高中物理 5.2 用磁感线描述磁场课件 鲁科版选修31.ppt

第2节用磁感线描述磁场 第5章磁场 学习目标1 知道什么是磁感线 知道磁感线上某点切线方向就是该点的磁场方向 2 知道条形磁铁 直线电流 环形电流 通电线圈 同名磁极间 异名磁极间磁感线的分布 3 学会用右手定则判断各种电流的磁场 第5章磁场 一 用磁感线描述磁体的磁场1 磁感线 1 磁感线是为了形象地描述磁体和电流周围的 而提出的 2 磁感线是在磁场中画出的一些有方向的 曲线 磁场 假想 2 特点 1 在磁感线上 任意一点的 方向都跟该点的磁场方向相同 都代表磁场中该点小磁针 受力的方向 2 磁感线的 表示磁场的强弱 磁感线分布越 的地方 磁场越强 磁感线分布越 的地方 磁场越弱 3 磁感线是 曲线 在磁体外部 磁感线从 到s极 在磁体内部 磁感线从 到 切线 北极 疏密 密 疏 闭合 n极 s极 n极 二 用磁感线描述电流的磁场1 直线电流的磁场 安培定则 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 方向 2 环形电流的磁场 安培定则 弯曲的四指表示环形 的方向 则伸直的拇指所指的方向是环形导线 处的磁感线方向 右手 电流 磁感线的环绕 右手 电流 中心轴线 3 通电螺线管的磁场 安培定则 用 握住螺线管 让 所指的方向与电流方向一致 拇指所指的方向就是螺线管 磁感线的方向 也就是说 拇指指向通电螺线管的 极 4 电磁铁 一个装有 的螺线管叫电磁铁 电磁铁只有在 时才是磁铁 电磁铁磁场的强弱由线圈中的 和线圈匝数决定 右手 弯曲四指 内部 n 铁芯 接通电流 电流 对磁感线的理解 1 磁感线的特点 1 磁感线是假想曲线 实际并不存在 2 磁感线是闭合曲线 3 磁感线的疏密表示磁场的强弱 4 磁感线上任意一点的切线方向 都跟该点的磁场方向一致 5 磁感线不能相交 不能相切 也不能中断 2 磁感线与电场线的比较 意义 用来形象地描述磁场方向和强弱而假想的线 用来形象地描述电场方向和强弱而假想的线 方向 某点的切线方向为磁场方向 也是小磁针n极的受力方向 某点的切线方向为电场方向 也是正电荷受电场力的方向 疏密 表示磁场强弱 表示电场强弱 特点 在空间不相交 在空间不相交 闭合曲线 始于正电荷或无穷远处 止于负电荷或无穷远处 不是闭合曲线 特别提醒 1 磁感线只是形象描述磁场 磁场是客观存在的 在没有画磁感线的地方 并不表示没有磁场存在 2 若多个磁体或电流的磁场在空间某区域叠加 磁感线描述的是叠加后的磁场的磁感线分布情况 不能认为该区域有多条磁感线相交 关于磁感线的说法 正确的是 a 磁感线总是从磁体的n极出发指向s极b 磁感线可以表示磁场的强弱和方向c 电流在磁场中的受力方向即为该点的磁场方向 即为该点磁感线的切线方向d 沿磁感线方向磁场减弱 思路探究 为什么要引入磁感线 磁感线具有哪些特点 b 解析 磁感线是闭合曲线 在磁体外部是从n极到s极 内部是由s极到n极 a项错误 用磁感线可形象描述磁场的强弱和方向 即疏密表示强弱 各点的切线方向表示该点的磁场方向 磁场中各点的磁场方向即为处在该点的小磁针n极的受力方向 不是电流的受力方向 b项正确 c项错误 磁感线的疏密表示磁场强弱 与磁感线的方向无关 d项错误 故选b 名师点评对磁感线的理解可类比电场线 但要注意以下两点 1 从电场 磁场的概念理解两种场线的相同点矢量性 线的切线方向 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 磁场的区别理解两种场线的区别静电场 正负电荷分离 电场线有始 