磁場及其描述

1、精選文檔一、目標(biāo)與策略明確學(xué)習(xí)目標(biāo)及主要的學(xué)習(xí)方法是提高學(xué)習(xí)效率的首要條件，要做到心中有數(shù)！學(xué)習(xí)目標(biāo)：l 了解磁現(xiàn)象，理解電流的磁效應(yīng)及其偉大意義。l 通過磁的相互作用現(xiàn)象，知道磁場的存在和磁場的基本性質(zhì)。l 了解地磁場的分布以及地磁場對地球生命及人類活動的意義。l 理解磁感線的意義，能夠熟練地運用安培定則確定電流的磁場方向。l 理解磁場的方向；理解磁感應(yīng)強度的定義、磁通量的定義和計算方法；理解勻強磁場的特點以及在勻強磁場中磁通量的計算。重點難點：l 對磁現(xiàn)象及其電本質(zhì)的理解，對地磁的理解；l 電流的磁場及方向的判斷安培定則，以及用磁感線表示磁場；l 磁感強度的定義及磁通量的計算。學(xué)習(xí)策略：l

2、 前面我們學(xué)習(xí)了電場，磁場與電場對比學(xué)習(xí)有利于我們更好地理解電場和磁場。l 不同的物理現(xiàn)象之間存在著內(nèi)在聯(lián)系，建立事物之間的內(nèi)在聯(lián)系是科學(xué)探究的重要的思想方法；二、學(xué)習(xí)與應(yīng)用“凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢”?？茖W(xué)地預(yù)習(xí)才能使我們上課聽講更有目的性和針對性。我們要在預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，認(rèn)真聽講，做到眼睛看、耳朵聽、心里想、手上記。知識回顧復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)新知識之前，看看你的知識貯備過關(guān)了嗎？回憶初中的知識，回答下列問題：（一）什么是磁體、磁極？磁極間的相互作用是什么？ （二）奧斯特實驗的現(xiàn)象是什么？它說明了什么問題？ 知識要點預(yù)習(xí)和課堂學(xué)習(xí)認(rèn)真閱讀、理解教材，嘗試把下列知識要點內(nèi)容補充完整，帶著自己預(yù)習(xí)的疑惑認(rèn)真聽課

3、學(xué)習(xí)。請在虛線部分填寫預(yù)習(xí)內(nèi)容，在實線部分填寫課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容。課堂筆記或者其它補充填在右欄。詳細內(nèi)容請學(xué)習(xí)網(wǎng)校資源ID：#tbjx4#214013知識點一：磁現(xiàn)象（一）磁性、磁體物質(zhì)具有吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫磁性。具有 的物體叫磁體。（二）磁極磁體的各部分磁性強弱不同，磁性 的區(qū)域叫磁極。任何磁體都有兩個磁極，一個叫南極（又稱 極），另一個叫北極（又稱 極）。（三）磁極間的相互作用同名磁極相互 ，異名磁極相互 。（四）磁化、磁性材料變無磁性物體為有磁性物體叫 ，變有磁性物體為無磁性物體叫 。磁性材料可分為軟磁性材料和硬磁性材料。磁化后容易去掉磁性的物質(zhì)叫 磁性材料，不容易去磁的物質(zhì)叫 磁性

4、材料。知識點二：電流的磁效應(yīng)（一）電流對小磁針的作用1820年，丹麥物理學(xué)家 發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)線通電后，其下方與導(dǎo)線平行的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如圖所示。說明：在做奧斯特實驗時，為排除地球磁場的影響，小磁針應(yīng) 放置，通電導(dǎo)線也應(yīng) 放置。（二）磁鐵對通電導(dǎo)線的作用如圖所示，磁鐵會對通電導(dǎo)線產(chǎn)生力的作用，使導(dǎo)體棒偏轉(zhuǎn)。（三）電流和電流間的相互作用如圖所示，有互相平行而且距離較近的兩條導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中分別通以方向相同和方向相反的電流時，觀察到發(fā)生的現(xiàn)象是：同向電流相 ，異向電流相 。知識點三：磁場（一）定義磁體或電流周圍存在一種特殊物質(zhì)，能夠傳遞磁體與磁體、磁體與電流之間、電流與電流之間的相互作用，這種特殊的物質(zhì)叫

