選修31第三章第3節(jié)幾種常見的磁場(chǎng)課件

3幾種常見的磁場(chǎng)

1．磁感線 (1)磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而假想出來的一組有________的曲線，曲線上每一點(diǎn)的切線方向都與該點(diǎn)的_______________方向一致．方向磁感應(yīng)強(qiáng)度

(2)磁感線的疏密反映磁場(chǎng)的______．磁感線越密的地方，表示磁場(chǎng)______；磁感線越疏的地方，表示磁場(chǎng)________．強(qiáng)弱越強(qiáng)越弱

2．幾種常見的磁場(chǎng) (1)通電直導(dǎo)線：右手握住導(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________環(huán)繞的方向． (2)通電環(huán)形導(dǎo)線和通電螺線管：讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線____________磁感線的方向或螺線管________磁感線的方向．電流方向磁感線軸線上內(nèi)部

3．安培分子電流假說 (1)分子電流假說：任何物質(zhì)的分子中都存在著一種環(huán)形電流——________，分子電流使每個(gè)物質(zhì)分子都成為一個(gè)微小的________，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)______． (2)________________________________，決定了物體對(duì)外是否顯磁性．分子電流磁體磁極分子電流的取向是否有規(guī)律

4．勻強(qiáng)磁場(chǎng) (1)定義：如果磁場(chǎng)的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的______、______處處相同，這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)叫____________． (2)特點(diǎn)：勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是間隔相同的__________． 5．磁通量：磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積，叫做穿過這個(gè)面的__________，即Φ＝________，單位是______，符號(hào)是______．強(qiáng)弱方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)平行直線磁通量BS韋伯Wb知識(shí)點(diǎn)1磁感線1．如圖3－3－1所示是一條磁感線，請(qǐng)畫出A、B、C三點(diǎn)的磁場(chǎng)方向．圖3－3－1兩結(jié)論均不正確．(1)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱只與磁感線的疏密有關(guān)，與磁感線的方向沒有關(guān)系，所以利用磁感線方向無法判定磁場(chǎng)強(qiáng)弱．

(2)磁感線是用來描述磁場(chǎng)的，而又不可能在存在磁場(chǎng)的區(qū)域內(nèi)全部畫磁感線，所以A處沒畫磁感線并不代表A處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零．

1．磁感線的定義：在磁場(chǎng)中畫一些有方向的曲線，曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同，這樣的曲線稱為磁感線．2．磁感線的物理意義

(1)磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向表示該位置的磁場(chǎng)方向，亦即小磁針在該位置N極的受力方向，或小磁針在該位置靜止時(shí)N極的指向．(2)磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．磁感線密集的地方磁場(chǎng)強(qiáng)，稀疏的地方磁場(chǎng)弱．3．磁感線的特點(diǎn)

(1)磁感線在磁體的外部都是從北極(N極)出來進(jìn)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)在穩(wěn)定的磁場(chǎng)中，某一點(diǎn)只有唯一確定的磁場(chǎng)方向，所以兩條磁感線不能相交．(3)磁感線是為了形象地研究磁場(chǎng)而人為假想的曲線，為形象、直觀、方便地研究磁場(chǎng)提供了依據(jù)．4．磁場(chǎng)的磁感線和靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線的關(guān)系(1)電場(chǎng)線是電場(chǎng)的形象描述，而磁感線是磁場(chǎng)的形象描述．(2)電場(chǎng)線不是閉合曲線，而磁感線是閉合曲線．

(3)電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)電場(chǎng)方向一致，磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致． (4)電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．【例1】關(guān)于磁感線，下列說法中正確的是()

A．兩條磁感線的空隙處一定不存在磁場(chǎng) B．磁感線總是從N極到S極 C．磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致 D．兩個(gè)磁場(chǎng)疊加的區(qū)域，磁感線就可能相交

解析：磁感線是為了形象描述磁場(chǎng)而假設(shè)的一組有方向的曲線，曲線上的每一點(diǎn)的切線方向表示磁場(chǎng)方向，曲線疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，所以C正確，A不正確．在磁鐵外部磁感線從N極到S極，內(nèi)部從S極到N極，磁感線不相交，所以B、D不正確．

答案：C【觸類旁通】1．關(guān)于磁感線的性質(zhì)和概念．下列說法正確的是()

