第3節(jié)幾種常見的磁場

第三章磁場

第3節(jié)幾種常見的磁場學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解磁感線的概念，能較熟練地畫出各種情況下的磁感線分布圖。2.掌握安培定則，能較熟練地用安培定則對電流周圍的磁場分布作出判斷。3.了解安培分子電流假說的內(nèi)容，并能用來解釋鐵棒被磁化和磁體退磁等現(xiàn)象。1．磁感線：在磁場中可以利用磁感線來形象地描述各點的磁場方向．所謂磁感線，是在磁場中畫出的一些________的曲線，在這些曲線上，每一點的________都在該點的磁場方向上．2．安培定則(也叫右手螺旋定則)．判定直線電流的方向跟它的磁感線方向之間的關(guān)系可表述為：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向跟____________一致，彎曲的四指所指的方向就是___________________________．

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知識解惑欄目鏈接有方向切線方向電流的方向磁感線的環(huán)繞方向判定環(huán)形電流和通電螺線管的電流方向跟它的磁感線方向之間的關(guān)系時可表述為：讓右手彎曲的四指所指的方向跟__________________一致，大拇指所指的方向就是環(huán)形電流中軸線上的磁感線的方向或螺線管__________________．

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知識解惑欄目鏈接電流的方向內(nèi)部磁感線的方向3．安培分子電流假說：通電螺線管外部的磁場與________的磁場十分相似，法國學(xué)者________由此受到啟發(fā)，提出了著名的分子電流假說．他認為，在_____________等物質(zhì)微粒的內(nèi)部，存在著一種________——分子電流．分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的________，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個________．

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知識解惑欄目鏈接條形磁鐵安培原子、分子環(huán)形電流磁體磁極

4．____________與____________的乘積，叫做穿過這個面積的磁通量，簡稱______________，磁通量的公式為Φ＝BS，適用條件為__________________________，單位為_____________，簡稱韋，符號_______________，1Wb＝____________.

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知識解惑欄目鏈接磁感應(yīng)強度某一面積磁通磁感應(yīng)強度與面積垂直韋伯Wb1T?m2

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知識解惑欄目鏈接一、磁感線1．定義．在磁場中畫一些有方向的曲線，曲線上每一點的切線方向都跟該點的磁場方向相同，這樣的曲線稱為磁感線．

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知識解惑欄目鏈接2．特點．(1)磁感線在磁體的外部都是從北極(N極)發(fā)出進入南極(S極)，在磁體的內(nèi)部則是由南極指向北極形成一條閉合曲線．(2)磁感線密集的地方磁場強，稀疏的地方磁場弱．(3)磁感線的切線方向為該點的磁場方向．(4)磁感線是為了形象地研究磁場而假想的曲線，實際磁場中不存在這樣的曲線．(5)任何兩條磁感線在空間中不相交或相切．

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知識解惑欄目鏈接例1關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列哪些是正確的(

)A．磁感線從磁體的N極出發(fā)到磁體的S極終止B．自由轉(zhuǎn)動的小磁針放在通電螺線管內(nèi)部，其N極指向螺線管的北極C．磁感線的方向就是磁場方向D．兩條磁感線的空隙處不存在磁場

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知識解惑欄目鏈接B變式遷移1．關(guān)于磁場和磁感線的描述，正確的說法有(

)A．磁極之間只有發(fā)生相互作用時才有磁場存在B．磁感線可以形象地表現(xiàn)磁場的強弱與方向C．磁感線總是從磁鐵的北極出發(fā)，到南極終止D．磁感線就是細鐵屑在磁鐵周圍排列出的曲線，沒有細鐵屑的地方就沒有磁感線

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知識解惑欄目鏈接B二、幾種常見的磁場1.條形磁鐵的磁感線和蹄形磁鐵的磁感線

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知識解惑欄目鏈接2．電流的磁場和安培定則(1)直線電流的磁場：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指跟電流的方向一致，那么彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向，如下圖所示．

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知識解惑欄目鏈接(2)環(huán)形電流(或通電螺線管)的磁場：用右手握住導(dǎo)線，讓右手彎曲的四指跟電流的環(huán)繞方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸上的磁感線方向(或通電螺線管的N極)，如下圖所示．

