1-1 第三節(jié) 認識磁場

1、目標導航目標導航 1.知道磁場的概念，認識磁場是客觀存在的物質知道磁場的概念，認識磁場是客觀存在的物質 2理解掌握磁感線的概念及常見磁場磁感線的分布理解掌握磁感線的概念及常見磁場磁感線的分布 3掌握磁感應強度、磁通量的概念，并知道什么是勻強磁場掌握磁感應強度、磁通量的概念，并知道什么是勻強磁場 4通過觀察演示實驗，培養(yǎng)觀察分析能力和空間想象力通過觀察演示實驗，培養(yǎng)觀察分析能力和空間想象力 5掌握常見磁場磁感線的分布情況掌握常見磁場磁感線的分布情況(重點和難點重點和難點) 6磁感應強度、磁通量的概念及勻強磁場的磁感線分布磁感應強度、磁通量的概念及勻強磁場的磁感線分布(重重 點和難點點和難點) 第

2、三節(jié)認識磁場第三節(jié)認識磁場 磁性磁性天然磁石能吸引鐵質物體的性質天然磁石能吸引鐵質物體的性質 磁體磁體具有具有 的物體，如條形磁鐵的物體，如條形磁鐵 磁極磁極磁體上磁性磁體上磁性 的區(qū)域，有的區(qū)域，有S極、極、N極極 磁性磁性 最強最強 排斥排斥 吸引吸引 指南針指南針(司南司南) 地理南極地理南極 地理北極地理北極 地磁場地磁場 基礎知識回顧 1指南針的應用證明地磁場的存在 2地磁體：地球是一個大磁體，地球磁體的N極(北 極)位于地理南極附近，地球磁體的S極(南極)位于地理北極 附近，但地磁極與地理極并不重合 3地磁場：地球由于本身具有磁性而在周圍形成的 磁場叫地磁場，地磁場很弱 4磁偏角：

3、小磁針的指向與正南北方向之間的夾角 叫磁偏角 地磁場地磁場 5雖然地磁兩極與地理兩極并不重合，但它們的 位置相對來說差別不是很大因此，一般我們認為： (1)地理南極正上方磁場方向豎直向上，地理北極 正上方磁場方向豎直向下 (2)在赤道正上方，地磁場方向水平向北 (3)在南半球，地磁場方向指向北上方；在北半球， 地磁場方向指向北下方 一、 磁場 所有與磁現象有關的相互作用，都是通過磁場發(fā)生 的，可與電荷間的相互作用相類比 1定義：磁體或電流周圍存在著一種特殊物質， 能夠傳遞磁體與磁體之間、磁體和電流之間、電流和電 流之間的相互作用，這種特殊的物質叫磁場 2磁場的基本性質：對放入其中的磁極或電流產

4、生 力的作用 3磁場的產生： (1)永磁體周圍存在磁場； (2)電流周圍存在磁場電流的磁效應 4磁場的方向 在磁場中的任一點，小磁針北極受力的方向規(guī)定為 該點的磁場方向 5電流之間的相互作用：同向電流互相吸引；反向 電流互相排斥 牛刀小試牛刀小試 1 1磁場的基本性質：磁場的基本性質：_._. 2 2磁場的方向磁場的方向 (1)(1)規(guī)定：規(guī)定：_ _ _._. (2)磁場方向的判定：磁場方向的判定： _ _. 在磁場中的任一點，小磁針北極（在磁場中的任一點，小磁針北極（ N極）受力方向極）受力方向 小磁針靜止時北極（小磁針靜止時北極（ N極）所指的方向極）所指的方向 對放入其中的磁極或電流有

5、力的作用對放入其中的磁極或電流有力的作用 想一想想一想 1磁場是人們假想的嗎？我們無法看到磁場，可以通過什磁場是人們假想的嗎？我們無法看到磁場，可以通過什 么感知它的存在？么感知它的存在？ 提示：提示：(1)磁場是一種客觀存在的物質，不是人們假想的磁場是一種客觀存在的物質，不是人們假想的 (2)雖然我們看不到磁場，但可以通過很多磁現象感知它的存雖然我們看不到磁場，但可以通過很多磁現象感知它的存 在在 二、磁場的描述二、磁場的描述 1磁感線磁感線 (1)定義：在磁場中畫出的一些有方向的曲線定義：在磁場中畫出的一些有方向的曲線, 曲線上任意一點的曲線上任意一點的_與這點上的磁與這點上的磁 場方向一

