高中物理 磁场(一)3_3 几种常见的磁场学案1
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第三章、第三节几种常见的磁场学习目标:知识目标: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的方向3、了解安培分子电流假说4、知道磁通量能力目标:1、会用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向2、知道几种常见磁场磁感线的空间分布情况情感目标:培养学生审美的情感能力学习过程:一、学生自主学习:1、磁感线:(1)磁感线定义:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的方向都跟这点的的方向一致,这样的曲线叫做磁感线。
(2)磁感线的特点:①是为了形象地描述磁场而引入的假想的曲线,实际并不存在②磁感线的疏密程度:描述磁场的③磁感线的方向:磁体外部从极指向极,内部从极指向极,是闭合曲线。
2、电流的磁场和安培定则:电流的磁效应告诉我们,电流的周围空间存在磁场,电流的磁场在周围空间的磁感线用来判断。
(1)安培定则:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与的方向一致,弯曲的四指所指的方向就环绕的方向。
这个规律也叫右手螺旋定则。
(如图甲)(2)环形电流的磁场: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的方向。
(如图乙)(3)通电螺线管的磁场:右手握住螺线管,让弯曲的四指跟的方向一致,拇指所指的方向就是螺线管的方向或拇指指向螺线管的北极(如丙图)3、安培分子电流假说:(1)什么是分子电流:在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种电流——分子电流。
(2)安培分子电流假说: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。
(3)磁化:一条铁棒在未被磁化时,内部分子电流的取向是的,它们的磁场互相抵消,对外不显示磁性。
当铁棒受到外界磁场作用时,各的取向大致相同,两端显示出较强的磁性来形成两极,这就是磁化。
(4)条形磁铁的磁场跟通电螺线管相似:在条形磁铁的内部,分子电流的取向一致,相当于一个通电螺线管,因此二者的磁场相似。
(5)退磁:磁体受到或者猛烈的都会失去磁性,这是因为激烈的热运动或震动使分子电流的的取向变得杂乱无章。
第三节几种常见的磁场自主学习:1、磁感线的物理意义磁感线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向。
磁感线的疏密表达。
2、安培定则 :。
3、分子电流假说的内容及现象解释: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。
分子电流是每个物质微粒都成为一个微小的,它的两侧相当于两个。
安培的假说能够解释一些磁现象,如、。
4、匀强磁场的定义5、叫做磁通量,定义式为。
磁通量的单位是 ,简称为符号。
知识点1.常见磁场(1)直线电流的磁场:无磁极,距导线越远处磁场越弱,如图所示。
(2)通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极,管内是匀强磁场,管外为非匀强磁场,画法如图所示。
(3)环形电流的磁场:两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱,画法如图所示。
[例1] 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[总结]应用安培定则判断环形电流的磁场;小磁针的N极指示磁场方向。
[变式训练] 如图所示,一束带电粒子沿水平方向沿虚线飞过磁针上方,并与磁针方向平行,能使磁针N极转向读者,那么这束带电粒子可能是()A. 向右飞的正离子B. 向左飞的负离子C. 向右飞的负离子D. 向左飞的正离子知识点2.安培分子电流假说[例2]安培分子电流假说可以解释()A.直线电流的磁场B.永磁铁的磁场C.软磁棒被磁化D.环形电流的磁场知识点3.磁通量、磁通密度磁通量是标量,只有大小,没有方向,但磁感线穿过平面时有正反面之分。
因此,在计算磁通量时必须注意磁感线是从哪边穿过这个平面的,磁通量的大小存在正、负值。
[例3] 如图所示,在条形磁铁中部垂直套有A、B两个圆环,试分析穿过A环、B环的磁通量谁大。
练习1. 如图所示,橡胶圆盘上带有大量负电荷,当圆盘在水平面上沿逆时针方向转动时,悬挂在圆盘边缘上方的小磁针可能转动的方向是()A. N极偏向圆心B. S极偏向圆心C. 无论小磁针在何位置,圆盘转动对小磁针无影响D. A、B两种情况都有可能2. 对以下电磁现象判断正确的是()A. 指南针在大电流输电线路附近时,指示方向不正确B. 两条平行的输电导线有靠近的趋势C. 东西走向的输电导线总是受到向下的磁场力D. 柔软的螺线管通电后长度缩短3. 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. 条件不足,无法判断。
几种常见的磁场
本文主要介绍几种常见的磁场,包括直线电流中的磁场、电荷运动产生的磁场、长直导线中的磁场和磁体中的磁场。
直线电流中的磁场
在直线电流中,电流通过导线时会产生磁场。
这种磁场的磁感线呈环形,方向由右手螺旋定则确定。
当电流方向为从观察者向内时,磁场呈顺时针方向;当电流方向为从观察者向外时,磁场呈逆时针方向。
电荷运动产生的磁场
当电荷以速度v运动时,会产生磁场。
这种磁场经由右手螺旋定则确定方向。
