高三一轮复习磁场第一节课

1、第三章第三章 磁场磁场概述概述 本章共有五个个概念、两个公式、两个定则。本章共有五个个概念、两个公式、两个定则。五个概念：五个概念： 磁场、磁感线、磁感强度磁场、磁感线、磁感强度 、 匀强磁场、磁通量匀强磁场、磁通量两个公式：两个公式： 安培力安培力 F=BIl (IlB) 洛伦兹力洛伦兹力 f =qvB (vB)两个定则两个定则: 安培定则安培定则判断电流的磁场方向判断电流的磁场方向 左手定则左手定则判断磁场力的方向判断磁场力的方向应用：应用：力电综合力电综合圆运动圆运动注：能力上多了注：能力上多了“有空间想象能力有空间想象能力”的要求的要求。磁场的产生磁场的产生2 2、电流周围存在磁场、电

2、流周围存在磁场1 1、磁体周围存在磁场、磁体周围存在磁场环形电流周围的磁环形电流周围的磁场场直线电流周围的磁直线电流周围的磁场场-奥斯特实验奥斯特实验通电螺线管周围通电螺线管周围的磁场的磁场安培分子电流假说安培分子电流假说 在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流电流-分子电流。分子电流。 分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它相当于两个磁极相当于两个磁极NS磁场磁场磁体的周围存磁体的周围存在磁场在磁场电流周围存在电流周围存在磁场磁场奥斯特奥斯特实验实验运动的电荷周运动的电荷周围存在磁场围存在磁场安培

3、分子安培分子环流假说环流假说所有磁场所有磁场均产生于均产生于运动电荷。运动电荷。-磁现象磁现象的电本质的电本质一、磁场基本概念一、磁场基本概念1 1、磁场由什么产生？、磁场由什么产生？磁体、电流、运动电荷、变化的电场磁体、电流、运动电荷、变化的电场2 2、磁场的基本性质：、磁场的基本性质：对放入磁场中的磁体、通电导线、对放入磁场中的磁体、通电导线、运动电荷有磁场力的作用运动电荷有磁场力的作用一种看不见、摸不着、存在于一种看不见、摸不着、存在于电流（运动电荷）电流（运动电荷）或或磁体磁体周围的特殊物质，它传递着磁体与磁体周围的特殊物质，它传递着磁体与磁体、磁体与电流磁体与电流、电流与电流直接的相

4、互作用电流与电流直接的相互作用磁体与电流的作用磁体与电流的作用电流与电流的作用电流与电流的作用磁体与磁体的作用磁体与磁体的作用作用本质：磁场对磁场的作用作用本质：磁场对磁场的作用常见的磁作用常见的磁作用PQ1、磁场的方向是如何规定的？、磁场的方向是如何规定的？BPBQ1）小磁针静止时）小磁针静止时N极指向极指向2）小磁针）小磁针N极的受磁场力方向极的受磁场力方向3）磁感线在该点的切线方向）磁感线在该点的切线方向为什么有的物体无磁性，有的物体有磁性？为什么有的物体无磁性，有的物体有磁性？如下图，小铁钉被吸向右侧，如下图，小铁钉被吸向右侧，而加热后却吸不住了，为什而加热后却吸不住了，为什么？么？二

5、、磁场描述二、磁场描述( (定性定性)-)-磁感线磁感线1、常见磁场磁感线、常见磁场磁感线特点特点1、疏密表示、疏密表示强弱强弱，切线方向表示，切线方向表示B的方向的方向2、闭合，磁体外、闭合，磁体外N到到S磁体内磁体内S到到N3、非实际存在、非实际存在4、不相交、不相切、不相交、不相切2 电流磁场的确定方法右手安培定则电流磁场的确定方法右手安培定则安培定则安培定则：判断电流产生磁场的法则（两种不同形式）：判断电流产生磁场的法则（两种不同形式）从前向后看？从前向后看？从下向上看？从下向上看？从前向后看（剖面图）？从前向后看（剖面图）？从左向右看？从左向右看？从前向后看？从前向后看？从上向下看？

6、从上向下看？立体图立体图平面图平面图画画想象想象基本技能：基本技能：3 几种电流周围的磁场分布几种电流周围的磁场分布直线电流的磁场直线电流的磁场特点特点：无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越弱：无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越弱立体图立体图 横截面图横截面图 纵截面图纵截面图 判定：安培定则判定：安培定则 通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场特点特点：与条形磁铁的磁场相似，管内为：与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场匀强磁场且磁且磁场由场由S极指向极指向N极，管外为非匀强磁场。极，管外为非匀强磁场。立体图立体图 横截面图横截面图 纵截面图纵截面图 判定：安培定则判定：安培定则 立体图立体图 横截面

