高中物理人教版1第三章磁場第3節(jié)幾種常見的磁場 一等獎

幾種常見的磁場【考綱要求】1、知道什么是磁感線，會用磁感線描述幾種常見的磁場（條形、蹄形，直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管）磁感線分布的情況。3．會用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場方向。4．知道安培分子電流假說，并能解釋有關(guān)現(xiàn)象。5．理解勻強磁場的概念，明確兩種情形的勻強磁場。6．理解磁通量的概念并能進行有關(guān)計算?！咀灾鲗W習】1.電場線與磁感線有哪些異同？電場線磁感線相似點引入目的疏密切線方向相交不同點2.用什么方法判定電流的磁場方向？具體怎么操作？3．常見的電流的磁場有哪些？請作圖并分析其特點。磁場安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖直線電流環(huán)形電流通電螺線管4．安培分子電流假說的內(nèi)容是什么？如何解釋鐵棒的磁化、退磁？ab5．如何理解磁通量？公式適用條件是什么？磁通量的變化有哪三種情況？每種情況磁通量的變化量怎么計算？ab例：如圖，B=2T,S=0.4m2的磁通量？若繞虛線ab逆時針轉(zhuǎn)過30°，磁通量多大？磁通量的變化量是多少？特別提醒①平面S與磁場方向不垂直時，要把面積S投影到與磁場垂直的方向上，即求出有效面積。②可以把磁通量理解為穿過面積S的磁感線的凈條數(shù)，相反方向穿過面積S的磁感線可以互相抵消。③當磁感應強度和有效面積同時發(fā)生變化時，ΔΦ＝Φt－Φ0，而不能用ΔΦ＝ΔB·ΔS計算?！究键c突破】典型例題1如圖所示，螺線管、蹄形鐵芯、環(huán)形導線三者相距較遠，當開關(guān)閉合后關(guān)于小磁針N極(黑色的一端)的指向錯誤的是()A．小磁針a的N極指向正確B．小磁針b的N極指向正確C．小磁針c的N極指向正確D．小磁針d的N極指向正確解析小磁針靜止時N極的指向為該處的磁場方向，即磁感線的切線方向．根據(jù)安培定則，蹄形鐵芯被磁化后右端為N極，左端為S極，小磁針c指向正確；通電螺線管的磁場分布和條形磁鐵相似，內(nèi)部磁場向左，外部磁場向右，所以小磁針b指向正確，小磁針a指向錯誤；環(huán)形電流形成的磁場左側(cè)應為S極，故d的指向正確．在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應分清“因”和“果”，在判定直線電流的磁場方向時，大拇指指“原因”——電流方向，四指指“結(jié)果”——磁場繞向；在判定環(huán)形電流磁場方向時，四指指“原因”——電流繞向，大拇指指“結(jié)果”——環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向.反饋訓練1M1與M2為兩根未被磁化的鐵棒，現(xiàn)將它們分別放置于如圖所示的位置，則被通電螺線管產(chǎn)生的磁場磁化后()A．M1的左端為N極，M2的右端為N極B．M1和M2的右端均為N極C．M1的右端為N極，M2的左端為N極D．M1和M2的左端均為N極思考：螺線管的磁場方向如何確定？螺線管內(nèi)部和外部磁場方向有何區(qū)別？兩根鐵棒被磁化和小磁針有何異同？典型例題2如圖所示，一環(huán)形線圈沿條形磁鐵的軸線，從磁鐵N極的左側(cè)A點運動到磁鐵S極的右側(cè)B點，A、B兩點關(guān)于磁鐵的中心對稱，則在此過程中，穿過環(huán)形線圈的磁通量將()A．先增大，后減小B．先減小，后增大C．先增大，后減小、再增大，再減小D．先減小，后增大、再減小，再增大思考：A處的磁場方向向哪？從A運動到磁鐵N極過程中磁場的強弱怎樣變化？在穿過磁鐵的過程中穿過線圈的磁感線方向向哪？從S極向B運動的過程中，磁場強弱怎樣變化？磁通量怎樣變化？解析在磁鐵內(nèi)部磁感應強度最大，磁感線條數(shù)最多，在A端和B端，磁鐵的部分磁感線通過線圈，而在磁鐵中間，磁鐵的全部磁感線通過線圈，只在外部有少量的抵消，因此穿過線圈的磁通量先增大后減小。答案A反饋訓練2條形磁鐵豎直放置，閉合圓環(huán)水平放置，條形磁鐵中心線穿過圓環(huán)中心，如圖所示，若圓環(huán)為彈性環(huán)，其形狀由Ⅰ擴大到Ⅱ，圓環(huán)內(nèi)磁通量的變化的情況是()A．磁通量增大B．磁通量減小C．磁通量不變D．條件不足，無法確定磁通量問題要注意以下幾個問題：①磁通量的定義式Φ＝BS中的面積為有效面積，是線圈平面在垂直于磁感線方向的投影．②當磁鐵穿過線圈時，在磁鐵內(nèi)部的磁感線是從S極指向N極的。【考點鞏固】一、選擇題1．如圖所示，帶負電的金屬環(huán)繞軸OO′以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，在環(huán)左側(cè)軸線上的小磁針最后平衡的位置是()A．N極豎直向上B．N極豎直向下C．N極沿軸線向左D．N極沿軸線向右2．關(guān)于磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，正確的說法是()①一切磁現(xiàn)象都起源于電流或運動電荷，一切磁作用都是電流或運動電荷之間通過磁場而發(fā)生的相互作用。