高中物理第三章磁場(chǎng)第3講幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)課件新人教版選修3-1

1、第3講幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)第三章磁 場(chǎng)1.知道磁感線，并能記住幾種常見(jiàn)磁場(chǎng)的磁感線分布特點(diǎn).2.會(huì)用安培定則判斷電流周圍的磁場(chǎng)方向.3.知道磁通量的概念，并會(huì)計(jì)算磁通量.4.知道安培分子電流假說(shuō)，并能解釋簡(jiǎn)單的磁現(xiàn)象目標(biāo)定位二、幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)三、安培分子電流假說(shuō)四、勻強(qiáng)磁場(chǎng)和磁通量欄目索引一、磁感線對(duì)點(diǎn)檢測(cè) 自查自糾一、磁感線知識(shí)梳理1.定義：用來(lái)形象描述磁場(chǎng)的 曲線.2.特點(diǎn)：(1)磁感線的表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱.(2)磁感線上某點(diǎn)的 表示該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向.(3)磁感線的方向：磁體外部從 極指向 極，磁體內(nèi)部從 極指向 極.(4)磁感線閉合而不相交，不相切，也不中斷.假想疏密程度切線方向NSSN答案【

2、深度思考】(1)用磁感線描述磁場(chǎng)時(shí)，總有一些區(qū)域沒(méi)有磁感線通過(guò)，這些區(qū)域是否一定沒(méi)有磁場(chǎng)存在？答案不是.用磁感線描述磁場(chǎng)時(shí)，只是定性地畫出一些磁感線用來(lái)描述該區(qū)域的磁場(chǎng)分布，不可能讓所有的區(qū)域都有磁感線通過(guò)，沒(méi)有磁感線通過(guò)的區(qū)域仍然可以有磁場(chǎng)分布.(2)倘若空間某區(qū)域的磁場(chǎng)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的磁體或電流產(chǎn)生的，用磁感線描述該區(qū)域的磁場(chǎng)時(shí)，磁感線能否相交？答案不能.若多個(gè)磁體或電流的磁場(chǎng)在空間某區(qū)域疊加，磁感線描述的是疊加后的合磁場(chǎng)的磁感線分布情況，不能認(rèn)為該區(qū)域有多條磁感線相交.答案典例精析返回例1 關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述，下列說(shuō)法中正確的是()A.磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止的B.

3、磁感線可以形象地描述各磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，它每一點(diǎn)的切線方向 都和小磁針?lè)旁谠擖c(diǎn)靜止時(shí)北極所指的方向一致C.磁感線可以用細(xì)鐵屑來(lái)顯示，因而是真實(shí)存在的D.兩個(gè)磁場(chǎng)的疊加區(qū)域，磁感線可能相交解析答案總結(jié)提升解析條形磁鐵內(nèi)部磁感線的方向是從S極指向N極，A不正確；磁感線上每一點(diǎn)切線方向表示磁場(chǎng)方向，磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，小磁針靜止時(shí)北極受力方向和靜止時(shí)北極的指向均為磁場(chǎng)方向，選項(xiàng)B正確；磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而假想的一組有方向的閉合曲線，實(shí)際上并不存在，選項(xiàng)C不正確；疊加區(qū)域合磁場(chǎng)的方向也具有唯一性，故磁感線不可能相交，D選項(xiàng)錯(cuò)誤.答案B總結(jié)提升返回總結(jié)提升磁感線與電場(chǎng)線的比較比較項(xiàng)目磁感

4、線靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線相同點(diǎn)方向線上各點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向線上各點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的電場(chǎng)方向疏密表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱表示電場(chǎng)強(qiáng)弱特點(diǎn)在空間不相交、不相切、不中斷除電荷處外，在空間不相交、不相切、不中斷不同點(diǎn)閉合曲線始于正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處，止于負(fù)電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處，不閉合的曲線知識(shí)梳理二、幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)1.直線電流的磁場(chǎng)安培定則： 手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與 一致，彎曲的四指所指的方向就是 .這個(gè)規(guī)律也叫 .安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖以導(dǎo)線上任意點(diǎn)為圓心的多組同心圓，越向外越 ，磁場(chǎng)越右電流方向磁感線環(huán)繞的方向右手螺旋定則稀疏弱答案2.環(huán)形電流的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)可用另一種形式的安培定則表