在电荷的速度方向垂直于磁场方向时,磁场最大;当电荷的速度方向与磁场方向相同时,磁场为零。
长直导线中的磁场
长直导线中的磁场较为特殊,它的方向与线圈的方向相同,呈同心圆形。
磁场的强度与电流强度成正比,与离导线距离成反比。
当将导线弯曲成螺旋形时,磁场的方向呈同心圆柱形。
磁体中的磁场
磁体中的磁场分为磁化磁场和外加磁场两种。
在没有外加磁场的情况下,每一部分的磁性都会使得它们在其自身周围产生磁场。
当外加磁场存在时,磁体中会出现新的磁场方向,磁化磁场会在新的方向上和外加磁场相互作用。
以上是几种常见的磁场的介绍,其中包括直线电流中的磁场、电荷运动产生的磁场、长直导线中的磁场和磁体中的磁场。
通过了解这些常见的磁场,可以更好地理解电磁现象。
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?。
3.3 几种常见的磁场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.磁体的磁性可由安培分子电流假说来解释。
4.磁通量的大小为:Φ=BS,磁感应强度也可叫做磁通密度。
理解教材新知知识点1 磁感线[自学教材]1.概念如果在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的方向都跟这点的方向一致,这样的曲线就叫做磁感线。
利用磁感线可以地描述磁场。
如图所示是一根磁感线。
2.实验模拟用细铁屑可模拟磁感线的形状,如图所示是条形磁铁磁感线模拟图。
可发现在两极附近,磁场较,磁感线较。
[重点诠释]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。
(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,磁感线是闭合的。
(4)磁感线不相交,不相切,也不中断。
2.磁感线与电场线的比较两种线比较内容磁感线电场线相似点引入目的形象描述场而引入的假想线,实际不存在疏密场的强弱切线方向场的方向相交不能相交(电场中无电荷空间不相交)不同点闭合曲线起始于正电荷,终止于负电荷(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。
典题强化1.关于磁场和磁感线的描述,下列哪些是正确的()A.磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止B.自由转动的小磁针放在通电螺线管内部,其N极指向螺线管的北极C.磁感线的方向就是磁场方向D.两条磁感线的空隙处不存在磁场知识点2 几种常见的磁场、安培分子电流假说1.安培定则(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方向一致,弯曲的四指所指的方向就是环绕的方向,如图甲所示。
(2)环形电流的磁场:让右手弯曲的四指与乙所示。
第三节几种常见的磁场课前篇(学会自主学习——不看不清)【学习目标】1.知道安培分子电流假说,并能解释有关现象2.理解匀强磁场的概念,明确两种情形的匀强磁场3.理解磁通量的概念并能进行有关计算【自主预习】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: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:;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,安培定则要统一表述为:(这里把环形电流看作是一匝的线圈).3、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【我的困惑】课上篇(学会合作交流——不议不明)【课上笔记】【典例剖析】【例1】如图所示,两块软铁放在螺线管轴线上,当螺线管通电后,两软铁将(填“吸引”、“排斥”或“无作用力”),A端将感应出极.【例2】在B=0.48T的匀强磁场中,有一个长为L1=0.20m,宽为L2=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?【达标检测】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.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<φb B.φa>φbC.φa=φb D.无法比较4.一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5.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,方向垂直纸面向外高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
3.3、几种常有的磁场(1.5 课时)一、教课目的(一)知识与技术1.知道什么叫磁感线。
2.知道几种常有的磁场(条形、蹄形,直线电流、环形电流、通电螺线管)及磁感线散布的情况3.会用安培定章判断直线电流、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,并能解说有关现象5.理解匀强磁场的观点,明确两种情况的匀强磁场6.理解磁通量的观点并能进行有关计算(二)过程与方法经过实验和学生着手(运用安培定章)、类比的方法加深对本节基础知识的认识。
(三)感情态度与价值观1. 进一步培育学生的实验察看、剖析的能力.2.培育学生的空间想象能力 .二、重点与难点:1.会用安培定章判断直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向.2.正确理解磁通量的观点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、展现台、学生电源四、教课过程:(一)复习引入重点:磁感觉强度 B 的大小和方向。
