高中物理 3.1 磁现象 磁场课件 教科版选修31.ppt

第三章磁场 第一节磁现象磁场 第三章磁场 第三章磁场 一 磁现象 北宋 奥斯特 二 磁场1 和 周围都存在着磁场 一切磁相互作用都是通过 来实现的 2 磁感线 1 定义 在磁场中画出一些有方向的曲线 在这些曲线上每一点的 都跟这点的磁感应强度的方向一致 2 特点 磁感线的疏密程度表示 磁场强的地方磁感线密 磁场弱的地方磁感线疏 磁体 电流 磁场 切线方向 磁场强弱 想一想 磁场看不见摸不着 它是真实存在的吗 提示 磁场与电场一样 都是一种物质 磁场是磁体 电流和运动电荷周围存在的一种特殊物质 磁体与电流之间的相互作用就是通过这种特殊物质而发生的 它的存在是通过磁场的基本性质体现出来的 3 电流磁场的判断 安培定则 也叫右手螺旋定则 1 通电直导线右手握住导线 让伸直的拇指所指的方向与 方向一致 弯曲的四指所指的方向就是 的环绕方向 如图所示 电流 磁感线 2 环形电流和通电螺线管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电流 的磁感线的方向或螺线管 磁感线的方向 如图甲 乙所示 轴线上 内部 学案导引1 由于磁场看不见 故不是物质 这种观点对吗 2 磁场只存在于磁铁周围 这种说法对吗 对磁场的理解 1 磁场是一种物质 它是客观存在的 2 磁场最基本的性质 对放入其中的磁体或电流有力的作用 3 磁体 电流和运动电荷周围都存在磁场 4 磁体之间 磁体与电流之间 电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的 5 磁场是有方向的 自由小磁针静止时 n极的指向 或小磁针n极的受力方向 即为该处磁场的方向 以下说法正确的是 a 磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的b 电流与电流间的相互作用是通过电场产生的c 磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的d 磁场和电场是同一种物质 关键提醒 解答该题应注意以下关键点 1 磁场的基本性质 2 磁场的物质性 磁场与电场不同 a 解析 电流能产生磁场 在电流的周围就有磁场存在 不论是磁极与磁极间还是电流与电流间 磁极与电流间 都有相互作用的磁场力 磁场是磁现象中的一种特殊物质 它的基本特点是对放入其中的磁极 电流有磁场力的作用 而电场是电荷周围存在的一种特殊物质 其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用 因此 磁场和电场是两种不同的物质 各自具有其自身的特点 所以只有a正确 误区警示 容易将电流与电流之间的相互作用理解成是通过电场产生的 导致错误 1 判断两根钢条甲和乙是否有磁性 可将它们的一端靠近小磁针的n极或s极 当钢条甲靠近时 小磁针自动远离 当钢条乙靠近时小磁针自动靠近 则 a 两根钢条均有磁性b 两根钢条均无磁性c 钢条甲一定有磁性 钢条乙一定无磁性d 钢条甲一定有磁性 钢条乙可能有磁性 d 解析 磁体能吸引铁磁性物质 同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引 排斥的两者必然都是磁体 吸引时至少有一个是磁体 钢条甲靠近小磁针时 小磁针自动远离 说明它们相互排斥 则甲一定有磁性 当乙靠近小磁针时 它们相互吸引 这时可能有两种情况 一是乙没有磁性 此时属于磁体与铁磁性物质相互吸引 二是乙有磁性 且与小磁针是异名磁极 此时属于异名磁极相互吸引 故d正确 学案导引1 磁感线是真实存在的吗 2 磁感线和电场线有哪些相似之处和不同点 对磁感线的理解 1 磁感线的特点 1 为形象描述磁场而引入的假想曲线 实际并不存在 2 磁感线的疏密表示磁场的强弱 密集的地方磁场强 稀疏的地方磁场弱 3 磁感线的方向 磁体外部从n极指向s极 磁体内部从s极指向n极 4 磁感线闭合而不相交 不相切 也不中断 5 磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向 2 磁感线与电场线的比较 引入目的 形象描述场而引入的假想线 实际不存在 疏密 场的强弱 切线方向 场的方向 相交 不能相交 电场中无电荷空间不相交 闭合曲线 不闭合 起始于正电荷 终止于负电荷 特别提醒 没有磁感线的地方并不表示此处没有磁场 磁场中的任一点都能画出通过它的一条磁感线 关于磁感线的性质和概念 下列说法正确的是 a 磁感线上各点的切线方向就是各点的磁场的方向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 解析 磁感线的切线方向就是磁场方向 因此选项a是正确的 两条磁感线相交就说明在两线相交处有两个切线方向 即两个磁场方向 这是不可能的 磁场中某点的磁场强弱是唯一确定的 磁场的方向也只有一个 因此两条磁感线不能相交 选项b是正确的 ab 磁感线是为形象描述磁场的强弱分布而画出的一簇曲线 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是错误的 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 名师点评 对磁感线概念的理解和磁感线特点的掌握是解题的关键 准确掌握磁感线物理意义和描述方法是本章重点内容之一 不能忽视 acd 学案导引1 磁铁内部有磁场吗 2 直流电流和环形电流的磁场判定有联系吗 几种常见磁场的分布特点 1 常见永磁体的磁场 如图所示 2 三种常用的电流的磁场 以导线上任意点为圆心的多组同心圆 越向外越稀疏 磁场越弱 内部磁场比环外强 磁感线越向外越稀疏 内部为匀强磁场且比外部强 方向由s极指向n极 外部类似条形磁铁 由n极指向s极 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之外磁场的方向 环形电流和通电螺线管判定的是线圈轴线上磁场的方向 2 放置在螺线管内的小磁针受力方向按磁感线方向判断 不能根据同名磁极相斥和异名磁极相吸判断 电路没接通时三个小磁针方向如图所示 试确定电路接通后三个磁针的转向及最后的指向 关键提醒 分析该题应注意以下关键点 1 正确画出电流周围的磁感线 2 明确小磁针n极受力方向 从而判断偏转方向 解析 接通电路后 螺线管的磁场为 内部从左指向右 外部从右指向左 如图 故小磁针1逆时针转动 小磁针3顺时针转动 小磁针2基本不动 答案 见解析 误区警示 对螺线管内部的小磁针 不能根据同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引来判断 因为该结论适用于磁体间的相互作用 不适用于磁体内部情况 2 如图 a b是直线电流的磁场 c d是环形电流的磁场 e f是螺线管电流的磁场 试在各图中补画出电流方向或磁感线的方向 解析 本题考查安培定则的应用 根据安培定则 可以确定a中电流方向垂直纸面向里 b中电流的方向自下而上 c中电流方向是逆时针 d中磁感线的方向向下 e中磁感线方向向左 f中磁感线的方向向右 答案 见解析 图略 磁场中的 等效法 范例 如图所示 将通电线圈悬挂在磁铁n极附近 磁铁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 审题指导 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 解析 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所示 答案为a 答案 a 借题发挥 1 环形电流的磁场的等效