7、图横截面图 纵截面图纵截面图 判定：安培定则判定：安培定则 环形电流的磁场环形电流的磁场特点特点：环形电流的两侧是：环形电流的两侧是N极和极和S极且离圆环中心越远极且离圆环中心越远磁场越磁场越弱弱。4地球的磁场：地球的磁场与条形磁铁的磁场地球的磁场：地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有三个相似，其主要特点有三个(1)地磁场的地磁场的N极极在地球在地球南极南极附近，附近，S极极在地球在地球北极北极附近，磁感线分布如图附近，磁感线分布如图11.1-1所示所示(2)地磁场地磁场B的水平分量的水平分量(Bx)总是从地球南极指向地球北总是从地球南极指向地球北极，而竖直分量极，而竖直分量(By)在

8、南半在南半球垂直地面向上，在北半球球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下垂直地面向下(3)在赤道平面上，距离地球在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北应强度相等，且方向水平向北NS最早发现电流也能产生磁场的科学家是谁？最早发现电流也能产生磁场的科学家是谁？奥斯特奥斯特【总结】【总结】导线应当导线应当南北方向南北方向放置，若放置，若东西方向东西方向放置则导放置则导线产生的线产生的磁场和地磁场和地磁场在统磁场在统一直线上一直线上【例题】在重复奥斯特的电流磁效应【例题】在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便且效果明显，通实验时，为使实验方

9、便且效果明显，通电直导线应电直导线应 ( )A平行于南北方向，位于小磁针上方平行于南北方向，位于小磁针上方B平行于东西方向，位于小磁针上方平行于东西方向，位于小磁针上方C平行于东南方向，位于小磁针下方平行于东南方向，位于小磁针下方D平行于西南方向，位于小磁针下方平行于西南方向，位于小磁针下方A【例题【例题】对于磁感线的认识，下列说法中对于磁感线的认识，下列说法中正确的是正确的是 ( )A磁场是由磁感线组成的磁场是由磁感线组成的B画出磁感线的地方一定存在着磁场，没画出磁感线的地方一定存在着磁场，没画出磁感线的地方一定不存在磁场画出磁感线的地方一定不存在磁场C磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁感

10、线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向磁场方向D在有磁场的空间内，任何一点只能画出在有磁场的空间内，任何一点只能画出一条磁感线一条磁感线CD【例与练【例与练】如图所示，带负电的金属环绕轴如图所示，带负电的金属环绕轴 OO以角以角速度速度匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是（的位置是（ ）AN 极竖直向上极竖直向上 BN 极竖直向下极竖直向下CN 极沿轴线向左极沿轴线向左 DN 极沿轴线向右极沿轴线向右【例与练【例与练】如图所示，如图所示，a、b、c 三枚小磁针分别放在三枚小磁针分别放在通电螺线管的正上方、管内和右侧当这些小磁针静通电螺线管的正

11、上方、管内和右侧当这些小磁针静止时，小磁针止时，小磁针 N 极的指向是（极的指向是（ ）Aa、b、c 均向左均向左Ba、b、c 均向右均向右Ca 向左，向左，b 向右，向右，c 向右向右Da 向右，向右，b 向左，向左，c 向右向右CC三、磁场的描述（定量）三、磁场的描述（定量）定义：定义：一小段一小段通电直导线，通电直导线，垂直垂直磁感线磁感线放在磁场放在磁场某处某处时，时，受到的安培力受到的安培力F与与IL的比值称的比值称为为该处该处的磁感应强度的磁感应强度B。FBIL1、磁感强度、磁感强度B（3）方向：）方向：磁场方向磁场方向（2）定义式）定义式：此公式不是此公式不是决定式！决定式！（1

12、 1）物理意义：描述磁场）物理意义：描述磁场强弱强弱和和方向方向的物理量的物理量单位：特斯拉，简称：特，符号为单位：特斯拉，简称：特，符号为T.地磁场：地磁场：0.310-40.710-4T说明：说明：磁感应强度是用比值法定义的，其磁感应强度是用比值法定义的，其大小由磁大小由磁场本身的性质决定场本身的性质决定，与放入的直导线的电流，与放入的直导线的电流I的大小、的大小、导线的长短导线的长短l的大小无关的大小无关 垂直穿过垂直穿过单位面积单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应的磁感线条数等于该处的磁感应强度磁感应强度大的地方，磁感线强度磁感应强度大的地方，磁感线密密，反之亦然，反之亦然由定义式由定