5、示：讓 手彎曲的四指與 的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線 上磁感線的方向.安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖內(nèi)部磁場(chǎng)比環(huán)外 ，磁感線越向外越右環(huán)形電流軸線強(qiáng)稀疏答案3.通電螺線管的磁場(chǎng)通電螺線管是由許多匝 串聯(lián)而成的.所以環(huán)形電流的安培定則也可以用來(lái)判定通電螺線管的磁場(chǎng)，這時(shí)拇指所指的方向就是螺線管 磁場(chǎng)的方向.安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖內(nèi)部為勻強(qiáng)磁場(chǎng)且比外部強(qiáng)，方向由S極指向N極，外部類似_磁鐵，由 極指向 極環(huán)形電流內(nèi)部條形NS答案【深度思考】磁體和電流都可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，環(huán)形電流和通電螺線管的磁場(chǎng)與哪種磁體的磁場(chǎng)相似？答案環(huán)形電流相當(dāng)于小磁針，通電螺線管相當(dāng)于條形磁鐵.答案典例精

6、析例2 如圖1所示，分別給出了導(dǎo)線中的電流方向或磁場(chǎng)中某處小磁針靜止時(shí)N極的指向或磁感線方向.請(qǐng)畫出對(duì)應(yīng)的磁感線(標(biāo)上方向)或電流方向.圖1解析答案解析如果已知電流的方向，可用右手螺旋定則判斷磁感線的方向.如果已知小磁針靜止時(shí)N極指向，那么小磁針N極所指方向就是磁感線方向.答案用安培定則來(lái)判斷，分別如下列各圖所示.返回例3如圖2所示，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線過(guò)紙面上的M、N兩點(diǎn)，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流.a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點(diǎn)，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點(diǎn)的距離均相等.關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是()A.O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度

7、為零B.a、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反C.c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同D.a、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同圖2解析答案方法點(diǎn)撥解析由安培定則可知，兩導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向均豎直向下，合磁感應(yīng)強(qiáng)度一定不為零，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由安培定則，兩導(dǎo)線在a、b兩處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向均豎直向下，由于對(duì)稱性，電流M在a處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于電流N在b處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，電流M在b處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于N在a處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，所以a、b兩處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)安培定則判斷可知，兩導(dǎo)線在c、d處產(chǎn)生的磁場(chǎng)分別垂直c、d兩點(diǎn)與導(dǎo)線連線方向向下，且產(chǎn)生

8、的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等，由平行四邊形定則可知，c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向均豎直向下，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案C方法點(diǎn)撥返回方法點(diǎn)撥磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，當(dāng)空間存在幾個(gè)磁體(或電流)時(shí)，每一點(diǎn)的磁場(chǎng)為各個(gè)磁體(或電流)在該點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的矢量和.磁感應(yīng)強(qiáng)度疊加時(shí)遵循平行四邊形定則.三、安培分子電流假說(shuō)知識(shí)梳理1.法國(guó)學(xué)者 提出了著名的分子電流假說(shuō).他認(rèn)為在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部，存在著一種 電流 .分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的 ，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè) .2.當(dāng)鐵棒中分子電流的取向大致相同時(shí)，鐵棒對(duì)外 (如圖3甲所示)；當(dāng)鐵棒中分子電流的取向變得雜亂無(wú)章時(shí)，鐵棒對(duì)外 (如圖乙所示

9、)，所以磁體在高溫或受到猛烈撞擊時(shí)，將會(huì) .圖3安培環(huán)形分子電流磁體磁極顯磁性不顯磁性退磁答案3.安培分子電流假說(shuō)揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：一切磁現(xiàn)象都是由_ 產(chǎn)生的.電荷的運(yùn)動(dòng)答案典例精析返回例4用安培分子電流假說(shuō)解釋下列現(xiàn)象不正確的是()A.未被磁化的鐵棒內(nèi)部分子電流取向雜亂無(wú)章，磁場(chǎng)相互抵消對(duì)外不 顯磁性B.未被磁化的鐵棒放到磁場(chǎng)中，各分子電流在磁場(chǎng)作用下取向變得大 致相同，鐵棒被磁化，兩端對(duì)外顯示較強(qiáng)的磁作用，形成磁極C.磁鐵受到高溫或猛烈撞擊時(shí)失去磁性，這是因?yàn)榧ち业臒徇\(yùn)動(dòng)或震 動(dòng)使分子電流取向變得雜亂無(wú)章了D.通電直導(dǎo)線中的電流和環(huán)形電流都是分子電流形成的解析答案解析分子電流假說(shuō)是安培