6、致場方向一致 (2)特點：磁感線的疏密程度表示特點：磁感線的疏密程度表示_， 磁場強的地方磁感線密，磁場弱的地方磁場強的地方磁感線密，磁場弱的地方 _ 切線方向切線方向 磁場強弱磁場強弱磁感線疏磁感線疏 注：磁場的分布注：磁場的分布 磁場的分布是立體空間的，要熟練掌握常見磁場的立體圖和磁場的分布是立體空間的，要熟練掌握常見磁場的立體圖和 截面圖的畫法，截面圖的畫法， 條形磁鐵、同名磁極間、異名磁極間磁感線分布情況如圖條形磁鐵、同名磁極間、異名磁極間磁感線分布情況如圖 所示所示 2磁感線的六大特征磁感線的六大特征 (1)(1)磁感線在磁體的外部都是從北極磁感線在磁體的外部都是從北極(N(N極極)

7、 )出來進入出來進入 南極南極(S(S極極) )，在磁體的內部則是由南極通向北極形成一，在磁體的內部則是由南極通向北極形成一 條閉合曲線條閉合曲線 (2)(2)磁感線密集的地方磁場強，稀疏的地方磁場磁感線密集的地方磁場強，稀疏的地方磁場 弱弱 (3)(3)磁感線的切線方向為該點的磁場方向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描述磁場而人為假想的曲線，為形磁感線是為了形象地描述磁場而人為假想的曲線，為形 象、直觀、方便地描述磁場提供了依據象、直觀、方便地描述磁場提供了依據 (5)磁感線在空間不能相交，若有兩條磁感線相交，據磁感磁感線在空間不能相交，若有兩條磁感線相交，據磁感

8、線定義，在交點處就有兩個方向，這與事實不符線定義，在交點處就有兩個方向，這與事實不符 (6)沒有磁感線的地方，并不表示就沒有磁場存在，通過磁沒有磁感線的地方，并不表示就沒有磁場存在，通過磁 場中的任一點總能而且只能畫出一條磁感線場中的任一點總能而且只能畫出一條磁感線 3磁感線與電場線的比較 磁感線 電場線 形象化表示磁場的方法 形象化表示電場的方法 線上各點的切線方向即該點 的磁場方向 線上各點的切線方向即該 點的電場方向 線的疏密反映磁場的強弱 線的疏密反映電場的強弱 磁感線是閉合曲線，但不相 交 電場線不閉合，也不相交 1 1磁感線上每一點的磁感線上每一點的_方向跟該點磁場方向相同方向跟該

9、點磁場方向相同 2 2磁感線在磁體外部從磁感線在磁體外部從_極指向極指向_極，在內部從極，在內部從 _指向指向_ 3 3磁感線是磁感線是_曲線，且任意兩條磁感線曲線，且任意兩條磁感線_(_(選填選填 “能能”或或“不能不能”) )相交相交 4 4磁感線的疏密表示磁感線的疏密表示_磁感線越密的地方，磁磁感線越密的地方，磁 場場_；磁感線越稀的地方，磁場；磁感線越稀的地方，磁場_ 5磁感線是一些磁感線是一些_(選填選填“真實真實”或或“假想假想”)的曲線的曲線 (沒有畫到的地方并非無磁場沒有畫到的地方并非無磁場) 切線切線 北北南南 南極南極 北極北極 閉合閉合不能不能 磁場強弱磁場強弱 越強越強

10、越弱越弱 假想假想 牛刀小試牛刀小試 1.(單選單選)關于磁感線，下列說法中正確的是關于磁感線，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兩條磁感線的空隙處一定不存在磁場 B磁感線總是從磁感線總是從N極到極到S極極 C磁感線上任意一點的切線方向都跟該點的磁場方向一磁感線上任意一點的切線方向都跟該點的磁場方向一 致致 D兩個磁場疊加的區(qū)域，磁感線就可能相交兩個磁場疊加的區(qū)域，磁感線就可能相交 即時應用即時應用 解析：選解析：選C.磁感線是為了形象描繪磁場而假設的一組有方磁感線是為了形象描繪磁場而假設的一組有方 向的曲線，曲線上的任一點的切線方向表示磁場方向，曲向的曲線，曲線上的

11、任一點的切線方向表示磁場方向，曲 線疏密表示磁場的強弱，所以線疏密表示磁場的強弱，所以C正確，正確，A不正確在磁鐵不正確在磁鐵 外部磁感線從外部磁感線從N極到極到S極，內部從極，內部從S極到極到N極，磁感線不相極，磁感線不相 交，所以交，所以B、D不正確不正確 例例1 1( (單選單選) )一個磁場的磁感線如下圖所示，一個小磁一個磁場的磁感線如下圖所示，一個小磁 針被放入磁場中，則小磁針將針被放入磁場中，則小磁針將( () ) A A向右移動向右移動 B B向左移動向左移動 C C順時針轉動順時針轉動 D D逆時針轉動逆時針轉動 解析：解析：小磁針北極所指的方向是磁場的方向，所以小磁針北極所指

