131磁場 磁感線學(xué)案

1、第十三章第1節(jié) 磁場 磁感線【學(xué)習(xí)目標(biāo)】了解磁現(xiàn)象。了解電和磁的聯(lián)系，了解電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)過程。體會(huì)奧斯特發(fā) 現(xiàn)的重要意義，體會(huì)探索自然奧秘的艱難與克服困難帶來的成就感。知道磁場的基本特性。知道磁感線，知道幾種常見磁場磁感線的空間分布情況。 體會(huì)如何使用形象化的手段描述物理現(xiàn)象。會(huì)應(yīng)用安培定則判斷通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向。了解安培分子電流假說?！菊n前預(yù)習(xí)】一、電和磁的聯(lián)系I1 .磁極：自然界中的磁體總是存在兩個(gè)磁極。磁極間的作用：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引電流的磁效應(yīng)奧斯特實(shí)驗(yàn)：通電導(dǎo)線放在小磁針上方，使小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電流可以產(chǎn)生磁場發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)二、磁場1.

2、定義：磁體與磁體之間，磁體與通電導(dǎo)體之間，以及通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用，都是通過磁場發(fā)生的?；拘再|(zhì)：對(duì)放入其中的磁體或電流有力的作用。三、磁感線磁場的方向規(guī)定：小磁針靜止時(shí)N極所指的方向。磁感線：用來形象地描述磁場的曲線，曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)磁場 的方向一致。3.常見永磁體的磁場蹄形磁鐵磁感線特點(diǎn)：為形象描述磁場而引入的假想曲線，實(shí)際并不存在；磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱磁感線在磁體外部從N極指向S極，磁體內(nèi)部從S極指向N極;磁感線閉合而不相交，不相切，也不中斷。磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場方向。四、安培定則直線電流的磁場：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方

3、向一致， 彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向。環(huán)形電流的磁場：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)線軸線上磁場的方向。通電螺線管的磁場：右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟螺線管電流 方向一致，拇指所指的方向就是螺線管軸線上磁場的方向，或拇指指向螺線管的N極安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖環(huán)內(nèi)磁感線條數(shù)與環(huán)外相等，磁感線越向外越稀疏，故環(huán)內(nèi)磁場比環(huán)外強(qiáng)通 電 螺 線 管內(nèi)部為勻強(qiáng)磁場且比外部強(qiáng)，方向由S極指向N極;外部類似條形磁鐵，由N極指向S極五、安培分子電流假說1.分子電流假說：安培認(rèn)為，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，即分子電

4、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.分子電流假說意義：能夠解釋磁化以及退磁現(xiàn)象，解釋磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，即磁 體的磁場和電流的磁場一樣，都是由運(yùn)動(dòng)的電荷產(chǎn)生的。&斗 G G o* qIO O O 0* O Q O /（1）天然磁體和人造磁體都能吸引鐵質(zhì)物體。（2）磁場看不見、摸不著，因此磁場是人們假想的，實(shí)際并不存在。（x） TOC o 1-5 h z （3）在磁場中，小磁針S極的受力方向就是該點(diǎn)磁場方向。（x）（4）用磁感線描述磁場時(shí)，沒有磁感線的地方就沒有磁場。（x）（5）磁感線可以用細(xì)鐵屑來顯示，因而是真實(shí)存在的。（x）【學(xué)習(xí)過程】任務(wù)一：對(duì)磁場的理解例1

5、（多選）關(guān)于磁鐵、電流間的相互作用，下列說法正確的是（）甲圖中，電流不產(chǎn)生磁場，電流對(duì)小磁針力的作用是通過小磁針的磁場發(fā)生的乙圖中，磁體對(duì)通電導(dǎo)線的力是通過磁體的磁場發(fā)生的丙圖中電流間的相互作用是通過電流的磁場發(fā)生的丙圖中電流間的相互作用是通過電荷的電場發(fā)生的思路點(diǎn)撥：（1）磁體和電流的周圍都存在磁場。（2）磁場對(duì)放入其中的磁體或電流有力的作用。BC甲圖中，電流對(duì)小磁針力的作用是通過電流的磁場發(fā)生的；乙圖中，磁體對(duì)通電導(dǎo)線力的作用是通過磁體的磁場發(fā)生的；丙圖中，電流對(duì)另一個(gè)電流力的作用 是通過該電流的磁場發(fā)生的。綜上所述，選項(xiàng)B、C正確。變式訓(xùn)練1-1（多選）關(guān)于磁場，下列說法正確的是（）磁場

