物理人教版（浙江版）選修3-1課件第三章磁場3

第三章

磁場3幾種常見的磁場知識內(nèi)容幾種常見的磁場考試要求必考加試bb課時(shí)要求1.了解磁感線的概念，并能記住幾種常見磁場的磁感線分布特點(diǎn).2.會用安培定則判斷電流周圍的磁場方向.3.了解安培分子電流假說的內(nèi)容，并能解釋簡單的磁現(xiàn)象.4.了解磁通量的概念，知道公式Φ＝BS及其適用條件，并會計(jì)算磁通量.內(nèi)容索引知識探究題型探究達(dá)標(biāo)檢測知識探究1一、磁感線安培定則知識梳理1.磁感線：在磁場中畫出的一些有

的曲線，曲線上每一點(diǎn)的______

都跟該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致.(1)磁感線的特點(diǎn)：①磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，即小磁針

極受力的方向.②磁鐵外部的磁感線從

極指向

極，內(nèi)部從

極指向

極，磁感線是

(填“閉合”或“不閉合”)曲線.方向切線方向NNSSN閉合③磁感線的疏密表示磁場強(qiáng)弱，磁感線密集處磁場

，磁感線稀疏處磁場

.④磁感線在空間

(填“相交”或“不相交”).(2)磁感線和電場線的比較：相同點(diǎn)：都是

程度表示場的強(qiáng)弱，

方向表示場的方向；都不能相交.不同點(diǎn)：電場線起于正電荷(或無窮遠(yuǎn))，終止于負(fù)電荷(或無窮遠(yuǎn))，不閉合；但磁感線是

曲線.強(qiáng)弱不相交疏密切線閉合2.電流周圍的磁場電流周圍的磁感線方向可根據(jù)

判斷.(1)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

______方向一致，彎曲的四指所指的方向就是

.這個(gè)規(guī)律也叫

定則.特點(diǎn)：以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓，圓所在平面與導(dǎo)線

，越向外越

.(如圖1所示)安培定則電流圖1磁感線環(huán)繞的方向右手螺旋垂直疏(2)環(huán)形電流的磁場：讓右手彎曲的四指與

的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是

上磁感線的方向.特點(diǎn)：內(nèi)部比外部強(qiáng)，磁感線越向外越疏.(如圖2所示)環(huán)形電流環(huán)形導(dǎo)線軸線圖2(3)通電螺線管的磁場：用右手握住螺線管，讓彎曲的四指指向

的方向，那么

所指的方向就是螺線管中心軸線上磁感線的方向.特點(diǎn)：內(nèi)部為

磁場，且內(nèi)部比外部強(qiáng).內(nèi)部磁感線方向由

指向

，外部由

指向

.(如圖3所示)電流大拇指圖3勻強(qiáng)S極N極N極S極即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.(1)磁感線可以用細(xì)鐵屑來顯示，因而是真實(shí)存在的.(

)(2)通電直導(dǎo)線周圍磁場的磁感線是閉合的圓環(huán).(

)(3)通電螺線管周圍的磁場類似于條形磁體周圍的磁場.(

)(4)無論是直線電流、環(huán)形電流還是通電螺線管的磁場，在安培定則判斷時(shí)，大拇指指的都是磁場方向.(

)×√√×二、安培分子電流假說導(dǎo)學(xué)探究磁鐵和電流都能產(chǎn)生磁場，而且通電螺線管外部的磁場與條形磁鐵的磁場十分相似，它們的磁場有什么聯(lián)系？答案它們的磁場都是由電荷的運(yùn)動產(chǎn)生的.1.安培力分子電流假說(1)法國學(xué)者

提出.(2)內(nèi)容：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)

.(如圖4所示)知識梳理安培分子電流圖4磁極2.當(dāng)鐵棒中分子電流的取向

時(shí)，鐵棒對外顯磁性(如圖5甲)；當(dāng)鐵棒中分子電流的取向變得

時(shí)，鐵棒對外不顯磁性(如圖乙).大致相同雜亂無章圖53.安培分子電流假說說明一切磁現(xiàn)象都是由

產(chǎn)生的.電荷的運(yùn)動即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.(1)一切磁現(xiàn)象都起源于電流或運(yùn)動電荷，一切磁作用都是電流或運(yùn)動電荷之間通過磁場發(fā)生的.(