10、為解釋磁體的磁現(xiàn)象而提出的，易知選項(xiàng)A、B、C都對(duì)；分子電流和宏觀電流雖然都是運(yùn)動(dòng)電荷引起的，但產(chǎn)生的原因是不同的，D錯(cuò).答案D返回知識(shí)梳理四、勻強(qiáng)磁場(chǎng)和磁通量1.勻強(qiáng)磁場(chǎng)(1)定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度的 處處相同的磁場(chǎng).磁感線：間隔相同的 .(2)實(shí)例：距離很近的兩個(gè)平行的異名磁極間的磁場(chǎng)，相隔適當(dāng)距離的兩平行放置的通電線圈，其中間區(qū)域的磁場(chǎng)都是勻強(qiáng)磁場(chǎng).2.磁通量(1)定義：勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與和磁場(chǎng)方向 的平面面積S的 ，叫做穿過(guò)這個(gè)面積的 ，簡(jiǎn)稱 .大小、方向平行直線垂直乘積磁通量磁通答案(2)表達(dá)式： . 單位：韋伯，簡(jiǎn)稱韋，符號(hào)是Wb，1 Wb1 Tm2.適用條件： 磁場(chǎng)；磁感線與平面

11、.(3)說(shuō)明：磁通量可用穿過(guò)某一平面的 表示；若磁感線沿相反方向穿過(guò)同一平面，則磁通量等于穿過(guò)平面的磁感線的凈條數(shù)(磁通量的代數(shù)和).(4)引申：B ，因此磁感應(yīng)強(qiáng)度B又叫 .BS勻強(qiáng)垂直磁感線條數(shù)磁通密度答案典例精析例5如圖4所示，線圈abcd的平面與水平方向夾角60，磁感線豎直向下，線圈平面面積S0.4 m2，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.6 T，則穿過(guò)線圈的磁通量為多少？圖4解析 方法一：把S投影到與B垂直的方向，則BScos 0.60.4cos 60 Wb0.12 Wb.方法二：把B分解為平行于線圈平面的分量B和垂直于線圈平面的分量B，B不穿過(guò)線圈，且BBcos ，則BSBcos S0.60

12、.4cos 60 Wb0.12 Wb.答案0.12 Wb返回解析答案總結(jié)提升總結(jié)提升(1)磁通量的計(jì)算公式：BS適用條件：a.勻強(qiáng)磁場(chǎng)；b.磁感線與平面垂直.當(dāng)平面與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，穿過(guò)平面的磁通量可用平面在垂直于磁場(chǎng)B的方向的投影面積進(jìn)行計(jì)算，即BS.(2)磁通量的正、負(fù)既不表示大小，也不表示方向，它表示磁通量從某個(gè)面穿入還是穿出，若規(guī)定穿入為正，則穿出為負(fù)，反之亦然.返回 對(duì)點(diǎn)檢測(cè) 自查自糾12341.(對(duì)磁感線的理解)如圖5所示的磁場(chǎng)中同一條磁感線(方向未標(biāo)出)上有a、b兩點(diǎn)，這兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)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

13、同圖5解析如題圖，a點(diǎn)處磁感線比b點(diǎn)處磁感線密，則a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，而某點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向.因此它們的方向相同.故B正確，A、C、D錯(cuò)誤.B解析答案12342.(安培定則的理解和應(yīng)用)(多選)如圖6所示，螺線管中通有電流，如果在圖中的a、b、c三個(gè)位置上各放一個(gè)小磁針，其中a在螺線管內(nèi)部，則()A.放在a處的小磁針的N極向左B.放在b處的小磁針的N極向右C.放在c處的小磁針的S極向右D.放在a處的小磁針的N極向右圖6解析答案1234解析由安培定則，通電螺線管的磁場(chǎng)如圖所示，右端為N極，左端為S極，在a點(diǎn)磁場(chǎng)方向向右，則小磁鐵在a點(diǎn)時(shí)，N極向右，A項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；在b點(diǎn)磁場(chǎng)方向向右，則磁針在b點(diǎn)時(shí)，N極向右，B項(xiàng)正確；在c點(diǎn)，磁場(chǎng)方向向右，則磁針在c點(diǎn)時(shí)，N極向右，S極向左，C項(xiàng)錯(cuò)誤.答案BD12343.(磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一根長(zhǎng)通電直導(dǎo)線，電流的方向垂直于紙面向里.如圖7所示，a、b、c、d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點(diǎn)，在這四點(diǎn)中()A.b、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等B.a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等C.c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小D.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大圖7解析答案1234解析如圖所示，由矢量疊加原理可求出各點(diǎn)的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，可見(jiàn)b、d兩點(diǎn)的磁