5、 。說明：所有的磁作用都是通過磁場發(fā)生的，磁場和電場一樣，是物質(zhì)存在的另一種形式，是 存在的。（二）磁場的基本性質(zhì)對放入其中的磁極、電流或 電荷產(chǎn)生力的作用。（三）磁場的產(chǎn)生（1）永磁體周圍存在磁場；（2） 周圍存在磁場電流的磁效應(yīng)；（3） 的電荷周圍存在磁場磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。電流是大量運動電荷形成的，所以運動電荷周圍空間也有磁場。靜止電荷周圍空間 磁場。（四）磁場的方向物理學(xué)上規(guī)定：小磁針靜止時 極所指的方向為該點的磁場的方向。知識點四：磁現(xiàn)象的電本質(zhì)（一）安培分子電流假說的內(nèi)容安培認(rèn)為，在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流 電流，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，分子的兩側(cè)相

6、當(dāng)于兩個磁極。（二）安培假說對有關(guān)磁現(xiàn)象的解釋（1）磁化現(xiàn)象：一根軟鐵棒，在未被磁化時，內(nèi)部各分子電流的取向 ，它們的磁場互相抵消，對外不顯磁性；當(dāng)軟磁棒受到外界磁場的作用時，各分子電流取向變得 時，兩端顯示較強的磁性作用，形成磁極，軟鐵棒就被磁化了。（2）磁體的消磁：磁體的高溫或猛烈敲擊，即在激烈的熱運動或機械運動影響下，分子電流取向又變得 ，磁體磁性消失。（三）磁現(xiàn)象的電本質(zhì)磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由 產(chǎn)生的。說明：（1）根據(jù)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)理論，原子由原子核和核外電子組成，原子核帶正電，核外電子帶負電，核外電子在 作用下繞核高速旋轉(zhuǎn)，形成分子電流。在安培生活的時代，由于人們對物質(zhì)的

7、微觀結(jié)構(gòu)尚不清楚，所以稱為“假說”。但是現(xiàn)在，“假說”已成為真理。（2）分子電流假說揭示了電和磁的本質(zhì)聯(lián)系，指出了磁性的起源：一切磁現(xiàn)象都是由 產(chǎn)生的。知識點五：地球的磁場（一）地磁場地球本身是一個磁體，附近存在的磁場叫地磁場，地磁的南極在地球 附近，地磁的北極在地球的 附近。地磁體周圍的磁場分布與條形磁鐵周圍的磁場分布情況相似。放在地球周圍的指南針靜止時能夠指南北，就是受到了地磁場作用的結(jié)果。（二）磁偏角地球的地理兩極與地磁兩極并不重合，磁針并 準(zhǔn)確地指南或指北，其間有一個交角，叫地磁偏角，簡稱磁偏角。知識點六：磁感線（一）定義在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的 方向都跟這點的磁場方向一

8、致，這樣的曲線就叫作磁感線。（二）特點（1）磁感線的疏密反映磁場的強弱，磁感線越密的地方表示磁場越 ，磁感線越疏的地方表示磁場越 。（2）磁感線上每一點的 方向就是該點的磁場方向。（3）磁場中的任何一條磁感線都是 曲線，在磁體外部由 極到 極，在磁體內(nèi)部由 極到 極。說明： 磁感線是為了形象地描述磁場而在磁場中假想出來的一組有方向的曲線， 客觀存在于磁場中的真實曲線。磁感線與電場線類似，在空間 相交，不能相切，也不能中斷。知識點七：幾種電流的磁場方向的判斷和磁感線的畫法（一）磁鐵周圍的磁感線分布請參看網(wǎng)校資源ID：#tbjx30#214013（二）通電直導(dǎo)線周圍的磁場（1）安培定則： 手握住導(dǎo)

9、線，讓伸直的拇指所指的方向與 方向一致，彎曲的四指所指的方向就是 環(huán)繞的方向，這個規(guī)律也叫右手螺旋定則。（2）磁感線分布如圖所示：說明：直線電流的磁場無磁極。磁場的強弱與距導(dǎo)線的 有關(guān)，離導(dǎo)線越近磁場越 ，離導(dǎo)線越遠磁場越 。圖中的“×”號表示磁場方向垂直 紙面，“·”表示磁場方向垂直 紙面。（三）環(huán)形電流的磁場（1）磁感線分布如圖所示：（2）幾種常用的磁感線不同畫法。（四）通電螺線管的磁場（1）磁感線分布如圖所示：（2）幾種常用的磁感線不同的畫法。說明：通電螺線管的磁場分布：外部與條形磁鐵外部的磁場分布情況相同，兩端分別為N極和S極。管內(nèi)（邊緣除外）是勻強磁場，磁場分布由