)(2)安培認(rèn)為，磁體內(nèi)部有許多環(huán)形電流，每個(gè)環(huán)形電流都相當(dāng)于一個(gè)小磁體.(

)(3)一個(gè)物體是否對外顯磁性，取決于物體內(nèi)部分子電流的取向.(

)√√√三、勻強(qiáng)磁場磁通量導(dǎo)學(xué)探究(1)如圖6，平面S在垂直于磁場方向上的投影面積為S′.若有n條磁感線通過S′，則通過面積S的磁感線有多少條？答案n條圖6(2)若磁場增強(qiáng)，即B增大，通過面積S的磁感線條數(shù)是否增多？答案B增大時(shí)，通過面積S的磁感線條數(shù)增多1.勻強(qiáng)磁場(1)定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度的

處處相同的磁場.磁感線：間隔相同的

.(2)實(shí)例：距離很近的兩個(gè)平行的異名磁極間的磁場，相隔適當(dāng)距離的兩平行放置的通電線圈，其中間區(qū)域的磁場都是勻強(qiáng)磁場.知識梳理大小、方向平行直線2.磁通量(1)定義：勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B與和磁場方向

的平面面積S的

，叫做穿過這個(gè)面積的

，簡稱

.(2)表達(dá)式：Φ＝

.單位：韋伯，簡稱韋，符號是

，1Wb＝

.適用條件：①

磁場；②磁感線與平面

.垂直乘積磁通量磁通BSWb1T·m2勻強(qiáng)垂直(3)說明：①磁通量可用穿過某一平面的

表示；若磁感線沿相反方向穿過同一平面，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).②當(dāng)平面與磁場方向不垂直時(shí)，穿過平面的磁通量可用平面在垂直于磁場B的方向的投影面積進(jìn)行計(jì)算，即Φ＝BS⊥＝

(如圖7).(4)引申：B＝

，因此磁感應(yīng)強(qiáng)度B又叫

.磁感線條數(shù)BScosθ磁通密度圖7判斷下列說法的正誤.(1)磁通量不僅有大小，而且有方向，所以是矢量.(

)(2)磁通量越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大.(

)(3)穿過某一面積的磁通量為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零.(

)(4)磁通量就是磁感應(yīng)強(qiáng)度.(

)即學(xué)即用××√×2題型探究一、對磁感線的認(rèn)識例1關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是A.磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止的B.磁感線可以形象地描述各磁場的強(qiáng)弱和方向，它每一點(diǎn)的切線方向