6、的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體和電流有力的作用磁場看不見、摸不著，實(shí)際不存在，是人們假想出來的一種物質(zhì)磁場是客觀存在的一種特殊的物質(zhì)形態(tài)磁場的存在與否取決于人的思想，想其有則有，想其無則無AC 磁場的定義：磁體或電流周圍存在一種特殊物質(zhì)，可以對(duì)其中的磁體和電流 有力的作用，這種特殊物質(zhì)為磁場，故選項(xiàng)A、C正確。任務(wù)二：對(duì)磁感線的理解例2（多選）磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，G、b、c、d、e是磁場中的5個(gè)點(diǎn)， 其中c、d兩點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱，下列說法正確的是（）這5個(gè)位置中，e點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大g點(diǎn)沒有磁感線穿過，所以g點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零c、d兩點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱，所以c、d兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同b、

7、e兩點(diǎn)在同一直線上，所以b、e兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同解析從磁感線分布情況看，e點(diǎn)位置的磁感線分布最密集，磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，A 正確；g處磁感線相對(duì)其他位置比較稀疏，g處磁感應(yīng)強(qiáng)度較小，但并不是零，B錯(cuò)誤; 在c、d兩點(diǎn)的切線方向表示c、d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，所以c、d兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方 向并不相同，C錯(cuò)誤；b、e兩點(diǎn)的切線在同一直線上，所以D正確.變式訓(xùn)練2-1 一個(gè)磁場的磁感線如圖所示，一個(gè)小磁針被放入磁場中，則小磁針將()逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直到S極指向右順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直到N極指向右一直順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一直逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B 因?yàn)樾〈裴楴極受磁場力的方向就是磁場的方向，故選項(xiàng)B正確。任務(wù)三：電流的磁場（安培定則）例

8、3（多選）如圖所示，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（）放在a處的小磁針的N極向左放在b處的小磁針的N極向右放在c處的小磁針的S極向右放在a處的小磁針的N極向右思路點(diǎn)撥：（1）通電螺線管的磁場分布與條形磁鐵相似。（2）小磁針的N極受力的方向即為磁場的方向。BD 由安培定則，通電螺線管的磁場如圖所示，右端為N極，左端為S極，在a 點(diǎn)磁場方向向右，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。日南北B.帶異種電

9、荷變式訓(xùn)練3-1（多選）如圖所示是云層之間閃電的模擬圖，圖中A、B是位于南、北 方向帶有電荷的兩塊陰雨云，在放電的過程中，兩云的尖端之間形成了一個(gè)放電通道， 發(fā)現(xiàn)位于通道正上方的小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里，S極轉(zhuǎn)向紙外，則關(guān)于A、B的帶電情況， 下列說法正確的是（）A.帶同種電荷C. B帶正電D. A帶正電BD 由于小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里，可知該點(diǎn)磁場方向向里，又根據(jù)安培定則，A、B 間存在由A向B的電流，由此可知A帶正電，B帶負(fù)電，選項(xiàng)B、D正確。變式訓(xùn)練3-2為解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的。下圖中正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是（）B由于地磁的北極在地里的南極附近 在用安培定則判定環(huán)形電流方向時(shí)，右手的 拇指必須指向南方。故B正確6-缶dc變式訓(xùn)練3-3如圖所示，三根長直通電導(dǎo)線中電流大小相同，通電電流方向?yàn)椋篵 導(dǎo)線和d導(dǎo)線中電流向紙內(nèi)，c導(dǎo)線中電流向紙外，a點(diǎn)為b、d兩點(diǎn)的連線的中點(diǎn)，如垂直于bd，且ab=ad=ac，則a點(diǎn)的磁場方向?yàn)椋ǎ〢.垂直紙面指向紙外B.垂直紙面指向紙內(nèi)C.沿紙面由a指向bD.沿紙面由a指向d答案：C解析：題圖中，b、d兩直線電流在a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，互 相抵消，故a處磁場方向決定于直線電流c，由安培定則可知，a處磁場方向?yàn)閍b.變式訓(xùn)練3-4如圖所示，圖a