[启迪学生思虑]电场能够用电场线形象地描绘,磁场能够用什么来描绘呢?[学生答]磁场能够用磁感线形象地描绘.-----引入新课(老师)类比电场线能够很好地描绘电场强度的大小和方向,相同,也能够用磁感线来描绘磁感觉强度的大小和方向b5E2RGbCAP(二)新课解说【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觉强度的方向一致,这样的曲线叫做磁感线。
( 2)特色:A、磁感线是闭合曲线,磁铁外面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,随意两条磁感线不订交。
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觉强度的大小【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磁场中并无磁感线客观存在,而是人们为了研究问题的方便而设想的。
②差别电场线和磁感线的不一样之处:电场线是不闭合的,而磁感线则是闭合曲线。
高中物理3.3 几种常见的磁场学案新人教版选修几种常见的磁场【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预习案预习自测磁感线的物理意义磁感线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向。
磁感线的疏密表示。
安培定则 : 。
环形电流的磁场:通电线圈周围磁场:3、分子电流假说的内容及现象解释: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。
分子电流是每个物质微粒都成为一个微小的,它的两侧相当于两个。
安培的假说能够解释一些磁现象,如、。
匀强磁场的定义磁通量的物理意义和定义式写成公式为。
磁通量的单位是简称为符号我的疑问请将预习中不能解决的问题写下来,供课堂解决。
探究案学始于疑我思考,我收获知识点1、常见磁场三种常用的电流磁场的特点及画法比较(请在图的右侧练习画电流磁场)(1)直线电流的磁场:无磁极,非匀强,距导线越远处磁场越弱,画法如图所示。
(2)通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极,管内是匀强磁场,管外为非匀强磁场,画法如图所示。
(3)环形电流的磁场:两侧是N极和S 极,离圆环中心越远,磁场越弱,画法如图所示。
[例1] 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[总结]应用安培定则判断环形电流的磁场;小磁针的N极指示磁场方向。
[变式训练] 如图所示,一束带电粒子沿水平方向沿虚线飞过磁针上方,并与磁针方向平行,能使磁针N极转向读者,那么这束带电粒子可能是()A、向右飞的正离子B、向左飞的负离子C、向右飞的负离子D、向左飞的正离子知识点2、安培分子电流假说[例2]安培分子电流假说可以解释()直线电流的磁场永磁铁的磁场软磁棒被磁化环形电流的磁场知识点3、磁通量、磁通密度磁通量:磁场的强弱(即磁感应强度)可以用磁感线的疏密来表示。
几种常见的磁场
【学习目标】
1. 定义:
在磁场中画出一些有方向的曲线,在这些曲线上每一点的_________都跟这点的磁感应强度的方向一致。
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_________。
3. 想一想
(1)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。
铁屑静止时有规则地排列起来,显示出磁感线的形状。
通过这个现象说明磁感线是真实存在的,对吗?
(2)有同学认为磁感线总是从磁体北极指向南极,你认为对吗?
(3)磁感线上某一点的切线方向、该点的磁场方向、放在该点小磁针静止时N极指向、该点磁感应强
度方向,这四个方向有什么关系?
1. 通电直导线
右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与______方向一致,弯曲的四指所指的方向就是______的环绕方向。
如图所示。
2. 环形电流和通电螺线管
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电流轴线上的磁感线的方向或螺线管内部磁感线的方向。
如图甲、乙所示。
3. 想一想
(1)磁体和电流都可以产生磁场,环形电流和通电螺线管的磁场与哪种磁体的磁场相似?
(2)应用安培定则判定直线电流磁场方向和环形电流磁场方向时,大拇指和四指各指向什么?
1. 分子电流假说
安培认为,在原子、分子等物质微粒的内部,存在的一种_______,即分子电流。
2. 分子电流假说意义
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______产生的。
1. 定义:_______处处相同的磁场。
2. 磁感线:间隔相同的_________。
3. 实例:距离很近的两个异名磁极间的磁场,两_______放置的通电线圈,其中间区域的磁场都是匀强磁场。
1. 定义:匀强磁场磁感应强度B 和与磁场方向_____的平面面积S 的乘积,即Φ=____。
2. 单位:______,简称韦,符号 ,1Wb =1 T·m 2。
3. 引申:B =Φ
S ,因此磁感应强度B 又叫_______。
4. 想一想
有时磁感线由平面一侧穿入,有时磁感线由平面另一侧穿入。
如何区别从不同方向穿入的磁通量呢?