12、的方向是磁場的方向，所以N N 極應指向右，即小磁針順時針轉動，極應指向右，即小磁針順時針轉動，C C正確正確 答案：答案：C C 例例2 2( (多選多選) )如圖所示為一磁場的磁感線分布情況，則下列判如圖所示為一磁場的磁感線分布情況，則下列判 斷正確的是斷正確的是( () ) A Aa a點的磁場比點的磁場比b b的磁場較強的磁場較強 B Bb b點的磁場比點的磁場比a a的磁場較強的磁場較強 C Ca a與與b b磁場方向相同磁場方向相同 D Da a與與b b磁場方向不同磁場方向不同 解析：解析：磁感線的疏密表示磁場的強弱，磁感線的疏密表示磁場的強弱，A A對對B B錯；錯； 磁感線的

13、切線方向表示磁場的方向，磁感線的切線方向表示磁場的方向，abab兩點的切線方兩點的切線方 向不同，故向不同，故abab兩點的磁場方向不同，兩點的磁場方向不同，D D對對C C錯錯 答案：答案：ADAD 小結：小結：磁感線能形象地反映磁場的強弱和方向，所磁感線能形象地反映磁場的強弱和方向，所 以，直接從給出的磁感線即可判斷磁場的強弱和方向以，直接從給出的磁感線即可判斷磁場的強弱和方向. 3磁感應強度磁感應強度 (1)磁感應強度：描述磁場磁感應強度：描述磁場_和和_的的 物理量，它的符號是物理量，它的符號是_，單位是，單位是_， 符號是符號是_. (2)物理意義：在磁場中任意一點處，磁感應物理意義

14、：在磁場中任意一點處，磁感應 強度的大小代表在這點上磁場的強度的大小代表在這點上磁場的_，磁，磁 感應強度的方向就是這點上的感應強度的方向就是這點上的_方向方向 (3)定義式：BF/IL. 強弱強弱方向方向 B 特斯拉特斯拉 T 強弱強弱 磁場磁場 磁感應強度磁感應強度B是一個矢量，它既有大小，又有方向它的大小是一個矢量，它既有大小，又有方向它的大小 表示磁場的強弱，方向就是該點磁場的方向磁感線越密的地表示磁場的強弱，方向就是該點磁場的方向磁感線越密的地 方，磁感應強度方，磁感應強度B越大；磁感線越稀疏的地方，磁感應強度越大；磁感線越稀疏的地方，磁感應強度B越越 小小 2.(雙選雙選)有關磁感

15、應強度有關磁感應強度B的方向，下列說法正確的是的方向，下列說法正確的是() AB的方向就是小磁針的方向就是小磁針N極所指的方向極所指的方向 BB的方向與小磁針在磁場中的方向與小磁針在磁場中N極的受力方向一致極的受力方向一致 CB的方向就是通電導體的受力方向的方向就是通電導體的受力方向 DB的方向就是該處磁場的方向的方向就是該處磁場的方向 即時應用即時應用 解析：選解析：選BD.B的方向與小磁針的方向與小磁針N極的受力方向、小磁針靜止時極的受力方向、小磁針靜止時 N極所指的方向一致，且磁感應強度極所指的方向一致，且磁感應強度B的方向即為磁場的方的方向即為磁場的方 向向 例例3 3( (多選多選)

16、 )下列關于磁感應強度方向的說法中，正確的是下列關于磁感應強度方向的說法中，正確的是( ( ) ) A A磁感線上某點的切線方向就是該點磁感應強度的方向磁感線上某點的切線方向就是該點磁感應強度的方向 B B某處磁感應強度的方向就是該處小磁針靜止時北極所指某處磁感應強度的方向就是該處小磁針靜止時北極所指 的方向的方向 C C磁感應強度是個標量，沒有方向磁感應強度是個標量，沒有方向 D某處磁感應強度的方向就是該處磁場方向某處磁感應強度的方向就是該處磁場方向 解析：解析：磁感應強度既有大小又有方向，是矢量，故磁感應強度既有大小又有方向，是矢量，故C C錯；錯； 磁感應強度的大小代表該點磁場的強弱，磁

