。
4.磁通量的大小为:Φ=BS ,磁感应强度也可叫做磁通密度。
3.磁铁的磁场和电流的磁场一样,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:疏密均匀的平行直线。
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 =ΦS ,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。