几种常见的磁场磁感线
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(1)条形磁铁磁感线:见图8-1-1,外部从N极出发,进入S极;中间位置与磁感线切线与条形磁铁平行。
蹄形磁铁磁感线:见图8-1-2,外部从N极出发,进入S极。
(2)直线电流的磁感线:见图8-1-3,磁感线是一簇以导线为轴心的同心圆,其方向由安培定则来判定,右手握住通电导线,伸直的大拇指指向电流的方向,弯曲的四指所指的方向就是磁感线方向,离通电导线越远的地方,磁场越弱。
(3)通电螺旋管的磁感线:见图8-1-4,与条形磁铁相似,有N、S极,方向可由安培定则判定,即用右手握住螺旋管,让弯曲的四指指电流的方向,伸直的大拇指的方向就是螺旋管的N极(即螺旋管的中心轴线的磁感线方向)。
(4)环形电流的磁感线:可以视为单匝螺旋管,判定方法与螺旋管相同;也可以视为通电直导线的情况。
(5)地磁场的磁感线:地磁场的N极在地球南极附近,S极在地球北极附近,磁感线分布如图8-1-6所示。
(6)匀强磁场的磁感线:磁感应强度大小和方向处处相同的磁场,匀强磁场的磁感线是分布均匀的、方向相同的平行线。
如图8-1-7所示。
第三章 第1、2节 磁现象和磁场、磁感应强度班级:______姓名:______________学号:__________1.首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家 ( )A .安培B .法拉第C .奥斯特D .特斯拉 2.在奥斯特电流磁效应的实验中,通电直导线应该( ) A .平行南北方向,在小磁针正上方 B .平行东西方向,在小磁针正上方 C .东南方向,在小磁针正上方 D .西南方向,在小磁针正上方 3. 下列说法正确的是( )A .磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的B .磁场是客观存在的一种物质C.磁体与磁体间的相互作用是通过磁场而发生的,而磁体与通电导体间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的D .地球的周围存在着磁场,地球是一个大磁体,地球的地理两极与地磁两极并不重合,其间有一个交角,这就是磁偏角,磁偏角的数值在地球上不同地方是相同的4.下列关于磁感应强度的方向的说法中正确的是 ( )A .某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B .小磁针N 极受磁力的方向就是该处磁感应强度的方向C .垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D .磁场中某点的磁感应强度的方向简称该点的磁场方向 5.下列说法中正确的是 ( )A .电荷在某处不受电场力的作用,则该处的电场强度为零B .一小段通电导线在某处不受安培力的作用,则该处磁感应强度一定为零C .把一个试探电荷放在电场中的某点,它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D .把一小段通电导线放在磁场中某处,所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱6.在磁感应强度的定义式ILF B 中,有关各物理量间的关系,下列说法中正确的是 ( )A .B 由F 、I 和L 决定 B .F 由B 、I 和L 决定C .I 由B 、F 和L 决定D .L 由B 、F 和I 决定 7.有关磁感应强度的下列说法中正确的是 ( )A .磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的物理量B .磁感应强度的方向与磁场力的方向相同C .若一小段长为L 通以电流为I 的导线,在磁场中某处受到的磁场力为F ,则该处磁感应强度的大小一定是F /ILD .由B =F /IL 可知,电流I 越大,导线长度L 越长,某点的磁感应强度就越小8.在匀强磁场里,有一根长1.2m 的通电导线,导线中的电流为5A,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为1.8N ,则磁感应强度的大小为__________T 。
3.3 几种常见的磁场三维目标(一)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分布情况。
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是如何提出的。
5、会利用安培假说解释有关的现象。
6、理解磁现象的电本质。
7、知道磁通量定义,知道Φ=BS的适用条件,会用这一公式进行计算。
(二)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。
(三)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,培养科学的价值感。
教学重点会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即磁通量的计算。
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(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?(磁感线)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、磁感线什么是磁感线呢?学生阅读教材,回答: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。
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]总结: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.几种常见的磁场(1).通电直导线产生的磁场过渡:前面我们做过通电直导线可以使小磁针发生偏转的实验,该实验说明通电直导线也可以产生磁场,那通电直导线产生的磁场怎样呢?[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:总结:直线电流的方向和电流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。