17、感應強度的方磁感應強度的大小代表該點磁場的強弱，磁感應強度的方 向就是該點磁場的方向，而磁場的方向就是該處小磁針靜向就是該點磁場的方向，而磁場的方向就是該處小磁針靜 止時北極所指的方向或者小磁針北極的受力方向，故止時北極所指的方向或者小磁針北極的受力方向，故B B、D D 對；磁感線上每一點的切線方向表示該點的磁場方向，故對；磁感線上每一點的切線方向表示該點的磁場方向，故A A 對對 答案：答案：ABD 三、勻強磁場三、勻強磁場 1勻強磁場勻強磁場 (1)定義：如果在磁場的某一區(qū)域內，磁感應定義：如果在磁場的某一區(qū)域內，磁感應 強度的強度的_和和_處處處處_，這個區(qū)域，這個區(qū)域 的磁場稱為勻強

18、磁場的磁場稱為勻強磁場 (2)磁感線：是一組方向一致的磁感線：是一組方向一致的_平平 行線行線 大小大小方向方向相同相同 等間距等間距 (3)近似勻強磁場：近似勻強磁場： 距離很近的兩個距離很近的兩個_磁極間的磁場；磁極間的磁場； 除邊緣部分外，通電長螺線管除邊緣部分外，通電長螺線管_的磁的磁 場場 2磁通量磁通量 (1)定義：在勻強磁場中有一個與磁場方向垂定義：在勻強磁場中有一個與磁場方向垂 直的平面，磁感應強度直的平面，磁感應強度B與面積與面積S的的_叫叫 做穿過這個面積的磁通量，用做穿過這個面積的磁通量，用表示如圖所表示如圖所 示示 平行異名平行異名 內部內部 乘積乘積 (2)單位：單位

19、：_，簡稱，簡稱_，符號，符號_. 韋伯韋伯韋韋Wb 注意：磁通量是_，但有正，負；當磁感 線從某一平面穿入時，若規(guī)定為正值，則磁感線從另 一面穿入時，為負值 磁通量是表示穿過某平面的_， 在今后的應用中往往會根據穿過平面的凈磁感線條數的 多少來定性判斷穿過該面的的大小 答案：標量磁感線的條數的多少 1另一種定義法：設在勻強磁場中有一個與磁感線方向垂另一種定義法：設在勻強磁場中有一個與磁感線方向垂 直的平面，如圖所示，若穿過該平面的磁感線有直的平面，如圖所示，若穿過該平面的磁感線有條我們條我們 就稱穿過這個平面的磁通量為就稱穿過這個平面的磁通量為，即垂直穿過某一面的磁感即垂直穿過某一面的磁感

20、線的條數線的條數稱為該面的磁通量因為用磁感線可以形象地描稱為該面的磁通量因為用磁感線可以形象地描 述磁場，故也可以用垂直穿過某一面積的磁感線條數表示述磁場，故也可以用垂直穿過某一面積的磁感線條數表示 磁通量磁通量 2說明說明 磁通量是標量磁通量是標量 磁感應強度大，磁通量不一定大；磁通量大，磁感應強度磁感應強度大，磁通量不一定大；磁通量大，磁感應強度 不一定大不一定大 通過某一面的磁通量大通過某一面的磁通量大(小小)，磁感應強度不一定大，反之亦，磁感應強度不一定大，反之亦 然然 通過某一面的磁通量為零，該處的磁感應強度不一定為零；通過某一面的磁通量為零，該處的磁感應強度不一定為零； 但磁感應強

21、度為零，磁通量一定為零但磁感應強度為零，磁通量一定為零 3(單選單選)如圖所示，虛線框內有勻強磁場，如圖所示，虛線框內有勻強磁場，1和和2為垂直磁為垂直磁 場方向放置的兩個圓環(huán)，分別用場方向放置的兩個圓環(huán)，分別用1和和2表示穿過兩環(huán)的磁表示穿過兩環(huán)的磁 通量，則有通量，則有() A12 B12 C12 D無法判斷無法判斷 即時應用即時應用 解析：選解析：選B.磁通量的實質是穿過某一面積的磁通量的實質是穿過某一面積的 磁感線的條數，由圖知兩磁場區(qū)的有效面積磁感線的條數，由圖知兩磁場區(qū)的有效面積 相等，則必有相等，則必有12，故選項，故選項B正確正確 例例1 (單選單選)關于磁場和磁感線，下列說法