13、义式 计算计算B时，时，通电导线必须垂通电导线必须垂直于磁场直于磁场；若通电导线平行放入磁场，则不受作用力，；若通电导线平行放入磁场，则不受作用力，但不能说该处磁感应强度为零磁感应强度的方向不但不能说该处磁感应强度为零磁感应强度的方向不是通电导线所受磁场作用力的方向，而是与作用力的是通电导线所受磁场作用力的方向，而是与作用力的方向垂直方向垂直 FBIl电荷在电场中一定受静电力作用，电荷在电场中一定受静电力作用，而电流在磁场中不一定受作用力而电流在磁场中不一定受作用力2、匀强磁场、匀强磁场定义：在磁场的某个区域内，各点的磁感应强度大定义：在磁场的某个区域内，各点的磁感应强度大小、方向都相同的磁场

14、；小、方向都相同的磁场；磁感线特点：是一磁感线特点：是一组平行且等间距的直线组平行且等间距的直线；存在：存在：a.两个相距很近的两个相距很近的异名异名磁极之间，磁极之间，b.通电长通电长直螺线管内部：如图所示直螺线管内部：如图所示磁场的叠加磁场的叠加: :空间某点如果同时存在两个以上电空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场流或磁体激发的磁场, ,则该点的则该点的磁感应强度磁感应强度是是各各电电流或磁体在该点流或磁体在该点激发的磁场的激发的磁场的磁感应强度的磁感应强度的矢量和矢量和, ,满足矢量运算法则满足矢量运算法则. .【例与练【例与练】在等边三角形的三个顶点在等边三角形的三个顶点

15、a、b、c处，各处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图。过的恒定电流，方向如图。过c点的导线所受安培力的点的导线所受安培力的方向方向( )A.与与ab边平行，竖直向上边平行，竖直向上B.与与ab边平行，竖直向下边平行，竖直向下C.与与ab边垂直，指向左边边垂直，指向左边D.与与ab边垂直，指向右边边垂直，指向右边C【例与练】有一小段通电导线，长为【例与练】有一小段通电导线，长为1 cm，电流强度，电流强度5 A，把它置于磁场中，受到的磁场力为，把它置于磁场中，受到的磁场力为0.1 N，则该处，则该处的磁感应强度的磁

16、感应强度B一定是一定是( )A.B=2T B.B2 TC.B2T D.以上情况均可能以上情况均可能3、磁、磁通通量量（1）定义：磁场中穿过磁场某一面积）定义：磁场中穿过磁场某一面积S的的磁感线磁感线条数条数，用，用表示表示（2 2）定义式：）定义式：=BS=BS（4）对此定义式的理解：）对此定义式的理解：a 、适用匀强磁场；适用匀强磁场；b 、B和和S垂直；垂直；C、S为磁场实际占有的面积为磁场实际占有的面积d、 与线圈匝数无关与线圈匝数无关单位：单位：韦伯韦伯，符号，符号Wb，1 Wb1 Tm2.说明：磁通量是标量，但有正负，其正负代表磁感线说明：磁通量是标量，但有正负，其正负代表磁感线是正

17、穿还是反穿，若正穿为正，则反穿为负是正穿还是反穿，若正穿为正，则反穿为负（5）对磁通量的理解）对磁通量的理解BS的含义的含义BS只适用于磁感应强度只适用于磁感应强度B与面积与面积S垂直的情况当垂直的情况当S与垂直于与垂直于B的平面间的的平面间的夹角为夹角为时，则有时，则有BScos.可理解为可理解为B(Scos)，即，即等于等于B与与S在垂直于在垂直于B方向上投影面方向上投影面积的乘积如图所示；也可理解为积的乘积如图所示；也可理解为(Bcos)S，即，即等于等于B在垂直于在垂直于S方向上的分量与方向上的分量与S的乘积的乘积S不一定是某个线圈的真正面积，而不一定是某个线圈的真正面积，而是是线圈在

18、磁场范围内线圈在磁场范围内的面积如图所的面积如图所示，示，S应为线圈面积的一半应为线圈面积的一半面积面积S的含义：的含义：多匝线圈的磁通量：多匝线圈内磁通量的大小与线多匝线圈的磁通量：多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关，因为不论线圈匝数多少，穿过线圈的磁圈匝数无关，因为不论线圈匝数多少，穿过线圈的磁感线条数相同，而磁感线条数可表示磁通量的大小感线条数相同，而磁感线条数可表示磁通量的大小合磁通量求法合磁通量求法若某个平面内有不同方向和强弱的磁场共同存在，当若某个平面内有不同方向和强弱的磁场共同存在，当计算穿过这个面的磁通量时，先规定某个方向的磁通计算穿过这个面的磁通量时，先规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，平面内各个方向的磁量为正，反方向的磁通量为负，平面内各个方向的磁通量的通量的代数和代数和等于这个平面内的合磁通量等于这个平面内的合磁通