终 不闭合 磁场 n s极不分离 磁感线闭合 1 下列关于电场线和磁感线的说法中 正确的是 a 电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线b 磁场中两条磁感线一定不相交 但在复杂电场中的电场线是可以相交的c 电场线是一条不闭合曲线 而磁感线是一条闭合曲线d 电场线越密的地方 电场越强 磁感线越密的地方 磁场也越强 cd 解析 电场线与磁感线分别是为了形象描述电场 磁场而引入的假想线 实际不存在 a错 两种场线的切线方向均表示相应的场方向 两种场线都不会相交 b错 电场线起始于正电荷 终止于负电荷 而磁感线在磁体外部由n极指向s极 在磁体内部由s极指向n极 组成闭合曲线 c对 电场线越密 表示该处电场越强 磁感线越密 表示该处磁场越强 所以d正确 几种常见磁体的磁感线分布 1 磁体周围的磁感线 1 关于条形磁铁对称 2 中垂线上各点磁感线方向与磁铁平行 1 关于磁铁的中轴线对称 2 中轴线上各点磁感线方向均垂直于中轴线 1 关于两磁极的连线及中垂线对称 3 中垂线上方向向外 2 连线上方向指向中点 中点最弱 1 关于两磁极连线及连线的中垂线对称 2 中垂线上各点磁感线方向相同 3 在连线上中点的磁场最弱 2 三种常见的电流的磁感线 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 由于各种磁体周围的磁场都是磁极处磁场最强 所以在两极磁感线最密 2 图中的 号表示磁场方向垂直纸面向里 号表示磁场方向垂直纸面向外 如图所示 甲 乙是直线电流的磁场 丙 丁是环形电流的磁场 戊 己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方向 思路点拨 解答本题可按以下思路分析 解析 根据安培定则 可以确定甲中电流方向垂直纸面向里 乙中电流的方向从下向上 丙中电流方向是逆时针 丁中磁感线的方向向下 戊中磁感线方向向右 己中磁感线的方向向右 答案 见解析 名师点评使用安培定则要注意对于直流电流和环形电流 右手拇指和四指各指向什么方向 同时要搞清楚所给图示是平面图还是立体图 是俯视图还是剖面图 2 下列所示各图中 小磁针的指向正确的是 解析 小磁针静止时的n极指向为该处磁场方向 由安培定则可知a中螺线管内的磁场方向向左 a正确 b中赤道处的磁场方向由南向北 b正确 c中小磁针所在处的磁场方向向下 c错误 d中u型磁体间的磁场向右 d正确 故选abd abd 判断磁场方向的四种方法小磁针静止时的n极指向为该处磁场方向 知道磁场的方向也就知道了小磁针静止时n极的指向 方法1 根据磁感线分布情况判断 若已知磁感线的分布情况 磁感线上某点的切线方向即为该点的磁场方向 方法2 根据小磁针静止时的指向判断 小磁针静止时n极的指向即为该点的磁场方向 若小磁针正在运动或其指向还受其他力的影响 则不能根据小磁针的指向进行判断 方法3 根据安培定则判断电流的磁场方向 若磁场是由电流产生的 则可以根据安培定则进行判断 方法4 根据磁体的磁极判断 在磁体外部的磁场方向由n极指向s极 在磁体内部的磁场方向由s极指向n极 据此可以判断出磁场的大致方向 范例 如图所示 直流电源跟一个线圈连接成闭合回路 线圈的上方和右侧各有一个可以自由转动的小磁针 由图得出的结论正确的是 a 小磁针的c端为n极 电源的a端为正极b 小磁针的c端为n极 电源的a端为负极c 小磁针的d端为n极 电源的a端为正极d 小磁针的d端为n极 电源的a端为负极 d 解析 根据小磁针的n极方向可以确定通电线圈外部上方磁场的方向 然后应用安