答案 一、1. 切线方向 2. 磁场强弱 磁感线疏3.(1)不对,磁感线像电场线一样都是假想出来的,是不存在的,但磁场是真实存在的,所以呈现有规律的排列。
(2)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。
(3)这四个方向是同一个方向.
二、1. 电流 磁感线 2. 电流 3. (1)环形电流相当于小磁针,通电螺线管相当于条形磁铁。
(2)在判定直线电流的磁场方向时,大拇指指“原因”——电流方向,四指指“结果”——磁场绕向;在判定环形电流磁场方向时,四指指“原因”——电流绕向,大拇指指“结果”——环内沿中心轴线的磁感线方向,即指N 极。
三、1. 环形电流 2. 电荷的运动 四、1. 强弱和方向 2. 平行直线 3. 平行
五、1. 垂直 BS 2. 韦伯 Wb 3. 磁通密度 4. 可用磁通量的正、负表示。
若规定磁感线由某面穿入时磁通量为正,则由另一面穿入时磁通量为负。
反之亦然。
磁通量虽然有正负,但磁通量是标量。
两处的磁感应强度的大小不等,
两处的磁感应强度的大小不等,
、b两处的磁感应强度的大小不等,布在三维空间的,立体的,而我们能够画出来的是非常有限
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
】电路没接通时三个小磁针方向如图,试确定电路接通后三个磁针N极的转向。
如图所示,两根相互平行的长直导线过纸面上的M两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。
、N的连线上,O为MN的中点,
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
B. a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反
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
1N
框架面积为S,框架平面与磁感应强度为的匀强磁场方向垂直,则穿过平面的磁通量
置转过
B.πBr2
D.nπBr2
典例9 典例10
【典例10】如图所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度
水平向右的匀强磁场中,以导线截面的中心为圆心,半径为
答案与解析
1.【答案】C
2. 【答案】B
【解析】磁感线的疏密表示磁场的强弱,由此可判A错B对;磁感线是闭合的曲线,在磁铁外部是从N极到S极,内部是从S极到N极,故C错;磁感线是为研究问题方便而假想的线,实际并不存在,故D错。
3.【答案】B
【解析】由题图可知b处的磁感线较密,a处的磁感线较疏,所以B a<B b,故A错,B对。
磁场中某点的磁场方向与磁感线在该点的切线方向相同,由图判断,a、b两点磁场方向不同,故C错。
磁感线是用来描述磁场的,不可能在存在磁场的区域内全部画磁感线,那样将会与不画磁感线产生相同的效果,故D错。
故选B。
4.【答案】用安培定则来判断,分别如下列各图所示。
【解析】如果已知电流的方向,可用右手螺旋定则判断磁感线的方向。
如果已知小磁针静止时N极指向,那么小磁针N极所指方向就是磁感线方向。
5.【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
【解析】接通电路后,运用安培定则判断可知螺线管的磁感线在内部从左指向右,外部从右到左,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。
6.【答案】C
【解析】由安培定则可知,两导线在O点产生的磁场方向均竖直向下,合磁感应强度一定不为零,故选项A错误;由安培定则,两导线在a、b两处产生的磁场方向均竖直向下,由于对称性,电流M在a处产生磁场的磁感应强度等于电流N在b处产生磁场的磁感应强度,电流M在b处产生磁场的磁感应强度等于N 在a处产生磁场的磁感应强度,所以a、b两处磁感应强度大小相等、方向相同,选项B错误;根据安培定则判断可知,两导线在c、d处产生的磁场分别垂直c、d两点与导线连线方向向下,且产生的磁场的磁感应强度相等,由平行四边形定则可知,c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向均竖直向下,故选项C正确,选项D错误。
7.【答案】BS 1
BS 0 2BS
2
2+
10.【答案】见解析
【解析】a,b,c,d各点的磁场均为匀强磁场与电流的磁场的叠加,并且电流在这四点所产生的磁感应强度B′大小相等,由于B a=0,则B′=B=1 T,由安培定则可知,导线中电流方向向外,则在b,c,d处电流的磁场如图所示。
其磁感应强度的矢量和分别为B bθ=45°,即B b与水平方向成45°斜向上。
B c=B′+B=2 T,方向水平向右。
B dα=45°,即B d与水平方向成45°斜向下。