A．放入磁場(chǎng)中的小磁針受力的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向 B．鐵屑在磁場(chǎng)中的分布曲線就是磁感線 C．磁感線不可能是閉合曲線 D．磁感線上每一點(diǎn)的切線方向就是放入該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)N極的指向解析：磁感線上每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，即放入該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)N極的指向或小磁針N極受力的方向，A錯(cuò)D對(duì)．磁感線是假想曲線，B錯(cuò)．磁感線為閉合曲線，在磁體的內(nèi)部磁感線則由S極指向N極，C錯(cuò)．

答案:D知識(shí)點(diǎn)2幾種常見的磁場(chǎng)通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)、環(huán)形電流的磁場(chǎng)和通電螺線管的磁場(chǎng)，磁感線的方向都可以用__________判定．安培定則

(1)右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，__________所指的方向就是________環(huán)繞的方向，如圖3－3－3甲所示．彎曲的四指磁感線

(2)讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線____________磁感線的方向，如圖乙所示．軸線上

(3)右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向與電流方向一致，拇指所指的方向就是螺線管______磁感線的方向，或拇內(nèi)部指指向螺線管N的極，如圖丙所示． 圖3－3－3幾種常見磁場(chǎng)的分布(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)(如圖3－3－4所示)．圖3－3－4(2)三種電流的磁場(chǎng).注意：圖中的“×”號(hào)表示磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，“·”號(hào)表示磁場(chǎng)方向垂直紙面向外．

【例2】如圖3－3－5所示，a、b、c三枚小磁針分別在通電螺線管的正上方、管內(nèi)和右側(cè)，當(dāng)這些小磁針靜止時(shí)，小磁針N極的指向是()A．a(chǎn)、b、c均向左B．a(chǎn)、b、c均向右C．a(chǎn)向左，b向右，c向右D．a(chǎn)向右，b向左c向右 圖3－3－5

解析：由右手定則可判斷出螺線管磁場(chǎng)左邊是S極，右邊是N極，螺線管內(nèi)部的磁感線和條形磁鐵相似，是由S極到N極的，向右，所以放置其中的小磁針N極必然是指向磁場(chǎng)方向，即螺線管的北極．故C正確．答案：C

【觸類旁通】 2．(雙選)如圖3－3－6所示，一束帶電粒子沿水平方向的虛線飛過小磁針上方，并與小磁針方向平行，能使小磁針N極轉(zhuǎn)向讀者，那么這束帶電粒子可能是()A．向右飛的正離子B．向左飛的負(fù)離子C．向右飛的負(fù)離子D．向左飛的正離子 圖3－3－6

解析：帶電粒子沿水平方向虛線飛過小磁針上方，并與小磁針方向平行，能使小磁針N極轉(zhuǎn)向讀者．可知電流的磁場(chǎng)在小磁針?biāo)谔幨谴怪庇诩埫嬷赶蜃x者的．依據(jù)右手安培定則可得，電流的方向水平向左．因此，如果這束帶電粒子是正離子，則向左飛行；如果是負(fù)離子則向右飛行．答案：CD

知識(shí)點(diǎn)3安培分子電流假說 1．根據(jù)安培分子電流假說，磁鐵在高溫下或受到猛烈敲擊時(shí)會(huì)失去磁性，是因?yàn)樵谕饨鐧C(jī)械作用下分子電流取向由________變得________；而一根軟鐵棒在磁場(chǎng)中能被磁化，是因?yàn)楫?dāng)軟鐵棒受到外界磁場(chǎng)的作用時(shí)，各分子電流取向由________變得________，兩端對(duì)外界顯示較強(qiáng)的磁作用，形成磁極，軟鐵棒就被磁化了．有規(guī)則無規(guī)則無規(guī)則有規(guī)則

2．如圖3－3－7將一條形磁鐵從中間切斷分成兩半，則左邊部分為單個(gè)磁極S極，右邊部分為單個(gè)磁極N極，對(duì)嗎？圖3－3－7

答：不對(duì)；根據(jù)分子電流假設(shè)，各分子電流取向有規(guī)則，切斷分成兩半取向不變，故兩部分依然是左端是S極，右端是N極．1．安培分子電流假說

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——分子電流．分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極．2．安培假說對(duì)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(shí)，內(nèi)部各分子電流的取向雜亂無章，它們的磁場(chǎng)互相抵消，對(duì)外不顯磁性，當(dāng)軟鐵棒受到外界磁場(chǎng)的作用時(shí)，各分子電流取向變得大致相同，兩端顯示較強(qiáng)的磁作用，形成磁極，軟鐵棒就被磁化了． (2)磁體的消磁：磁體在高溫或猛烈敲擊，即在激烈的熱運(yùn)動(dòng)或機(jī)械運(yùn)動(dòng)影響下，分子電流取向又變得雜亂無章，磁體磁性消失．3．意義

(1)安培提出分子電流假說時(shí)，人們還不知道物質(zhì)內(nèi)部電子繞原子核高速旋轉(zhuǎn)這一微觀結(jié)構(gòu)，所以稱為假說，但現(xiàn)在我們知道分子電流假說是正確的．

(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)象都是由運(yùn)動(dòng)的電荷產(chǎn)生的．即磁鐵的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣，都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的．【例3】一根軟鐵棒被磁化是因?yàn)?)

