1、2018/9/10,3.3 几种常见的磁场,海湾高中物理组,2018/9/10,预习自测答案：1. A 2.B 3. C 4.ACD预习检测答案：1. A 2. B 3. A 4. BC 5. D,2018/9/10,一、磁感线 1定义：在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上每一点的切线方向都跟这点的_的方向一致，这样的曲线就叫磁感线 2特点 (1)磁感线是为了形象地描述磁场而假想出来的一组有_的曲线，客观上并不存在 (2)磁感线的疏密反映磁场的_，磁感线越密的地方表示磁场_，磁感线越疏的地方表示磁场越弱,磁感应强度,方向,强弱,越强,2018/9/10,(3)磁感线上每一点的_方向就是
2、该点的磁场方向 (4)磁感线在空间不能相交，不能相切，也不能中断 (5)磁场中的任何一条磁感线都是_曲线，在磁体_由N极指向S极，在磁体_由S极指向N极 二、几种常见的磁场 直线电流、环形电流的磁场方向都可以用_来判定,切线,闭合,外部,内部,安培定则,2018/9/10,1直线电流(通电直导线) 右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是_环绕的方向如图311甲所示,图331,磁感线,2018/9/10,2环形电流和通电螺线管 让右手弯曲的四指与_的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线_或螺线管内部_的方向如图331乙、丙所示 三、安培分子电流假说,图
3、332,环形电流,轴线上,磁感线,2018/9/10,1.内容：安培认为：在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种_电流分子电流分子电流使每个物质微粒都成为微小的_，它的两侧相当于两个_(如图332所示) 2对磁现象的解释 (1)磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分子电流的取向_，它们的磁场互相抵消，对外不显_；当软铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流取向变得_，两端对外界显示较强的磁作用，形成磁极，软铁棒就被磁化了,环形,磁体,磁极,杂乱无章,磁性,大致相同,2018/9/10,(2)磁体的消磁：磁体受到_或猛烈敲击时，即在激烈的热运动或机械运动影响下，分子电流取向又变得_，磁体磁性
4、消失 3意义 分子电流假说揭示了电和磁的本质联系，指出了磁性的起源：一切磁现象都是由运动的电荷产生的 四、匀强磁场 1定义：磁感应强度的_处处相同的磁场,高温,杂乱无章,强弱,2018/9/10,2磁感线的特点：间隔相同的_ 3实例：距离很近的两个异名磁极间的磁场，两平行放置的通电线圈，其中间区域的磁场都是匀强磁场 五、磁通量 1定义：匀强磁场磁感应强度B与和磁场方向_的平面面积S的乘积，即_. 2单位：韦伯，简称韦，符号 Wb.1 Wb1 Tm2.,平行直线,垂直,BS,2018/9/10,磁通密度,2018/9/10,核心要点突破,一、几种常见磁场的磁感线分布 1常见永磁体的磁场(如图33
5、3),图333,2018/9/10,2三种常用的电流的磁场,2018/9/10,2018/9/10,2018/9/10,特别提醒：(1)应用安培定则判定电流的磁场时，直线电流是判定导线外部的磁场方向，而环形电流和通电螺线管是判定线圈轴线上磁场的方向 (2)利用安培定则不仅可以判断磁场的方向，还可以根据磁场方向判定电流的方向,2018/9/10,即时应用 1.下列四图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是( ),A B C D,C.,2018/9/10,二、对磁通量的进一步理解 1磁通量的计算 (1)公式：BS. 适用条件： 匀强磁场； 磁感线与平面垂直 (2)在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂
6、直，公式BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积,2018/9/10,2磁通量的正、负 (1)磁通量是标量，但有正、负，当磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，穿出时即为负值 (2)若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为1，反向磁通量为2，则穿过该平面的磁通量12. 3磁通量的变化，一般有三种情况： (1)磁感应强度B不变，有效面积S变化，则21BS. (2)磁感应强度B变化，磁感线穿过的有效面积S不变，则：21BS.,2018/9/10,(3)磁感应强度B和回路面积S同时发生变化时：21.此时BS. 4计算磁通量时应注意的问题： 计算穿过某一平面的磁通量的变化时： (1)明确
7、磁场是否为匀强磁场，知道磁感应强度的大小 (2)平面的面积应为磁感线通过的有效面积当平面S与磁场方向不垂直时，应明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角，准确找出垂直面积 (3)线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关，即磁通量的大小不受线圈匝数的影响,2018/9/10,即时应用 2. 如图所示的磁场中竖直放置两个面积相同的闭合线圈S1(左)、S2(右)，由图可知穿过线圈S1、S2的磁通量大小关系正确的是( ) A穿过线圈S1的磁通量比较大 B穿过线圈S2的磁通量比较大 C穿过线圈S1、S2的磁通量一样大 D不能比较,A,2018/9/10,课堂互动讲练,磁场中某区域的磁感线如图所示，则( ) Aa