几种常见的磁场一、磁感线1、磁感线:在磁场中画出一系列有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向,曲线的疏密程度表示磁场的强弱。
2.磁感线的基本特点:(1)磁体外部磁感线从N极出发指向S极,在磁体内部由S极到N极,形成闭合曲线。
(2)磁感线上每一点的切线方向表示该处的磁场方向。
(3)磁感线的疏密程度表示该处的磁场的强弱。
(4)任意两条磁感线不相交(不相切)。
(5)磁感线是假想线。
二.几种常见的磁场1.安培定则(一):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。
(二):让右手弯曲的四指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轴线上磁感线的方向。
(三):让右手弯曲的四指和螺线管中的电流方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是螺线管中轴线上磁感线的方向。
2.常见的电流的磁场电流的磁场通常研究的是直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场,判断它们的磁场,都可三.分子电流假说任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流,分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。
四.匀强磁场1.定义:磁场强弱、方向处处相同的磁场2.磁感线分布特点:匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线五.磁通量1.磁通量的定义公式Φ=BS中的B应是匀强磁场的磁感应强度,S是与磁场方向垂直的面积,因此,可以理解为Φ=BS⊥.如果平面与磁场方向不垂直,应把面积S投影到与磁场垂直的方向上,求出投影面积S⊥,代入到Φ=BS⊥中计算,应避免硬套公式Φ=BS sin θ或Φ=BS cos θ.2.磁通量的变化一般有下列三种情况:(1)磁感应强度B不变,有效面积S变化,则ΔΦ=Φt-Φ0=B·ΔS.(2)磁感应强度B变化,磁感线穿过的有效面积S不变,则穿过回路中的磁通量的变化是:ΔΦ=Φt-Φ0=ΔB·S.(3)磁感应强度B和有效面积S同时发生变化的情况,则ΔΦ=Φt-Φ0.特别提醒①平面S与磁场方向不垂直时,要把面积S投影到与磁场垂直的方向上,即求出有效面积.②可以把磁通量理解为穿过面积S的磁感线的净条数.相反方向穿过面积S的磁感线可以互相抵消.③当磁感应强度和有效面积同时发生变化时,ΔΦ=Φt-Φ0,而不能用ΔΦ=ΔB·ΔS计算.1.特别提醒(1)从电场、磁场的概念理解两种场线的相似点:矢量性——线的切线,强弱——线的疏密,方向的唯一性——空间任一点场线不相交.(2)从两种场线的区别理解两种场的区别:电场线——电荷有正负——电场线有始终;磁感线——N、S极不可分离——磁感线闭合练习题: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Ⅳ7、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( ) 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,乙棒不显磁性甲 乙8、关于磁通量,下列说法中正确的是( )A 、穿过某个平面的磁通量为零,该处磁感应强度一定为零B 、穿过任何一个平面的磁通量越大,该处磁感应强度一定越大C 、匝数为n 的线圈放在磁感应强度为B 的匀强磁场中,线圈面积为S ,且与磁感线垂直,则穿过该线圈的磁通量为BSD 、穿过垂直于磁感应强度方向的某个平面的磁感线的数目等于穿过该面的磁通量 9、下列关于磁通量和磁感应强度的说法中,正确的是( ) A 、穿过某一个面的磁通量越大,该处磁感应强度也越大 B 、穿过任何一个面的磁通量越大,该处磁感应强度也越大C 、穿过垂直于磁感应强度方向的某面积的磁感线的条数等于磁感应强度D 、当平面跟磁场方向平行时,穿过这个面的磁通量必定为零10、如图3-3-2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11.如图所示ab 、cd 是两根在同一竖直平面内的直导线,在两导线中央悬挂一个小磁针,静止时在同一竖直平面内,当两导线中通以大小相等的电流时,小磁针N 极向纸面里转动,则两导线中的电流方向( )A .一定都是向上B .一定都是向下C .ab 中电流向下,cd 中电流向上D .ab 中电流向上,cd 中电流向下12.如图所示,在三维直角坐标系中,若一束电子沿y 轴正向运动,则由此产生的在z 轴上A 点和x 轴上B 点的磁场方向是( )A.A 点磁场沿x 轴正方向,B 点磁场沿z 轴负方向B.A 点磁场沿x 轴负方向,B 点磁场沿z 轴正方向C.A 点磁场沿z 轴正方向,B 点磁场沿x 轴负方向D.A 点磁场沿x 轴正方向,B 点磁场沿z 轴正方向13.如右图所示,一个电子沿逆时针方向做匀速圆周运动,则此电子的运动( )A.不产生磁场B.产生磁场,圆心处的磁场方向垂直纸面向里C.产生磁场,圆心处的磁场方向垂直纸面向外D.只在圆心的内侧产生磁场14.如图所示,圆环上带有大量的负电荷,当圆环以轴心沿如图方向转动时,则a 、b 、c 、d 四个小磁针的运动情况是( ) A .a 、b 、d 不动,c 的N 极朝纸外。
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.2.特点(1)磁感线的疏密表示磁场的强弱.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1.直线电流的磁场安培定则:如图1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1所示.图12.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的轴线上磁感线的方向.图23.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32.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.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·m2。