10、 極指向 極。環(huán)形電流宏觀上其實就是只有一匝的通電螺線管，通電螺線管則是由許多匝環(huán)形電流串聯(lián)而成的。因此，通電螺線管的磁場也就是這些環(huán)形電流磁場的疊加。（五）勻強磁場（1）定義：在磁場的某個區(qū)域內(nèi)，如果各點的磁場強弱和方向都 ，這個區(qū)域內(nèi)的磁場叫做勻強磁場。（2）磁感線分布特點： 。（3）產(chǎn)生：距離很近的兩個 名磁極之間的磁場除邊緣部分外可以認(rèn)為是勻強磁場；相隔一定距離的兩個平行放置的線圈通電時，其中間區(qū)域的磁場也是勻強磁場，如圖所示：知識點八：磁感應(yīng)強度（一）電流元（1）定義：物理學(xué)中把很短一段通電導(dǎo)線中的 與導(dǎo)線的 的乘積IL叫作電流元。（2）理解：孤立的電流元是不存在的，因為要使導(dǎo)線中有

11、電流，就必須把它連到電源上。（二）磁感應(yīng)強度描述磁場 和 的物理量，用符號“B”表示。（1）定義：在磁場中 于磁場方向的通電直導(dǎo)線，受到的安培力的作用F，跟電流I和導(dǎo)線 的乘積IL的比值，叫作通電直導(dǎo)線所在處的磁場的磁感應(yīng)強度。（2）物理意義：磁感應(yīng)強度是描述磁場力的性質(zhì)的物理量。（3）公式： （4）單位：在國際單位單位中，磁感應(yīng)強度的單位是 ，簡稱特，符號是T。即。（5）B是 量，其方向就是磁場方向，即小磁針靜止時 極所指的方向。說明：磁感應(yīng)強度是反映磁場性質(zhì)的物理量，是由 決定的，與是否引入電流 ，與引入的電流是否受力 ，因為通電導(dǎo)線取不同方向時，其受力大小不盡相同，在定義磁感應(yīng)強度時，式

12、中F是直導(dǎo)線 磁場時受到的磁場力。磁感應(yīng)強度的方向是該處磁場的方向，而 F的方向。知識點九：磁通量（一）定義設(shè)在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，有一個與磁場方向 的平面，面積為S，把B與S的乘積叫做穿過這個面積的磁通量，用字母表示。（二）公式（1）公式： （2）公式運用的條件： （3）在勻強磁場B中，若磁感線與平面不垂直，公式=BS中的S應(yīng)為平面在 于磁感線方向上的投影面積。此時= ，式中 即為面積S在垂直于磁感線方向的投影，我們稱為“有效面積”。（三）單位在國際單位制中，磁通量的單位是 ，簡稱韋，符號是Wb。1 Wb= 。（四）磁通密度磁感線越密的地方，穿過垂直單位面積的磁感線條數(shù)越 ，反之越

13、，因此穿過單位面積的磁通量磁通密度，它反映了磁感應(yīng)強度的大小，在數(shù)值上等于磁感應(yīng)強度的大小，即B =/S。經(jīng)典例題自主學(xué)習(xí)認(rèn)真分析、解答下列例題，嘗試總結(jié)提升各類型題目的規(guī)律和技巧，然后完成舉一反三，以做到融會貫通。無星號題目要求同學(xué)們必須掌握，為基礎(chǔ)題型，一個星號的題目綜合性稍強。更多精彩和分析請學(xué)習(xí)網(wǎng)校資源ID：#tbjx19#272317類型一：奧斯特實驗例1在做奧斯特實驗時，下列操作中現(xiàn)象最明顯的是（ ）A沿電流方向放置磁針，使磁針在導(dǎo)線的延長線上B沿電流方向放置磁針，使磁針在導(dǎo)線的正下方C電流沿南北方向放置在磁針的正上方D電流沿東西方向放置在磁針的正上方解析：總結(jié)升華： 類型二：電流

14、之間的相互作用規(guī)律例2家用照明電路中的火線和零線是相互平行的，當(dāng)用電器工作火線和零線都有電流時，它們將（ ）A相互吸引 B一會兒吸引，一會兒排斥C相互排斥 D彼此不發(fā)生相互作用解析：總結(jié)升華： 類型三：地球的磁場例3磁感應(yīng)強度為矢量，它可以分解為幾個分量。（1）如果北半球某處地磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，與水平方向的夾角為，那么該處地磁場的磁感應(yīng)強度的水平分量和豎直分量各為多大？（2）如果地理南、北極和地磁北、南極是重合的，那么在赤道上空磁場的豎直分量是多大？在極地上空地磁場的水平分量是多大？解析： 總結(jié)升華： 類型四：對磁感應(yīng)強度定義式的理解例4長10 cm的通電直導(dǎo)線，通過1 A的電流，在磁