8、、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBb Ba、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBb C同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小 Da处没有磁感线，所以磁感应强度为零,B,2018/9/10,【精讲精析】 由图中可知b处的磁感线较密，a处的磁感线较疏，所以BaBb，故A错，B对，导线在磁场中受力的大小与导线在磁场中的放置方向有很大关系，而不是仅仅取决于B与LI的大小，故C错，磁感线是用来描述磁场的，而又不可能在存在磁场的区域内全部画磁感线，那样将会与不画磁感线产生相同的效果，故D错故选B. 【答案】 B,2018/9/10,2018/9/10,如图所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极附近，磁铁
9、处于水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将( ) A转动同时靠近磁铁 B转动同时离开磁铁 C不转动，只靠近磁铁 D不转动，只离开磁铁,A,2018/9/10,【思路点拨】 本题主要考查磁体与电流磁场间的相互作用，我们可以把环形电流等效成一个小磁针，很容易作出正确判断,图338,2018/9/10,【精讲精析】 把环形电流等效成一个小磁针，由安培定则知，此小磁针的N极向里S极向外条形磁铁的N极吸引小磁针的S极排斥N极，故线圈将发生转动同时靠近磁铁从上面观察的俯视图如图338所示答案为A. 【答案】 A 【方法总结】 小磁针也可等效成环形电流，通电螺线管也可以与条形磁铁互相等
10、效，运动电荷可以等效为电流等，利用等效法解题，往往既简单又准确,2018/9/10,有两个固定的完全相同的通电圆环，通过的电流大小相同，方向如图所示一个在竖直平面内放着，一个在水平面内放着，每个圆环在共同圆心O处产生的磁感应强度大小均为B，则在O点的总磁感应强度多大？,2018/9/10,2018/9/10,复习回顾：,1、 为描述磁场的强弱和方向，我们引入了什么物理量？,磁感应强度 B,2、电场线可以形象的描述电场强度E的大小和方向，那么我们怎样形象地描述磁感应强度的大小和方向呢？,2018/9/10,一. 磁感线,将一个小磁针放在磁场中某一点,小磁针静止时,北极N所指的方向,就是该点的磁场
11、方向.,【问题】磁场中各点的磁场方向如何判定呢?,2018/9/10,一. 磁感线,如何形象地描述磁场中各点的磁场方向?,磁感线是在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。,1、定义：,2018/9/10,外部从N到S，内部从S到N形成闭合曲线,2、几种常见的磁场：,1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线：,条形磁铁,蹄形磁铁,2018/9/10,直线电流，环形电流，通电螺线管的磁场磁感线分布有什么特点？,它们遵循什么定则呢？,安培定则,除了磁铁,直线电流、环形电流、通电螺线管的周围空间也能产生磁场,2018/9/10,2）直线电流的磁场的磁感线：,安培
12、定则(1):右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向.(右手螺旋定则),表示垂直于纸面向里,表示垂直于纸面向外,2018/9/10,3）环形电流的磁场的磁感线,安培定则(2):让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向.,2018/9/10,4）通电螺线管的磁场的磁感线,通电螺线管的磁场就是环形电流磁场的叠加.所以环形电流的安培定则也可以用来判定通电螺线管的磁场,这时,拇指所指的方向是螺线管内部的磁场的方向.,2018/9/10,3、磁感线的特点,(1)磁感线是假想的，不是真实的,(2)磁感线是闭
13、合曲线。 在磁体的外部磁感线由N极发出，回到S极。在磁体的内部磁感线则由S极指向N极,(4)磁感线的疏密表示磁场的强弱,(3)磁感线不能相交或相切,(5)磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向,磁感线与电场线有何异同？,2018/9/10,如图所示，两根非常靠近且互相垂直的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的 （ ） A.区域I B.区域 C.区域 D.区域,A,2018/9/10,如图所示,a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧,当这些小磁针静止时,小磁针N极的指向是 （ ） A a、b、c均向左 B a
14、、b、c均向右 C a向左,b向右,c向右 D a向右,b向左, c向右,C,2018/9/10,BC,例1、如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向读者，那么这束带电粒子可能是（ ） A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束 C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束,2018/9/10,磁体为什么会有磁性？,法国学者安培提出了著名的分子电流假说,在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种电流-分子电流.分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极,二、安培分子电流假说,1.内容：,2018/9/10,N,S,利用安培