②除永久磁鐵外，一切磁場都是由運動電荷或電流產(chǎn)生的。③根據(jù)安培的分子電流假說，在外界磁場作用下，物體內(nèi)部分子電流取向變得大致相同時，物體就被磁化，兩端形成磁極。磁鐵在高溫下或者受到敲擊時會失去磁性。④磁就是電，電就是磁，有磁必有電，有電必有磁。A．②③④B．②④C．①③D．①②③3．如圖所示，圓環(huán)上帶有大量的負電荷，當圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動，以下說法正確的是()A．a(chǎn)、b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)B．b的N極向紙外轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)C．b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)，而a的N極向紙外轉(zhuǎn)D．b的N極向紙里轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn)4．南極考察經(jīng)常就南極特殊的地理位置進行科學測量．“雪龍?zhí)枴笨疾礻爢T一次實驗如下：在地球南極附近用彈簧測力計豎直懸掛一未通電螺線管，如圖所示。下列說法正確的是()A．若將a端接電源正極，b端接電源負極，則彈簧測力計示數(shù)將減小B．若將a端接電源正極，b端接電源負極，則彈簧測力計示數(shù)將增大C．若將b端接電源正極，a端接電源負極，則彈簧測力計示數(shù)將增大D．不論螺線管通電情況如何，彈簧測力計示數(shù)均不變5．如圖所示，在條形磁鐵外套有A、B兩個大小不同的圓環(huán)，穿過A環(huán)的磁通量ΦA(chǔ)與穿過B環(huán)的磁通量ΦB比較()A．ΦA(chǔ)>ΦBB．ΦA(chǔ)<ΦBC．ΦA(chǔ)＝ΦBD．不能確定6．如圖所示，螺線管中通有電流，如果在圖中的a、b、c三個位置上各放一個小磁針，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極向右二、計算論述題7．如圖所示，一根通電直導線垂直放在磁感應強度B＝1T水平向右的勻強磁場中，以導線截面的中心為圓心，半徑為r的圓周上有a、b、c、d四點，已知a點的實際磁感應強度為零，則b、c、d三點的磁感應強度分別是多少？方向如何？8．如圖所示，有一個垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B＝T，磁場有明顯的圓形邊界，圓心為O，半徑為1cm.現(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上圓線圈，圓心均在O處，A線圈半徑為1cm,1匝；B線圈半徑為2cm,1匝；C線圈半徑為0.5cm，1匝．問：(1)在B減為T的過程中，A和B中磁通量各改變多少？(2)當磁場方向轉(zhuǎn)過30°角的過程中，C中的磁通量改變多少？

參考答案自主學習1電場線磁感線相同點引入目的形象描述場而引入的假想線，實際不存在疏密場的強弱切線方向場的方向相交不能相交(電場中無電荷空間不相交)不同點起始于正電荷，終止于負電荷閉合曲線3.安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖直線電流以導線上任意點為圓心的多組同心圓，越向外磁感線越稀疏，磁場越弱環(huán)形電流內(nèi)部磁場比環(huán)外強，磁感線越向外越稀疏通電螺線管內(nèi)部為勻強磁場且比外部強，方向由S極指向N極，外部似條形磁鐵由N極指向S極反饋訓練1解析通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場很類似，要注意在磁體內(nèi)部的磁感線的分布應該是從S極指向N極的．答案A2．解析磁感線是閉合曲線，磁鐵內(nèi)部是由S極到N極，而外部是由N極回到S極，而磁通量是穿過某個面的磁感線的凈條數(shù)，故B正確．考點突破2.答案C解析②錯誤在于永久磁體之所以顯磁性的原因是內(nèi)部分子電流規(guī)律分布．④錯誤的原因是靜止的電荷周圍就沒有磁場．只有運動電荷才能產(chǎn)生磁場．4.答案AC解析在地球南極附近即為地磁N極，螺線管相當于一條形磁鐵，根據(jù)右手螺旋定則判斷出“條形磁鐵”的極性．6.答案BD解析由安培定則，通電螺線管的磁場如右圖所示，右端為N極，左端為S極，在a點磁場方向向右，則小磁針在a點時，N極向右，則A項錯，D項對；在b點磁場方向向右，則磁針在b點時，N極向右，則B項正確；在c點，磁場方向向右，則磁針在c點時，N極向右，S極向左，則C項錯．7.答案Bb＝eq\r(2)T，與水平方向成45°斜向右上Bc＝2T，方向水平向右Bd＝eq\r(2)T，與水平方向成45°斜向右下解析a、b、c、d各點的磁場均為勻強磁場與電流的磁場的疊加，并且電流在這四點所產(chǎn)生的磁感應強度B′大小相等，由于Ba=0，則B′=B=1T，由安培定則可知，導線中電流方向向外，則在b、c、d電流的磁場如右圖所示．，θ=45°，即Bb與水平方向成45°斜向右上Bc=B′+B=2T，方向水平向右，α=45°，即Bd與水平方向成45°斜向右下8.答案(1)×10－4Wb×10－4