都和小磁針放在該點(diǎn)靜止時(shí)北極所指的方向一致C.磁感線可以用細(xì)鐵屑來顯示，因而是真實(shí)存在的D.兩個(gè)磁場的疊加區(qū)域，磁感線可能相交答案解析√條形磁鐵內(nèi)部磁感線的方向是從S極指向N極，A錯(cuò)誤；磁感線上每一點(diǎn)切線方向表示磁場方向，磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱，小磁針靜止時(shí)北極受力方向和靜止時(shí)北極的指向均為磁場方向，所以選項(xiàng)B正確；磁感線是為了形象地描述磁場而假設(shè)的一組有方向的閉合曲線，實(shí)際上并不存在，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；疊加區(qū)域合磁場的方向也具有唯一性，故磁感線不可能相交，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤.規(guī)律總結(jié)磁場、電場都是一種客觀存在的特殊物質(zhì)，磁感線、電場線雖是假想的曲線，但可形象地描述磁場、電場的強(qiáng)弱和方向.應(yīng)注意它們的區(qū)別與關(guān)系.二、對安培定則的理解與應(yīng)用例2電路沒接通時(shí)三枚小磁針方向如圖8，試確定電路接通后三枚小磁針的轉(zhuǎn)向及最后的指向.答案解析小磁針1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，小磁針3順時(shí)針轉(zhuǎn)動，小磁針2基本不動圖8接通電源后，螺線管的磁場為：內(nèi)部從左指向右，外部從右指向左，如圖所示，故小磁針1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，小磁針3順時(shí)針轉(zhuǎn)動，小磁針2基本不動.方法總結(jié)小磁針在磁場中受力的判斷方法(1)當(dāng)小磁針處于磁體產(chǎn)生的磁場中，或環(huán)形電流、通電螺線管外部時(shí)，可根據(jù)同名磁極相斥，異名磁極相吸來判斷小磁針的受力方向.(2)當(dāng)小磁針處于直線電流的磁場中或處于環(huán)形電流、通電螺線管內(nèi)部時(shí)，應(yīng)該根據(jù)小磁針N極所指方向與通過該點(diǎn)的磁感線的切線方向相同，來判斷小磁針的受力方向.針對訓(xùn)練如圖所示，當(dāng)開關(guān)S閉合后，小磁針處在通電電流的磁場中的位置正確的是答案解析√依據(jù)安培定則，判斷出電流的磁場方向；再根據(jù)小磁針靜止時(shí)N極的指向?yàn)榇艌龅姆较?，可知D正確.三、對磁通量的認(rèn)識和計(jì)算1.磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)，若磁感線從某一面上穿入時(shí)，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時(shí)為負(fù)值.2.若同時(shí)有磁感線沿相反方向穿過同一平面且正向磁通量為Φ1，反向磁通量為Φ2，則穿過該平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.例3輕質(zhì)細(xì)線吊著一邊長為L＝0.8m、匝數(shù)n＝10的正方形線圈abcd，邊長為的正方形磁場區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖9甲所示，磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化如圖乙所示，求t＝0、t＝4s時(shí)穿過線圈abcd的磁通量和在0～4s內(nèi)穿過線圈abcd磁通量的變化量ΔΦ.圖9答案解析0.08Wb

0.24Wb

0.16Wb由題圖乙可知t＝0時(shí)，B1＝1Tt＝4s時(shí)，B2＝3TΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.24Wb－0.08Wb＝0.16Wb.四、磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量的疊加例4在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一根長通電直導(dǎo)線，電流的方向垂直于紙面向里.如圖10所示，a、b、c、d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點(diǎn)，在這四點(diǎn)中A.b、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等B.a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等C.c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小D.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大答案解析√圖10如圖所示，由矢量疊加原理可求出各點(diǎn)的合磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，可見b、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，但方向不同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，B、D項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確.方法總結(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，當(dāng)空間存在幾個(gè)磁體(或電流)時(shí)，每一點(diǎn)的磁場為各個(gè)磁體(或電流)在該點(diǎn)產(chǎn)生磁場的矢量和.磁感應(yīng)強(qiáng)度疊加時(shí)遵循平行四邊形定則.達(dá)標(biāo)檢測31.關(guān)于磁感線的描述，下列說法正確的是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極指向螺線管的南極C.磁感線上每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場方向D.通電直導(dǎo)線的磁感線分布是以導(dǎo)線上任意點(diǎn)為圓心垂直于導(dǎo)線的多組等

間距同心圓√答案解析1234磁感線在磁體的內(nèi)部從S極指向N極，在磁體的外部從N極指向S極，A錯(cuò)誤；在磁體內(nèi)部的小磁針的N極指向磁體的N極，B錯(cuò)誤；磁感線上每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場方向，C正確；通電直導(dǎo)線的磁感線分布是以導(dǎo)線上任意點(diǎn)為圓心垂直于導(dǎo)線的多組不等間距同心圓，D錯(cuò)誤.12342.下列各圖中，已標(biāo)出電流及電流磁場的方向，其中正確的是√答案解析電流與電流磁場的分布，利用的是安培定則，大拇指指向直導(dǎo)線電流方向，四指指向磁感線方向，因此A、B錯(cuò)；對于螺線管和環(huán)形電流，四指彎曲方向?yàn)殡娏鞣较?，大拇指指向?nèi)部磁場方向，故選D.12343.通電螺線管內(nèi)有一在磁場力作用下靜止的小磁針，磁針指向如圖11所示，則A.螺線管的P端為N極，a接電源的正極B.螺線管的P端為N極，a接電源的負(fù)極C.螺線管的P端為S極，a接電源的正極D.螺線管的P