15、的假说解释一些磁现象,2018/9/10,2.安培分子电流假说意义,（1）.成功的解释了磁化现象和磁体消磁现象,（2）.安培分子电流假说揭示了电和磁的本质联系,（3）.安培的分子电流假说揭示了磁性的起源，认识到磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由运动的电荷产生的,2018/9/10,关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是( ) A.磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁 B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动 C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的 D.根据安培假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此任何磁体都不会失去磁性,B,2018/9/10,一根软铁棒在磁场中被磁化.是因为(
16、 ) A软铁棒中产生了分子电流 B软铁棒中分子电流取向变得杂乱无章 C软铁棒中分子电流消失了 D软铁棒中分子电流取向变得大致相同,D,2018/9/10,例2、如图所示，两块软铁放在螺线管轴线上，当螺线管通电后，两软铁 将 （填“吸引”、“排斥”或“无作用力”），A端将感应出 极。,吸引 .,S,2018/9/10,三、匀强磁场,磁场强弱、方向处处相同的磁场,磁感线分布特点:,匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线,常见的匀强磁场:,1.相隔很近的两个异名磁极之间的磁场,2.通电螺线管内部的磁场,3.相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场。,2018/9/10,在某一磁场中
17、放了两个小磁针,发现这两个小磁针仅在磁场力的作用下成如图所示的平行反向,则该磁场可能由下列哪些来产生 ( ) A条形磁铁 B两个靠得很近的异名磁极间存在的磁场 C通电直导线 D通电螺线管,ACD,2018/9/10,在图中，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向,X,2018/9/10,假设地球的磁场是由于地球带某种电荷而又绕地轴自转产生的，你认为地球带有何种电荷？,带负电荷,2018/9/10,四、磁通量,1.定义：,在磁感应强度为B的匀强磁场当中，有一个与磁场方向垂直的平面S，B和S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量,2.公式:,BS,3.单位：韦伯 符号：Wb 1Wb=1Tm2,B/S
18、 B又称磁通密度,2018/9/10,4.对公式的理解,（1）.B是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度,（2）.公式只适用于SB，若S与B不垂直，则S为垂直与磁场方向的投影面积,当磁场BS垂直,磁通量最大=BS,当BS时,磁通量最小=0,当磁场B与面积S不垂直, BS,2018/9/10,面积S0.5m2的闭合金属圆线圈处于磁感应强度 B=0.4T的匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是_；当金属圆环转过90，环面与磁场平行时，穿过环面的磁通量是_,0.2Wb,0,2018/9/10,如图，线圈平面与水平方向成角，磁感应线竖直向下，设匀强磁场的磁感应强度为B，线圈面积为S，则_,
19、BScos,2018/9/10,（4）磁通量的意义可以用穿过该面的磁感线条数形象的说明,（3）.是标量，但有方向，若取某方向穿入平面的磁通量为正，则反方向穿入该平面的磁通量为负,过一个平面若有方向相反的两个磁通量，这时的合磁通为相反方向磁通量的代数和(即相反方向磁通抵消以后剩余的磁通量才是合磁通),4.对公式的理解,穿过一个闭合曲面的合磁通一定为零,2018/9/10,如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂 直，则穿过两环的磁通量a和b大小关系为( ),A.均向上，ab B.均向下，ab C.均向上，ab D.均向下，无法比较,A,2018/9/10,5.磁通
20、量的变化,磁通量变化 21是某两个时刻穿过某个平面S的磁通量之差，即取决于末状态的磁通量2与初状态磁通量1的代数差,磁通量的变化一般有三种形式1、B不变，有效面积S变化2、B变化，S不变3、B和S同时变化,2018/9/10,如图所示,一矩形线框,从.abcd位置移动到 abcd位置的过程中,关于穿过线框的磁通量情况下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)( ) A.一直增加 B.一直减少 C.先增加后减少 D.先增加,再减少直到零,然后再增加,然后再减少,a,d,c,b,a,b,d,c,D,2018/9/10,如图所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,则穿过平面的磁通
21、量为_,若使框架绕OO转过60度角则穿过线框平面的磁通量为_,若从初始位置转过90度角,则穿过线框平面的磁通量为_,若从初始位置转过180度角,则穿过线框平面的磁通量变化为_,BS,BS/2,0,2BS,2018/9/10,例3、一个单匝线圈abcd，如图所示放置在一个限制在一定范围内分布的匀强磁场中，已知磁感应强度为0.1T，现使线圈绕ab轴以 =100rad/s匀速转动， 求：下列几种情况磁通量的变化量多大？ （1）若由图示位置开始转动60， （2）若由图示位置开始转动30， （3）若由图示位置开始转动180，,（1）零 （2）零 （3）0.2L2Wb,2018/9/10,课堂小结,2018/9/10,再见,