22、正確的是關于磁場和磁感線，下列說法正確的是() A磁鐵是磁場的唯一來源磁鐵是磁場的唯一來源 B磁感線是從磁體的北極出發(fā)而到南極終止磁感線是從磁體的北極出發(fā)而到南極終止 C自由轉動的小磁針放在通電螺線管內部自由轉動的小磁針放在通電螺線管內部,其其N極指向通電螺極指向通電螺 線管磁場的北極線管磁場的北極 D兩磁感線空隙處不存在磁場兩磁感線空隙處不存在磁場 磁鐵周圍存在磁場，電流周圍也存在磁場，磁鐵周圍存在磁場，電流周圍也存在磁場，A項錯誤；磁項錯誤；磁 感線是閉合曲線，磁體外部磁場的磁感線是從北極發(fā)出指感線是閉合曲線，磁體外部磁場的磁感線是從北極發(fā)出指 向南極，內部磁場的磁感線是從南極發(fā)出指向北極

23、，向南極，內部磁場的磁感線是從南極發(fā)出指向北極，B項項 錯誤；通電螺線管內部磁場的方向是從南極指向北極，故錯誤；通電螺線管內部磁場的方向是從南極指向北極，故 當小磁針靜止在通電螺線管內部時，小磁針當小磁針靜止在通電螺線管內部時，小磁針N極所指的方極所指的方 向應跟它內部的磁場方向相同，向應跟它內部的磁場方向相同， 【精講精析】【精講精析】本題的關鍵是要知道磁場的產生和磁感線本題的關鍵是要知道磁場的產生和磁感線 的性質及通電螺線管內部的磁感線方向的性質及通電螺線管內部的磁感線方向 即小磁針即小磁針N極指向通電螺線管的北極，極指向通電螺線管的北極，C項正確；磁感線項正確；磁感線 是為了形象地描述磁

24、場假想出來的，磁感線的疏密程度表是為了形象地描述磁場假想出來的，磁感線的疏密程度表 示磁場的強弱，故兩磁感線間的空隙處也存在磁場，示磁場的強弱，故兩磁感線間的空隙處也存在磁場，D項項 錯誤錯誤 【答案】【答案】C (單選單選)關于磁通量，下列說法中正確的是關于磁通量，下列說法中正確的是() A磁通量不僅有大小而且有方向，所以是矢量磁通量不僅有大小而且有方向，所以是矢量 B磁通量越大，磁感應強度越大磁通量越大，磁感應強度越大 C過某一平面的磁通量為零，該處磁感應強度不一定為零過某一平面的磁通量為零，該處磁感應強度不一定為零 D磁通量就是磁感應強度磁通量就是磁感應強度 例例2 【精講精析】【精講精

25、析】磁通量是標量，沒有方磁通量是標量，沒有方 向，故向，故A不對；由不對；由BS知知是由是由B和和S 兩個因素決定的，兩個因素決定的，大，有可能是由于大，有可能是由于S 較大造成的所以，磁通量越大，磁感較大造成的所以，磁通量越大，磁感 應強度越大是錯誤的；應強度越大是錯誤的； 【思路點撥】【思路點撥】磁通量磁通量是由磁感應強度是由磁感應強度B和垂直于磁感應和垂直于磁感應 強度強度B方向上線圈的面積方向上線圈的面積S共同決定，共同決定，沒有方向是標量沒有方向是標量 由由BS 知，當線圈平面與磁場平行時， 知，當線圈平面與磁場平行時， S 0，0，但磁感應強度，但磁感應強度B不為零，故不為零，故

26、C對；對； 磁通量和磁感應強度是兩個不同的物理量，磁通量和磁感應強度是兩個不同的物理量， 故故D不對不對 【答案】【答案】C 地球上某處地磁場的磁感應強度地球上某處地磁場的磁感應強度B在豎直方向上的分量為在豎直方向上的分量為B0 0.5410 4 T，求通過在水平面上面積為 ，求通過在水平面上面積為2.0 m2線圈的磁線圈的磁 通量通量. 變式訓練變式訓練 解析：由磁通量的定義得解析：由磁通量的定義得 B0S0.5410 4 2.0 Wb1.0810 4 Wb. 答案：答案：1.0810 4 Wb 對象對象 內容內容電場電場磁場磁場 產生產生 電荷周圍存在電場電荷周圍存在電場運動電荷產生磁場運動電荷產生磁場 描描 述述 物物 理理 量量 性質性質 電場強度是反映電場力的電場強度是反映電場力的 性質的物理量性質的物理量 磁感應強度是反映磁場力的磁感應強度是反映磁場力的 性質的物理量性質的物理量 方向方向 規(guī)定：正電荷在電場中的規(guī)定：正電荷在電場中的 受力方向為該點的電場方受力方向為該點的電場方 向向 規(guī)定：小磁針規(guī)定：小磁針N極在磁場中的極在磁場中的 受力方向為該點的磁場