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知識解惑欄目鏈接3．勻強磁場(1)定義：磁感應(yīng)強度的大小處處相等，方向處處相同的磁場稱為勻強磁場．特點：勻強磁場中的磁感線是疏密相同、方向相同的平行直線；距離很近的兩個異名磁極之間的磁場和通電螺線管內(nèi)部的磁場(邊緣部分除外)，都可以認為是勻強磁場．

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知識解惑欄目鏈接三、安培分子電流假說1．安培的分子電流假說：安培認為原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部存在一種環(huán)形電流——分子電流，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為一個微小的磁體，分子的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極．安培的假說能夠解釋鐵棒的磁化與高溫去磁等磁現(xiàn)象．

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知識解惑欄目鏈接2．分子電流實際上是由原子內(nèi)電子運動形成的．所以，一切磁現(xiàn)象都是起源于運動電荷．注意：①安培提出分子電流假說時，人們還不知道物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，電子繞原子核高速旋轉(zhuǎn)，所以稱為假說，但現(xiàn)在我們知道分子電流假說是真理．②分子電流假說揭示了電和磁的本質(zhì)聯(lián)系．

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知識解惑欄目鏈接3．磁現(xiàn)象的本質(zhì)．安培的分子電流假說揭示了磁性的起源，它使我們認識到磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由電荷的運動產(chǎn)生的．

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知識解惑欄目鏈接四、磁通量研究電磁現(xiàn)象時，往往討論某一面積的磁感線數(shù)目的變化，這需引入新物理量——磁通量．1．磁通量的定義．設(shè)在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，有一個與磁場方向垂直的平面，面積為S，把B與S的乘積叫做穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通，用字母Φ表示．因為用磁感線形象地描述磁場，故也可用穿過某一面積的磁感線條數(shù)來表示磁通量．

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知識解惑欄目鏈接2．磁通量的計算．(1)公式：Φ＝BS.此式的適應(yīng)條件：①勻強磁場；②磁感線與平面垂直．

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知識解惑欄目鏈接(2)在勻強磁場B中，若磁感線與平面不垂直，公式Φ＝BS中的S應(yīng)為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積．如右圖所示，在水平方向的勻強磁場中，平面abcd與垂直于磁感線方向的平面的夾角為θ，則穿過面積abcd的磁通量應(yīng)為Φ＝B·Scosθ.Scosθ即為面積S的垂直于磁感線方向的投影，我們稱之為“有效面積”．

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知識解惑欄目鏈接若磁感線沿相反方向穿過同一平面，且正向磁感線條數(shù)為Φ1，反向磁感線條數(shù)為Φ2，則磁通量等于穿過平面的磁感線的凈條數(shù)(磁通量的代數(shù)和)，即Φ＝Φ1－Φ2.(3)磁通量的變化ΔΦ＝Φ2－Φ1，其數(shù)值等于初末狀態(tài)穿過某個平面磁通量的差值．(4)磁通量是標(biāo)量，它沒有方向，但有正負

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知識解惑欄目鏈接3．磁通量的單位．在國際單位中，磁通量的單位是韋伯，簡稱韋，符號是Wb1Wb＝1T·m2.磁通量是通過閉合線圈的磁感線的條數(shù)，它是標(biāo)量．但是磁通量也有“正、負”，磁通量的正、負號并不表示磁通量的方向，它的符號僅表示磁感線的貫穿方向．一般來說，如果磁感線從線圈的正向穿過線圈，線圈的磁通量就為“＋”；如果磁感線從線圈的反面穿過線圈，線圈的磁通量就為“－”．

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知識解惑欄目鏈接例3

將面積為0.5m2的單匝線圈放在磁感應(yīng)強度為2.0×102T的勻強磁場中，線圈平面垂直于磁場方向，如圖所示，那么穿過這個線圈的磁通量為(

)

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知識解惑欄目鏈接A．1.0×102WbB．1.0WbC．5×103WbD．5×102Wb解析：因為線圈匝數(shù)為單匝，且線圈平面垂直于磁場方向，由磁通量公式得：Φ＝BS＝2.0×102×0.5Wb＝1.0×102Wb，故A對，B、C、D錯．答案：A

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知識解惑欄目鏈接變式遷移3．