15、場強弱、方向都一樣的空間（勻強磁場）中某處受到的磁場力為0.4 N，則該磁場的磁感應(yīng)強度為（ ）A等于4 T B大于或等于4 TC小于或等于4 T D上述說法都錯誤解析：總結(jié)升華： 類型五：磁感應(yīng)強度的方向例5下列關(guān)于磁感應(yīng)強度的方向的說法中，正確的是（ ）A某處磁感應(yīng)強度的方向就是一小段通電導(dǎo)體放在該處時所受磁場力的方向B小磁針N極受磁場力的方向就是該處磁感應(yīng)強度的方向C垂直于磁場放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強度的方向D磁場中某點的磁感應(yīng)強度的方向就是該點的磁場方向解析：總結(jié)升華： 類型六：關(guān)于磁感線例6關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是（ ）A磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生

16、的，磁場和電場一樣，也是一種客觀存在的物質(zhì)B磁感線可以形象地描述各磁場的強弱和方向，它每一點的切線方向都和小磁針放在該點靜止時北極所指的方向一致C磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止D磁感線可以用細鐵屑來顯示，因而是真實存在的解析：總結(jié)升華： 類型七：安培定則的應(yīng)用例7如圖所示，放在通電螺線管內(nèi)部中間處的小磁針，靜止時N極指向右，試判定電源的正、負極。解析：總結(jié)升華： 類型八：磁通量的直觀解釋例8關(guān)于磁通量的下列說法，正確的是（ ）A磁通量是反映磁場強弱和方向的物理量B某一面積上的磁通量是表示穿過此面積的磁感線的總條數(shù)C在磁場中所取的面積越大，該面上磁通量越大D穿過任何封閉曲面的磁通量一定為

17、零解析：總結(jié)升華： 類型九：磁通量變化的計算例9如圖所示線圈平面與水平方向成角，磁感線豎直向下，設(shè)磁感應(yīng)強度為B，線圈面積為S，則穿過線圈的磁通量=_。解析：總結(jié)升華： 類型十：探究園地請參看網(wǎng)校資源ID：#tjyd0#214013三、總結(jié)與測評要想學(xué)習(xí)成績好，總結(jié)測評少不了！課后復(fù)習(xí)是學(xué)習(xí)不可或缺的環(huán)節(jié)，它可以幫助我們鞏固學(xué)習(xí)效果，彌補知識缺漏，提高學(xué)習(xí)能力?？偨Y(jié)規(guī)律和方法強化所學(xué)認(rèn)真回顧總結(jié)本部分內(nèi)容的規(guī)律和方法，把下列內(nèi)容補充完整，熟練掌握技能技巧。相關(guān)內(nèi)容請學(xué)習(xí)網(wǎng)校資源ID：#tbjx44#2140131磁場和電場的比較對象內(nèi)容電場磁場產(chǎn)生電荷周圍存在電場 電荷產(chǎn)生磁場場強大小電場強度

18、：E= 是反映電場力的性質(zhì)的物理量，其中q為 電荷磁感應(yīng)強度：B= 是反映磁場力的性質(zhì)的物理量。其中IL為檢驗電流元，F(xiàn)為與IL 于B時的力方向規(guī)定 電荷在電場中的受力方向為該點的電場方向規(guī)定小磁針 極在磁場中的受力方向為該點的磁場方向相互作用同種電荷相互 ，異種電荷相互 同名磁極相互 ，異名磁極相互 2磁感線與電場線的比較電場線磁感線相似點引入目的形象描述場而引入的假想線，實際 存在疏密場的 切線方向場的 是否相交 相交不同點起始于 電荷，終止 電荷閉合曲線3對磁通量的理解（1）磁通量是 量，但有正、負之分，磁通量的正負號既不表示大小也不表示方向，它表示 或 曲面的磁通量。（2）磁感線是閉合曲線（不同于靜電場的電場線），所以穿過任意閉合曲面的磁通量一定為 。4求解磁通量的變化量的方法（1）磁感應(yīng)強度B不變，有效面積S變化，則。（2）磁感應(yīng)強度B變化，磁感線穿過的