高中物理 第三章 磁场 3 几种常见的磁场课件 新人教版选修

3 几种常见的磁场 1.知道磁感线。知道几种常见磁场磁感线的空间分布情况。 2.会用安培定则判断通电直导线和通电导线圈周围磁场的方向。 3.了解安培分子电流假说。 4.知道匀强磁场,理解并能计算磁通量。 1.磁感线 (1)磁感线定义:在磁场中画出一些曲线,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,这样的曲线叫作磁感线。 (2)磁感线的特点: 是为了形象地描述磁场而引入的假想的曲线,实际上并不存在 。 磁感线的疏密程度:描述磁场的强弱。 磁感线的方向:磁体外部从N极指向S极,内部从S极指向N极,是 闭合曲线。 2.电流的磁场和安培定则 电流的磁效应告诉我们,电流的周围空间存在磁场,电流的磁场 在周围空间的磁感线用安培定则来判断。 (1)安培定则:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流的 方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。这个规 律也叫右手螺旋定则(如图甲)。 (2)环形电流的磁场: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(如图乙 )。 3.安培分子电流假说 (1)分子电流:在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电 流分子电流。 (2)安培分子电流假说: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。 (3)磁化:一条铁棒在未被磁化时,内部分子电流的取向是杂乱无 章的,它们的磁场互相抵消,对外不显示磁性。当铁棒受到外界磁 场作用时,各分子电流的取向大致相同,两端显示出较强的磁性,从 而形成两极,这就是磁化。 (4)条形磁铁的磁场跟通电螺线管相似:在条形磁铁的内部,分子 电流的取向一致,相当于一个通电螺线管,因此二者的磁场相似。 (5)退磁:磁体受到高温或者猛烈的撞击都会失去磁性,这是因为 激烈的热运动或震动使分子电流的取向变得杂乱无章。 4.匀强磁场 (1)匀强磁场:强弱、方向处处相同的磁场,称为匀强磁场。 (2)磁感线的分布:一簇间距相等、彼此平行的磁感线。 (3)匀强磁场的产生:正对且距离很小的两个平行的异名磁极之间 的磁场,均匀的通电螺线管内部空间的磁场。 特别提醒(1)从电场和磁场的概念理解电场线和磁感线的相似点: 矢量性线的切线;强弱线的疏密; 方向的唯一性空间任一点场线不相交。 (2)从电场线和磁感线的区别理解电场和磁场的区别: 电场线电荷有正负电场线有始终; 磁感线N、S极不可分离磁感线闭合。 特别提醒(1)环形电流和通电螺线管的磁场具有极性,而通电直导 线的磁场没有极性。 (2)放置在螺线管内的小磁针受力方向按磁感线方向判断,不能根 据螺线管的极性判断。 3.如何正确理解磁通量 (1)物理意义:穿过某一面积的磁感线条数,且为穿过平面的磁感 线的条数。 (2)公式:=BS。 公式运用的条件: a.匀强磁场;b.磁感线与平面垂直。 在匀强磁场B中,若磁感线与平面不垂直,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。 =BScos 特别提醒磁通量是针对某个面来说的,与给定的线圈的匝数多少无 关。 类型一类型二类型三类型四 磁感线的概念 【例1】 (多选)关于磁感线的性质和概念,下面说法正确的是( ) A.磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度的方向 B.磁场中任意两条磁感线均不相交 C.铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线 D.磁感线总是从磁体的N极指向S极 类型一类型二类型三类型四 解析:磁感应强度的方向就是磁场的方向,磁感线的切线方向就 是磁场方向,因此选项A正确。两条磁感线相交就说明在两线相交 处有两个切线方向,即两个磁感应强度方向,这是不可能的,磁场中 某点磁感应强度是唯一确定的,磁感应强度的方向也只有一个,因 此两条磁感线不能相交,选项B正确。磁感线是为形象描述磁场的 磁感应强度分布而画出的一族曲线,不是真实存在的,而铁屑的分 布曲线只能证明磁感线描述磁场的方法是正确的,而铁屑不是磁感 线,选项C错误。在通电螺线管内部,在条形磁体内部的磁感线应是 从S极指向N极,选项D错误。 答案:AB 题后反思准确掌握磁感线的概念和特点是解答本题的关键。 类型一类型二类型三类型四 类型一类型二类型三类型四 类型一类型二类型三类型四 题后反思本题在解题中容易根据磁极间的相互作用:同名磁极相斥 ,异名磁极相吸来判断,因而小磁针2会被错误判断成逆时针转。实 际上在解答本题时应注意,磁感线是闭合的,在磁体外部由N极指向 S极,而在磁体内部是由S极指向N极的,而小磁针的N极所指方向应 该与通过该点的磁感线切线方向相同。 类型一类型二类型三类型四 类型一类型二类型三类型四 解析:通过圆环的磁通量为穿过圆环的磁感线的条数,首先明确 条形磁铁的磁感线分布情况,另外要注意磁感线是闭合的曲线。条 形磁铁的磁感线在磁体的内部是从S极到N极,在磁体的外部是从N 极到S极,内部有多少根磁感线,外部的整个空间就有多少根磁感线 同内部磁感线构成闭合曲线。对两个圆环,磁体内部的磁感线全部 穿过圆环,外部的磁感线穿过多少,磁通量就抵消多少,所以面积越 大,磁通量反而越小。 答案:A 类型一类型二类型三类型四 类型一类型二类型四类型三 类型一类型二类型四类型三 解析:磁感应强度为矢量,两导线在d处产生的磁感应强度成一定 角度,则d处磁感应强度一定不为零;根据安培定则可知,两导线在b 处产生的磁感应强度方向相同,则b处磁感应强度的矢量和一定不 为零;两导线在a处产生的磁感应强度方向相反,由于I1I2,可知I1在 a处产生的磁感应强度大于I2在a处产生的磁感应强度,故a处磁感应 强度的矢量和一定不为零;同理,两导线在c处产生的磁感应强度方 向相反,由于I1I2且I1距离c处较远,可知I1在c处产生的磁感应强度 的大小可能等于I2在c处产生的磁感应强