A．軟鐵棒中產(chǎn)生了分子電流 B．軟鐵棒中分子電流取向雜亂無章 C．軟鐵棒中分子電流消失 D．軟鐵棒中分子電流取向變得大致相同

解析：軟鐵棒中分子電流是一直存在的，并不因?yàn)橥饨绲挠绊懚a(chǎn)生或消失，故A、C錯(cuò)．根據(jù)磁化過程實(shí)質(zhì)知D正確．

答案：D【觸類旁通】3．磁鐵在高溫下或者受到敲擊時(shí)會(huì)失去磁性，根據(jù)安培的分子電流假說，其原因是()CA．分子電流消失B．分子電流的取向變得大致相同C．分子電流的取向變得雜亂D．分子電流的強(qiáng)度減弱知識(shí)點(diǎn)4勻強(qiáng)磁場(chǎng)、磁通量1．勻強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)弱方向

(1)定義：如果磁場(chǎng)的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的______、________處處相同，這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)． (2)結(jié)合圖3－3－8觀察勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線有何特點(diǎn)？ 圖3－3－8

勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是一些間隔相同的平行直線．2．磁通量垂直乘積

(1)定義：設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)面積為S且與磁場(chǎng)方向________的平面，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S的________，叫做穿過這個(gè)平面的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通．(2)磁通量的計(jì)算：①如圖3－3－9甲所示，當(dāng)平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，Φ＝________.BSBScosθ

②如圖乙所示，當(dāng)平面與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，Φ＝BS⊥＝______________. 圖3－3－9(3)單位：在國際單位制中，磁通量的單位是______，簡(jiǎn)稱______，符號(hào)是______.1Wb＝1T·m2.韋伯韋Wb

(4)磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)，如何理解磁通量的正負(fù)？

磁通量的正負(fù)表示磁感線穿過面積的方向與規(guī)定的正方向是相同還是相反，相同時(shí)為正，相反時(shí)為負(fù)．1．勻強(qiáng)磁場(chǎng)(1)產(chǎn)生方法：①距離很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場(chǎng)(除邊緣部分外)．②通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)(除邊緣部分外)．③相隔一定距離的兩個(gè)平行放置的線圈通電時(shí)，其中間區(qū)域的磁場(chǎng)．(2)磁感線的特點(diǎn)：勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是一些間隔相等的平行直線．2．磁通量(1)公式Φ＝BS的適用條件：①勻強(qiáng)磁場(chǎng)．②平面與磁場(chǎng)方向垂直．注意：若平面與磁場(chǎng)方向不垂直，則Φ＝BS⊥＝BScosθ，S⊥為面積S在垂直于磁場(chǎng)方向的投影面積，S⊥＝Scosθ.

(2)磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)，當(dāng)磁感線穿過面積的方向與規(guī)定的正方向相同時(shí)，磁通量為正值；反之為負(fù)值．

【例4】如圖3－3－10所示，一矩形線框，從abcd位置移動(dòng)到a′b′c′d′位置的過程中(中間為直導(dǎo)線)，關(guān)于穿過線框的磁通量情況，下列敘述正確的是(線框平行于紙面移動(dòng))(

)A．一直增加B．一直減少C．先增加后減少圖3－3－10

D．先增加，再減少直到零，然后再增加，然后再減少

解析：由安培定則可知直導(dǎo)線左邊磁場(chǎng)向外，右邊磁場(chǎng)向里且靠近導(dǎo)線的磁場(chǎng)強(qiáng)，故線圈到達(dá)導(dǎo)線之前磁通量增加，bc邊越過導(dǎo)線到跨過一半的過程中線圈磁通量減少直到為零．之后線圈磁通量增加，全部越過導(dǎo)線后穿過線圈的磁通量減少．可得出結(jié)論，整個(gè)過程中穿過線圈的磁通量先增加，再減少直到零，然后再增加，然后再減少，故D正確．